Moderne Vier-Schwellen- Stopftechnologie - Plasser & Theurer

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1 Bahnanlagen + Instandhaltung werden erheblich reduziert. Der Außenstrang wird über einen Auslegerarm in Teleskopausführung mit Hebezeug und einer Zusatzheberollenzange mitgehoben. Die Heberollenzange ist über eine Anlenkführung und einen eigenen Zusatzhebezylinder mit der Maschine verbunden. Durch die spezielle Hydrauliksteuerung wird gewährleistet, dass die Zusatzhebung synchron mit der Haupthebung arbeitet. Die maximale Hebekraft der Zusatzhebeeinrichtung beträgt 60 kN. Abb. 8 stellt die Hakenschraubenkräfte einer konventionellen Zwei-Punkt-Hebung im Hauptgleis einer modernen Maschine mit Drei-Punkt-Hebung gegenüber. Wie dem Bild zu entnehmen ist, kann bei konventionellen Maschinen eine Überdehnung der Hakenschrauben auftreten, wie dies auch durch Versuche nachgewiesen wurde. Die Kräfte variieren mit dem Weichengewicht Abb. 8: Vergleich der Hakenschraubenkräfte einer konventionellen Zwei-Punkt-Hebung mit einer Drei- Punkt-Hebung 42 | EIK 2011 je Meter. Die Weichen mit engeren Radien weisen teilweise höhere Laufmetergewichte als die Hochgeschwindigkeitsweichen mit größeren Radien auf. Wesentlichstes Merkmal der Maschine mit Vier-Strang-Stopfung sind die vier Stopfaggregate mit Doppelschwenkpickel. Die außen liegenden Stopfaggregate sind auf Teleskopauslegern montiert und werden so weit ausgeschwenkt, dass der abzweigende Strang mitgestopft werden kann. 6.1.1 Nachweis reduzierter Weichenbeanspruchung mit Hilfe der Finiten Elemente-Methode (FEM) Der FEM-Berechnung wurde die Geometrie der Unimat 4S zugrunde gelegt. Als Betonschwellenweiche wurde eine EW 60-750 1 : 14 mit einer mittleren Hebung von 50 mm ausgewählt. Der Gleisrost wurde mit Hilfe von Balkenelementen nachgebildet. Um die elastische Gleisbettung in einem linearen Modell nachbilden zu können, wurden elastische Federn mit der der Bettung entsprechenden Steifigkeit definiert. Zwischen Schiene und Schwelle wurde eine starre Verbindung angenommen. Die Schwellen wurden vereinfacht mit durchgehend konstantem Querschnitt gewählt. Um einen Fehlbetrag im Eigengewicht auszugleichen, wurden entlang der Weiche Massenelemente angeordnet. Um den Verlauf der Hebekräfte längs der Weiche bestimmen zu können, wurden sieben Hebestellen ausgewählt. An den Hebestellen 1 – 6 wurden Drei-Punkt-Hebungen berechnet, an den Hebestellen 5 – 7 Zwei-Punkt-Hebungen (Abb. 9). Wie dem Diagramm zu entnehmen ist, arbeitet bei der konventionellen Zwei-Punkt- Hebung der innen wirkende Hebezylinder hebend (rote Linie), während der außen liegende (feldseitige) Hebezylinder eine abstützende Kraft nach unten ausüben muss (orange Linie), damit die Weiche in Balance gehalten werden kann. Bei der Drei-Punkt- Hebung wird die notwendige Hebekraft auf 031_052_Lichtberger.indd 42 02.11.10 10:21
Abb. 9: Theoretischer Verlauf der Hebe kräfte bei der Zwei-Punkt- und Drei-Punkt-Hebung alle drei Hebepunkte gleichmäßig aufgeteilt. Als Resultat verringert sich die maximale Hebekraft (grüne Linie) um die Hälfte, damit einhergehend ist eine schonendere Behandlung der Schienenbefestigungen und der übrigen Weichenkomponenten (Schiene, Schwelle etc.) 6.2 Lasergesteuerte Drei-Punkt-Hebung Bei manchen modernen Weichen (Butzbacher Weichenwerke) werden die ursprünglichen Langschwellen als zwei Schwellenteile ausgeführt, die über ein elastisches Gelenk verbunden sind. Mit einer „normalen“ Drei- Punkt-Hebung würde der Schwellenteil im abzweigenden Strang ungesteuert gehoben werden. Beim Arbeiten in „normalen“ Betonschwellenweichen greift der 3. Hebepunkt nicht exakt an der gleichen Langschwelle an wie die Haupthebung. Damit auch der dritte Gleisstopfen Hebepunkt im abzweigenden Strang synchron gehoben werden kann, wird am Hebe-Richtmesswagen der Hauptmaschine ein Rundumlaser angebracht (Abb. 10). Dieser befindet sich genau in der Haupthebeebene. Mit diesem Rundumlaser wird eine Laserebene erzeugt, die parallel zur Haupthebeebene der Weiche im durchgehenden Strang ist. Auf der Zusatzhebeeinrichtung am abzweigenden Strang wird ein Laserempfänger angebracht (siehe Abb. 11). Dieser gibt Steuersignale, die auf den Hydraulikzylinder der Zusatzhebeeinrichtung wirken und hebt bzw. senkt sich so lange, bis die Zusatzhebezange das abzweigende Gleis auf die gleiche Ebene wie vom Laser vorgegeben gebracht hat. Der abzweigende Strang wird so, wie jene des durchgehenden Stranges, in die gleiche Ebene gebracht. Damit wird die Weiche eben gehalten und gestopft. EIK 2011 | 43 031_052_Lichtberger.indd 43 02.11.10 10:21 1
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