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Prellbock, insbesondere Bremsprellbock
Die Erfindung betrifft einen Prellbock, insbesondere Bremsprellbock, der auf den Fahrschienen angeordnet ist und bei dem die Fahrschienen mit zu ihnen parallel verlaufenden Verstärkungsträgern verbunden sind.
Nach der USA-Patentschrift Nr. 1, 122, 992 ist ein Festprellbock bekannt, der auf einem besonderen Trägerfundament angeordnet ist. Letzteres besteht aus mehreren Querträgern, die auf
Längsträgern ruhen, welche ihrerseits in einem Betonfundament eingelassen sind. Die Fahrschienen liegen bei diesem bekannten Prellbock auf den Querträgern auf, die nicht in der Lage sind, die beim Anfahren des Prellbockes vorkommenden Zugkräfte aufzunehmen. Da überdies die hier vorgesehene Gleisverstärkung mehr oder weniger stationär ist, d. h. nicht etwa schon im Werk mit dem Prellbock als eine Einheit herstellbar ist, kann eine solche Anordnung nicht befriedigen.
Es wird demnach denjenigen Prellböcken der Vorzug gegeben, die unmittelbar und ohne zusätzliche Kosten auf den ohnehin bereits vorhandenen Fahrschienen anzuordnen sind, wobei zu berücksichtigen ist, dass eine Gleisverstärkung, die schon im Werk mit dem Prellbock als eine Einheit verbunden ist, und deren Zuordnung nicht einmal einen Richtmeister benötigt, der vorbeschriebenen Gleisverstärkung zweifellos überlegen ist.
Aus dieser Erkenntnis heraus sind daher auch solche Prellböcke bekannt, bei denen Verstärkungsträger und Zwischenlage von Schwellen mit den Fahrschienen verbunden sind. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass man zu einer noch wirksameren Gleisverstärkung gelangen kann, die sich insbesondere durch eine bemerkenswerte Biegefestigkeit auszeichnet und sich im Bereich des Prellbockes ohne nennenswerten Aufwand herstellen lässt.
Im Zuge der Weiterentwicklung der Schienenfahrzeuge, die dahin tendiert, dass die Züge immer länger werden, wodurch die kinetische Energie des anrollenden Materials immer grösser wird, und ferner der Bremsweg, der zur Vernichtung der kinetischen Energie zur Verfügung gestellt werden kann, immer knapper wird, ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Prellbockanlagen, u. zw. sowohl an die Gleisbremsprellböcke als auch an die Festprellböcke. Die alten Verstärkungen für Prellbockanlagen sind diesen erhöhten Anforderungen oft nicht mehr in zufriedenstellendem Ausmass gewachsen. Mit dem Anwachsen des Arbeitsvermögens bei der Bremsung wächst auch die Beanspruchung der Fahrschiene, die ja bei der Brems- und Reibungsarbeit mitbenutzt wird.
Diesen erhöhten Beanspruchungen der Fahrschienen kann durch die bekannten Gleisverstärkungen in der Praxis nicht mehr entgegengewirkt werden. Bei einer modernen Prellbockanlage soll beispielsweise die eingesetzte Fahrschiene während des Bremsvorganges einer senkrechten Zugkraft von etwa 25 t gewachsen sein. Das Widerstandsmoment einer bekannten Gleisverstärkung, bei dem der Verstärkungsträger zur Unterkante der Fahrschiene mindestens in einem Abstand von einer Schwellenstärke liegt und mit der Fahrschiene nur an mehr oder weniger weit auseinanderliegenden Stellen verbunden wird, ist zur Aufnahme einer solchen
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Beanspruchung zu gering.
Der Versuch, die bekannten Verstärkungen dadurch zu verbessern, dass man den Höhenabstand zwischen Fahrschiene und Verstärkungsträger verdoppelte oder verdreifachte, um dadurch die Biegefestigkeit einer solchen Gleisverstärkung zu vergrössern, scheiterte, weil eine Anzahl anderer Schwierigkeiten, z. B. hinsichtlich der Verbindungselemente in Form von Klammern und Stahlblech, auftraten. Bei Überbeanspruchungen bogen sich solche Klammern infolge des beträchtlichen Höhenabstandes der Fahrschiene und des Verstärkungsträgers auf. Ferner macht sich als nachteilig bemerkbar, dass die Holzschwellen nicht immer die gleiche Stärke haben, sondern in ihren Abmessungen unterschiedlich sind. Hiezu kommt, dass das Schotterbett oft nicht ganz gleichmässig gestopft ist und eine Schwelle einmal höher liegen kann.
Auch die Stärke der Schwellen ist prinzipiell verschieden, je nachdem, ob Eisen-, Holz- oder Betonschwellen verlegt sind. Deshalb hängt das Widerstandsmoment der bekannten Gleisverstärkung von diesen äusseren Umständen ab und lässt sich oft nicht im voraus genau bestimmen. Ausserdem hat sich in der Praxis als nachteilig gezeigt, dass sich die Verbindungen zwischen Verstärkungsträger und Fahrschiene infolge von Verrottungen der Holzschwellen und möglichen Längsverschiebungen, wenn das Schotterbett längere Zeit nicht nachgestopft ist, lockern. Hiezu kommt, dass bei der bekannten Art die unter den Schwellen liegenden Verstärkungsträger ziemlich tief im Boden bzw. der Auskofferung eingebettet sind.
Dadurch ist einmal die Gefahr der Korrosion der Verstärkungsträger und der unteren Teile der Verbindungsmittel grösser, und anderseits treten bei Sonnenstrahlung sehr unterschiedliche Wärmeausdehnungen in der Fahrschiene und im Verstärkungsträger auf. Die bei der bekannten Art unter den Schwellen liegenden Verstärkungsträger dehnen sich bei Sonnenstrahlung weit weniger aus als die Fahrschienen. Daraus ergibt sich eine ständige Schwellbelastung der gegenseitigen Verbindungsmittel, die ebenfalls im Laufe der Zeit zu einer
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Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen Prellbock, insbesondere einen
Bremsprellbock, zu schaffen, der werkstattmässig vormontierbar und ohne nennenswerten Aufwand einsetzbar ist, sich unbeschadet dessen jedoch durch eine Gleisverstärkung auszeichnet, die der hohen
Beanspruchung bei Anfahrstössen an den Prellbock weitgehend Rechnung trägt. Zum Lösen dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Fahrschienen mit den Verstärkungsträgern zur Bildung biegesteifer Balken unmittelbar durchlaufend oder an eng benachbarten Schwellen verbunden sind, wobei die Verstärkungsträger vorzugsweise um ein Mass über die Stossfläche vor den Prellbock ragen, das mindestens so gross ist wie der grösste Abstand zwischen Pufferfläche und erster Achse der auflaufenden Fahrzeuge.
Bei oberflächlicher Betrachtung widerspricht diese erfindungsgemässe Massnahme den bisher zur Vermeidung der oben stehenden Nachteile eingeschlagenen Wegen, die darin bestanden, den Abstand zwischen Fahrschiene und Verstärkungsträger zu vergrössern, um einen biegungssteiferen Verbundträger zu erhalten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der erfindungsgemässe, anscheinend nachteiligere Weg zu ausserordentlich verbesserten Verstärkungen der Prellbockanlagen führt. Dadurch, dass nämlich Fahrschiene und Verstärkungsträger in enger Anlage an einer Vielzahl von Stellen miteinander verbunden sind und keine Schwellen mehr zwischengeschaltet sind, erhält man einen ausserordentlich starren Träger, bei dem praktisch keine gegenseitigen Längsverschiebungen mehr vorkommen.
Das durch Fahrschiene und Verstärkungsträger gebildete Element kann also eine weit höhere Zugkraft aufnehmen als die bekannten Verstärkungen. Die gegenseitigen Verbindungselemente übertragen die Beanspruchungen praktisch ohne Hebelarmwirkung. Auch unterschiedliche Wärmeanspannungen ergeben sich in weit geringerem Ausmass, da die Verstärkungsträger unmittelbar unter den Fahrschienen liegen und nicht vollständig von der Auskofferung bedeckt sind. Gemäss der Erfindung ist es auch erst möglich, Fahrschiene und Verstärkungsträger an beliebig vielen Stellen miteinander zu verbinden, da nicht mehr dazwischengelegte Schwellen stören. Natürlich umfasst die Erfindung auch solche Anordnungen, bei denen zwischen Fahrschiene und Verstärkungsträger eine gewisse Zwischenschicht aus irgendwelchen Materialien, z.
B. zum Zwecke einer Isolierung, angeordnet ist, wenn dadurch das erfmdungsgemässe Prinzip der verbesserten gegenseitigen Verbindung von Fahrschiene und Verstärkungsträger im wesentlichen erhalten bleibt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verstärkungsträger aus zwei mit ihren Köpfen aneinandergeschweissten Schienenprofilen besteht. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Fuss des unteren Schienenprofiles auf Querschwellen befestigt ist, wogegen der Fuss des oberen Schienenprofiles als Auflagefläche für den Fuss der Fahrschiene dient und mit dieser verschweisst ist.
An Stelle von Schienenprofilen kann auch vorgesehen sein, dass der Verstärkungsträger aus einem
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Doppel-T-Träger besteht, dessen unterer Flansch auf Querschwellen befestigt ist, wogegen der obere
Flansch als Auflagefläche für den Fuss der Fahrschiene dient und mit dieser verschweisst oder durch
Schienenklemmschrauben verbunden ist. Als zweckmässig hat sich erwiesen, wenn dafür gesorgt wird, dass die Verstärkungsträger durch Querriegel verbunden sind.
Schliesslich kann der Verstärkungsträger auch als Betonbalken ausgebildet sein, der über Ankerschrauben mit dem Fuss der Fahrschiene verspannt ist.
Das nach der Erfindung angestrebte Ziel wird mit Sicherheit dann erreicht, wenn die Verstärkungsträger eine Länge aufweisen, die grösser als die Länge des Bremsweges des Prellbockes zusammen mit dessen Baulänge ist, wobei die Verstärkungsträger bis über den nächsten vor dem Prellbock liegenden Schienenstoss hinausragen.
Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 bis 3 eine erste Ausführungsart der erfindungsgemässen Verstärkung bei einem Gleisbremsprellbock, u. zw. in Seitenansicht, Ansicht von oben und teilweise geschnittener Vorderansicht, Fig. 4 einen vergrösserten Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, auf eine andere Ausführungsart der erfindungsgemässen Verstärkung, Fig. 6 einen vergrösserten Querschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 5 ähnlich des Schnittes nach Fig. 4, Fig. 7 bis 9 eine dritte erfindungsgemässe Ausführungsart der Verstärkung bei einem Gleisbremsprellbock in Seitenansicht, Ansicht von oben und teilweise geschnittener Ansicht von vorn, Fig.
10 einen vergrösserten Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 7 und Fig. l1 einen vergrösserten Schnitt durch eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsart einer Verstärkung.
In den Figuren sind die beiden Fahrschienen mit--l--bezeichnet, wogegen das Stossdreieck des Gleisbremsprellbockes bzw. Festprellbockes mit --2-- bezeichnet ist. Die Bauart des Prellbockes selbst ist für die Erfindung belanglos und wird deshalb nicht genauer beschrieben. Es sei nur kurz erläutert, dass bei dem Gleisbremsprellbock nach den Fig. 1 bis 4 sich über die Länge des Stossdreieckes beiderseits, wie besonders deutlich aus Fig. 4 ersichtlich ist, ein umgekehrtes Schienenprofil-3-
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und dem Stossdreieck--2--z. B. zehn derartige Reibungselemente--6--angeordnet sind. Die Anzahl der Reibungselemente schwankt je nach der Konstruktion und den besonderen Umständen.
Jedes Reibungselement besteht, wie in Fig. 4 dargestellt ist, aus einem Bremshalter--7--, einem
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des Kopfes --14-- sich gegen die eine Unterschneidung des Kopfes --12-- der Fahrschiene - legt und die beiden Unterschneidungen beim Auffahren des nicht dargestellten Fahrzeuges liegend gegeneinander wirken.
Die vorstehenden Erläuterungen sollen nur zeigen, in welcher Weise die Fahrschienen --1-- bei solchen Gleisbremsprellböcken etwa beansprucht werden. Die erfindungsgemässe Verstärkung besteht bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäss Fig. 1 bis 4 aus folgendem : An dem Fuss-15der Fahrschiene ---1-- ist der Fuss --16-- eines als Verstärkungsträger dienenden Schienenprofiles - der Länge nach aufgeschweisst. Die Schweissnähte sind in Fig. 4 mit-18 und 19-bezeichnet.
Ferner ist an den nach unten weisenden Kopf-43--des Schienenprofiles-17--der Kopf - eines weiteren als Verstärkungsträger dienenden Schienenprofiles--20-der Länge nach angeschweisst. Die entsprechenden beiden Schweissnähte sind mit-21 und 22--bezeichnet. Der Fuss --23-- dieses Schienenprofiles-20--ist, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, auf Schellen --24-- auf übliche Weise befestigt. Ausserdem sind zwischen den Verstärkungsträgern-17--einige Querriegel - vorgesehen. Zu diesem Zweck sind beispielsweise Winkel--26--an den Steg des Schienenprofiles --17-- angeschweisst oder angeschraubt. Diese Winkel --26-- sind dann mit den Querriegeln -- 25-- mit Hilfe von Schrauben --27-- fest verbunden.
Die Querriegel--25-- können ebenfalls als Schienenprofile ausgebildet sein. Der Kopf --28-- eines solchen Schienenprofiles
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weist ebenfalls nach unten. Das Schienenprofil--25--entspricht im übrigen vollständig dem Schienenprofil-17--. Der Zwischenraum zwischen den Verstärkungsträgern kann, zumindest zwischen den untersten Verstärkungsträgern-20--, auf übliche Weise mit Schotter-29-
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In Fig. 5 und 6 ist wieder ein Gleisbremsprellbock gezeigt, dessen Stossdreieck mit--2bezeichnet ist. Auch die Fahrschiene ist in derselben Weise wie in den Fig. 1 bis 4 mit--l-- bezeichnet. Zwischen den Stossdreiecken--2--und den beiden Fahrschienen--l--ist wieder eine Mehrzahl von Reibungselementen--6--angeordnet. Die übrige Ausbildung der Gleisbremseinrichtungen ist jedoch etwas anders als bei der Art nach Fig. 1 bis 4. Wie Fig. 6 zeigt, ist eine Bremsschiene--32--angeordnet, die dem Schienenprofil--3--bei der Ausführungsart nach Fig. 1 bis 4 entspricht. Diese besteht ebenfalls aus einem umgekehrten Schienenprofil, bei dem jedoch ein Teil
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An dem Fuss --15-- der Fahrschiene --1-- ist zur Bildung der erfindungsgemässen Verstärkung ein Doppel-T-Träger --34-- der Länge nach angeschweisst, indem der eine Flansch --35-- dieses Doppel-T-Trägers mit dem Schienenfuss --15-- der fahrschiene --1-- verschweisst ist. Die beiden Schweissnähte sind mit-36 und 37-bezeichnet. Der andere Flansch --38-- des Doppel-T-Trägers--34--ist auf Schwellen--24--verlegt. Die beiden durch die Doppel-T-Träger
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bis vier Meter bzw. bis zu einer Stelle, die hinter der vordersten Achse eines aufgefahrenen Fahrzeuges liegt, vorgreift, u. zw. möglichst bis unter den nächsten Schienenstoss fasst, damit der Schienenstoss nicht abreisst.
Wenn auf der bezeichneten Länge schon die erste Achse des auflaufenden Fahrzeuges steht, so wird dadurch einem Hochbiegen der Fahrschienen durch das Achsgewicht entgegengewirkt. Bei bremsenden Gleisbremsprellböcken wird die Gleisverstärkung ferner in entgegengesetzter Richtung so lange ausgebildet, dass sie den Bremsweg mit umfasst.
Bei der in Fig. 7 bis 10 gezeigten Ausführungsart besteht die erfindungsgemässe Verstärkung aus einem Betonbalken--45--, der auch ein an Ort und Stelle gegossenes Betonfundament sein kann.
Die Fahrschienen sind in diesen Figuren wieder mit-l-bezeichnet und das Stossdreieck des Prellbockes mit-2--. Es handelt sich wieder um einen Gleisbremsprellbock, dessen Ausführung näher aus Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, jedoch mit der Erfindung nur indirekt zu tun hat. Die verwendeten Reibungselemente--6--und der sonstige Aufbau dieses Gleisbremsprellbockes entspricht im Prinzip vollkommen demjenigen nach Fig. 5 und 6, weshalb dieselben Bezugszeichen wie dort verwendet werden.
Nach der in den Fig. 7 bis 10 gezeigten Ausführungsform ist der Fuss-15-einer jeden Fahrschiene--l--mit Hilfe von Ankerschrauben--46--mit dem Betonbalken-45-- verspannt, wobei innerhalb des Bereiches, in dem eine Verschiebung des Gleisbremsprellbockes möglich ist, im Abstand von etwa 300 mm eine Mehrzahl von Ankerschraubenpaaren vorgesehen ist. Jede Ankerschraube--46--ist durch den Fuss --15-- der Fahrschiene --1-- hindurchgeführt, indem jeweils auf beiden Seiten des Steges der Fahrschiene je eine Ankerschraube von etwa 20 mm Durchmesser vorgesehen ist.
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Auflaufkräften kein Hochbiegen und kein Bruch der Fahrschienen befürchtet werden muss.
An Stelle von einem Betonbalken-45--, auf dem die Fahrschienen-l-angeordnet werden können, kann auch ein entsprechendes Betonfundament vorgesehen sein. Ein solches Betonfundament kann auch an anderer Stelle angefertigt und mittels eines Kranes eingebaut werden, wobei die Schienen vor oder nach dem Einbau auf dem Betonfundament befestigt werden können. Gegebenenfalls könnte man auch die Betonverstärkung in einzelnen Stücken fertigen, die dann auf irgendeine Weise aneinander befestigt werden.
Es kommt lediglich darauf an, dass die Fahrschienen mit der Betonverstärkung derart innig verbunden sind, dass dadurch das gegen Biegung wirkende
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Widerstandsmoment der Fahrschienen wesentlich höher ist bzw. die Fahrschienen auch hinsichtlich von Längsbewegungen vollständig starr mit der Betonverstärkung verbunden sind.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsart besteht die erfindungsgemässe Verstärkung ähnlich derjenigen nach Fig. 5 und 6 aus einem Doppel-T-Träger. Dieser Doppel-T-Träger, der in Fig. 11 mit - -47-- bezeichnet ist, besitzt allerdings breitere Flansche im Verhältnis zur Länge seines Mittelsteges als der Doppel-T-Träger nach Fig. 5 und 6. Auf seinem oberen Flansch --48-- ist die Fahrschiene
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in üblicher Weise dort befestigt ist.
Zur Befestigung der Fahrschiene-l-an dem Doppel-T-Träger --47-- dienen mehrere Schienenklemmschrauben--50--, die mit einer Lasche--51--, einem Bolzen--52--und einer Spannmutter --53-- versehen sind. Zu beiden Seiten des Fusses-15-der Fahrschiene-l-- ist der obere Flansch-48-des Doppel-T-Trägers-47-zum Hindurchführen der Bolzen - durchbohrt.
In gleicher Weise sind die Laschen --51-- in der aus den Zeichnungen ersichtlichen Weise durchbohrt und liegen mit einem Beilagstück--54--an der Oberfläche des oberen Flansches --48-- des Doppel-T-Trägers und mit ihrem andern Schenkel --55-- auf der oberen Seite des Fusses-15-der Fahrschiene-l-auf. Beim Anziehen der Spannmutter - können auch beträchtliche Spannkräfte aufgebracht werden, da unter Umständen die Laschen auch mit einem grösseren wirksamen Hebelarm ausgebildet sein können. Zweckmässigerweise beträgt die Breite des oberen Flansches --48-- des Doppel-T-Trägers etwa des Zwei- bis Dreifache der Breite des Fusses--15--der Fahrschiene--l--.
Die vorbeschriebene Ausführungsart hat unter Umständen gegenüber derjenigen nach Fig. 1 bis 6 Vorteile, u. zw. hauptsächlich montagemässiger Art. Die Durchführung von Schweissarbeiten ist nämlich nicht so leicht wie das Anbringen der Schraubenklemmverbindungen, da bei den letzteren an den Fahrschienen überhaupt nichts geändert und an den Verstärkungsträgern nur eine Reihe von einfachen Bohrungen eingearbeitet werden muss. Durch eine entsprechend hohe Anzahl derartiger Schienenklemmschrauben--50--kann dabei eine ähnlich innige Verbindung geschaffen werden wie durch eine Verschweissung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Prellbock, insbesondere Bremsprellbock, der auf den Fahrschienen angeordnet ist und bei dem die Fahrschienen mit zu ihnen parallel verlaufenden Verstärkungsträgern verbunden sind,
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die Stossfläche vor den Prellbock ragen, das mindestens so gross ist wie der grösste Abstand zwischen Pufferfläche und erster Achse der auflaufenden Fahrzeuge.
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