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März 2024 | 73. Jahrgang | Euro 39,00 | D 2722

3 | 2024

MIT
A
EXTR IAR
AUST
IM P U LS GE BE R FÜ R DA S S YS T E M B A H N
HOCHLEISTUNGSKORRIDORSANIERUNG
Präzise Planung und Koordinierungsind entscheidend

BAHNFORSCHUNG IN ÖSTERREICH
Forschungsvorhaben der Universität Innsbruck,
TU Graz, FH St. Pölten und TU Wien

SICHERHEIT FÜR BAHNTUNNELDie TSI SRT - Umsetzung von Änderungenaus der Durchführungsverordnung (EU) Nr. 2019/776

STROMABNEHMER
Einflussgrößen sowie Bewertung im
Zusammenwirken mit der Oberleitung

ON TRACK.
ZEIT FÜR EINENPARADIGMENWECHSEL© DVV Media Group GmbHPowered by TCPDF (www.tcpdf.org)

WISSENETR AUSTRIA

Instandhaltungsoptimierte Weiche der nächsten Generation – Verbesserte Qualität bei
gleichzeitiger Reduktion der Betriebskosten
Im Vergleich zu den Lebenszykluskosten sind die Anschaffungskosten einer Eisenbahnweiche relativ
gering. Über die Nutzungsdauer von rund 30 Jahren wird ein Großteil der Kosten vor allem durch
Instandhaltungsarbeiten bestimmt. Ein Konsortium bestehend aus voestalpine Railway Systems,
Getzner Werkstoffe, Kirchdorfer Concrete Solutions, ÖBB Infrastruktur und wissenschaftlichen Partnern,
wie Materials Center Leoben und Virtual Vehicle Research, hat im Rahmen des EU-Projektes Shift2Rail aneiner neuen, innovativen Weichengeneration gearbeitet. Ziel war es, die Instandhaltungskosten überdie Lebensdauer der Weiche zu reduzieren. Zu Beginn wurde eine umfassende Analyse der Kostentreiber durchgeführt, wobei sich herausstellte, dass neben dem Komponentenaustausch von Herzstücken
und Zungenvorrichtungen insbesondere Setzungen des Schotterbettes und Schotterzerstörungen im
Weichenbereich einen hohen Kostenanteil verursachen, da sie den Einsatz von Stopfmaschinen und
Bettungsreinigungsmaschinen erfordern. Im Rahmen des Projektes wurde durch den gezielten Einsatz
von aufeinander abgestimmten Polyurethan-Elastomeren, innovativen Schwellendesigns und elastisch
optimierten Befestigungssystemen in der Weiche eine neue Weichenbauart mit Hilfe von FE-Simulationsmodellen entwickelt und als Prototypenweiche im Netz der ÖBB eingebaut. Zum Nachweis derWirksamkeit der Maßnahmen wurde ein Messprogramm durchgeführt. Durch Messungen der
Schotterkontaktpressung (Schotterschonung) an der Schwellensohle und durch Einsenkungsmessungen konnten die Verbesserungen bereits im ersten Projektjahr nachgewiesen werden.
Dies lässt für die Zukunft einen geringeren Instandhaltungsaufwand erwarten.

EinleitungBei der Betrachtung der Lebenszykluskosten (LCC) einer Weiche spielen neben den
Herstellungskosten einer neuen Weiche
vor allem die Kosten eine wichtige Rolle.
Sie umfassen die Weicheninspektion, den
Austausch von Komponenten (z.B. Zunge
und Herzstück) sowie Instandhaltungskosten wie Schleifen, Entgraten, Stopfen und
Schotterwechsel, die durch die Einschränkung der Verfügbarkeit auch zu Betriebsbehinderungskosten führen [1]. Zu Beginn
des Projektes „Instandhaltungsoptimierte
Weiche“ wurde daher eine umfassende
Kostenanalyse auf Basis von Daten der ÖBB
Infrastruktur durchgeführt.
Diese Kosten sind in Bild 1 relativ zueinander dargestellt. Hier zeigt sich, dassneben den Aufwendungen für den Herzstücktausch und für den Tausch der Zunwww.eurailpress.de/etr© DVV Media Group GmbHPowered by TCPDF (www.tcpdf.org)

genvorrichtung, vor allem die Kosten fürdie Schotterbettreinigung wesentliche
Kostentreiber über den Lebenszyklus derWeiche sind.
Die Reinigung des Schotterbettes ist
typischerweise bis zu 1x während der Lebensdauer einer Weiche erforderlich, dadurch dynamische Beanspruchungen undhöhere Setzungsraten in der Weiche eine
Schotterzerstörung stattfindet, wobei der
Feinkornanteil im Schotter erhöht wird undsomit die Gleislage durch den Einsatz derStopfmaschine nicht mehr zufriedenstellend
lange gewährleistet werden kann. Die Kosten für den Einsatz der Stopfmaschine sindim Verhältnis gering, jedoch verursacht der
Einsatz der Stopfmaschine auch Betriebserschwerniskosten, weshalb eine ganzheitliche Optimierung der Weiche hinsichtlich der
Robustheit gegenüber Gleislageänderungenals äußerst sinnvoll erachtet wurde.

Dipl.-Ing. Uwe Oßberger
CTO Turnout & Fixations
voestalpine Railway Systems
GmbHuwe.ossberger@voestalpine.com

Michael Sehner, MSc
Entwicklungsingenieur
Getzner Werkstoffe GmbHmichael.sehner@getzner.com

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn.
Harald Loy
Institut für Infrastruktur, Intelligente Verkehrssysteme, Eisenbahnwesen, Univ. Innsbruckharald.loy@uibk.ac.at

ETR  |  März  2024  |  NR. 3

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ETR AUSTRIAWISSENzur Schotterbettreinigung. Ziel dieses Projektes war es deshalb auch, die Mechanik
der Weiche durch den Einsatz von alternativen Schwellendesigns und dem gezielten
Einsatz von ideal aufeinander abgestimmten Elastomerebenen zu verändern, um eine
gleichmäßigere Lastverteilung und örtlich
geringere Schotterpressungen zu erreichen.
Durch Validierungsmessungen sollte
die Wirksamkeit der Maßnahmen nachgewiesen werden.

Theorie zur Schotterschonung in der Weiche

1: Kosten für Instandhaltung

Ziel
Das Ziel des Projektes war es, eine neue Generation von Weichen im Schotteroberbau
zu etablieren, die hinsichtlich Instandhaltung zu einer signifikanten Verbesserung
der Lebenszykluskosten für den Infrastrukturbetreiber führt.
In Bild 2 sind jene Veränderungen oder
Schädigungen der Fahrbahn, die Instandhaltungsmaßnahmen auslösen, dargestellt.
Ein Teil der Schädigung und Verschlechterung der Fahrbahn hängt direkt mit dem
Rad-/Schienenkontakt zusammen, wobei
Schädigungen wie plastische Verformung,Rollkontaktermüdung (RCF) und Verschleiß
durch regelmäßiges Schleifen und Entgraten der Schiene wieder behoben unddadurch Materialausbrüche vermieden
werden können. Es wurde das Ziel verfolgt,
durch den Einsatz von höherwertigeren
Werkstoffen und verbesserten Designs
diese Schädigungsmechanismen zu reduzieren und dadurch eine Verlängerung derInstandhaltungsintervalle zu ermöglichen.
Die Beanspruchungen des Schotteroberbaus in der Weiche sind komplex, dasie einerseits durch dynamische Kräfte (dynamischer Radüberlauf in der Zunge und im
Herzstückbereich) sowie durch die Strukturmechanik der Weiche (asymmetrische Beanspruchung der Fahrbahn, lange Schwellen, Übergang von Langschwellen auf
Kurzschwellen am Ende des Herzbereichs)
keine gleichmäßige Lastabtragung in den

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Schotter ermöglichen. Ungleiche Lastverteilungen führen zu ungleichen Setzungen.
Setzungen wiederum führen zu Fehlern inder Gleislage, die folglich ein Stopfen desSchotters in der Weiche erfordern, bis hin

Eine verbesserte Lastverteilung mit geringeren Schotterpressungen in der Weichekann durch Designanpassungen, wie sie in
Bild 3 dargestellt sind, entscheidend beeinflusst werden.
Die spezielle elastoplastische PURSchwellenbesohlung dient als elastisches
Element unter der Schwelle und verringert die örtlichen Kontaktspannungender Schotterkörner mit der Schwelle. Das
hochelastische Befestigungssystem, die
Schwellenteilung und der Schienenquerschnitt haben einen wesentlichen Einfluss
auf die Bettung, da die Schiene als Biegeträger agiert und dadurch die Last auf mehrere Schwellen verteilt. Eine Verbreiterung

2: Schädigungsmechanismen der Weiche, die Wartung und Instandhaltung auslösen

3: Maßnahmen zur Optimierung des Lastverteilungsverhaltens der Weichewww.eurailpress.de/etr

WISSENETR AUSTRIA

4: FE-Weichenmodell (Uni Innsbruck, Getzner) zur Optimierung von Bettung und Überfahrt

der Schwellen verringert bei gleicher Lastebenfalls die Pressung auf den Schotter, dasich die Kraft auf eine größere Fläche verteilen kann.
Für die Auslegung einer optimierten
Steifigkeitsverteilung und eines optimierten Schwellendesigns, in den unterschiedlichen Weichenbereichen entsprechend
angepasst, stehen heute numerische Methoden wie die Finite-Elemente-Methodezur Verfügung, worauf im nächsten Abschnitt näher eingegangen wird.

Elastische Auslegung
Die elastische Bemessung und Optimierung einer Weiche verfolgt mehrere Ziele:
Die Überfahrt über die Weiche soll für das
Fahrzeug möglichst homogen sein. Dazu
soll die Einsenkung über die gesamte Länge der Weiche und über alle Komponenten hinweg möglichst gleich sein und sichnicht sprunghaft ändern. Dadurch können
die vom Fahrzeug eingebrachten dynamischen Kräfte gering gehalten werden.
Darüber hinaus soll die charakteristische
Länge der Biegelinie durch den gezielten
Einsatz von Elastomeren vergrößert werden, wodurch die Belastung der einzelnen Schienenbefestigungen und damit
auch die Belastung der Weichenunterseite
vermindert wird. Als weiteres Ziel soll die
direkte Belastung, also die Kontaktpressung der einzelnen Schotterkörner an der
Schwellenunterseite mit passenden Elastomeren reduziert werden.
Für eine solche Auslegung wird einnichtlineares FE-Weichenmodell, wie in
Bild 4 dargestellt, verwendet [2]. Das FEWeichenmodell wurde an der Universität
Innsbruck entwickelt und berücksichtigt
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die elastischen Ebenen dreidimensional.
Schienenbefestigung, Besohlung, Schotter und Untergrund werden als nichtlineare Feder-Dämpfer-Elemente behandelt.
Schienen, Herzstück, und Schwellen sindBeam- bzw. Solid-Elemente, wobei bei den
Schwellen zusätzlich die Größe der Schotterauflagefläche adaptiert werden kann.
Alle Elemente sind parametrisierbar undanpassbar, wodurch verschiedenste Geometrien und Optimierungsvarianten flexibel simuliert werden können.
Mit Hilfe des validierten FE-Berechnungsmodells konnten relevante Maßnahmen identifiziert werden, um die

Standardweiche, welche bereits mit angepassten Schwellenbesohlungen verschiedener Steifigkeiten ausgestattet war, weiter zu verbessern.
Unter dem Herzstück lässt sich generell mehr Schotterzerstörung beobachten. Daher wurden an dieser Stelle zwei
Maßnahmen definiert. Als erstes wurde
das Trägheitsmoments des Herzstücks erhöht, um die Lastverteilung in Längsrichtung zu vergrößern. Als zweite Maßnahme
kam eine neu entwickelt, hochelastische
Schienenbefestigung zum Einsatz, welche
die Lasterverteilung ebenfalls verbessert.
Zudem können damit die Schieneneinsenkungen im Herzbereich homogenisiert
werden. Bei den äußeren Fahrschienen im
Herzbereich wurde ebenfalls eine hochelastische Schienenbefestigung verwendet
und die Enden der Langschwellen (3800- 4200 mm lang) wurden auf einer Länge
von einem Meter von 300 mm auf 350 mm
verbreitert. Beide Maßnahmen reduzieren
die Schwellenpressung (Pressung/Druckin der Grenzschicht Schwellenunterseite
zu Schotter, oft auch als Schotterpressung
bezeichnet) in dem sie die Lastverteilung
verbessern und die Auflageflächen, auf diesich die Lasten verteilen, vergrößern. ImÜbergangsbereich von Langschwellen auf
Kurzschwellen, am Ende des Herzbereichs,
sind die ersten Schwellen nach den langen Schwellen aufgrund der beschränkten
Platzverhältnisse innen kürzer ausgeführt

5: Verlauf der Schieneneinsenkung durch die Weiche mit unterschiedlicher elastischer Optimierung

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ETR AUSTRIAWISSEN

6: Maßnahmen zur Verbesserung der Wartungs- und Instandhaltungskosten

als außen und deshalb leicht asymmetrischangeordnet. Daher kommt es bei der Zugüberfahrt zu einer Verkippung der Schwellen nach innen. Dies führt zu einer erhöhten Einsenkung, also einer Inhomogenität,
und einer erhöhten Schotterpressung indiesem Bereich. Bisher wurde diesem
Verhalten mithilfe unterschiedlich steifer
Schwellenbesohlungen entgegengewirkt.
Als neue zusätzliche Maßnahmen wurde
das gekürzte Ende der Schwelle um 50
mm verbreitert und die Schwellen mit den
Kurzschwellen des benachbarten Schienenstrangs gekoppelt.
In Bild 5 sind die Schieneneinsenkungen, die sich durch diese Maßnahmen bei
Zugüberfahrt ergeben, für beide Schienen
im Stammgleis (inklusive Herz) dargestellt.
Es sind zwei unterschiedlich steife Schienenbefestigungen abgebildet. Ziel war es
durch die richtige Wahl der Steifigkeit derelastischen Elemente die Schieneneinsenkungen auf ein möglichst konstantes Niveau zu bringen und dementsprechend zu
homogenisieren.

werden Zungenschienen der Qualität 400
UHC® HSH® in Form des asymmetrischen,selbstdetektierenden
Zungenschienenprofils 60E1A-SD verwendet. Die spezielle
Zungenschienenbearbeitung TOZ+ stellteine hohe Verschleißreserve im kritischen
Bereich des ersten lateralen Kontakts zwischen Rad und Zunge sicher. Die höhere
Verschleißreserve bewirkt einen höheren
Widerstand gegen Rissbildung und Zungenschienenausbrüche.
Die Zungenschienenprofilform 60E1ASD ist eine neue Profilform mit erhöhter
lateraler Steifigkeit. Bei der Entwicklung
wurde der Schienenkopf und die Schienenhöhe von der Standard-Profilform 60E1A1übernommen, jedoch der Zungenschienenfuß um 25 mm breiter gestaltet. Die

Verbreitung des Schienenfußes erhöht die
laterale Steifigkeit der Zungenvorrichtung
und verbessert die Eigenschaften des Stellsystems bei der Fremdkörperdetektion.
Dies führt zu einer geringeren Störempfindlichkeit und damit zur Erhöhung derVerfügbarkeit der Weiche. Bei den Weichenbauarten der ÖBB konnten durch den
Einsatz des verstärkten Zungenschienenprofils die Anzahl der Endlageprüfer zur
Lageüberwachung wesentlich reduziert
werden. Zur Zustandsüberwachung desStellsystems ist das Produkt zentrak SCM
im Weichenantrieb verbaut.
Die in der Weiche eingesetzten Regelschienen als auch Zungenschienen derGüte 400 UHC® HSH® zeigen im Vergleich
zu den Schienengüten R350HT oder R260
den höchsten Widerstand gegen Verschleiß
und Rollkontaktermüdung (RCF). Durchdas spezielle Wärmebehandlungsverfahren HSH® wird, wie in Bild 7 dargestellt, ein
geringer Härteabfall im Schienenkopf gewährleistet. Die guten Eigenschaften hinsichtlich RCF und Verschleiß sind deshalb
auch bei der bearbeiteten Zungenschiene
sichergestellt.
Im Bereich des Weichenherzes wurde
ein verstärktes Herzstück aus Hartmanganstahl entwickelt. Neben der Erhöhung desFlächenträgheitsmoments und des Widerstandsmoments zur Optimierung der Lastverteilung und Gewährleistung höherer
Durchbiegung wurde eine Schwellenteilungsunabhängigkeit durch eine kontinuierliche Bearbeitung des Fußes erreicht.
Im Herzbereich, als auch im Übergangsbereich von Langschwellen auf

Entwicklung einer neuen Weichenbauart
Im Rahmen des Projektes wurde nun eineneue Bauart, innerhalb der Projektgruppe
auch als Shift2Rail-Weichendemonstrator
bezeichnet, entwickelt und produziert, um
den Instandhaltungsaufwand zu reduzieren. Die am Beginn dieses Artikels in Bild 2beschriebenen Mechanismen, die Instandhaltung auslösen, wurden nun durch den
Einsatz neuer Technologien wie sie in Bild
6 gezeigt sind, adressiert.
Zur Verbesserung der Lebensdauer undZuverlässigkeit der Zungenvorrichtung

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7: 400UHC® HSH ® Schienengüte für Zungenschienenwww.eurailpress.de/etr

WISSENETR AUSTRIA

der Schwellenunterseite eingesetzt. Die Ergebnisse werden im Folgenden dargestellt.

Validierung

8: Produktion der instandhaltungsoptimierten Weiche für die ÖBB

Kurzschwellen, werden besohlte Breitkopfschwellen eingesetzt, deren Verbreiterung, jeweils am Schwellenendevon 300 mm auf 350 mm eine bessere
Lagestabilität und Lastabtragung gewährleisten. Um die Schwellenenden derKurzschwellen des geraden Stranges mit
jenen des abzweigenden Stranges zu
verbinden, wurde eine elastische Schwellenkopplung realisiert, die es erlaubt, dieeinzeln angelieferten Schienenstränge
miteinander zu koppeln.
Zur Umsetzung der gewünschten Elastizitäten in Schienen- und Weichenherzbefestigungssystemen wurde das System
ERL NG entwickelt. Dieses System erlaubt
eine hohe Variabilität der vertikalen Steifigkeit, während die Kippsteifigkeit der

9: Überleitstelle bei Atzgersdorf, ÖBBwww.eurailpress.de/etr© DVV Media Group GmbHPowered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Schiene hoch bleibt. Für die Sylodyn®Zwischenplatten im ERL NG-System ergab
die Vorauslegung mit Finiten-Elementen
eine optimierte nominale Nennsteifigkeit
von 25 kN/mm im Herzbereich und 60 kN/
mm im Radlenkerbereich. Allein durch Anpassung der Zwischenplattensteifigkeit im
Herzbereich wurde eine Reduktion der statischen Schotterpressung um 10 % erreicht.
Im Herzstückbereich, in der Region
der höchsten Stoßbeanspruchung wurde
je eine Schwelle als Sensorschwelle zum
Nachweis der Effektivität der Maßnahmen
ausgeführt. Neben Dehnmessstreifen, Beschleunigungsmesssensoren und Einsenkungsmessungen der Schwelle wurden
auch spezielle Sensorpads/Sensorelemente zur Messung der Schotterpressung an

Im Rahmen des Projekts wurden insgesamt
vier EW 60E1-500 1:12 Weichen auf der Südbahn in einer Überleitstelle bei Atzgersdorf
in Wien, wie in Bild 9 dargestellt, verbaut.
Weiche 1 (W1) und Weiche 4 (W4) waren
die innovativen Demonstratorweichen. Bei
Weiche 2 (W2) und Weiche 3 (W3) handelt
es sich um die besohlten Referenzweichen
in Standardbauform.
Zur Validierung der Maßnahmen wurdeeine Kampagne vergleichender Messungen zwischen den Demonstratorweichen
und den Referenzweichen geplant. Die Anordnung der eingesetzten Sensorik an der
Schwellenbesohlung ist in Bild 10 dargestellt. In den Weichen 1 bis 4 wurde je eine
Sensorschwelle zur Messung der Schotterkontaktpressungen direkt unterm Herzstück installiert [3]. Jede Sensorschwelle
besteht aus sechs gleichmäßig auf der
Schwellenunterseite verteilten Sensorelementen, die ausgehend vom Stammgleis
mit den Buchstaben A bis F durchnummeriert sind. Diese Sensorik kann mit einer
Auflösung von 0.5 cm² einzelnen Schottersteine und die von ihnen bei Zugüberfahrt
ausgeübten Kräfte sichtbar machen.
Des Weiteren wurden Dehnmessstreifen zur Messung der charakteristischen
Schwellenbiegemomente appliziert undauch ab Werk kalibriert. Entlang der Längsachse der Schwelle wurden die vertikalen
Beschleunigungen sowie temporär dievertikalen Einsenkungen an vier weiteren
Positionen gemessen.

10: Anordnung der Sensorik zur Messung der Schotterpressung im
Herzbereich

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ETR AUSTRIAWISSENschrieben und der Medianwert gebildet.
Die Spitzenpressungen waren bei der Demonstratorweiche um 32 % kleiner als bei
der Referenzweiche.
Die Daten zeigen sowohl eine Reduktion der Schwellenpressung als auch eine
Reduktion der Schotterkontaktspitzenpressungen – beides positive Veränderungen,welche entsprechend die Schotterzerstörung vermindern.
11: Pressungsverteilung auf der Schwellenunterseite bei einer Demonstratorweiche (oben) und einer
Referenzweiche (unten). Die verbreiterten Schwellenenden sind ersichtlich

12: Auswertung der Schotterpressungen im Herzbereich

Ergebnisse der Sensorschwellenmessung
Mithilfe der Sensorschwellentechnologie
war es möglich die Bettungsverhältnisse
der Schwelle unter der Herzstückspitze bei
Zugüberfahrt zu messen. In Bild 11 sind exemplarisch die Pressungsverteilungen unter einer Sensorschwelle in einer Demonstratorweiche und in einer Referenzweichedargestellt. Es ist die maximale Belastung
unter einer Lokomotive dargestellt, die auf
dem Stammgleis (über den Sensoren A bis
D) fährt. Es sind einzelne Schottersteine erkennbar und auch Bereiche, die keine Lastabtragen, wie direkt unter dem Herzstück,
wo die Schwelle nur eingeschränkt mit
Schotter unterstopft werden kann, sowie
unter der Schiene im Zweiggleis, wo es
sogar zu einer leichten Abhebung kommt(Sensor F). Um die Maßnahmen im Herzstück zu evaluieren, wurden die Sensoren
C und D genauer betrachtet. Über sieben
Messreihen, zwischen November 2020
und April 2023, konnte festgestellt werden,
dass die Kräfte in den Demonstratorweichen zwischen 49 % und 69 % kleiner waren als bei den Referenzweichen. Bei der in
Bild 12 dargestellten Einzelüberfahrt vom

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Mai 2022 war dieser Unterschied 58 %.
Zusätzlich zum Kraftunterschied, konnten
die dargestellten Pressungsspitzen ausgewertet werden. Dafür wurden jeweils die
10 höchsten Pressungspunkte der Sensoren C und D für jede Weiche herausge-

Ergebnisse der Einsenkungsmessungen
Neben der Messung der Kontaktspannungen zwischen Schwelle und Schotter wurde auch temporär eine Einsenkungsmessung der Sensorschwelle durchgeführt. Zur
Sicherstellung der Vergleichbarkeit, wurde
an der spitz befahrenen Referenzweiche
W3 und an der spitz befahrenen innovativen Weiche W4 in den Tagen nach der
Qualitätsstopfung die Einsenkung gemessen und statistisch eine Tagesbelastung
für Züge in gerader Befahrungsrichtung
ausgewertet. Die Ergebnisse für die beiden Weichen unterschiedlicher Bauform
sind in Bild 13 als Medianeinsenkung aller
Maximaleinsenkungen je Zug an diesem
Messtag ausgewertet.
Die Ergebnisse der Einsenkungsmessungen zeigen die Effektivität derelastischen Lagerung, Schwellenkopfverbreitung und höheren Flächenträgheitsmoments des Herzstücks. Während die
Referenzweiche die höchsten Schwelleneinsenkungen an der äußeren Fahrschienein der Geraden in der Höhe von 1.4 mm
zeigt, sind die Einsenkungen bei der inno-

13: Ergebnisse der Schwelleneinsenkungsmessungen bei Überfahrt im Stammgleis

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WISSEN

vativen Weiche im Bereich der Schwellenachse am höchsten, jedoch mit 0.7 mm
im Vergleich zur Referenzweiche um etwa
50 % geringer.
Aufgrund der geringeren Schwelleneinsenkung bei gleichem Stopfzustandbeider Weichenbauarten wiederholt sichauch bei dieser Messung das Ergebnis und
man kann von geringeren Beanspruchungen des Schotters bei der innovativen Weichenbauform ausgehen. Daraus abgeleitet
sind längere Stopfintervalle bzw. eine geringere Schotterzerstörung zu erwarten.

Zusammenfassung und Ausblick
Im Rahmen des EU-Projektes Shift2Rail ist
es in Zusammenarbeit zwischen voestalpine Railway Systems, Getzner Werkstoffe,
Kirchdorfer Concrete Solutions, ÖBB Infrastruktur und wissenschaftlichen Partnern
wie Materials Center Leoben und Virtual
Vehicle Research gelungen, instandhaltungsrelevante Verbesserungen für ÖBBStandardweichen zu simulieren/berechnen, zu entwickeln, umzusetzen und im
Feld zu validieren und die angestrebten
Verbesserungen nachzuweisen.
Im Bereich der Schotterschonung zeigten Messungen der Pressungen zwischen
Schwellen und Schotter, dass im sensiblen
Herzbereich eine deutliche Reduktion der
Kräfte (-49 % bis -69 %) und der Schotterkontaktspitzenpressungen (-32 %) erreicht
werden konnte. Beide Werte deuten darauf
hin, dass weniger Schotterabrieb, Schot-

ETR AUSTRIA

terbruch und damit weniger Feinkorn zu
erwarten ist.
Auch die Maßnahmen an der Zunge
mit der Einführung der Schienengüte 400
UHC® HSH® mit TOZ+ Bearbeitung unddem verstärkten Herzstück tragen der Forderung nach längerer Lebensdauer der
Komponenten und damit geringerem Instandhaltungsbedarf Rechnung.
Darüber hinaus konnten im Rahmender Messkampagne Daten generiert werden, die über die unmittelbare Validierung
der neuen Weiche hinaus in der Wissenschaft Verwendung finden. So konnte beispielsweise bereits ein Weichenmodell der
Chalmers University of Technology damit
kalibriert werden [4]. Laufende Analysen
lassen für die Zukunft weitere nützliche
Erkenntnisse erwarten.


Literatur[1] Landgraf, M.; Marschnig, S.: Towards a sustainablerailway infrastructure, 12th World Congress on Railway
Research 2019, Tokyo, Japan.
[2] Loy, H.; Kessler, M.; Augustin, A.; Sehner, M.; Quirchmair, M.: Switches & crossings: defined elasticity for new
turnout designs. Railway Engineering International,
Number 1, Edition 2022.
[3] Sehner, M.; Augustin, A.; Quirchmair, M.; Loy, H.:
Sensorschwellentechnologie: Ein Blick zwischen
Schwelle und Schotter. ZEVrail, Volume 147, Issue 8,2023, p. 284-290.
[4] Vilhelmson, H.; Palsson, B.; Nielsen, J.; Ossberger, U.;
Sehner, M.; Loy, H.: Development of a 3D solid finite
element model of a crossing panel and calibration tomeasurement data. The 28th IAVSD International Sym-—
railway
Diagnostic anD
Monitoring
conference2024—
17. + 18. april 2024
HoTEl MoNDial aM DoM, KölN

posium on Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks,21-25. August, 2023, Ottawa, Canada.
[5] Oßberger, U.; Sehner, M.: Die Entwicklung einer
instandhaltungsoptimierten Weiche im EU-Projekt
Shift2Rail, ÖVG-Weichentagung 2023, 21. November,
2023, Innsbruck, Austria.

Summary

Next-generation maintenance-optimised turnouts- improved quality and reduced operating costs atthe same time
As part of the EU Shift2Rail project, it has been possible to simulate/calculate, develop, implement andvalidate maintenance-relevant improvements forÖBB standard turnouts in the field and to demonstrate the desired improvements. In the area of
ballast protection, measurements of the pressures
between sleepers and ballast showed that a significant reduction in forces (-49% to -69%) and ballast
contact peak pressures (-32%) could be achievedin the sensitive frog area. Both values indicate thatless ballast abrasion, ballast breakage and therefore
fewer fines are to be expected.
The measures taken on the switch with the introduction of rail grade 400 UHC® HSH® with TOZ+
machining and the reinforced frog also fulfil therequirement for a longer service life of the components and thus lower maintenance requirements.
In addition, the measurement campaign generated data that will be used in science beyond
the immediate validation of the new turnout. For
example, it has already been used to calibrate aswitch model at Chalmers University of Technology [4]. Ongoing analyses suggest that further
useful findings can be expected in the future.

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