DE1260507B - Schiene fuer Fahrzeuge mit Spurkranzraedern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

EOIb

Deutsche Kl.: 19 a - 5/02

Nummer: 1 260 507

Aktenzeichen: E 29509 V/19 a

Anmeldetag: 12. Juni 1965

Auslegetag: 8. Februar 1968

Es ist allgemein bekannt, daß in der üblichen Eisenbahntechnik Gleise verwendet werden, bei denen die einzelnen Schienen einen I-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei der Schienenkopf eine konvex gekrümmte Lauffläche besitzt. Im Zusammenhang mit solchen Schienen werden Räder benutzt, deren Laufflächen kegelstumpfförmig ausgebildet sind und die einen äußeren Spurkranz an der Grundfläche des Kegelstumpfes aufweisen. Gewöhnlich beträgt die Neigung des Kegelstumpfes 1:20. Bei Trambahnen finden sich Neigungen von etwa 1:18.

Normalerweise spielt der Spurkranz keine aktive Rolle, wenn die konische Fläche des Rades auf der Lauffläche der Schiene läuft. Dies bedeutet jedoch nicht, daß die Spurkränze der Räder relativ zu den Schienen fixierte Lagen beibehalten, vielmehr haben selbst bei Geradeausfahrt und bei einem Paar völlig gerade ausgerichteter Schienen die Räder das Bestreben, seitlich auszupendeln, und dieses Bestreben tritt um so deutlicher in Erscheinung, je mehr der Abstand von einer Zugmaschine wächst. Die seitliche Bewegung der Räder ist dadurch begrenzt, daß in der Extremstellung die Spurkränze gegen die Seitenflächen der Schienen zur Anlage kommen und entweder dort verbleiben oder auf Grund ihres Stoßes gegen die Schiene von diesen wieder abprallen.

In Kurven zwingen Zentrifugalkräfte das Fahrzeug nach außen. Um dieser Neigung zu begegnen, werden die Schienen in einer Kurve so verlegt, daß die äußere Schiene höher als die innere Schiene liegt und die Stege nach einwärts geneigt sind. Dabei erfordern unterschiedliche Kurvenradien jeweils eine besondere Behandlung, was zu den Aufgaben der Schienenleger gehört. Weiterhin sind bestimmte Kurvenkenndaten nur für eine besondere Geschwindigkeit gültig. Wenn diese Geschwindigkeit überschritten wird, laufen die Räder an den Schienen hinauf, bis eine weitere seitliche Bewegung durch die Spurkränze abgestoppt wird. Deshalb muß der Führer eines Fahrzeuges auf die jeweilige Krümmung und die erforderliche Geschwindigkeit aufmerksam gemacht werden, wobei er dann diese Geschwindigkeit zu beachten hat. Kommt der Führer des Fahrzeuges dem nicht nach, so wird eine Abnutzung der Räder und der Schienen begünstigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiene vorzuschlagen, bei der das Pendeln der Räder auf ein Minimum herabgesetzt und die Notwendigkeit einer Überhöhung des Gleises in Kurven vermieden wird.

Schiene für Fahrzeuge mit Spurkranzrädern

Anmelder:

Enaloc (Proprietary) Limited, Boksburg

(Südafrika)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Höger, Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc. und Dipl.-Phys. Dr. D. Griessbach,
Patentanwälte, 7000 Stuttgart 1, Uhlandstr. 16

Als Erfinder benannt:

Andrew Broom, Fairmount, Johannesburg

(Südafrika)

Beanspruchte Priorität:

Südafrika vom 16. Juni 1964 (2852)

Gemäß der Erfindung umfaßt die Schiene einen Kopf mit einer nach oben gerichteten Fläche, die aus zwei Zonen zusammengesetzt ist, nämlich aus einer Kopfzone, an der die Lauffläche des Rades angreift, und aus einer Flanschzone, an der gleichzeitig der Umfang des Spurkranzes angreift. Die beiden Zonen werden durch eine konkave Verbindungsfläche miteinander verbunden, die von der Flanschzone nach oben zur Kopfzone ansteigt.

Eine Schiene nach der Erfindung kann im wesentlichen zu einer durch ihre Längsachse verlaufenden lotrechten Ebene symmetrisch in dem Sinne sein, daß die Flanschzone an jeder Seite der Schiene vorhanden ist. In diesem Falle kann es vorteilhaft sein, wenn die Krümmungen der beiden Verbindungsflächen zwischen Kopf- und Flanschzone voneinander verschieden sind.

Die Krümmung der Verbindungsfläche oder -flächen kann in verschiedener Weise ausgebildet werden, sie ist jedoch vorzugsweise parabolisch.

Im nachstehenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der Schiene gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Schiene nach der Erfindung zusammen mit einem auf der Schiene laufenden kegelstumpfförmigen Rad und

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung.

809 507/106

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Schiene nach der Erfindung mit einem üblichen Fuß 10 und einem üblichen Steg 12 sowie einem Kopf 14 ausgestattet. In Fig. 1 besitzt der Kopf die übliche leicht konvexe, nach oben gerichtete Lauffläche, die als Kopfzone 16 bezeichnet ist. Auf einer Seite ist der Kopf mit einem Flansch versehen, dessen Oberseite im folgenden als Flanschzone 18 bezeichnet ist. Flansch- und Kopfzone sind durch eine konkave Verbindungsfläche 20 miteinander verbunden, welche vom Flansch zum Kopf nach oben verläuft und über eine Abrundung 22 in die Kopfzone übergeht. Die gekrümmte Verbindungsfläche 20 hat vorzugsweise eine parabolische Form oder nähert sich einer solchen Form an.

Bei Verwendung einer solchen Schiene tritt folgendes auf: Bei Geradeausfahrt liegen die Lauffläche 24 und der Spurkranz 26 eines Rades 28 gleichzeitig an der Schiene an, und zwar jeweils in vorbestimmten Zonen. Bei einem Pendeln des Rades müßte der Spurkranz 26 die konkave Verbindungsfläche 20 hinaufklettern, was zu dem Ergebnis führen würde, daß die Lauffläche 24 des Rades frei von der Kopfzone 16 der Schiene abgehoben werden müßte. Die auf das Fahrzeug wirkende Schwerkraft setzt einem Abheben des Rades 28 einen starken Widerstand entgegen, so daß die Tendenz des Fahrzeuges oder des Zuges dahin geht, geradeaus und vorschriftsmäßig ohne Pendeln zu laufen, und zwar unabhängig von der Länge des Zuges.

Wenn die Räder auf eine Kurve treffen, werden sie durch Zentrifugalkräfte veranlaßt, sich nach außen zu bewegen, so daß der Spurkranz 26 die Verbindungsfläche 20 der äußeren Schiene hinaufklettert, während das andere Rad auf der Kopfzone 16 läuft. Der beherrschende Faktor ist jedoch der Widerstand gegenüber einem Abheben der Lauffläche 24 des äußeren Rades von der Kopfzone 16 der Schiene. Die Seitenfläche 30 des Spurkranzes 26 wird daran gehindert, kräftig gegen den Kopf der Schiene zu stoßen, wie dies gegenwärtig der Fall ist.

Es besteht keine Notwendigkeit, das Gleis zu überhöhen oder eine genau vorgeschriebene Geschwindigkeit beim Durchfahren der Kurve einzuhalten, was bisher zu den Aufgaben des Schienenlegers bzw. des Fahrzeugführers gehörte. .

Es ergibt sich, daß die gegenwärtig bei Gleisen und Rädern auftretenden Beanspruchungen auf ein Minimum herabgesetzt werden können, so daß Abnutzungserscheinungen abnehmen undUnterhaltungs- und Erneuerungsarbeiten gespart werden können.

Die in Fig. 2 dargestellte Schiene entspricht der Schiene in F i g. 1 mit der Ausnahme, daß sie einen zweiten Flansch mit einer Flanschzone 32 aufweist, die der Flanschzone 18 auf der anderen Schienenseite gegenüberliegt. Die konkave Verbindungsfläche 34, die die Flanschzone 32 mit der Kopfzone 16 verbindet, kann symmetrisch zu der Verbindungsfläche ausgebildet sein.

Im Zusammenhang mit einer solchen zwei Flanschzonen aufweisenden Schiene bietet sich folgende Möglichkeit an: Wenn die in Benützung genommene Zone unbrauchbar zu werden droht, kann die Schiene umgedreht werden, so daß die unbenutzte Flanschzone auf die Innenseite gelangt.

Eine weitere Möglichkeit ist die, daß die beiden Flanschzonen unterschiedlich ausgebildet werden, um so dem Schienenleger eine Wahlmöglichkeit zu bieten, welche der beiden Krümmungen er für eine bestimmte Kurve verwenden will.

Die Schienen nach der Erfindung können auch mit Rädern mit zylindrischen Laufflächen befahren werden. Räder mit zylindrischen Laufflächen sind aus verschiedenen Gründen gegenüber kegelstumpfförmigen Rädern vorzuziehen. Da auf Grund der Erfindung die Notwendigkeit einer Abschrägung der Räder wegfällt, können Eisenbahngesellschaften auf Räder mit zylindrischen Laufflächen übergehen, falls sie dies wünschen. Daneben können auch Räder mit anderen Laufflächen in gleicher Weise verwendet werden.

Ein weiterer Vorteil der Schienen nach der Erfindung ist, daß Führungsschienen entbehrlich werden, weil das Pendeln der Fahrzeuge auf ein Minimum herabgesetzt wird.

Ferner werden auch die Stoßkräfte, die die Herzstücke treffen, wenn ein Fahrzeug Kreuzungen oder Weichen überfährt, auf ein Minimum reduziert.

Weiterhin ermöglicht die Herabsetzung von Beanspruchungen der Schienen die Verwendung engerer Radien bei Kurven und gestattet es, daß die Geschwindigkeiten gesteigert werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schiene für ein Fahrzeug mit Spurkranzrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben gekehrte Fläche des Schienenkopfes aus zwei Zonen zusammengesetzt ist, und zwar einer Kopfzone (16), an der die Lauffläche (24) des Rades (28) angreift, und einer Flanschzone (18), an der gleichzeitig der Umfang des Spurkranzes (26) angreift, und daß die beiden Zonen durch eine konkave Verbindungsfläche (20) miteinander verbunden sind, die, ausgehend von der Flanschzone, nach oben zur Kopfzone ansteigt.

2. Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche (20) im Schnitt quer zur Schiene parabolisch gekrümmt ist.

3. Schiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche (20) abgerundet in die Kopfzone (16) übergeht.

4. Schiene nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gegen-

• über der ersten Flanschzone (18) auf der anderen Seite des Schienenkopfes eine zweite Flanschzone (32) vorgesehen ist, die ebenfalls mit der Kopfzone (16) durch eine konkave, von der zweiten Flanschzone (32) zur Kopfzone nach oben ansteigende Verbindungsfläche (34) verbunden ist.

5. Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in bezug auf die durch ihre Längsachse verlaufende lotrechte Ebene symmetrisch ist.

6. Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen der beiden Verbindungsflächen (20, 34) voneinander verschieden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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