DE2752708C3 - Schienenherzstück aus Manganhartstahlguß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Herzstück aus Manganhartstahlguß für Schienenweichen oder -kreuzungen mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Herzstücke für Schienenweichen und -kreuzungen sind in Anbetracht der großen Fahrgeschwindigkeiten und der ständig wachsenden Verkehrsdichte hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Für solche Herzstücke hat sich ein Manganhartstahlguß im besonderen Maße bewährt. Wesentlich ist aber die gute Verbindung zwischen dem Herzstück und den anschließenden Regelschienen. Die günstigste Art der Verbindung ist die Verschweißung. Die Verschweißung solcher Manganhartstahlgußteile mit den Regelschienen bringt aber große Schwierigkeiten mit sich. Die Verbindungsstelle wird beim Schweißen erhitzt und für Manganhartstahl ist eine rasche Abkühlung erforderlich, um einen möglichst weitgehend austenitischen Gefügezustand zu erhalten, während für den schwach legierten Schienenstahl eine langsame Abkühlung erforderlich ist, um das Entstehen von Martensit- und Bainitgefüge zu vermeiden. Die konträren Bedingungen werfen große Probleme auf. Es wurde bereits versucht, die Verschweißung mit gesteuerter Wärmezufuhr, beispielsweise durch Elektrodenhandschweißung, durchzuführen. Es wurde auch versucht, die Wärmezufuhr minimal zu halten, was durch Anwendung von Laserstrahlen oder durch Elektronenstrahlschweißung möglich erscheint. Damit wird zwar die Erwärmung der miteinander zu verschweißenden Enden auf einen kleineren Bereich beschränkt, jedoch bleibt immer noch eine gewisse Erwärmung der Teile und damit das Problem bestehen, die konträren Bedingungen der Abkühlung zu erfüllen. Vor allem aber können solche Schweißverfahren an der Einbaustelle nicht durchgeführt werden. Es wurde weiters versucht, ein metallurgisch geeignetes Zwischenstück bzw. Anschlußstück mit dem Manganhartstahlgußstück durch Abbrennstumpfschweißung zu verschweißen und dieses Anschlußstück, welches als solches den Beanspruchungen durch den Fahrbetrieb nicht standhält, durch Auftragsschweißung mit einer Aufpanzerung zu versehen. Hierbei ist es möglich, für das Anschlußstück ein Material zu wählen, welches durch die rasche Abkühlung der Schweißstelle zwischen dem Anschlußstück und dem aus Manganhartstahlguß bestehenden Herzstück nicht geschädigt wird. Die Verbindungsschweißung mit der Regelschiene stellt dann kein Problem dar, da das mit der Aufpanzerung versehene Anschlußstück ohne weiteres langsam abgekühlt werden kann. Es bleibt aber doch der Nachteil bestehen, daß einerseits durch die Auftragsschweißung zum Zwecke der Aufpanzerung auch das

ι ο Manganhartstahlgußstück erhitzt wird, und zwar gerade an der am höchsten beanspruchten Fahrfläche, so daß dann wieder die Abkühlungsschwierigkeiten bestehen, und daß andererseits ein solches Verfahren infolge der erforderlichen Aufpanzerung umständlich und kostspielig ist Wenn man die Vorteile des Manganhartstahlgusses in bezug auf die Verschleißfestigkeit der Herzstücke ausnützen wollte, war man daher gezwungen, eine konventionelle Verlaschung anzuwenden. Solche konventionell verlaschte Schienenstöße sind daher derzeit für die Verbindung zwischen Herzstücken und Regelschienen üblich. Diese Verlaschung verhindert aber nicht die starken Verquetschungen der Enden der Regelschienen an den Herzstückenden und ist auch nicht betriebssicher. Bei solchen konventionellen Laschenverbindungen ist daher eine lautende Überwachung erforderlich und die Verbindungsstelle ist reparaturanfällig.

Aus der DE-OS 2142135 ist eine elektrisch isolierende Stoßverbindung von Eisenbahnschienen bekannt bei der beiderseits der Schienen in deren Laschenkammern angeordnete Laschen mit den Schienen verklebt und verschraubt sind. Derartige Verlaschungen weisen jedoch einen großen Platzbedarf auf. Das gleiche gilt für isolierte Laschen, wie sie beispielsweise dem DE-GM 18 94 748 zu entnehmen sind.

Manganhartstahlgußstücke sind nun lediglich für den Bereich des Herzstückes selbst erforderlich, und es wäre in keiner Weise erforderlich, lange Anschlußstücke.

welche große Gießformen und entsprechenden Materialverbrauch voraussetzen, zu verwenden. Wenn nun die Verbindung, wie bisher mit den Schienenenden in gleicher Weise erfolgen soll, wie dies für die Verbindung von Regelschienen bereits bekannt sein mag, sind aber lange Schienenanschlußenden am Herzstück erforderlich, um zwischen den divergierenden Schienenanschlußenden, insbesondere dann, wenn sie unter einem Winkel von höchstens 30° divergieren, noch hinreichend Platz für das Anbringen von Gegenmuttern und das Eingreifen von Werkzeugen zum Anziehen dieser Gegenmuttern zu schaffen.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine sichere Verbindung von Schienenenden mit den Schienenanschlußenden eines Herzstückes auch dann zu ermöglichen, wenn dieses Herzstück nicht in überflüssigerweise sehr lang ausgebildet ist. Die Erfindung zielt daher darauf ab, den Platzbedarf im freien Raum zwischen den divergierenden Schienenanschlußenden des Herzstückes für die Verlaschung zu verringern und auf die Art und Weise eine Verlaschung an näher der Herzstückspitze gelegenen Stellen zu ermöglichen, wodurch das Herzstück selbst kürzer bemessen werden kann. Die Verbindung dieses Herzstückes mit den Schienenenden soll in hierbei für Regelschienen an sich bekannter Weise mit durch Kunststoff geklebten und durch Schrauben verspannten Laschen hergestellt werden, weil sich auf diese Weise die oben angeführten Schwierigkeiten vermeiden

lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß die Laschen zwischen zwei Divergierenden Schienenanschlußenden Gewindebohrungen aufweisen, in welche die von Kopfschrauben gebildeten Verbindungsschrauben durch gewindelose Bohrungen der außen angeordneten Laschen und der Schienenstege hindurch eingeschraubt sind.

Hierdurch können die Laschen bereits näher der Herzstückspitze angebracht werden und das Manganhartstahlgußherzstück kann kürzer bemessen werden. Diese kürzere Bemessung des Manganhartstahlgußstükkes ergibt hierbei den Vorteil, daß die Gefahr von Brüchen herabgesetzt wird, da ja berücksichtigt werden muß, daß das Material der Schienenanschlußenden des Manganhartstahlgußherzstückes nach dem Abschrekken bis in den Kern hinein wesentlich härter ist als das Material der anschließenden Regelschiuie. Je länger diese Ausbildung der Schienenanschlußenden des Herzstückes ausfällt, desto größer würde auch die Bruchgefahr. Vor allem aber wird jede Wärmebeanspruchung des aus Manganhartstahlguß bestehenden Herzstückes vermieden. Wenn die anschließenden Schienenenden von den Enden der Regelschienen gebildet sind, so muß die Verbindung an der Einbaustelle im Geleise hergestellt werden. Dadurch aber, daß die geklebten Laschen zusätzlich noch durch Schrauben verspannt sind, genügen kürzere Zugfahrtpausen, um die Haltbarkeit der Klebung zu gewährleisten, da bei langsamer Fahrt die Schraubenverbindung die Kräfte übernimmt, auch wenn eine vollkommene Erhärtung des Kunstharzes noch nicht eingetreten ist. Es ist daher bei sorgfältiger Ausführung der Klebung die Sicherheit der Verbindung durchaus gewährleistet. Gegebenenfalls können aber die anschließenden Schienenenden auch von Anschlußstücken aus hochverschleißfestem Schienenstahl gebildet sein, deren vom Herzstück abgewendete Enden mit den Regelschienen verschweißbar sind. In diesem Fall kann die Klebung und Verschraubung im Herstellungswerk bei entsprechender Temperierung in staubfreien Räumen hergestellt werden, was unter Umständen gewisse Vorteile bildet, jedoch ist dann die Anschweißung der Regelschienen an der Einbaustelle erforderlich. Solche Anschlußstücke haben aber den Vorteil, daß sie einen Wärmepuffer bilden, durch welchen die Erhitzung des aus Manganhartstahlguß bestehenden Herzstückes verhindert wird. Bei entsprechender Länge solcher Anschlußstücke, wie beispielsweise bei einer Länge von etwa 25 cm, wird auch eine schädliche Erhitzung der Klebestelle beim Schweißvorgang vermieden.

Dadurch, daß die Länge des Herzstücke!;, welche bei solchen unter spitzem Winkel liegenden Snhienenanschlußenden an sich groß ist, verkürzt werden kann, wird die Gefahr von Verziehungen verringert und die Erzeugung der Herzstücke und der Transport derselben erleichtert. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil die Länge der zur Verfügung stehenden Wärmeöfen begrenzt ist

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert, welche die Verbindung von Regelschienen mit dem Herzstück zeigt

F i g. 1 zeigt ein Herzstück in der Draufsicht

F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie II-1I der F i g. 1.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie HI-III der Fig. 1.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 stellt 1 das Herzstück dar. 2 und 3 sind die Schienenanschlußenden des Herzstückes und 4 und 5 sind die angeschlossenen Regelschienen. Die Schienenanschlußenden 2 und 3 des Herzstückes 1 weisen in bezug auf Kopf und Steg das gleiche Profil wie die Regelschienen auf. Die Regelschienen 4 und 5 sind mit den Schienenanschlußenden 2 und 3 des Herzstückes 1 durch Laschen 6 und 7 verbunden, wobei die Laschen 7 die innen zwischen den Schienenanschlußenden 2 und 3 angeordneten Laschen sind. Die Verbindung erfolgt durch Klebung mit Kunstharz, beispielsweise mittels eines Gießharzes mit Füllstoffen, wie beispielsweise Epoxydharz mit Quarzmehl. Die Kugeldruckhärte des Gießharzes in erhärtetem Zustand soll 1500 kp/cm², vorzugsweise wenigstens 2000 kp/cm², betragen. Die Druckfestigkeit soll 1200 kp/cm², vorzugsweise wenigstens 1800 kp/cm², betragen. Es erscheint auch möglich, anstelle des Epoxydharzes einen Polyurethankunststoff zu verwenden.

Die Laschen 6 und 7 sind durch Kopfschrauben 10 miteinander verspannt. Die Laschen 7 sind mit Gewindebohrungen 11 ausgestattet, so daß die Laschen 7 selbst als Mutter wirken. Dies hat den Vorteil, daß in den schmalen zwischen den beiden Schienenanschlußenden 2 und 3 verbleibenden Raum 12 keine Muttern eingeführt werden müssen. Es wird dadurch möglich, die Anschlußstelle näher zum Mittelpunkt des Herzstückes 1 zu rücken und das Herzstück 1 kurzer auszubilden.

Zwischen den Laschen 6 und 7 und den Schienenanschlußenden 2 und 3 sowie den Regelschienen 4 und 5 sind Schichten 8 und 9 aus Kunststoff vorgesehen. Die Bohrungen 13 in den Laschen 6 und die Bohrungen 14 in den Stegen der Regelschienen 4 und 5 und der Schienenanschlußenden 2 und 3 weisen einen größeren Durchmesser auf als die Schäfte der Kopfschrauben 10. In dem dadurch gebildeten Ringraum befindet sich gleichfalls das zur Klebung verwendete Kunstharz. Gegebenenfalls können auch hier Büchsen aus isolierendem Material eingeführt sein. Die Köpfe der Schrauben 10 liegen an Unterlagsscheiben 15 aus isolierendem Material an. Auch in den Stoßfugen 16 zwischen den Schienenanschlußenden 2,3 und den Regelschienen 4,5 befindet sich eine Schicht des zur Klebung verwendeten Kunstharzes. Auf diese Weise wird eine elektrische Isolierung der Regelschienen 4 und 5 vom Herzstück 1 erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Herzstück aus Manganhartstahlguß für Schienenweichen oder -kreuzungen, dessen Schienenanschlußenden unter einem spitzen Winkel, insbesondere unter einem Winkel von höchstens 30° divergieren, wobei die Schienenanschlußenden des Herzstückes ein Profil aufweisen, welches zumindest zu einer Seite der Schienensymmetrale in bezug auf Schienenkopf und Schienensteg gleich dem Profil der anschließenden Schienenenden ir.t und die Schienenanschlußenden mit den anschließenden Schienenenden durch mit Kunststoff geklebte und durch Schrauben verspannte Laschen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (7) zwischen zwei divergierenden Schienenanschlußenden (2, 3) Gewindebohrungen (11) aufweisen, in welche die von Kopfschrauben (10) gebildeten Verbindungsschrauben durch gewindelose Bohrungen der außen angeordneten Laschen (6) und der Schienenstege hindurch eingeschraubt sind.