Zungenvorrichtungen

Zungenvorrichtungen aus dem Hause VAE bieten Qualität im Zug der Zeit. Die fahrdynamisch optimierte Geometrie des Überlaufes reduziert die auftretenden Kräfte und erhöht damit Fahrkomfort und Lebensdauer. Durch den Einsatz von hochverschleißtesten Werkstoffen in Verbindung mit modernsten Fertigungstechnologien ist eine praxisgerechte Umsetzung der aus Simultationsprogrammen und EDV-Unterstützung gewonnenen Erkenntnisse sichergestellt.

Produktion:

Die Herstellung der Zungenvorrichtung erfolgt nach den technischen Lieferbedingungen der UIC, ergänzt durch kundenspezifische Anforderungen und der jahrzehntelangen Erfahrung der VAE.

Zungenschienen können in einer Länge von 50 Metern und mehr, mit oder ohne Ausballung, in einem Stück gefertigt und geliefert werden.

Die Zungen werden für den Einbau aller gängigen Verschlußarten und Umstellvorrichtungen vorbereitet.

Standard für mittlere und hohe Belastungen ist der Werkstoff S 900 für Backenschienen und Zungen bzw. S 1100 für Backenschienen und S 900 für Zungen.

Gewalzte Schienen aus Hartmanganstahl (Mn 13) mit 12 - 14 % Mangangehalt zeichnen sich durch große Zähigkeit aus und verfestigen sich im Betrieb durch die Druck- und Schlagbeanspruchung zu einer äußerst verschleißfesten Lauffläche. Die Verbindungsschweißung mit Schienenstahl wurde mit einem patentierten Verfahren der VAE gelöst (Zwischenstückschweißung).

Schienen der Qualität HSH (Head Special Hardened) werden nach einem speziellen Wärmelbehandlungsverfahren erzeugt. Das feinperlitische Gefüge zeichnet sich speziell bei Rollkontakt durch hohen Verschleißwiderstand bei hoher Festigkeit und Dehnung aus.

WERKSTOFFE

Bezeichnung    Backenschiene    Zungenschiene    Festigkeit
S 900    x    x    min. 900 N/mm²
S 1100    x    -    min. 1100 N/mm²
HSH    x    x    1200-1300 N/mm²
Mn 13    x    x    700-1800 N/mm²

FEDERZUNGEN

Zungen aus speziellen asymmetrischen oder symmetrischen Zungenschienenprofilen werden am Ende auf das Regelschienenprofil ausgeballt. Die Ausballung liegt im eingespannten Bereich meist am Zungenende, wodurch Schweißungen im federnden Bereich vermieden werden.

Die Ausballungslänge kann dem jeweiligen Verbindungssystem - Isolierverlaschung, Notverlaschung - am Stoß angepaßt werden. Um die Stellkräfte zu mindern und die Biegelinie der Zunge zu beeinflussen, kann im Bereich der Federstelle der Fuß abgefräst werden.

FEDERSCHIENENZUNGEN

Zungen aus speziellem asymmetrischen oder symmetrischen Zungenschienenprotil werden am Ende auf das Regelschienenprofil ausgeballt und mit der anschließenden Regelschiene elektrisch stumpf-verschweißt. Die Schweißstelle liegt im federnd-elastischen Bereich der Zunge und wird mit Sicherheitslaschen gesichert. An den Regelschienen wird im Bereich der Federstelle der Fuß auf eine Länge von ca. 1 - 1,5 m abgefräst, um die Stellkräfte zu mindern. Gutes Biegeverhalten der Zunge - die Durchbiegung erfolgt nur im Bereich der Federstelle - durch ein günstiges horizontales Widerstandsmoment im Zungenschienenbereich und ein günstiges vertikales Widerstandsmoment auch im Bereich der Federstelle zeichnen diese Konstruktion aus.

ZUNGENAUSBALLUNG FÜR FEDER- UND FEUERSCHIENENZUNGEN

Die elastisch-federnde Durchbiegung der Zungen ergibt in Kombination mit den - den Anforderungen angepaßten - Werkstoffen eine moderne, unterhaltsarme Zungenvorrichtung, welche durch Verbiegen der Linienführung des Geleises angepaßt und in durchgehend verschweißte Geleise verlegt werden kann.

Ausballungslängen Zungenschienenprofil 150 - 600 mm.

WÄRMEBEHANDLUNG

Die verfahrensbedingte Zone des Festigkeitsabfalls im Übergangsbereich der Ausballung wird bei der VAE standardmäßig durch ein elektronisch gesteuertes Wärmebehandlungsverfahren eliminiert. Durch dieses patentierte Verfahren der VAE wird eine Dellenbildung auf der Lauffläche der Zunge vermindert.

WEICHENGLEITPLATTE

WARTUNGSARME WEICHENGLEITPLATTEN SYSTEM ECOGLISS

Auf das regelmäßige Schmieren von Weichengleitplatten wird in Zukunft aus Umweltschutzgründen mehr und mehr verzichtet werden müssen. Zudem wird der Einsatz von Wartungspersonal auf Hochleistungsstrecken aufgrund der damit verbundenen Gefahr nicht im selben Umfang wie bisher möglich sein. Der Einsatz von trockenlaufenden Gleitstühlen stellt somit eine ökologisch und ökonomisch richtige Möglichkeit dar, den Eisenbahnbetrieb an die geänderten Erfordernisse anzupassen.

Die Vorteile:

• lange Lebensdauer bei gleichbleibenden Gleiteigenschaften
• hohe Sicherheit im Betrieb, da keine Befestigungselemente verwendet werden
• universelle Verwendbarkeit für alle  Zungenkonstruktionen und bewegliche Herzspitzen
• leichte Montage und Demontage,  auch auf der Baustelle
• umweltverträglich
• wiederaufbereitbar
• verringerte Wartungskosten und Reinigungskosten durch Einsparung von Schmiermitteln
• keine Belastung des Grundwassers durch Schmiermittel
• mehr Sicherheit für das WartungspersonalDie Gleitelemente werden entsprechend den Kundenwünschen aus Spezialpolyamid mit gerichteten Kohlefasern oder aus einer Cu-AI-Gußlegierung mit eingebrachten Festschmierstoffen hergestellt.

KLAMMERVERSCHLUSS

Für die Sicherheit beim Bahnbetrieb ist ein zuverlässiges Stellsystem für Zungen und bewegliche Herzspitzen eine elementare Voraussetzung. Dieses System muß mit den sicherungstechnischen Einrichtungen wie Weichenantrieb und Zungenüberwachungseinrichtung kompatibel sein. Von der Fahrzeugdynamik hervorgerufene Schwingungen dürfen die Lage der Zunge und Herzspitzen nicht so verändern, daß Entgleisungsgefahr besteht. Die anliegende Zunge muß sicher an die Backenschiene festgehalten werden. Die abliegende Zunge muß so weit von der Backenschiene weggehalten werden, daß die für den Spurkranz erforderliche Durchgangsweite stets vorhanden ist.

Auch bei den beweglichen Herzspitzen müssen diese Anforderungen voll erfüllt werden.

Der Klammerverschluß ist eine Stellvorrichtung für Weichenzungen und bewegliche Herzspitzen, der allen Anforderungen, die an eine moderne Stellvorrichtung gestellt werden, voll entspricht.

Der Klammerverschluß kann bei allen Weichen und Kreuzungsweichen aller Schienen- und Bauformen als Stellvorrichtung verwendet werden. Um die Lagestabilität der Zunge bei Weichen mit großem Abzweigradius und überhöht verlegten Weichen zu optimieren, besteht die Möglichkeit in der Zungenvorrichtung mehrere Klammerverschlüsse hintereinander anzuordnen. Für Herzspitzen, welche federnd beweglich bzw. gelenkig gelagert sind, ist der Klammerverschluß ebenfalls als Stellvorrichtung geeignet.

Die Vorteile:

• jahrzehntelange Erfahrung
• unempfindlich gegen Spurerweiterung
• unempfindlich gegen Längsverschiebungen zwischen Zungen- und Backenschiene
• für höchste Geschwindigkeiten (über 250 km/h) und schwerste Achslasten (über 40 t) geeignet
• auffahrbar bei falscher Stellung der  Zungenvorrichtung bis zu Geschwindigkeiten von 30 km/h
• verwendbar mit allen bestehenden  Antriebs- und Zungenkontrollsystemen
• anwenderfreundliche Nachstellbarkeit durch Exzenterbolzen möglich

Im Betrieb treten Relativverschiebungen zwischen Zunge und Backenschiene auf, deren Größe von der Länge der nichteingespannten Zunge und von der Temperaturdifferenz abhängt.

Die Bauformen des Klammerverschlusses TEMPFLEX nehmen diese Relativverschiebungen wie folgt auf:

Bauform:    zul. Relativverschiebung
    I    +/- 10mm
    II    +/- 20mm
    III    +/- 50mm

INNERE BACKENSCHIENENBEFESTIGUNG

Für die Befestigung von Schienen werden häufig Federelemente verwendet. Bei Weichen sind auf der Innenseite der Backenschienen Gleitstühle angebracht, auf welchen die Weichenzungen gleiten. Im Bereich dieses Gleitstuhles sorgt die Befestigung der Backenschiene durch Federelemente mitunter für Schwierigkeiten. Die vorliegende Konstruktion stellt eine problemlose Vorrichtung zur federnden Befestigung von Backenschienen im Gleitstuhlbereich dar.

Die Wirkungsweise:

Der Gleitstuhl weist eine tunnelartige Ausnehmung auf, in die ein langgestrecktes, plattenförmiges Federelement in Richtung zur Backenschiene lose eingeschoben wird. Auf der Unterlagsplatte ist ein Anschlag aufgeschweißt, der mit dem der Backenschiene abgewendeten Ende des Federelements zusammenwirkt und dieses Federelement in der Betrielbslage auch bei auftretenden Erschütterungen sichert. Wenn das Federelement in seine Lage gebracht worden ist, wird ein Spannkeil in eine Querbohrung des Gleitstuhls durch Schläge auf sein verstärktes Ende eingetrieben. Auf diese Weise wird der mittlere Bereich des Federelements nach unten gespannt und der Fuß der Backenschiene mit ungefähr 11.800 N niedergehalten.

Die Vorteile:

• einfache und schnelle Montage und Demontage - falscher Einbau von Teilen ist nicht möglich
• Wegfall sämtlicher Abstützungen  und Sonderklemmplatten an der  Außenseite der Backenschiene
• keine Lageabhängigkeit von Bohrungen in den Backenschienen, daher problemlose Verbiegbarkeit  von Standardweichen auch zu  extremen Bogenweichen
• keine Wartungsarbeiten
• durch elastische Verspannung der Backenschiene wesentliche Erhöhung des Durchschubwiderstandes und der Rahmensteifigkeit auch bei hohen Geschwindigkeiten und großen Achslasten
• beidseitige Verspannung der Backenschiene in Plattenmitte
• Vermeidung von Plattenbrüchen

UMSTELLHILFE

Weichen gehören zu den wartungsaufwendigsten Teilen des Gleises, seien es die ständigen Schmierarbeiten oder auch die laufende Kontrolle, die für einen reibungslosen Betrieb erforderlich sind. Bei hohen Geschwindigkeiten treten zudem auch verstärkt Eigenbewegungen der Zungen auf, die die Verfügbarkeit der Weichen negativ beeinflussen, z.B. das Öffnen der Kontakte bei Zungenendlageprüfung.

Von der VAE wurde daher eine völlig neuartige Umstellhilfe konzipiert. Dieses wartungsarme System unterstützt die Stellbewegungen der Zungen derart, daß die Zungenschienen während der Umstellung von den Gleitstühlen gehoben und am Ende der Bewegung kraftschlüssig in den jeweiligen Endlagen gehalten werden.

Zudem wird bei diesen Umstellhilfen die Kraftkomponente so gewählt, daß sie einerseits eine Verbesserung der Anlage während des Betriebes gewährleistet, andererseits so gering gehalten wird, daß sie keine unzulässige Krafterhöhung am Stellantrieb der Weiche erzeugt.

Die Einzelteile dieser Ausführungsform sind universell für nahezu alle Schienenformen und jede Lage in der Zungenvorrichtung verwendbar.

Durch Umbau der Federelemente ist es möglich, entweder die Zungenanlage oder die Zungen in der abliegenden Stellung zu sichern. Dazu ist kein Austausch von Bauelementen erforderlich.

Bei speziellen Weichen können die einzelnen Umstellhilfen auch im Bereich des engsten Durchganges eingebaut werden, um diesen verläßlich zu erhöhen. Dies kann individuell erfolgen und benötigt, wie auch bei allen anderen Anwendungsfällen dieser Umstellhilfe, keine Anarbeitung an bereits eingebauten Einzelteilen der Zungenvorrichtung.

Das System zeichnet sich durch leichte Nachrüstbarkeit an Weichen, auch während des Betriebes, aus. Es wird keine Gleissperre benötigt; pro Element sind inklusive Endeinstellung nur ca. 15 Minuten zu veranschlagen. Eventuelle Gleiserhaltungs- und Verbesserungsarbeiten wie Stopfen etc. werden dabei nicht behindert.

FEDERWIPPE

Bei großbogigen Weichen ergeben sich zwangsläufig längere Zungenschienen, die im Bereich des engsten Durchgangs ein unregelmäßiges Umstellverhalten aufweisen. Die Federwippe hat die Aufgabe die Zungenschienen in ihrer Lage im kritischen Bereich zu stabilisieren. Es wird einerseits die abliegende Zunge genügend weit von der Backenschiene weggezogen, um eine genügend große Durchfahrtsrille zu erhalten, andererseits die anliegende Zunge an die Backenschiene gedrückt. Die Federwippe ist also eine Stellhilfe, welche die Sicherheit beim Befahren von Weichen wesentlich erhöht.

Anwendung:

In der Regel als Umstellhilfe für die Zungenvorrichtung von Weichen. Bei Weichen für untergeordnete Zwecke auch als Stellvorrichtung geeignet. Anstelle eines zusätzlich erforderlichen Hilfsverschlusses, der über Gestänge mit der Stellvorrichtung verbunden wäre.

Die Wirkungsweise, die Funktion:

Über die Stellvorrichtung am Weichenanfang werden die Zungenschienen bewegt. Bis zum halben Stellweg der Zungen wird eine Feder vorgespannt. Ab der Hälfte des Funktionsablaufes entspannt sich die Feder und hilft die Zungen in ihre Endlage zu bewegen. In der Endstellung wird die offene Zunge weggebogen und die anliegende Zunge an die Backenschiene gedrückt.

Die Vorteile:

• Einsparung eines zusätzlichen  Weichenverschlusses
• Wegfall von Verbindungsgestängen, dadurch freiere Stopfbarkeit der Weiche
• bei allen Typen von Umstellvorrichtungen anwendbar
• auffahrbar bis 30 km/h bei falscher Stellung der Zungenvorrichtung

RÜCKFALLWEICHEN

Durch den Einbau von Rückfallweichen können auch in unbesetzten Bahnhöfen oder bei Betriebsweichen Züge ohne Energie- und Zeitverluste kreuzen, da die sonst üblichen manuellen Weichenumstellungen durch das begleitende Zugspersonal entfallen.

Bei solchen Weichen, die im Zugsverkehr regelmäßig aufgefahren werden und nach Durchfahrt des Zuges selbsttätig wieder in die Grundstellung zurückgehen, werden Rückholzylinder verwendet.

Der Verschluß der Zungenvorrichtung einer solchen Weiche wird in seiner Endlage von dem Rückholzylinder mit einer definierten Federkraft festgehalten. Deshalb dürfen Rückfallweichen an der Grundstellung bei Einfahrten gegen die Spitze mit einer höheren Geschwindigkeit befahren werden. Bei Ausfahrten aus dem ablenkenden Strang einer Rückfallweiche wird die Zungenvorrichtung aufgefahren, wobei eine Auffahrgeschwindigkeit bis zu 30 km/h zugelassen ist. Die Überwachung und Anzeige der Zungenendlagen als Teil einer Fahrstraße erfolgt durch Lichtsignale, die von Zungenprüfkontakten aus gesteuert werden.

Bei Verwendung von Rückfallweichen ist der durch das Auffahren bedingte Verschleiß an den Spurkränzen der Fahrzeuge äußerst gering. Zur Schonung der Weichenzungen sind die Rückholzylinder mit einer Rückstellverzögerung ausgestattet.

Der Rückholzylinder ist zwischen Weichenbock (der in der Grundstellung durch ein Gleissperrenschloß verschlossen ist) und Weichenverschluß bzw. Weichengestänge angeordnet.