Oberbau für Eisenbahnen. Der gegenwärtig in Verwendung stehende Oberbau für Eisenbahnen ist, einerlei ob die Schienen auf Querschwellen, Längsschwellen oder einzelnen Unterlagen ruhen, an die Ver wendung einer Schotterbettung gebunden, der die Aufgabe zukommt, dem Gleis die nötige Elastizität zu geben und den Druck der Verkehrslasten auf den Unterbau gleich mässig zu übertragen. Die Forderung nach einem gewissen Grad an Elastizität des Gleises ist eine Folge der dynamischen Ein wirkung der Verkehrslasten, also eine Folge der Fahrgeschwindigkeit und der Grösse der Verkehrslasten.
Bei geringer Fahr geschwindigkeit und kleinen Lasten kann die Elastizität des Gleises klein sein, und es kann sogar bei Strassenbahnen und Hafen bahnen auf sie überhaupt verzichtet werden. Bei grösseren Geschwindigkeiten würde ein unelastisches Gleis ein hartes Fahren ergeben und die Stosskräfte, die nicht elastisch ver arbeitet werden, würden das Gleismaterial und die Fahrbetriebsmittel bald zerstören. Mit der Einführung der Schotterbettung kommen aber alle jene Nachteile in den Oberbau, die sich aus dem ungleichen Setzen der Unterlagen, dem Lockern der Befesti gungsmittel, dem Verschieben der Schienen auf den Schwellen, dem Verschieben des gan zen Gleises in der Schotterbettung (Schienen wandern), den Frostauftrieben usw. er geben.
Die Erfindung verfolgt den Zweck, einen Oberbau für Eisenbahnen zu schaffen, der ohne Verwendung einer Schotterbettung auch bei grossen Geschwindigkeiten und gro ssen Achsdrücken die nötige Elastizität des Gleises und die nötige Widerstandskraft gegen Quer- und Längskräfte gewährleistet.
Der Erfindung gemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Schienen in lotrechter Rich tung elastisch nachgiebig, in der Querrich tung unnachgiebig und. in der Längsrich tung, an einzelnen Punkten festgehalten, in starr angeordneten Stützkörpern gelagert sind, so dass das Gleis beim Auftreten der Stosskräfte in lotrechter Richtung elastisch nachgeben kann,
Querkräften gegenüber un nachgiebig ist und in der Längsrichtung der Schiene nur die durch die Temperatur- änderung hervorgerufenen Längenänderungen zulässt.
.In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele des Oberhaues gemäss der Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt den Oberbau im Längsschnitte nach der Linie I-1 der Fig. \?; in den Fig. 2 und 3 sind Quer schnitte nach den Linien II---II und III--III der Fig. 1 dargestellt;
die Fig. 4, 5 und 6 zeigen die Lagerung der Schiene im Stütz- l@örper gemäss den Fig. 1 bis 3 im grösseren Massstabe, und zwar Fig. 4 im Querschnitt, Fig. 5 im Längsschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 mit der Schiene in Ansicht und Fig. 6 in Draufsicht bei abgenommener Schiene;
in den Fig. 7 und 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Eisenbahnober baues gemäss der Erfindung im Querschnitt und in Draufsicht bei abgenommener Schiene dargestellt; in den. Fig. 9 und 10 ist ein Detail des Oberbaues, und zwar die Ver ankerung der Schienenmitte in Ansicht und einem Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 8 dargestellt; in den Fig. 11 und 1.2 ist eine Einzelheit des Eisenbahnoberbaues in Ansicht und Draufsicht dargestellt.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Oberbau sind 1, 2 die zwei Schienen eines Gleises; dieselben sind in lotrechter Rich tung (Pfeilrichtung p) elastisch nachgiebig, in Querrichtung (Pfeilrichtung q) unna.ch- Oliebig und in der Längsrichtung der Schie nen (Pfeilrichtung r) beweglich in Stütz körpern :xx gelagert. Die Stützkörper x sind, wie noch später beschrieben, starr in geeig neten Unterlagen angeordnet.
Jeder der Stützkörper des Oberbaues ge mäss den Fig. 1 bis 3 weist, wie die Fig. 4 bis 6 zeigen, einen rechteckigen Ausschnitt 10 auf, in welchem wirkliche Federn 11, bei vorliegendem Ausführungsbeispiel zwei Schraubenfedern, angeordnet sind. Die Fe dern stützen sich mit ihren einen Enden auf die Sohle 14 des Ausschnittes 10 ab; auf den andern Enden der Federn 11 ruhen die Schienen 1 bezw. 2 mit ihrem Schienenfuss 1' bezw. 2' auf. Die Breite b des Ausschnittes 10 ist um ein Geringes grösser als die Breite des Schienenfusses.
Die Tiefe h des Aus schnittes 10 ist so bemessen, dass der Schienenfuss beiderseits von den Seiten flächen 16 des Ausschnittes 10 umfasst und abgestützt wird, so dass die Schiene seitlich in den Pfeilrichtungen q nicht ausweichen kann, dagegen die kleinen lotrechten Be wegungen der Schiene (Pfeilrichtung v), sowie auch die Längsbewegungen der Schiene (Pfeilri.?htung r) vor sich gehen können. Bei den lotrechten und Längsbewegungen der Schiene wird dieselbe durch die Seiten flächen 16 geführt- Da die Schiene immer um ein kleines Mass von der mathematischen Mittellinie abweicht, so stützt sie sich ent weder an der linken oder rechten Seitenwand 16 des genau ausgerichteten Stützkörpers.
An den Teilen der Seitenflächen 16, die mit dem Schienenfuss zusammenwirken, können erforderlichenfalls auch auswechselbare Ein lagen, wie Stahlplättchen und dergleichen, vorgesehen sein. Der Ausschnitt 10 ist nach beiden Seiten hin bei 17 und 18 offen, ins besondere zu dem Zwecke, die Federn 11 in den Ausschnitt 10 ohne Abheben der Schiene einführen zu können.
Der Stüzkörper x wird bei dem Aus führungsbeispiel nach den Fiol. 1 bis 6 von einer U-förmig gebogenen Blechplatte gebil det, deren Enden 20, 21 seitlich abgebogen sind und Löcher 22 für die Befestigungs- schrauben besitzen. Der Stützkörper kann auch. in anderer Weise ausgestaltet sein. Beispielsweise zeigt die Ausführungsform gemäss den Fig. 7 und 8 einen Stützkörper, der nach Art eines Schienenstuhles geformt ist.
Im Bereiche der Federn 11 sind Mittel zum Schützen der Federn gegen äussere Ein flüsse angeordnet. In den Fig. 4 bis 6 be stehen die Federschutzmittel aus einem Ka sten, zum Beispiel aus Blech, dessen Boden 25 sich zwischen dem Schienenfuss 1' bezw. 2' und den obern Enden der Federn 11 be findet. Von den beiden Längsseiten des Bodens 25 ragen Lappen 27 nach abwärts, deren Höhe geringer ist als die Länge der Federn 11, zu dem Zwecke, um das Feder spiel zu ermöglichen.
Von den beiden Quer seiten des Bodens 25 verlaufen Flügel 28 nach abwärts; dieselben sind, wie Fig. 6 zeigt, breiter als die Ausschnittbreite b, so dass sich die Ränder der Flügel 28 an den Stirnseiten 29 des Stützkörpers führen und abstützen (Fig. 5, 6).
Die Federschutzmittel haben nicht nur den Zweck, die Federn 11 vor Eis, Schnee und Staub zu schützen, sondern bezwecken auch, die Auflagerung zwischen Schiene und Federn zu verbessern und die Federn vor Verschiebungen und Verdrehungen zu schüt zen. Durch entsprechende Ausbildung des Bodens 25 des Federschutzkastens, zum Bei spiel durch Abschrägung, kann auch eine allfällige Neigung der Schienen erzielt wer den.
Die Stützkörper x sind in der Unterlage, im vorliegenden Beispiel in Tragblöcken 30, starr verankert. Die Tragblöcke 30 sind in der Längsrichtung der Schienen unterein ander durch eine Untermauerung 32 verbun den. Es verlaufen sohin unterhalb der beiden Schienen zwei Längswände. die im Erdreich starr eingebettet sind und voneinander un abhängig oder auch miteinander durch eine Ausmauerung verbunden sein können, wo durch ein einheitlicher Mauerkörper ent steht. Die Tragblöelke 30 sind zweckmässig aus Eisenbeton hergestellt. Mit 31 sind die Be wehrungen bezeichnet.
Jeder Tragblock 30 ist mit einer durchlaufenden Rinne 34 aus gestattet, in welcher der mittlere U-förmige Teil des Stützkörpers x sitzt. Die Enden der Rinne 34 bilden Verlängerungen der offenen Seiten 17, 18 des Ausschnittes 10, so dass nach Aufbiegen der Schutzkastenflügel 28 die Federn 11 seitlich herausgenommen wer den können, ohne die Schiene 1 bezw. 2 ab heben zu müssen. Die Rinne 34 liegt zu diesem Zwecke auch über der Unter mauerung 32.
Damit das Regen- und Schneewasser rasch aus dem Bereiche des Oberbaues ab- fliessen und insbesondere nicht zu den Fe dern gelangen kann, sind die Endteile der Rinne 34 nach abwärts geneigt. Ebenso ist die Zwischenmauerung 36 von der Mitte des Gleises nach beiden Seiten geneigt aus gebildet, während die obere Fläche der Un termauerung 32 eine seitliche Schräge nach abwärts aufweist (Fig. 3).
Bei dem in den Fig. 4 bis 6 dargestell ten Ausführungsbeispiel sind die Stützkörper x versenkt im Tragblock 30 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 7 und 8 ruht der Stützkörper .x auf starren Unterlage auf. Im Bahnkörper auf gewachsenem oder geschüttetem Boden und auf steinernen Brücken besteht die Unter lage zweckmässig aus Tragblöcken 30, zum Beispiel aus Eisenbeton. Auf eisernen Brük- ken ist der Stützkörper ,x zweckentsprechend an den bekannten Konstruktionsteilen der Brücke angebracht.
Es wird dann die Un terlage für die Stützkörper von den Kon struktionsteilen der Eisenbrücke gebildet und sind die Stützkörper durch Befestigungs- mittel, zum Beispiel Schrauben 37, daselbst befestigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel Fig. 7 und 8 weist der Federschutzkasten Flügel 38 auf, die schmäler sind als die lichte Weite b des Stützkörperausschnittes 10. Um ein Verschieben des Federschutzkastens in der Längsrichtung der Schiene zu ver hindern, sind zwischen den Flügeln 38 und den Stirnseiten 39 des Stützkörpers x Ein lagen 40 vorgesehen; dieselben sind breiter als b und stützen sich mit ihren Seiten rändern an den Stirnflächen 39 ab.
Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Stützkörper benötigt der Tragblock keine durchlaufende Rinne; der Tragbloch wird auf die Unter lage aufgesetzt Die Schienen 1, 2 sind zwischen den Schienenenden, zweckmässig in der Mitte, durch Verankerungen y in der Unterlage verankert, und zwar in der Weise, dass die Schienen an der Verankerungsstelle die aus der Federung sich ergebenden lotrechten Bewegungen (Pfeilrichtungen p), jedoch nicht Längs- und Querbewegungen (Pfeil richtungen q und r) ausführen können.
Die Verankerung y besteht, wie die Fig. 9 und 10 zeigen, aus einem Stempel 50 von run dem oder quadratischem Querschnitt, der in lotrechter Richtung verschiebbar in einer in der Unterlage befestigten Führung, im vor liegenden Beispiel in einer Hülse 51, sitzt. Der aus der Hülse 51 herausragende Stem pel<B>50</B> ist durch eine Schraube 54 au zwei Laschen 56, 57 befestigt, die den Schienen fuss 1' bezw. 2' umgreifen; und mittelst Schrauben 58 auf der Schiene 1 bezw. 2 be festigt sind.
Die Verankerungsmittel y der einen Schiene 1 sind mit den Verankerungs- mitteln der zweiten .Schiene 2 des Gleises durch Querverbindungen 60 miteinander verbunden; dieselben bestehen beispielsweise aus U-förmigen Walzeisens 60, die mittelst Nieten, Schrauben 61 an der Hülse 51 ver ankert sind. Die Querverbindungen 60 ver laufen im vorliegenden Beispiel durch die Untermauerung 32.
Die Schienenveranke rungen y werden in der Mitte der Schiene bezw. symmetrisch zur Schienenmitte in jener Anzahl angeordnet, die zur Aufnahme der angreifenden Längskräfte notwendig er scheint. Durch das Festhalten der Schienen mitte können sich die kleinen Längenände rungen der Schiene, die sich aus der Tem peraturänderung ergeben., ohne Hervorrufung schädlicher Spannungen nach beiden Schie nenenden auswirken.
Die Schienen 1, 2 des Gleises sind mit einander durch Querverbindungen z ver bundene Die Querverbindungen z bestehen, wie die Fig. 3, 11 und 12 zeigen, aus Win keln 65, welche die Schienenfüsse von aussen umgreifen. Der eine Schenkel 66 ist auf der äussern ,Seite der Schiene mittelst Schrau ben 67 befestigt. Auf dem zweiten Schen kel 68 ist eine Stange 69 mittelst Schrau ben 70, Nieten und dergleichen befestigt. Um den Winkel 65 auch auf der Innenseite der Schiene zu befestigen, sind Klemmplätt chen 72 vorgesehen; dieselben übergreifen die innere Kante des Schienenfusses und kön nen mittelst Schrauben 73 niedergehalten werden.
Die Laschenwinkel sind bei dieser Art der Konstruktion für beide Schienen und für alle Spurweiten dieselben. Dem Wechsel der Spurweite wird durch die Ver bindungsstange Rechnung getragen, deren Länge sich nach der Weite der Spur richtet. Die vorstehende Querverbindung hat den Zweck, die beiden gegenüberliegenden Schie nen eines Gleises im richtigen, der Spur weite entsprechenden Abstand zu halten und die Schienen gegen das Kanten zu sichern.
Der vorstehend beschriebene Oberbau ist vermöge der elastischen Lagerung der Schie nen und der grossen Widerstandskraft gegen Seiten- und Längskräfte, insbesondere für grosse Geschwindigkeiten und grosse Achs drücke geeignet. Sämtliche Bauteile des Oberbaues können mit Ausnahme der Unter mauerung von vorneherein fertiggestellt werden; dies gilt insbesondere auch von den Tragblöcken 30, die zufolge ihrer einfachen Form mit sehr einfachen Hilfsmitteln in der Nähe der Baustelle und auch ausserhalb der Bauzeit hergestellt werden können, wodurch wesentlich an Transportkosten und Arbeits zeit gespart wird.
Auf eisernen Brücken, also Olbjekten, welche grosse Kosten verursachen und eine lange Lebensdauer haben sollen, besitzt der beschriebene Oberbau weitere Vorteile. Es treten dann an Stelle der Tragblöcke und der Untermauerung die bekannten Konstruk tionsteile der Brücke; alle andern Teile des Oberbaues, das sind die Federn 11, die Stützkörper x, die Verankerungen y und die Querverbindungen z, kommen sinngemäss zur Anwendung.
Der vorliegend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Oberbau stellt nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die konstruktive Ausgestaltung der einzelnen Elemente des Oberbaues kann im Rahmen der dargelegten Erfindung auch geändert werden.