DE10048787A1 - Lagerung für einen Gleisabschnitt - Google Patents
Lagerung für einen GleisabschnittInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für einen Gleisabschnitt mit entlang des Gleisabschnittes voneinander abweichenden Querschnitten, insbesondere in Form einer Weiche, umfassend mehrere Stützpunkte mit jeweils einer Rippenplatte sowie zwischen der Rippenplatte und zugeordneter Schwelle angeordneter Zwischenlage (24) aus elastischem Material. Um entlang des Gleisabschnitts gleiche Einsenkungen zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass jeder oder im Wesentlichen jeder Stützpunkt unter Berücksichtigung von von diesem abgetragenem Schienenabschnitt oder von diesen abgetragenen Schienenabschnitten eine gleiche maximale Einsenkung aufweist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für einen Gleisabschnitt mit entlang des
Gleisabschnitts voneinander abweichenden Querschnitten, insbesondere in Form einer Weiche,
umfassend mehrere Stützpunkte mit jeweils einer Unterlageplatte wie Rippenplatte, Zungen
wurzelplatte, Rippenplatte mit Gleitstuhl oder mit Stützbock, sowie zwischen der Unter
lageplatte und zugeordneter Abstützung wie Schwelle oder Betonplatte angeordneter Zwi
schenplatte aus elastischem Material.
Um definierte Elastizitäten für den Eisenbahnoberbau sicherzustellen und gleichzeitig eine
Reduktion von Körperschall zu erzielen, werden elastische Zwischenplatten zwischen den das
Gleis aufnehmenden Unterlageplatten wie Rippenplatten und der Abstützung wie Schwellen
oder Betonplatten angeordnet, wobei eine Anwendung sowohl im Schotterbau als auch bei
einer festen Fahrbahn erfolgt. Die zum Einsatz gelangenden elastischen Zwischenplatten
können aus zelligen Elastomeren wie PU-Schäumen bestehen, die eine Federsteifigkeit auf
weisen, die in etwa linear abhängig zu der Auflagefläche der Unterlageplatte ist. Die entlang
eines Gleises, insbesondere im Bereich einer Weiche verlaufenden Stützpunkte weisen unter
schiedliche Steifigkeiten auf, je nach dem, ob sich diese am Weichenanfang oder am Wei
chenende befinden.
Für ein ein Gleis durchfahrendes Rad ergibt sich in der Schiene eine Biegelinie, die im
Wesentlichen von dem Widerstands- bzw. Trägheitsmoment von dem Schienenabschnitt ab
hängig ist, über das die Radlast abgetragen wird sowie der Federsteifigkeit des Stützpunktes,
die wiederum durch die Elastizität der Zwischenplatte beeinflussbar ist. Die Unterlageplatte
wie Rippenplatte des Stützpunktes ist dabei üblicherweise so dimensioniert, dass eine Radlast
ohne Verformung der Unterlageplatte durchgeleitet wird.
Die Federsteifigkeit eines Gleises, die sich durch den Quotienten aus Radlast und Einsenkung
ergibt, weicht folglich im Gleis von dem einer Weiche oder einer Kreuzung ab.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung der eingangs genann
ten Art für einen Gleisabschnitt mit querschnittsmäßig voneinander abweichenden Schienen
abschnitten, insbesondere in Form einer Weiche, derart weiterzubilden, dass sich gleisähnliche
Bedingungen ergeben, also die Biegelinie im Bereich zum Beispiel einer Weiche oder
Kreuzung der im normalen Gleis entspricht.
Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass jeder oder im
Wesentlichen jeder Stützpunkt des Gleisabschnittes unter Berücksichtigung von von diesem
abgetragenem Schienenabschnitt oder -abschnitten eine gleiche maximale Einsenkung auf
weist. Dies bedeutet, dass die Zwischenplatte auf das Widerstandsmoment, das im Wesentli
chen von dem auf der Unterlageplatte sich abstützenden Schienenabschnitt bzw. den sich auf
diesen abstützenden Schienenabschnitten bestimmt wird, derart ausgelegt wird, dass sich
entlang des Gleisabschnitts in jedem Stützpunkt die gleiche oder im Wesentlichen gleiche
maximale Einsenkung bei einem den Gleisabschnitt durchfahrenden Rad ergibt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass für Stützpunkte bestimmt für Schienenabschnitte gleichen
Widerstandsmomentes jeweilige Zwischenplatte eine die Unterlageplatte abtragende Flächen
erstreckung aufweist, die unabhängig von der Zwischenplatte zugewandter lastabtragender
Bodenfläche der Unterlagenplatte ist. Mit anderen Worten verläuft unterhalb der Unter
lageplatte unabhängig von deren flächiger Erstreckung eine elastische Zwischenplatte stets
gleicher abtragender Fläche.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei fehlender Radlast die Zwischenplatte
die Unterlagenplatte im Wesentlichen in ihrem Stirnrandbereich gegenüber der Abstützung
abstützt.
Die Zwischenplatte selbst sollte im Mittenbereich entlang jeden Längsrandes verlaufende kno
chenförmige Aussparungen aufweisen, die zumindest symmetrisch zur Querachse insbesonde
re auch symmetrisch zur Längsachse der Zwischenplatte verlaufen.
Die Geometrie der Aussparungen ist bevorzugterweise derart gewählt, dass jede Aussparung
parallel zur Querachse der Unterlage eine Länge la aufweist und dass zwei in einer parallel
zur Querachse verlaufenden Reihe angeordnete Aussparung einen Abstand lz mit 1,1 la ≦ lz
≦ 1,5 la aufweisen. Dabei werden die Aussparungen von einem durchgehenden Abschnitt der
Zwischenplatte begrenzt, die bei üblichen, also nicht unzulässigen Radlasten in Bezug auf die
freie Außenfläche der stirnrandseitig verlaufenden die Unterlageplatte abstützenden Abschnitte
der Zwischenplatte zurückversetzt verlaufen. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei unzulässiger
Lastabtragung ein sicheres Abstützen der Unterlageplatte auch unmittelbar unterhalb des von
der Unterlageplatte ausgehenden Schienenabschnitts erfolgt, so dass unzulässige Spannungen
ausgeschlossen sind.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass in der Zwischenplatte im jeweiligen Querrandbereich an
grenzend zu den eine knochenförmige Geometrie aufweisenden Aussparungen eine U-förmige
weitere Aussparung ausgebildet ist, deren Längsschenkel eine maximale Breite aufweisen, die
der Länge jeweiliger randseitiger Aussparung entspricht.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den
Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -,
sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Rippenplatte,
Fig. 2 eine Unteransicht der Rippenplatte gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie C-C in Fig. 1,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Rippenplatte mit Gleitstuhl,
Fig. 7 eine Unteransicht der Rippenplatte gemäß Fig. 6,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 7,
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 7,
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Rippenplatte mit Stützbock,
Fig. 11 eine Unteransicht der Rippenplatte gemäß Fig. 10,
Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 11 und
Fig. 13 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 11.
Den Figuren sind Elemente von Stützpunkten entlang einer Weiche zu entnehmen, ohne dass
hierdurch eine Beschränkung der erfindungsgemäßen Lehre erfolgt. Vielmehr gilt diese ganz
allgemein für Gleisabschnitte, in denen die Stützpunkte mit den auf diesen sich abstützenden
Schienenabschnitten voneinander abweichende Widerstandsmomente aufweisen. Aufgrund der
erfindungsgemäßen Lehre ergibt sich jedoch eine gleiche maximale Einsenkung in jedem
Stützpunkt bei Durchfahren mit einem Rad gleicher Last. Erfindungsgemäß wird dies dadurch
realisiert, dass zwischen der jeweiligen Rippenplatte und der Abstützung wie Schwelle oder
Betonplatte eine elastische Zwischenplatte angeordnet ist, die vorrangig auf das Widerstands
moment auf der Rippenplatte sich abstützendem Schienenabschnitt bzw. sich abstützenden
Schienenabschnitten wie Backenschiene und Zungenschiene ausgelegt ist, um eine gleiche
maximale Einsenkung sicherzustellen. Dabei wird unterstellt, dass die Rippenplatte derart
dimensioniert ist, dass die Radlast ohne Verformung der Rippenplatte durchgeleitet wird.
Anderenfalls würde das Widerstandsmoment bei der Auslegung der Zwischenplatte zur
Realisierung der erfindungsgemäßen Lehre mitberücksichtigt werden.
In Fig. 1 ist eine Rippenplatte 10 dargestellt, die zum Beispiel am Anfang einer Weiche
angeordnet ist. Auf dieser wird eine nicht dargestellte Backenschiene befestigt, die ihrerseits
zwischen Rippen 12, 14, 16, 18 verläuft und über nicht dargestellte Spannklemmen nieder
gehalten ist. Die Rippenplatte 10 selbst wird über Öffnungen 20, 22 durchsetzende Schrauben
mit der Abstützung wie Schwelle oder Betonplatte verbunden.
Unterseitig ist die Rippenplatte 10 mit einer elastischen Zwischenplatte 24 versehen. Dabei
kann die Zwischenplatte 24 die Rippenplatte 10 sowohl boden- als auch randseitig vollständig
umgeben, wie die Schnittdarstellungen der Fig. 3-5 verdeutlichen. Die Verbindung zwischen
der Zwischenplatte 24 und der Rippenplatte 10 kann durch Vulkanisation erfolgen.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, wird die Rippenplatte 10 über stirnrandseitige
Abschnitte 26, 28 der Zwischenplatte 24 abgestützt. Zwischen diesen vorhandener Abschnitt
32 verläuft bei unbelasteter bzw. übliche Radlasten abtragender Rippenplatte 10 beabstandet
zur Auflagefläche 34 der Zwischenplatte 24, die mit der Oberfläche einer Schwelle oder einer
Betonplatte oder mit einer die Zwischenplatte 24 unmittelbar abstützenden Platte überein
stimmen kann. Insoweit wird jedoch auf hinreichend bekannte Konstruktionen verwiesen.
Der Abschnitt 32 selbst setzt sich auf einem zentralen Abschnitt 36 sowie zwischen Aus
sparungen 38, 40, 42, 44 sich erstreckende Abschnitte 46, 48, 50, 52, 54, 56 zusammen, die
also insgesamt den Abschnitt 32 bilden. Ferner erstreckt sich quer zur Längsachse 58 der
Zwischenplatte 24 jeweils zwischen dem Abschnitt 32 und den Stirnrandbereichen 30, 28 eine
in Draufsicht rechteckförmige weitere Aussparung 60, 62.
Die im Längsrandbereich verlaufende Aussparungen 38, 40, 42, 44 weisen eine Knochenform
auf und sind symmetrisch sowohl zur Längsachse 58 als auch zur Querachse 64 der Zwi
schenplatte 24 angeordnet.
Durch die Aussparungen 38, 40, 42, 44, 60, 62 ergibt sich eine Gesamtabstützfläche der
Zwischenplatte 24 und somit eine Steifigkeit derart, dass die maximale Einsenkung eines
durch die Rippenplatte 10 vorgegebenen Stützpunktes einen gewünschten Wert erreicht, der
auch von anderen Abstützungen im Bereich der Weiche als Kenngröße vorgegeben ist,
gleichwenn die Widerstands- bzw. die Trägheitsmomente der auf diese sich abstützenden
Schienenabschnitte von der Anordnung gemäß der Fig. 1-5 abweichen. Dies wird dadurch
erreicht, dass bei Erhöhung des Widerstandsmomentes des Oberbaus entsprechend die Steifig
keit der entsprechenden Zwischenplatte reduziert wird, indem die maximale Abstützfläche
verkleinert wird bzw. ein andere Elastizität aufwesendes Zwischenplattenmaterial verwendet
wird.
Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit Zunahme des Widerstands
momentes des bzw. der abstützenden Schienenabschnitte die Zwischenplatte weicher ausgebil
det ist.
In den Fig. 6-9 ist eine Rippenplatte 66 mit integriertem Gleitstuhl 68 dargestellt, entlang
dessen Unterseite und dessen Rand 70 umfassend eine elastische Zwischenplatte 72 angeord
net ist, die die Rippenplatte 66 ebenfalls bei fehlender bzw. üblicher Belastung im Wesentli
chen im Randbereich abstützt, wohingegen im Mittenbereich vorhandener Abschnitt 74
beabstandet zu einer Unterlage 76 verläuft.
Der Abschnitt 74 begrenzt - entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1-5 - kno
chenförmige Aussparungen 78, 80, 82, 84, die symmetrisch zur Längsachse 86 und zur Quer
achse 88 der Zwischenplatte 72 verlaufen. Randseitig sind U-förmige Aussparungen 86, 88
vorgesehen, die sich im eigentlichen Sinne aus zwei U-förmigen Basisabschnitten 90, 92 und
beabstandet zu diesen verlaufenden L-förmigen Abschnitten 94, 96, 98, 100 zusammensetzen,
deren parallel zur Querachse 88 verlaufende Schenkel 104, 106, 108 und 110 eine Erstrec
kung aufweisen, die der der Aussparungen 78, 80, 82, 84 parallel zur Querachse 88 der Zwi
schenplatte 72 entspricht. Die Aussparungen 78, 80, 82, 84, 86, 88 werden von dem Ab
schnitt 74 der Zwischenplatte 72 begrenzt, wie ein Vergleich der Draufsicht auf die Zwi
schenplatte 72 gemäß Fig. 7 mit den Schnittdarstellungen 8 und 9 verdeutlicht.
Ebenfalls wie die Aussparungen 38, 40, 42, 44 der Fig. 1-5 weisen die inneren Aussparun
gen 78, 80, 82, 84, die in unmittelbarer Nähe zu der Querachse 88 verlaufen, eine Kno
chenform auf. Demzufolge sind die zwischen den Aussparungen 78, 80, 82, 84 verlaufenden
Abschnitte der Zwischenplatte 72 in Draufsicht kreisförmig. Eine gleiche Geometrie gilt in
Bezug auf den zwischen den L-förmigen Aussparungen 94, 96, 100, 102 und den benach
barten Aussparungen 78, 80, 82, 84 verlaufenden Bereichen.
Die Aussparungen 78, 80, 82, 84 knochenförmiger Geometrie bzw. die parallel zur Querachse
88 verlaufenden Schenkel 104, 106, 108, 110 weisen eine Länge la auf, die kleiner ist als der
Abstand lz zwischen den Aussparungen 78, 82 bzw. 80, 84. Dieser Abstand lz ist ungefähr 20
-50% größer als die Länge der Aussparungen la.
Aufgrund der größeren Widerstandsmomente der sich auf der Rippenplatte 66 mit Gleitstuhl
68 abstützenden Schienenabschnitte, d. h. Backenschiene und Zungenschiene, im Vergleich
zu dem Widerstandsmoment der auf der Rippenplatte 10 fixierten Backenschiene weist die
Zwischenplatte 72 eine geringere Steifigkeit als die Zwischenplatte 24 gemäß Fig. 2 auf.
Ist das Widerstandsmoment eines Schienenabschnittes in einem Stützpunkt noch größer, so
wird entsprechend die Steifigkeit der Zwischenplatte noch weiter reduziert, wie dies anhand
der Fig. 10-13 verdeutlicht werden soll. So ist eine Rippenplatte 112 mit Stützbock 114
dargestellt, von der ein Radlenker ausgeht. Mit anderen Worten ist die Rippenplatte 112 im
Bereich eines Herzstückes angeordnet. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1-9
erstreckt sich entlang der Unterseite der Rippenplatte 112 eine elastische Zwischenplatte 116,
die die Rippenplatte 114 randseitig umgibt (Rand 118 der Zwischenplatte 116 in Fig. 10).
Auch die Zwischenplatte 116 weist randseitige Abschnitte 118, 120 auf, über die die Rippen
platte 112 üblicherweise abgetragen wird. Im Mittenbereich der Rippenplatte 112 sind kno
chenförmige Aussparungen 122, 124 bzw. U-förmige Aussparungen 126, 128, 130, 132
vorgesehen, wobei die U-förmigen Aussparungen 126, 128 den Aussparungen 86, 88 gemäß
Fig. 7 entsprechen. Die Geometrie der knochenförmigen Aussparungen 122, 124 entspricht
denen der zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen, wobei eine symmetrische Anordnung zur
Längsachse 134 der Zwischenplatte 116 erfolgt. Auch erstreckt sich zwischen den Aus
sparungen 122, 124, 126, 128, 130, 132, ein Abschnitt 136 der Zwischenplatte 116, der bei
üblichen Radlasten, die auf die Rippenplatte 112 einwirken, in Bezug auf die randseitigen
Abschnitte 118, 120 zurückversetzt verläuft, wie die Schnittdarstellungen gemäß der Fig. 12
und 13 verdeutlichen.
Unabhängig hiervon ist die Steifigkeit der Zwischenplatte 116 jedoch so gewählt, dass die
maximale Einsenkung eines den durch die Rippenplatte 112 vorgegebenen Stützpunkt durch
fahrenden Rades den die Rippenplatten 10 und 66 umfassenden Stützpunkten entspricht.
Claims (9)
1. Lagerung für einen Gleisabschnitt mit entlang des Gleisabschnittes voneinander
abweichenden Querschnitten, insbesondere in Form einer Weiche, umfassend mehrere
Stützpunkte mit jeweils einer Unterlageplatte wie Rippenplatte mit gegebenenfalls
Gleitstuhl oder Stützbock sowie zwischen der Unterlageplatte und zugeordneter Ab
stützung wie Schwelle oder Betonplatte angeordneter Zwischenplatte aus elastischem
Material,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder oder im Wesentlichen jeder Stützpunkt unter Berücksichtigung von von
diesem abgetragenem Schienenabschnitt oder von diesem abgetragenen Schienenab
schnitten eine gleiche maximale Einsenkung aufweist.
2. Lagerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass Stützpunkte für Schienenabschnitte gleichen Widerstandsmoments elastische Zwi
schenplatten (24) mit gleicher lastabtragender Fläche aufweisen.
3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass Stützpunkte für Schienenabschnitte unterschiedlicher Widerstandsmomente Zwi
schenplatten (24, 72, 120) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
4. Lagerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zwischenplatte (24, 72, 116) im Mittenbereich entlang jeden Längsrandes
verlaufende eine knochenförmige Geometrie aufweisende Aussparungen (38, 40, 42,
44, 78, 80, 82, 84, 122, 124) aufweist.
5. Lagerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparungen (38, 40, 42, 44, 78, 80, 82, 84, 122, 124) symmetrisch zumin
dest zur Längsachse (58, 86, 134) der Zwischenplatte (24, 72, 116) angeordnet sind.
6. Lagerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparungen (38, 40, 42, 44, 78, 80, 82, 84) symmetrisch sowohl zur
Längsachse (58, 86) als auch zur Querachse (64, 88) der Zwischenplatte (24, 72) an
geordnet sind.
7. Lagerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Aussparung (38, 40, 42, 44, 78, 80, 82, 84, 122, 124) knochenförmiger
Geometrie eine Länge la aufweist und dass in einer parallel zur Querachse (64, 88)
verlaufenden Reihe angeordnete Aussparungen einen Abstand lz mit 1,1 la ≦ lz ≦ 1,5
la aufweisen.
8. Lagerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aussparungen (38, 40, 42, 44, 78, 80, 82, 84) knochenförmiger Geometrie
von einem durchgehenden Abschnitt (36, 74) der Zwischenplatte (24, 72) begrenzt
sind, die bei üblicher Radlast beabstandet zur Auflagefläche (34, 76) der Unterzwi
schenplatte verläuft.
9. Lagerung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zwischenplatte (24, 22) im jeweiligen Querrandbereich angrenzend zu den
eine knochenförmige Geometrie aufweisenden Aussparungen (78, 80, 82, 84, 122,
124) eine U-förmige weitere Aussparung (86, 88, 126) aufweist, deren Längsschenkel
eine maximale Breite aufweist, die der Länge la der die Knochenform aufweisenden
Aussparungen entspricht.
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