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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 mit gegebenfalls Gleitstuhl oder Stützbock, sowie zwischen der Unterlageplatte und zugeordneter Abstützung wie Schwelle oder Betonplatte angeordneter Zwischenplatte aus elastischem Material.
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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 aufweisen, die in etwa linear abhängig zu der Auflagefläche der Unterlageplatte ist. Die entlang eines Gleises, insbesondere im Bereich einer Weiche, verlaufenden Stützpunkte weisen unterschiedliche Steifigkeiten auf, je nach dem, ob sich diese am Weichenanfang oder am Weichenende befinden.
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Für ein ein Gleis durchfahrendes Rad ergibt sich in der Schiene eine Biegelinie, die im Wesentlichen von dem Widerstands- bzw. Trägheitsmoment von dem Schienenabschnitt abhängig 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.
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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.
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Aus der
DE 198 23 812 A1 ist eine Schienenanordnung mit einer zwischen einem Schienenfuß und einer Rippenplatte angeordneten Zwischenplatte beschrieben. Die Zwischenplatte weist bodenseitig Noppen auf, die eine ebene Auflagefläche bilden.
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Gegenstand der
DE 32 30 565 A1 ist eine Schienenunterlage für den Weichenbereich gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Zwischen Schienenfuß und Schienenbefestigungsplatte ist eine aus zusammengeschweißten Einzelplatten hergestellte Zwischenplatte angeordnet.
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In der
DE 298 07 791 U1 wird eine Lagerung für einen Gleisabschnitt mit einer unterhalb einer Schienenbefestigungsplatte verlaufenden Zwischenlage beschrieben , von der ein eigensteifes Zwischenelement ausgeht, dessen abstützungsseitige Fläche bei üblicher Krafteinleitung in die Schienenbefestigungsplatte beabstandet zu einer Schwelle verläuft.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung der eingangs genannten Art für einen Gleisabschnitt mit querschnittsmäßig voneinander abweichenden Schienenabschnitten, 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.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass jeder oder im Wesentlichen jeder Stützpunkt unter Berücksichtigung von von diesem abgetragenem Schienenabschnitt oder von diesem abgetragenen Schienenabschnitten eine gleiche maximale Einsenkung aufweist, dass die Zwischenplatte des jeweiligen Stützpunkts im Mittenbereich entlang jeden Längsrandes verlaufende eine knochenförmige Geometrie aufweisende Aussparungen aufweist, die symmetrisch zumindest zur Längsachse der Zwischenplatte angeordnet sind, und dass die symmetrisch zur Längsachse angeordneten Aussparungen von einem durchgehenden Abschnitt der Zwischenplatte begrenzt sind, der bei üblicher Radlast beabstandet zur Auflagefläche der Unterlageplatte verläuft. Dies bedeutet, dass die Zwischenplatte auf das Widerstandsmoment, das im Wesentlichen 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.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass für Stützpunkte bestimmt für Schienenabschnitte gleichen Widerstandsmomentes jeweilige eine Zwischenplatte eine die Unterlageplatte abtragende Flächenerstreckung aufweist, die unabhängig von der Zwischenplatte zugewandter lastabtragender Bodenfläche der Unterlagenplatte ist. Mit anderen Worten verläuft unterhalb der Unterlageplatte unabhängig von deren flächiger Erstreckung eine elastische Zwischenplatte stets gleicher abtragender Fläche.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei fehlender Radlast die Zwischenplatte die Unterlagenplatte im Wesentlichen in ihrem Stirnrandbereich gegenüber der Abstützung abstützt.
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Die Zwischenplatte selbst weist im Mittenbereich entlang jeden Längsrandes verlaufende knochenförmige Aussparungen auf, die zumindest symmetrisch zur Längsachse insbesondere auch symmetrisch zur Querachse der Zwischenplatte verlaufen.
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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 Aussparungen einen Abstand lz mit 1,1 la ≤ lz ≤ 1,5 la aufweisen. Dabei werden die Aussparungen von einem durchgehenden Abschnitt der Zwi-schenplatte begrenzt, der bei üblichen, also nicht unzulässigen Radlasten in Bezug auf die freie Außenfläche der stimrandseitig verlaufenden die Unterlageplatte abstützenden Abschnitte der Zwischenplatte zurückversetzt verläuft. 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.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass in der Zwischenplatte im jeweiligen Querrandbereich angrenzend 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.
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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.
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Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine Rippenplatte,
- 2 eine Unteransicht der Rippenplatte gemäß 1,
- 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 2,
- 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 2,
- 5 einen Schnitt entlang der Linie C-C in 2,
- 6 eine Draufsicht auf eine Rippenplatte mit Gleitstuhl,
- 7 eine Unteransicht der Rippenplatte gemäß 6,
- 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 7,
- 9 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 7,
- 10 eine Draufsicht auf eine Rippenplatte mit Stützbock,
- 11 eine Unteransicht der Rippenplatte gemäß 10,
- 12 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 11 und
- 13 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 11.
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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 Widerstandsmoment 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.
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In 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 niedergehalten ist. Die Rippenplatte 10 selbst wird über Öffnungen 20, 22 durchsetzende Schrauben mit der Abstützung wie Schwelle oder Betonplatte verbunden.
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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 3 - 5 verdeutlichen. Die Verbindung zwischen der Zwischenplatte 24 und der Rippenplatte 10 kann durch Vulkanisation erfolgen.
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Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, wird die Rippenplatte 10 über stirnrandseitige Abschnitte 28, 30 der Zwischenplatte 24 abgestützt. Ein 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 übereinstimmen kann. Insoweit wird jedoch auf hinreichend bekannte Konstruktionen verwiesen.
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Der Abschnitt 32 selbst setzt sich aus einem zentralen Abschnitt 36 sowie zwischen Aus- sparungen 38, 40, 42, 44 sich erstreckenden Abschnitten 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.
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Die im Längsrandbereich verlaufenden Aussparungen 38, 40, 42, 44 weisen eine Knochenform auf und sind symmetrisch sowohl zur Längsachse 58 als auch zur Querachse 64 der Zwischenplatte 24 angeordnet.
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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, wenngleich die Widerstands- bzw. die Trägheitsmomente der auf diese sich abstützenden Schienenabschnitte von der Anordnung gemäß der 1 - 5 abweichen. Dies wird dadurch erreicht, dass bei Erhöhung des Widerstandsmomentes des Oberbaus entsprechend die Steifigkeit der entsprechenden Zwischenplatte reduziert wird, indem die maximale Abstützfläche verkleinert wird bzw. ein andere Elastizität aufwesendes Zwischenplattenmaterial verwendet wird.
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Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit Zunahme des Widerstandsmomentes des bzw. der abstützenden Schienenabschnitte die Zwischenplatte weicher ausgebildet ist.
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In den 6 - 9 ist eine Rippenplatte 66 mit integriertem Gleitstuhl 68 dargestellt, entlang dessen Unterseite und dessen Rand 70 umfassend eine elastische Zwischenplatte 72 angeordnet ist, die die Rippenplatte 66 ebenfalls bei fehlender bzw. üblicher Belastung im Wesentlichen im Randbereich abstützt, wohingegen ein im Mittenbereich vorhandener Abschnitt 74 beabstandet zu einer Unterlage 76 verläuft.
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Der Abschnitt 74 begrenzt - entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 - 5 - knochenförmige Aussparungen 78, 80, 82, 84, die symmetrisch zur Längsachse 86 und zur Querachse 88 der Zwischenplatte 72 verlaufen. Randseitig sind U-förmige Aussparungen 87, 89 vorgesehen, die sich im eigentlichen Sinne aus zwei U-förmigen Basisabschnitten 90, 92 und beabstandet zu diesen verlaufenden L-förmigen Abschnitten 94, 96, 100 zusammensetzen, deren parallel zur Querachse 88 verlaufende Schenkel 104, 106, 108 und 110 eine Erstrekung aufweisen, die der der Aussparungen 78, 80, 82, 84 parallel zur Querachse 88 der Zwi-schenplatte 72 entspricht. Die Aussparungen 78, 80, 82, 84, 87, 89 werden von dem Abschnitt 74 der Zwischenplatte 72 begrenzt, wie ein Vergleich der Draufsicht auf die Zwischenplatte 72 gemäß 7 mit den Schnittdarstellungen 8 und 9 verdeutlicht.
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Ebenfalls wie die Aussparungen 38, 40, 42, 44 der 1 - 5 weisen die inneren Aussparungen 78, 80, 82, 84, die in unmittelbarer Nähe zu der Querachse 88 verlaufen, eine Knochenform 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 benachbarten Aussparungen 78, 80, 82, 84 verlaufenden Bereichen.
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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 .
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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 2 auf.
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Ist das Widerstandsmoment eines Schienenabschnittes in einem Stützpunkt noch größer, so wird entsprechend die Steifigkeit der Zwischenplatte noch weiter reduziert, wie dies anhand der 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 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 10). Auch die Zwischenplatte 116 weist randseitige Abschnitte 118, 120 auf, über die die Rippenplatte 112 üblicherweise abgetragen wird. Im Mittenbereich der Rippenplatte 112 sind knochenförmige Aussparungen 122, 124 bzw. U-förmige Aussparungen 126, 128, 130, 132 vorgesehen, wobei die U-förmigen Aussparungen 126, 128 den Aussparungen 87, 89 gemäß 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 Aussparungen 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 12 und 13 verdeutlichen.
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Unabhängig hiervon ist die Steifigkeit der Zwischenplatte 116 jedoch so gewählt, dass die maximale Einsenkung eines den durch die Rippenplatte 112 vorgegebenen Stützpunkt durchfahrenden Rades den die Rippenplatten 10 und 66 umfassenden Stützpunkten entspricht.
