EP2447418B1 - Thermische Isolierung für Backenschienen einer beheizten Weiche - Google Patents

Thermische Isolierung für Backenschienen einer beheizten Weiche Download PDF

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EP2447418B1
EP2447418B1 EP11006307.0A EP11006307A EP2447418B1 EP 2447418 B1 EP2447418 B1 EP 2447418B1 EP 11006307 A EP11006307 A EP 11006307A EP 2447418 B1 EP2447418 B1 EP 2447418B1
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EP
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rail
insulation
foot
web
rail foot
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Christoph Klüh
Achim Gaiser
Jörtis Winkel
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Ruch Novaplast & Co KG GmbH
DB Netz AG
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Ruch Novaplast & Co KG GmbH
DB Netz AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
    • E01B7/24—Heating of switches
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise

Definitions

  • the invention relates to a device for thermal insulation of stock rails in heated points and a method for fixing the device.
  • This device is used in particular in railways, where in winter with a snow and / or ice covering on switches or switch parts is to be expected.
  • switches In order to maintain the functionality of switches, they are usually heated electrically in the winter months, depending on the prevailing weather, in the area of the tongues and closing devices in order to defrost ice and snow.
  • the cheek rails are usually heated by means of electrical heating rods. The energy used for heating is discharged into the environment over the entire surface of the rail, although it is needed only in the area between the stock rail and switch blade.
  • the device according to the invention according to claim 1 consists of two components.
  • the rail bridge insulation isolates the rail web and parts of the rail head.
  • the rail foot insulation prevents heat loss through the rail foot from being lost in the track bed or sleepers.
  • Both components are made of heat-insulating insulating material of suitable thickness and density.
  • the rail foot insulation surrounds the rail foot in such a way that it projects beyond the height of the sides of the rail foot.
  • the rail bridge insulation is shaped so that it rests positively on both the rail head and on the top of the rail foot.
  • the shape of the two components is so matched to each other and to the shape of the rail profile that the rail bar insulation rests on the rail also on the Schienenfußisoltechnik and is thus clamped between the rail head, rail and constitutionalfußisolmaschine. So that the point heater can be mounted on the rail bridge, the rail bridge insulation contains correspondingly designed recesses on the rail web side facing.
  • the rail foot encompassing rail foot insulation is guided around the rail foot so far that it protrudes above the rail foot to the rail web.
  • the stop for clamping the rail bridge insulation on the rail foot is slightly displaced in the direction of the rail web. Due to the constructive clamping effect generated in the rail web insulation, this fixes itself during assembly by itself.
  • This structural design of the rail foot insulation prevents the rail web insulation from sliding through the mechanical influences from railway operation.
  • Claim 2 describes an advantageous embodiment of claim 1.
  • the height of the rail bridge insulation is chosen so large that it extends to the height of the rail head top. She lies consistently on the rail head form-fitting. This results in a large contact surface between the rail web insulation and rail head.
  • the thermal insulation components of the cheek bar insulation are advantageously made of foamed plastic, e.g. Polypropylene (EPP) with suitable density.
  • EPP Polypropylene
  • This material has good thermal and mechanical properties. They are inexpensive to produce by suitable methods in mass production.
  • the rail bridge insulation between the rail head, rail foot and rail foot insulation is clamped. Before inserting the rail bridge insulation necessary recesses for mounting obstacles are incorporated into this. After the rail bridge insulation has been mounted on the rail web, the rail foot insulation is mounted under the rail foot so that the rail foot insulation projecting above the rail foot serves as a lower stop for the rail web insulation.
  • the contact surface between rail web insulation and rail head is particularly advantageously provided with an adhesive so that after clamping the rail web insulation is fixed to the rail head in addition to the clamping force by the adhesive force.
  • the in FIG. 1 illustrated cheek bar insulation used on a switch. Both components are advantageously made of foamed plastic, for example polypropylene (EPP).
  • EPP polypropylene
  • the electrical Weichenloometti are attached to the jaw rail web (6) on the tongue rail side facing.
  • insulation (1) On the tongue rail remote from the side of the rail web railing insulation (1) is fixed, the length of which can be variably designed.
  • the length of the Schienenstegisoliertile is selected to 1.20 m.
  • the rail web insulating parts are approximately 25 mm to 35 mm on the rail foot (5) and approximately 35 mm to 45 mm below the rail head (7).
  • the insulation reaches in a thickness of about 20 mm up to the top of the rail.
  • the rail head (7) is first cleaned.
  • the rail web insulation parts (1) prepared, ie they are adjusted with recesses (4) to the mounting parts.
  • the rail bridge insulation (1) At the narrow point is the rail bridge insulation (1) at least 15 mm thick.
  • the adhesive is applied to the adhesive surfaces (3) of the rail bridge insulation (1).
  • the rail web insulation (1) provided with the aid of a suitable adhesive (advantageously a PUR 1 component adhesive) is now fastened so that it is glued to the side of the rail head (7).
  • the rail foot insulation (2) is mounted so that the rail bridge insulation (1) is simultaneously clamped in a form-fitting manner between the rail head (7), rail foot (5) and rail foot insulation (2).
  • the rail foot insulations (2) are in each case mounted in all insulated sleepers below the jaw rail foot.
  • the rail foot insulation (2) are about 0.13 m long in the rail longitudinal direction.
  • Per threshold compartment three rail foot insulation are introduced in this example. They encompass the rail foot (5) and are guided around the rail foot to the rail web (6) about 20 mm above the rail foot on the side of the rail web insulation. On the opposite side, the overlap is only about 6 mm to ensure easy mounting.
  • the bar rail insulation is easy to install and provides a robust thermal insulation with good thermal properties.
  • the insulation can be retrofitted to all points according to the rail shape.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Isolieren von Backenschienen bei beheizten Weichen und ein Verfahren zum Fixieren der Vorrichtung.
    Diese Vorrichtung wird insbesondere bei Schienenbahnen angewendet, bei denen im Winter mit einem Schnee- und/oder Eisbelag auf Weichen oder Weichenteilen zu rechnen ist.
    Zum Erhalt der Funktionsfähigkeit von Weichen werden diese in den Wintermonaten, in Abhängigkeit der vorherrschenden Witterung, im Bereich der Zungen und Verschlusseinrichtungen meist elektrisch beheizt, um Eis und Schnee abzutauen. Über die Länge des Anliegebereichs der Weichenzungen werden in der Regel die Backenschienen mittels elektrischer Heizstäbe erwärmt.
    Die zum Heizen verwendete Energie wird dabei über die gesamte Oberfläche der Schiene in die Umgebung abgegeben, obwohl sie nur in dem Bereich zwischen Backenschiene und Weichenzunge benötigt wird. Das bedeutet, dass ca. 70 % der Schienenfläche unnötig Energie abgibt.
    Gleichfalls wird durch Strahlung, Konvektion und bewegte Luft Wärmeenergie ungenutzt abgegeben.
    Die ungenutzt abgegebene Energie kann verringert werden, wenn Teile der Backenschiene thermisch isoliert werden. Hierfür ist in der DE 25 08 425 A1 eine Wärmeisolierung von Gleisweichen beschrieben, bei der die Eisenteile der Weichen mit einem wärmedämmenden Überzug, z.B. Polyester, versehen sind, ohne jedoch eine konkrete Befestigung anzugeben.
    Die JP 09025602 A beschreibt eine Weichenheizung, bei der die Heizelemente am Schienensteg der Backenschiene und am Schienenfuß der Zungenschiene jeweils von wärmedämmendem Material abgedeckt werden. Die Dämmelemente werden dabei von metallenen Feder-Halterungen festgeklammert. An der Backenschiene wird dabei die Halteklammer unter dem Schienenfuß herumgeführt.
    Eine ähnliche Befestigung der Wärmedämmung ist in der EP 2 182 114 A2 beschrieben. Auch hier halten federnde Spannklemmen, die um den Backenschienenfuß geführt sind, die Dämmelemente am Schienenfuß der Backenschiene.
  • Die im Stand der Technik bekannten Schienenisolierungen haben sich jedoch in der Praxis bezüglich ihrer thermischen und mechanischen Belastbarkeit nicht bewährt.
  • Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Backenschienenisolierung bereitzustellen, die einerseits akzeptable thermische Isoliereigenschaften bietet und andererseits den hohen mechanischen Belastungen im Gleisbereich standhält. Weiterhin soll die Backenschienenisolierung einfach zu montieren und bei bereits bestehenden beheizten Weichen leicht nachrüstbar sein.
  • Diese Aufgaben werden durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung und durch das in Anspruch 4 beschriebene Verfahren zum Fixieren der Vorrichtung gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 3.
    Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 5.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 1 besteht aus zwei Komponenten. Die Schienenstegisolierung isoliert den Schienensteg und Teile des Schienenkopfes. Die Schienenfußisolierung verhindert, dass Wärmeleistung über den Schienenfuß in das Gleisbett, bzw. die Schwellen verloren geht. Beide Komponenten bestehen aus wärmeisolierendem Dämm-Material geeigneter Dicke und Dichte. Die Schienenfußisolierung umgreift den Schienenfuß derart, dass sie an den Seiten des Schienenfußes über dessen Höhe hinausragt.
    Die Schienenstegisolierung ist so geformt, dass sie sowohl am Schienenkopf als auch auf der Oberseite des Schienenfußes formschlüssig anliegt. Die Formgebung der beiden Komponenten ist dabei so aufeinander und auf die Form des Schienenprofils abgestimmt, dass die Schienenstegisolierung auf dem Schienenfuß auch an der Schienenfußisolierung anliegt und dadurch zwischen Schienenkopf, Schienenfuß und Schienenfußisolierung festgeklemmt ist. Damit am Schienensteg die Weichenheizung angebracht werden kann, enthält die Schienenstegisolierung entsprechend ausgelegte Aussparungen auf der dem Schienensteg zugewandten Seite.
  • Hierbei wird die den Schienenfuß umgreifende Schienenfußisolierung um den Schienenfuß so weit herumgeführt, dass sie oberhalb des Schienenfußes zum Schienensteg hinragt. Dadurch ist der Anschlag zum Einklemmen der Schienenstegisolierung auf dem Schienenfuß etwas in Richtung zum Schienensteg hin verschoben. Durch die dadurch erzeugte konstruktive Klemmwirkung bei der Schienenstegisolierung, fixiert sich diese bei der Montage von selbst. Diese konstruktive Ausformung der Schienenfußisolierung verhindert, dass durch die mechanischen Einflüsse aus dem Bahnbetrieb die Schienenstegisolierung vom Schienenfuß gleitet.
  • Anspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Anspruchs 1. Gemäß Anspruch 2 ist die Höhe der Schienenstegisolierung so groß gewählt, dass sie bis zur Höhe der Schienenkopfoberseite ragt. Dabei liegt sie durchgehend am Schienenkopf formschlüssig an. Somit ergibt sich eine große Kontaktfläche zwischen Schienenstegisolierung und Schienenkopf.
  • Die Wäremedämmungs-Komponenten der Backenschienenisolierung bestehen gemäß Anspruch 3 vorteilhaft aus geschäumtem Kunststoff, z.B. Polypropylen (EPP) mit geeigneter Dichte. Dieses Material hat gute wärmedämmende und mechanische Eigenschaften. Sie sind mit geeigneten Verfahren in der Massenherstellung günstig herzustellen.
  • Gemäß Anspruch 4 wird die Schienenstegisolierung zwischen Schienenkopf, Schienenfuß und Schienenfußisolierung eingeklemmt. Vor dem Einsetzen der Schienenstegisolierung werden notwendige Aussparungen für Montagehindernisse in diese eingearbeitet. Nachdem die Schienenstegisolierung am Schienensteg montiert wurde, wird die Schienenfußisolierung so unter dem Schienenfuß montiert, dass die über den Schienenfuß ragende Schienenfußisolierung als unterer Anschlag für die Schienenstegisolierung dient.
  • Besonders vorteilhaft wird gemäß Anspruch 5, vor dem Anbringen der Schienenstegisolierung die Kontaktfläche zwischen Schienenstegisolierung und Schienenkopf mit einem Klebstoff versehen, sodass nach dem Einklemmen die Schienenstegisolierung am Schienenkopf zusätzlich zur Klemmkraft auch durch die Klebkraft fixiert wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Figur näher erläutert:
    • Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Ausgestaltung der Erfindung.
      Die über die Schienenfußhöhe hinausragenden Anteile der Schienenfußisolierung (2) sind vorteilhaft in Richtung des Schienenstegs (6) um den Schienenfuß (5) herumgezogen. Um den erforderlichen Raum für die Schienenbefestigungsklammern frei zu halten, ist die Schienenfußisolierung (2) vorteilhaft asymmetrisch bezüglich der Schienenmitte geformt. Die Seite mit der kurzen Nase ist für die der Zunge zugewandten Seite vorgesehen. Die Seite mit der langen Nase definiert an der Backenschienenaußenseite den Anschlag für die Schienenstegisolierung (1). Die Schienenstegisolierung (1) ist so geformt, dass sie, wenn sie fest an der Schienenfußisolierung (2) anliegt, auch gleichzeitig auf der Oberseite des Schienenfußes (5) und am Schienenkopf (7) formschlüssig anliegt.
      Die Schienenstegisolierung (1) ist vorteilhaft am Schienenkopf (7) bis hoch zur Schienenoberkante ausgeführt. Dies ermöglicht eine große Fläche (3) zum Verkleben mit dem Schienenkopf (7).
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die in Figur 1 dargestellte Backenschienenisolierung an einer Weiche verwendet. Beide Komponenten bestehen vorteilhaft aus geschäumtem Kunststoff, z.B. aus Polypropylen (EPP).
  • Die elektrischen Weichenheizelemente sind am Backenschienensteg (6) auf der der Zungenschiene zugewandten Seite befestigt. Auf der der Zungenschiene abgewandten Seite des Schienenstegs wird die Schienenstegisolierung (1) befestigt, deren Länge variabel gestaltbar ist. Vorteilhaft wird die Länge der Schienenstegisolierteile zu 1,20 m gewählt. Die Schienenstegisolierteile sind je nach Schienenform am Schienenfuß (5) etwa 25 mm - 35 mm und unterhalb des Schienenkopfes (7) etwa 35mm - 45 mm dick. An der Seite des Schienenkopfes (7) reicht die Isolierung in einer Dicke von etwa 20 mm bis hoch zur Schienenoberkante. Zur Befestigung der Schienenstegisolierung wird zunächst der Schienenkopf (7) gereinigt. Dann werden - soweit erforderlich die Schienenstegisolierteile (1) vorbereitet, d.h. sie werden mit Ausnehmungen (4) an die Einbauteile angepasst. An der schmalen Stelle ist die Schienenstegisolierung (1) dabei mindestens 15 mm dick. Nun wird an den Klebeflächen (3) der Schienenstegisolierung (1) der Klebstoff aufgebracht. Die mithilfe eines geeigneten Klebstoffes (vorteilhaft eines PUR 1-Komponentenklebstoffs) versehene Schienenstegisolierung (1) wird nun so befestigt, dass sie seitlich am Schienenkopf (7) festgeklebt ist. Abschließend wird die Schienenfußisolierung (2) montiert, so dass die Schienenstegisolierung (1) gleichzeitig zwischen Schienenkopf (7), Schienenfuß (5) und Schienenfußisolierung (2) formschlüssig eingeklemmt ist. Die Schienenfußisolierungen (2) werden dabei in allen isolierten Schwellenfächern jeweils unter dem Backenschienenfuß montiert. Die Schienenfußisolierungen (2) sind in Schienenlängsrichtung etwa 0,13 m lang. Je Schwellenfach sind in diesem Beispiel drei Schienenfußisolierungen eingebracht. Sie umgreifen den Schienenfuß (5) und sind oberhalb des Schienenfußes auf der Seite der Schienenstegisolierung noch etwa 20 mm um den Schienenfuß zum Schienensteg (6) hin herumgeführt. Auf der gegenüberliegenden Seite beträgt die Überdeckung nur ca. 6 mm zur Gewährleistung der einfachen Montierbarkeit.
  • Die Backenschienenisolierung lässt sich leicht montieren und bietet eine robuste Wärmedämmung mit guten thermischen Eigenschaften. Die Isolierung ist bei allen Weichen entsprechend der Schienenform nachrüstbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.
    Schienenstegisolierung
    2.
    Schienenfußisolierung
    3.
    Verklebung mit Schienenkopf
    4.
    Aussparung für Einbauteile
    5.
    Schienenfuß
    6.
    Schienensteg
    7.
    Schienenkopf

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum thermischen Isolieren der Backenschienen einer beheizten Weiche, bestehend aus einer Schienenstegisolierung (1) und einer Schienenfußisolierung (2) aus thermisch isolierendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass, im Einbauzustand,
    • die Schienenfußisolierung (2) um den Schienenfuß (5) herumgeführt ist, so dass sie die in Richtung Schienenkopf (7) weisende Oberfläche des Schienenfußes überragt, und dabei um den Schienenfuß (5) so weit herumgeführt ist, dass sie oberhalb des Schienenfußes zum Schienensteg (6) hinragt,
    • die Schienenstegisolierung (1) sowohl am Schienenkopf (7) als auch an der in Richtung Schienenkopf weisenden Oberfläche des Schienenfußes formschlüssig anliegt,
    wobei der in Richtung Schienenkopf (7) den Schienenfuß (5) überragende und zum Schienensteg (6) hin ragende Teil der Schienenfußisolierung (5) als Anschlag zum Festklemmen der Schienenstegisolierung (1) am Schienenfuß (5) dient.
  2. Vorrichtung zum thermischen Isolieren der Backenschienen einer beheizten Weiche gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Schienenstegisolierung (1) im Einbauzustand bis zur Höhe der Schienenkopfoberseite am Schienenkopf (7) formschlüssig anliegt.
  3. Vorrichtung zum thermischen Isolieren der Backenschienen einer beheizten Weiche gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Schienenstegisolierung (1) und/oder die Schienenfußisolierung (2) aus geschäumtem Kunststoff bestehen.
  4. Verfahren zum Montieren einer thermischen Backenschienenisolierung gemäß einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenstegisolierung zwischen Schienenkopf, Schienenfuß und Schienenfußisolierung eingeklemmt wird.
  5. Verfahren zum Montieren einer thermischen Backenschienenisolierung gemäß Anspruch 4, wobei die Schienenstegisolierung am Schienenkopf durch einen Klebstoff fixiert wird.
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