DE69317025T2

DE69317025T2 - Einbau einer beweglichen Herzstückspitze in einer Kreuzung langer geschweisster Eisenbahnschienen und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE69317025T2
Application number: DE69317025T
Authority: DE
Inventors: Frederic Hege; Gerard Testart
Original assignee: COGIFER Compagnie Generale dInstallations Ferroviaires SA
Current assignee: COGIFER Compagnie Generale dInstallations Ferroviaires SA
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-09-01
Also published as: GR940300051T1; CA2105901A1; ES2056769T1; EP0587517B1; TW240268B; GR3035720T3; DE69317025T3; KR100252372B1; KR940007302A; FR2695662A1; GR3026420T3; CA2105901C; ES2056769T3; DE587517T1; EP0587517A1; EP0587517B2; HK1005208A1; US5366184A; ATE163311T1; ES2056769T5

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Verlegung von Schienensträngen und insbesondere Kreuzungsherzstücke und hat eine Lagerung bzw. Einspannung der beweglichen Spitze an einem Träger eines Kreuzungsherzstücks langer geschweißter Eisenbahnstränge zum Gegenstand.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Einspannung.
Ein solcher Träger besteht im allgemeinen aus einem einstückigen Element, das vorzugsweise aus Stahl oder Mangan hergestellt ist, und einem Element, das von Schienen gebildet wird, die mit dem einstückigen Teil verschweißt oder auf beliebige andere Art verbunden werden, wobei das Element mit unterlegten Halteplatten versteift wird.
Die Einspannung der beweglichen Spitze an dem Träger ist insbesondere bei Vorrichtungen mit integrierten langen Schienensträngen von Bedeutung, da diese durch das Darüberfahren von Fahrzeugen Vertikalkräften und durch Temperaturschwankungen in den langen geschweißten Schienen Zug- oder Druckkräften ausgesetzt sind.
Aus dem Dokument EP-A-0 365 450 ist eine Einspannung der beweglichen Spitze in den Träger eines Kreuzungsherzstücks langer geschweißter Schienen bekannt, welcher Träger aus zwei Elementen besteht, und zwar einem einstückigen Element und einem aus zwei Schienen bestehenden Element, das mit der beweglichen Spitze durch eine Klebeverbindung verbunden ist. Eine mechanische Verbindung zwischen der beweglichen Spitze und den beiden Schienen des Trägers ist auch aus AT-A-343 711 bekannt.
Ferner beschreiben die Dokumente EP-A-0 282 796 und EP-A-0 298 950 eine mechanische Verbindung zwischen der Spitze und den Flügeischienen eines Kreuzungsherzstücks mit fester Spitze.
Die in diesen diversen Dokumenten propagierten Lösungen ermöglichen jedoch keine dauerhafte Aufnahme der Druck- oder Zugkräfte, die durch die Ausdehnung der langen geschweißten Schienen entstehen.
Die vorliegende Erfindung will diesem Nachteil abhelfen und schlägt eine Einspannung der beweglichen Spitze an dem Träger eines Kreuzungsherzstücks langer geschweißter Schienen vor, die eine dauerhafte Verbindung zwischen den einzelnen Elementen herstellt und jegliche Bruchgefahr der Einspannvorrichtungen ausschließt.
Hierzu ist die Einspannung der beweglichen Spitze an einem Träger eines Kreuzungsherzstücks langer geschweißter Schienen, wobei die Einspannung die Übertragung der Schienenausdehnungskräfte auf den Träger erlaubt und dabei die durch das Befahren durch Fahrzeuge erzeugten Kräfte aufnimmt, wobei der Träger aus zwei Elementen zusammengesetzt ist, und zwar einem einstückigen Element und einem aus zwei Schienen bestehenden Element, das mit dem einstückigen Element verschweißt oder auf beliebige andere Art verbunden ist, und wobei die Verbindung zwischen der beweglichen Spitze und dem aus zwei Schienen bestehenden Element des Trägers durch eine im wesentlichen mechanische Verbindung mittels Bolzen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein großer Teil der durch die langen geschweißten Schienen erzeugten Zug- oder Druckkräfte durch die Reibung von Distanzstücken übertragen wird, die mit der beweglichen Spitze und dem aus zwei Schienen bestehenden Element des Trägers fest verbunden sind und sich auf dem Grund des Schienenstegs abstützen, sowie dadurch, daß die Restspannung von gespaltenen Stiften aufgenommen wird, die mit hochwiderstandsfähigen Bolzen zusammenwirken, die an den Distanzstücken, den Schienen und der beweglichen Spitze festgespannt sind, und zwar so, daß die Verbindungsbolzen nur einer Zugbeanspruchung ausgesetzt sind.
Die Erfindung hat ferner ein Verfahren zur Herstellung der Einspannung zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine vorläufige Phase der Montage der einzelnen Elemente der beweglichen Spitze und des Trägers des Kreuzungsherzstücks und eine endgültige Phase der Anbringung wegnehmbarer mechanischer Verbindungsvorrichtungen umfaßt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, die beispielhaft und nicht erschöpfend ist. In der Zeichnung gilt:
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kreuzungsherzstück mit beweglicher Spitze;
Fig 2 ist eine vergrößerte Draufsicht auf den Einspannungsbereich ist,
Fig. 3 ist eine Schnittansicht nach A-A der Fig. 1;
Fig. 4 ist eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht ist, wobei die beiden Schienen des Trägerelements voneinander beabstandet, und
Fig. 5 und 6 zeigen analog zur Ansicht der Fig. 3 Ausführungsvarianten der Erfindung.
Nach der Erfindung und wie besonders in den beiligenden Figuren 1 bis 4 beispielhaft gezeigt, ist die Einspannung der beweglichen Spitze 1 an dem Träger 2 eines Kreuzungsherzstücks langer geschweißter Eisenbahnschienen zu ersehen, wobei die Einspannung die Übertragung der Schienenausdehnungskräfte auf den Träger erlaubt und dabei die durch das Befahren durch Fahrzeuge erzeugten Kräfte aufnimmt, wobei der Träger 2 aus zwei Elementen zusammengesetzt ist, und zwar einem einstückigen Element 2' und einem aus zwei Schienen 3 und 4 bestehenden Element 2", das mit dem einstückigen Element 2' verschweißt oder auf beliebige andere Art verbunden ist, und wobei die Verbindung zwischen der beweglichen Spitze 1 und dem aus zwei Schienen 3 und 4 bestehenden Element 2" des Trägers durch eine im wesentlichen mechanische Verbindung mittels Bolzen 7 hergestellt wird. Diese Einspannung zeichnet sich dadurch aus, daß ein großer Teil der durch die langen geschweißten Schienen erzeugten Zug- oder Druckkräfte durch die Reibung von Distanzstücken 5 und 6 übertragen wird, die mit der beweglichen Spitze 1 und dem aus den beiden Schienen 3 und 4 bestehenden Element 2" des Trägers fest verbunden sind und auf dem Grund des Schienenstegs abgestützt sind, sowie dadurch, daß die Restspannung von gespaltenen Stiften 11 und 12 aufgenommen wird, die mit hochwiderstandsfähigen Bolzen 7 und 8 zusammenwirken, die an den Distanzstücken 5 und 6, den Schienen 3 und 4 und der beweglichen Spitze 1 festgespannt sind, und zwar so, daß die Verbindungsbolzen nur einer Zugbeanspruchung ausgesetzt sind.
Die mechanische Verbindung zwischen der beweglichen Spitze 1 und dem aus den beiden Schienen 3 und 4 bestehenden Element 2" des Trägers wird vorteilhafterweise mittels Distanzstücken 5 und 6 hergestellt, die einerseits an der beweglichen Spitze 1 mittels hochwiderstandsfähiger Bolzen 7 und andererseits an den Schienen 3 und 4 des Elements 2" des Trägers 2 mittels hochwiderstandsfähiger Bolzen 8 befestigt sind (Fig. 2). Die Distanzstücke 5 und 6 sind jeweils in Form eines Paars von Profilen 5', 5" und 6', 6" ausgeführt, die sich auf dem Grund des Schienenstegs abstützen und Laschenverbindungsanschlußflächen im Hinblick auf das Festspannen der hochwiderstandsfähigen Bolzen freigeben, die eine hohe direkte Reibungskraft zwischen den Schienenstegen ermöglichen, wobei die Profile 5', 5" und 6', 6" jedes Paars miteinander jeweils durch Stege 9 und 10 verbunden sind.
Die hochwiderstandsfähigen Bolzen 7 und 8 wirken mit den Profilen 5', 5" und 6', 6" der Distanzstücke 5 und 6 und mit den Schienen 3 und 4 mittels gespaltener Stifte 11 und 12 aus Federstahl zusammen, die einerseits als Hülsen für die Bolzen 7 und 8 dienen, deren Köpfe 8' über Teile 13 an die Außenseiten der Schienen 3 und 4 anliegen, und deren Muttern 7" und 8" und die Köpfe 7' der Bolzen 7 über Unterlegscheiben 14 an die Profile 5', 5" und 6', 6" der Distanzstücke 5 und 6 anliegen, und andererseits als Scherstück gegen Längskräfte, und zwar durch Aufnahme der Längsbeanspruchungen im Falle eines Versagens der Reibung.
Die gespaltenen Stifte führen durch die Schienen 3 und 4 und die bewegliche Spitze 1, und zwar mittels Bohrungen, deren Durchmesser kaum kleiner ist als die der Stifte. So sind die Längsbewegungen der Schienen in bezug auf das kreuzungsherzstück sehr stark eingeschränkt. Ferner werden die Längsscherkräfte von den gespaltenen Stiften 11 und 12 aufgenommen, so daß die hochwiderstandsfähigen Bolzen 7 und 8 nur einer Zugbeanspruchung ausgesetzt sind.
Die Distanzstücke 5 und 6 übertragen durch Reibung der Spitze 1 an dem Träger 2 einen großen Teil der durch die langen geschweißten Schienen erzeugten Zug- oder Druckkräfte. Der Rest dieser Kräfte wird durch die Scherfestigkeit der gespaltenen Stifte 11 und 12 aus Federstahl aufgenommen, die Hülsen für die Bolzen 5 und 6 bilden.
Im Labor mit einem Sicherheitskoeffizienten von 1,5 durchgeführte Versuche, bezogen auf die als größtmöglich angesehenen Kräfte und mit einer Differenz von 45ºC bezogen auf die Gleichgewichtstemperatur langer geschweißter Schienen haben ergeben, daß 80 % der Zug- oder Druckbeanspruchung durch die Reibung am Grund des Schienenstegs und 20 % von den gespaltenen Stiften 11 und 12 aufgenommen werden.
Die erfindungsgemäße Einspannung ist so vorgesehen, daß die Stifte 11 und 12 im Falle eines Versagens der Reibung die Gesamtbeanspruchung durch Scherwirkung aufnehmen können.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Einspannung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine vorläufige Phase der Montage der einzelnen Elemente der beweglichen Spitze 1 und des Trägers 2 des Kreuzungsherzstücks und eine endgültige Phase der Anbringung lösbarer mechanischer Verbindungsvorrichtungen umfaßt.
In seiner vorläufigen Phase besteht das Verfahren darin, die Profile 5" und 6" an der Spitze 1, das Profil 5' an der Schiene 3 und das Profil 6' an der Schiene 4 zu befestigen, die Spitze 1 und die Schienen 3 und 4 präzise zu positionieren, die Stege 9 und 10 in Position zu bringen und sie jeweils mit den Profilen 5', 5" und 6', 6" durch Schweißpunkte zu verbinden, dann die Stege 5, 6 durch Abspreizen der Schienen 3 und 4 voneinander hinzulegen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, und schließlich die Stege 9 und 10 endgültig zu verschweißen.
Die endgültige Phase des Verfahrens besteht darin, die gespaltenen Stifte 11 und 12 einzusetzen sowie die Distanzstücke 5 und 6 anzubringen und diese mit Hilfe der hochwiderstandsfähigen Bolzen 7 und 8 zu befestigen.
Die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung ist auf ein Kreuzungsherzstück mit beweglicher Spitze anwendbar, dessen Spitze 1 und Schienen 3 und 4 eine unterschiedliche Höhe aufweisen, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt. Ebenso ist die Erfindung auf Konstruktionen anwendbar, deren Spitze 1 und/oder Schienen 3 und 4 aus Schienenprofilen mit asymmetrischem Querschnitt bestehen.
Dank der Erfindung kann die bewegliche Spitze 1 an dem Träger 2 eines Kreuzungsherzstücks langer geschweißter Schienen eingespannt und hohen Druck- und Zugkräften ausgesetzt werden, die durch Temperaturschwan kungen in den langen geschweißten Schienen entstehen.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausfühwngsform beschränkt. Abwandlungen bleiben möglich, insbesondere hinsichtlich des Aufbaus der diversen Elemente oder durch Ersetzen durch technische Äquivalente, ohne daß der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Lagerung einer beweglichen Spitze (1) an einem Träger (2) eines Kreuzungsherzstucks langer geschweißter Eisenbahnschienen, wobei die Lagerung die Übertragung von Beanspruchungen aufgrund einer Ausdehnung der Schienen auf den Träger erlaubt und dabei die Beanspruchungen aufgrund des Fahrzeugumlaufs aufnimmt, wobei der Träger (2) aus zwei Elementen zusammengesetzt ist, nämlich aus einem Einblockelement (2') und einem aus zwei Schienen (3, 4) bestehenden Element (2"), welches durch Verschweißen oder eine beliebige andere Form der Verbindung mit dem Einblockelement (2') verbunden ist und wobei die Verbindung zwischen der beweglichen Spitze (1) und dem aus zwei Schienen (3, 4) bestehenden Element (2") des Trägers durch eine im wesentlichen mechanische Verbindung mittels Bolzen (7) realisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil der durch die langen geschweißten Eisenbahnschienen erzeugten Zug- oder Druckbeanspruchung durch Reibung von Distanzstücken (5, 6) übertragen wird&sub1; die mit der beweglichen Spitze (1) und dem aus den zwei Schienen (3 und 4) bestehenden Element (2") des Trägers verbunden sind und sich am Grund der Innenseite der Schienen abstutzen und daß die restliche Beanspruchung durch geteilte Stifte (11 und 12) absorbiert wird, die mit den an den Distanzstücken (5 und 6), den Schienen (3 und 4) und der beweglichen Spitze (1) klemmend gehaltenen Bolzen hoher Festigkeit (7 und 8) derart zusammenwirken, daß die Verbindungsbolzen lediglich auf Zug beansprucht werden.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (5 und 6) einerseits mittels Bolzen hoher Festigkeit (7) an der beweglichen Spitze (1) und andererseits über Bolzen hoher Festigkeit (8) an den Schienen (3 und 4) des Elementes (2") des Trägers (2) befestigt sind.

3. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (5, 6) jeweils als Paar von Profilen (5', 5" und 6', 6") ausgebildet sind, welche sich am Grund der Innenseite der Schienen abstützen und Öffnungen für eine Laschenverbindung zum Verspannen der Bolzen hoher Festigkeit aufweisen, welche Laschenverbindung eine große Reibkraft Innenseite auf Innenseite erlaubt, wobei die Profile (5', 5" und 6', 6") eines jeden Paares untereinander jeweils mittels Stegen (9, 10) verbunden sind.

4. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilten Stifte (11 und 12), die mit den Profilen (5', 5" und 6', 6") der Distanzstücke (5 und 6) und mit den Bolzen hoher Festigkeit (7 und 8) Zusammenwirken, aus Federstahl bestehen und zum einen als Hülsen für die Bolzen (7 und 8) dienen, deren Köpfe (8') sich über Stücke (13) auf den Außenseiten der Schienen (3 und 4) und deren Muttern (7" und 8") sich ebenso wie die Köpfe (7') der Bolzen (7) auf den Profilen (5', 5" und 6', 6") der Distanzstücke (5 und 6) über Unterlegscheiben (14) abstützen und welche andererseits als Scherstücke bei Längsbeanspruchung dienen, indem sie die bei Überwindung der Reibkraft auftretenden Längsbelastungen aufnehmen.

5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilten Stifte die Schienen (3 und 4) und die bewegliche Spitze (1) über Öffnungen durchdringen, deren Durchmesser kaum kleiner sind als die Durchmesser der Stifte.

6. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einem Herzstück mit beweglicher Spitze verwendet wird, dessen Spitze (1) und Schienen (3 und 4) unterschiedliche Höhe besitzen.

7. Lagerung nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Konstruktionen angewandt wird, deren Spitze (1) und/oder Schienen (3 und 4) als Schienenprofile mit asymmetrischem Querschnitt ausgeführt sind.

8. Verfahren zur Erstellung der Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es eine vorläufige Phase der Montage der verschiedenen Elemente einer beweglichen Spitze (1) und eines Trägers (2) des Kreuzungsherzstücks sowie eine abschließende Phase der Anordnung mechanischer Mittel zur lösbaren Verbindung umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es in der vorläufigen Phase darin besteht, die Profile (5" und 6") zur Bildung der Distanzstücke (5 und 6) an einer Spitze (1), ein Profil (5') zur Bildung des Distanzstücks (5) an einer Schiene (3) eines Elementes des Trägers und ein Profil (6') zur Bildung des Distanzstücks (6) an einer Schiene (4) des genannten Elementes des Trägers zu befestigen, die Spitze (1) und die Schienen (3, 4) genau auszurichten, die Stege (9, 10) vorzulegen und jeweils mit den Profilen (5, 5" und 6', 6") durch Schweißpunkte zu verbinden, dann die Distanzstücke (5, 6) unter Spreizen der Schienen (3, 4) abzulegen und schließlich die Stege (9, 10) endgültig zu verschweißen

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß seine abschließende Phase darin besteht, die geteilten Stifte (11 und 12) in Position zu bringen, die Distanzstücke (5 und 6) anzusetzen und diese mit Hilfe von Bolzen hoher Festigkeit (7 und 8) zu befestigen.