Der Herzstückbereich der Weiche ist durch einen unstetigen Radüberlauf gekennzeichnet. Bei starren Herzstücken kommt es innerhalb eines kurzen Bereichs, beim Überlauf des Rads von Flügelschiene und Blockspitze und umgekehrt, zu einer hohen Belastung der Herzstückkomponenten. Das neu entwickelte Herzstück der voestalpine Turnout Technology Germany GmbH, Bauart Ultra High Performance Crossing kurz UHPC schafft Abhilfe.
Die Herzstückinnovation UHPC verwendet im Überlaufbereich geschmiedete Flügelblöcke aus dem verschleißarmen Werkstoff Chrom-Bainit (CrB 1400) um diesen hochbelasteten Bereich dauerhaft standzuhalten.
Anstelle gewalzter Schienenprofile kommen geschmiedete Flügelblöcke und Blockspitze zum Einsatz, um die hervorragende Performance des Chrom-Bainit zu nutzen. Durch die Herstelltechnologie, hauptsächlich spanende Bearbeitung, lässt sich eine exakte Überlaufkontur herstellen, dadurch werden Eigenspannungen durch das Biegen und Knicken und die dafür notwendige Wärmeeinleitung vermieden. Wodurch auch eine mögliche Fahrflächenoptimierung an den Flügelblöcken möglich ist.
Bei der Herzstückinnovation Bauart UHPC werden die Verschraubungen durch die Einbringung von Formschlusselementen unterstützt bzw. entlastet. Die Formschlusselemente übernehmen damit die Abtragung der Längskräfte aus dem Gleis.
Die Schraube ist innerhalb des Formschlusselements angeordnet, aber freigedreht. Dadurch ist sichergestellt, dass in keinem Fall Biege- und/oder Scherspannungen auf die Schraube wirken können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass beim Einsatz des Flügelblockes die Gestaltung nicht auf das Schienenprofil begrenzt ist. Die Möglichkeiten, in Bereichen von auftretenden kritischen Spannungen, einzugreifen sind deutlich erhöht. So können Widerstandsmomentensprünge und damit einhergehende Spannungsspitzen vermieden werden.
Am Herzstück der Bauart UHPC wurden mehrere Untersuchungen betreffend einer möglichen Flügelschienenüberhöhung und deren Auswirkung auf das Überlaufverhalten des Rades durchgeführt.
Folgende Testszenarien wurden untersucht:
Die genauen Erläuterungen der Untersuchung, die Erkenntnisse sowie mehr über die Betriebserprobung in der Versuchsstrecke der DB Netz AG können Sie im Artikel rechts nachlesen.
Durch die Verwendung von geschmiedetem Blockmaterial können bisherige Einschränkungen aufgehoben werden. Größere Querschnitte ergeben eine Vielzahl an Gestaltungsmöglichkeiten zur Verbesserung der Konstruktion von starren Herzstücken.
Anzumerken ist auch, dass die Materialgüten nicht auf die Verwendung von Chrom-Bainit für die Blockspitze und Flügelblöcke beschränkt sind. Es können ebenfalls die Materialgüten 350 HT sowie 400 HT eingesetzt werden.
Natürlich wird bei den Kollegen der voestalpine Turnout Technology Germany laufend weitergeforscht. Beispielsweise an optimierten Überlaufgeometrien, mit Berücksichtigung von frästechnisch hergestellten Überhöhungen.