DE1759754C3 - Verfahren zur Verringerung von VerschleiBerscheinungen an einer GleiskurvenauBenschiene und danach angeordnete Gleiskurvenaußenschiene - Google Patents
Verfahren zur Verringerung von VerschleiBerscheinungen an einer GleiskurvenauBenschiene und danach angeordnete GleiskurvenaußenschieneInfo
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- DE1759754C3 DE1759754C3 DE19681759754 DE1759754A DE1759754C3 DE 1759754 C3 DE1759754 C3 DE 1759754C3 DE 19681759754 DE19681759754 DE 19681759754 DE 1759754 A DE1759754 A DE 1759754A DE 1759754 C3 DE1759754 C3 DE 1759754C3
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringeng von Verschleißerscheinungen an einer Gleisirvenaußenschiene,
die auf Unterlagsplatten mit :hienenauflageflächen sitzt, sowie eine danach aniordnete
Gleiskurvenaußenschiene.
Die Entwicklung auf dem Gebiet der Schienenverleing hat sich über Jahre insbesondere mit Abnutzungsid Verschleißerscheinungen von Schienen befaßt. Vor KX) wurden Gleise bzw. Schienen allgemein unmittelir auf Holzschwellen ohne Verwendung von Unterlagsplatten in vertikaler Anordnung befestigt. Zu dieser Zeit waren die Achslasten gering, Arbeitskraft und Material billig, und häufiges Auswechseln der Schienen und Schwellen wurde allgemein als notwendig erachtet. Mit steigenden Achslasten wurde zu Beginn dieses Jahrhunderts die Verwendung von Unterlagsplatten allgemein üblich. Diese Platten weisen flache Schienenauflageflächen auf, welche die Schienen in aufrechter, vertikaler Stellung tragen. Bald darauf wurde eine die Kante der Schienenbasis umgreifende und seitlichen Drücken und Schüben entgegenwirkende erhöhte Schulter an der Unterlagsplatte vorgesehen. Danach wurden die Räder der Schienenfahrzeuge, wie es heute noch üblich ist, mit einer konischen Lauffläche versehen, wobei eine Steigung von 1 :20 gewählt ist. Zuvor war festgestellt worden, daß die Oberfläche des Schienenkopfs sich schräg abnutzte, so daß die Fachwelt zu der Annahme gelangte, daß die Schienen bezüglich der Schwellen so schräg gestellt oder verkantet werden müßten, daß die Schienenlauffläche im Verhältnis 1 :20 in Richtung der Gleismittelachse nach unten geneigt sein soll, damit die Schienenlauffläche normal zur Radlauffläche steht. Zunächst wurde die Idee des Verkantens der Schienen gegenüber den Schwellen von der Fachwelt sehr stark bekämpft, wurde jedoch im Zuge der Zeit anerkannt und in der Mitte der zwanziger Jahre allgemein eingeführt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß der mittlere Verschleiß des Radprofils zu einer Steigung zwischen dem Verhältnis 1 :20 eines neuen Rads und einem flachen Profil führt; daher wurden die Schienen im Verhältnis 1 :40 verkantet und zeigten so ein standfesteres Profil als diejenigen Schienen, die im Verhältnis 1 :20 verkantet waren. Die im Verhältnis 1 :40 verkanteten Schienen wurden allgemein anerkannt und werden noch heute verwendet. Die Verkantung der Schienen wird im allgemeinen durch die Verwendung von Unterlagsplatten erreicht, die eine entsprechend geneigte Schienenauflagefläche besitzen.
Die Entwicklung auf dem Gebiet der Schienenverleing hat sich über Jahre insbesondere mit Abnutzungsid Verschleißerscheinungen von Schienen befaßt. Vor KX) wurden Gleise bzw. Schienen allgemein unmittelir auf Holzschwellen ohne Verwendung von Unterlagsplatten in vertikaler Anordnung befestigt. Zu dieser Zeit waren die Achslasten gering, Arbeitskraft und Material billig, und häufiges Auswechseln der Schienen und Schwellen wurde allgemein als notwendig erachtet. Mit steigenden Achslasten wurde zu Beginn dieses Jahrhunderts die Verwendung von Unterlagsplatten allgemein üblich. Diese Platten weisen flache Schienenauflageflächen auf, welche die Schienen in aufrechter, vertikaler Stellung tragen. Bald darauf wurde eine die Kante der Schienenbasis umgreifende und seitlichen Drücken und Schüben entgegenwirkende erhöhte Schulter an der Unterlagsplatte vorgesehen. Danach wurden die Räder der Schienenfahrzeuge, wie es heute noch üblich ist, mit einer konischen Lauffläche versehen, wobei eine Steigung von 1 :20 gewählt ist. Zuvor war festgestellt worden, daß die Oberfläche des Schienenkopfs sich schräg abnutzte, so daß die Fachwelt zu der Annahme gelangte, daß die Schienen bezüglich der Schwellen so schräg gestellt oder verkantet werden müßten, daß die Schienenlauffläche im Verhältnis 1 :20 in Richtung der Gleismittelachse nach unten geneigt sein soll, damit die Schienenlauffläche normal zur Radlauffläche steht. Zunächst wurde die Idee des Verkantens der Schienen gegenüber den Schwellen von der Fachwelt sehr stark bekämpft, wurde jedoch im Zuge der Zeit anerkannt und in der Mitte der zwanziger Jahre allgemein eingeführt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß der mittlere Verschleiß des Radprofils zu einer Steigung zwischen dem Verhältnis 1 :20 eines neuen Rads und einem flachen Profil führt; daher wurden die Schienen im Verhältnis 1 :40 verkantet und zeigten so ein standfesteres Profil als diejenigen Schienen, die im Verhältnis 1 :20 verkantet waren. Die im Verhältnis 1 :40 verkanteten Schienen wurden allgemein anerkannt und werden noch heute verwendet. Die Verkantung der Schienen wird im allgemeinen durch die Verwendung von Unterlagsplatten erreicht, die eine entsprechend geneigte Schienenauflagefläche besitzen.
Der überwiegende Teil der Schienenführung ist in tangentialer Ausrichtung, d. h. gerade, angeordnet, und
die Verkantung im Verhältnis 1 :40 ergab die größte Verschleißbeständigkeit für tangentiale Schienenführungen
und wurde daher als Standard sowohl für tangentiale als auch gekrümmte Schienenabschnitte
eingeführt. Gleiche Unterlagsplatten wurden und werden auch allgemein für Kurven verwendet. Da die
Lebensdauer von Kurvenabschnitten von dem Maß der Metallabtragung an den Seitenbereichen des Schienenkopfs
bestimmt wird, bildet die Abnutzungsbedingung an der Schienenlauffläche — obwohl sie nicht ideal ist —
nicht den maßgeblichen Faktor.
Seit etwa 1950 haben sich einige Voraussetzungen geändert, die die Berührungsfläche zwischen Rad unc
Schiene in Kurvenabschnitten betreffen. Die Achslaster wurden beträchtlich erhöht. Die Gußeisenräder wurder
praktisch völlig durch Stahlräder ersetzt. Durch die Einführung von Diesellokomotiven konnten die Zuglän
gen erhöht werden, und die Nutzbremsung wurd< eingeführt, wodurch der gesamte Zug von de:
Lokomotive aus abgebremst wurde, nicht mehr durct waggoneigene Bremsen. Gleichzeitig mit diesen Ände
rungen wurde ein als »shelling« bekannter Schienende fekt sehr weit verbreitet, der an der Außenschiene, alsi
der erhöhten Schiene in Gleiskurven auftritt. Ein »shell· ist ein horizontales Absplittern oder Abspalten voi
Metall vom Schienenkopf, das gewöhnlich zwischen und 13 Millimeter unterhalb der Schienenlauffläch
auftritt, und zwar allgemein an der Oberkante eine
Gleiskurvenaußenschiene. Die Abspaltung beginnt allgemein in einer Länge von etwa 2,5 cm und wächst
längs des Schienen verlauf es. Bei einer Länge von 10 bis
15 cm springt das Metall oberhalb der Spaltstelle ab, wodurch eine ernstliche Schienenbeschädigung entsteht.
Obwohl die »shellingw-Erscheinung erst in den letzten
Jahren zu einem wirklichen Problem für die Praxis geworden ist, war sie bereits seit etwa 1900 bekannt.
Seit langem sind erhebliche Anstrengungen gemacht worden, dieses Problem zu bewältigen. Gegenwärtig ist
wenig über die Ursachen der»shelling«-Erscheinung bekannt, man vermutet, daß die »shelling«-Erscheinung
auf eine Inhomogenität des Metalls in Form freien Kohlenstoffs zurückzuführen ist, wobei die Konzentration
hoher Lasten auf den Schienen die Erscheinung auslöst. Das »shell«-Problem war beim Schienennetz
der Western Pacific Railroad Company bis 1955 praktisch unbeachtlich, hat jedoch seitdem geradezu
unübersehbare Ausmaße erreicht, eine Erfahrung, die bei allen Eisenbahnnetzen mit kurven- und verkehrsreichen
Gleisanlagen gemacht worden ist.
Während früher die Seitenabnutzungserscheinungen des Schienenkopfes in einer Gleiskurve die Lebensdauer
des Gleises bestimmt haben, werden die Gleiskurvenaußenschienen unter heutigen Bedingungen
durch die »shelling«-Erscheinung bereits lange vor Erreichen der seitlichen Schienenabnutzungsgrenze
unbrauchbar gemacht. Um das »shelling«-Problem zu lösen, hat man Versuche mit Flammhärtung der
Gleiskurvenaußenschienen unternommen, in der Annahme, daß eine Härtung der Stirn- und Flankenseiten
des Schienenkopfs die Abnutzungserscheinungen und die plastische Verformung des Metalls verringern würde
und so zur Beseitigung der »shelling«-Erscheinung führen könnte. In diesem Zusammenhang wurden und
werden viele Versuche angestellt, indem man die Härtungsmuster, die Härtungstiefen und die Härtungsabstufungen im Metall verändert.
Die Ergebnisse dieser Anstrengungen waren jedoch bisher sehr entmutigend, da labormäßig durchgeführte
Belastungstests und besondere Einrichtungen zu keiner Verringerung, sondern häufig zu einem Anwachsen des
Auftretens von »shelling«-Erscheinungen führte. Eine mögliche Erklärung für das Fehlschlagen der Schienenhärtung
zur Verringerung des »shelling«-Effekts liegt darin, daß mehr Zeit für das Abnutzen des Schienenkopfs
auf eine volltragende Kontur nötig ist. Demzufolge wird der Schienenkopf punktförmig angreifenden
Lasten unterworfen, die für eine längere Zeit den »shelling«-Effekt hervorrufen.
Außerdem sind Versuche mit Änderungen der Schienenschmierung unternommen worden. Die »Association
of American Railroads Test Laboratory« untersucht derzeit das »shelling«-Problem von der
metallurgischen Seite. Bislang jedenfalls ist das »shelling«-Problem noch nicht gelöst worden.
1955 haben die Erfinder ein System gefunden und seine Einführung bei der Western Pacific Railroad
Company veranlaßt, gemäß dem die Erneuerung von Schienenkurven nach objektiven Gesichtspunkten erfolgt
und das das frühen: System ersetzt, gemäß dem Schienenkurven entsprechend der persönlichen Beurteilung
des zuständigen Gleismeisters erneuert wurden. Nach dem neuen System werden die Schienenprofile
bzw. -konturen von einer kleinen Maschine abgenommen, die auf den abgenützten Schienenkopf aufgesetzt
wird und einen Schreiber aufweist, der das Kopfprofil
abtastet und gleichzeitig einen genauen Querschnitt des Schienenkopfs auf einer in der Maschine eingesetzten
Karte aufzeichnet. Das Schienenprofil kann danach mit dem Originalprofil einer neuen Schiene verglichen
werden, so daß die Art und das Ausmaß der Abnutzung der Schiene festgestellt werden kann. Dabei wurde
schon sehr bald erkannt, daß die Verschleißmuster bei tangentialen oder geraden Schienenabschnitten anders
waren als diejenigen von Kurvenabschnitten. Bei tangentialem Schienenverlauf bleibt die Neigung der
Schienenlauffläche mit zunehmender Abnutzung praktisch konstant, während bei einer Gleiskurvenaußenschiene
die Laufflächenneigung in Richtung der Gleismittelachse bedeutend größer ist, von dem
Krümmungsradius der Gleiskurve jedoch im wesentlichen unbeeinflußt ist. Da zu jeder Zeit die seitliche
Abnutzung der Schienenköpfe in den Schienenkurven für die Lebensdauer der Schienen bestimmend war,
wurde die Abnutzung der Schienenlauffläche nicht beachtet.
Wie jedoch oben bereits erwähnt wurde, werden unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen die
meisten Gleiskurvenaußenschienen auf Grund der »shelling«-Erscheinung bereits lange vor dem Erreichen
der seitlichen Abnutzungsgrenze unbrauchbar gemacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu finden, durch den die Beschädigung von Schienen auf
Grund innerer Zerstörungen in den Schienen, vor allem durch den »shelling«-Effekt, verringert oder vermieden
werden kann und durch den die Abnutzungsgeschwindigkeit von Gleiskurvenaußenschienen vermindert
werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die
Neigung der Schienenlauffläche einer Gleiskurvenaußenschiene nach ihrer betriebsmäßigen Abnutzung
gemessen und durch Vergleich mit der Neigung der Schienenlauffläche einer unbenutzten Schiene der
Abnutzungswinkel bestimmt und die Schienenauflagefläche für die neue Gleiskurvenaußenschiene um diesen
Abnutzungswinkel zur Gleismitte geneigt wird.
Der Erfindungsgedanke ist bei Schienensystemen aller Art in gleicher Weise vorteilhaft anwendbar.
Zunächst wird der geeignete Schienenneigungswinkel für die Gleiskurvenaußenschienen durch Messung der
Abnutzung der Schienenlaufflächen ermittelt, wobei die Neigung der abgenutzten Schiene (unter Verwendung
durchschnittlich abgenutzter Räder von auf das entsprechende Schienensystem zugeschnittenen Schienenfahrzeugen)
mit der ursprünglichen Neigung der Gleiskurvenaußenschiene verglichen wird. Der Neigungsunterschied
ergibt den Winkel, um den die Gleiskurvenaußenschiene zusätzlich verkantet werden
muß.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung für eine Gleiskurvenaußenschiene die auf
Unterlagsplatten mit im Normalverhältnis 1 :40 zur Gleismitte geneigten Schienenauflageflächen sitzt, ist
dadurch gekennzeichnet, daß als Abnutzungswinkel eine Wert von 2°45' gewählt und die Gleiskurvenaußenschiene
dementsprechend mit einer Schienenquerneigung von 1 :40 plus 2°45' angeordnet wird.
Durch Untersuchung und Analyse der Schienenprofilkarten, die über viele Jahre gesammelt wurden, wurde
erkannt, daß die Laufflächen neuer Gleiskurvenaußenschienen, die im Schienennetz der Western Pacific
verwendet werden und gemäß dem Standardverhältnis von 1 :40 verkantet sind, derart abgenutzt werden, daß
die Neigung der Lauffläche um zusätzliche 2° 45' durch Abnutzung anwächst und auf diesem Wert konstant
bleibt. Ferner sind die Abnutzungsbedingungen beim Schienennetz der Western Pacific "die gleichen, die im
ganzen Lande auftreten, da die das Schienennetz der Western Pacific benutzenden Schienenfahrzeuge einen
Querschnitt aller im Lande verwendeten Schienenfahrzeuge darstellen, wobei das Radprofil dieser Fahrzeuge
praktisch überall das gleiche ist.
Weiterhin wurde festgestellt, daß der »shelling«-Effekt vor allem durch konzentrierte Radlasten auf der
Gleiskurvenaußenschiene hervorgerufen wird und daß das Auftreten dieses Effektes durch Verringerung der
Lastkonzentration bzw. der Punktwirkung durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen eingedämmt
werden kann. Die Lastkonzentration auf den Gleiskurvenaußenschienen rührten nämlich von einer
unrichtigen Schrägstellung dieser Schienenabschnitte her. Auch die Stabilität und Standfestigkeit dieser
Schienenabschnitte läßt sich durch die zusätzliche Schrägstellung der Gleiskurvenaußenschienen um 2°45'
über das Normalmaß von 1°26', entsprechend dem Verhältnis 1 :40, hinaus verbessern. Diese zusätzliche
erfindungsgemäße Schrägstellung oder Verkantung gilt für alle Krümmungsradien von Gleiskurven. Bei diesem
erhöhten Verkantungswinkel wird die Radlast über eine bedeutend größere Schienenlauffläche verteilt, wodurch
die Lastkonzentration an der Schieneninnenkante, an welcher der »shelling«-Effekt im allgemeinen auftritt,
verringert wird.
Es ist zu beachten, daß die Erhöhung der Schrägstellung nur an den Gleiskurvenaußenschienen angewendet
wird. Die übrigen Schienen, d. h. die tangential verlaufenden Schienen und die Gleiskurveninnenschienen,
werden bei der Standardneigung von 1 :40, entsprechend 1°26', belassen, weil dieser Verkantungswert auch weiterhin der günstigste ist.
Vorteilhafte Anordnungen einer Gleiskurvenaußenschiene, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren, sind in weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gleisabschnittes,
F i g. 2 an Hand einer Querschnittsansicht durch eine Schiene eine Maßnahme zur Schrägstellung einer
Gleiskurvenaußenschiene,
F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Unterlagsplatte in Standard-Ausführung,
F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Unterlagskeil,
F i g. 5 eine Querschnittsansicht entsprechend F i g. 2, die eine andere Maßnahme zur Schrägstellung
der Gleiskurvenaußenschiene zeigt,
F i g. 6 eine schematische Ansicht eines neuen Rades
für ein Schienenfahrzeug, das auf einer neuen, im Verhältnis 1 :40 verkanteten Tangentialschiene aufruht,
F i g. 7 eine schematische Ansicht eines durchschnittlich abgenutzten Rades auf einer neuen, im Verhältnis
1 :40 verkanteten Tangentialschiene,
F i g. 8 eine schematische Ansicht eines durchschnittlich abgenutzten Rades auf einer im Verhältnis 1 :40
verkanteten, neuen Gleiskurvenaußenschiene,
Fig.9 ein typisches Profil einer im Verhältnis 1 :40
verkanteten Gleiskurvenaußenschiene, wobei die obere gestrichelte Linie den Umriß bzw. das Profil der neuen
Schiene, die ausgezogene Linie die Kontur der normal abgenutzten Schiene und die untere gestrichelte Linie
die Schienenkontur nach weiterer Abnutzung der Schiene zeigen,
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines durchschnittlich abgenutzten Rades, das auf einer
durchschnittlich abgenutzten, im Verhältnis 1 :40 schräg gestellten Gleiskurvenaußenschiene ruht, und
F i g. 11 eine schematische Schnittansicht eines
durchschnittlich abgenutzten Rades, das auf einer neuen, gemäß der Erfindung stärker schräg gestellten Gleiskurvenaußenschiene
aufruht.
Fig.] zeigt schematisch einen Gleisabschnitt, dessen
Anschlußschiene 10 zur Gleiskurvenaußenschiene 12, Gleiskurveninnenschiene 11 und Gleiskurvcnaußcnschiene
12 an Schwellen 13 befestigt sind. Der hier gezeigte Gleisabschnitt weist eine Gleisgerade 14. einen
Übergangsbogen 15 mit abnehmendem Krümmungsradius, eine Gleiskurve 16 mit konstantem Krümmungsradius,
einen Übergangsbogen 17 mit zunehmendem Krümmungsradius und eine Gleisgerade 18 auf.
Die Fig.6 bis 11 kennzeichnen die Art der Entwicklung der vorliegenden Erfindung, durch welche
die richtige Schrägstellung der Gleiskurvenaußenschiene bestimmt wurde. Fig. 6 zeigt ein neues Rad 20, das
auf einer neuen Anschlußschiene 10 eines in der Geraden liegenden Gleises läuft. Das Rad 20 hat eine im
Verhältnis 1 :20 konisch zulaufende Lauffläche. Eine Unterlagsplatte 22 in Standard-Ausführung ist an der
Schwelle 13 befestigt, wobei die Schienenauflagefläche 23 im Standard-Verhältnis 1 :40 schräggestellt ist. Die
Schienenlauffläche 24 der Anschlußschiene 10 ist dementsprechend im Verhältnis 1 :40 zur Gleismittelachse
geneigt. Der Radflansch 26 ist von der oberen Innenkante 27 der Schiene abgesetzt. Das Auflagezentrum
des Rads liegt, wie durch den Pfeil angedeutet, in der Nähe der Mittellinie der verkanteten Schiene.
Fig. 7 zeigt ein abgenutztes Rad 20', das auf einer neuen, im Verhältnis 1 :40 verkanteten Schiene einer
Gleisgeraden läuft. Die Kontur des Rades 20' entspricht einem Mittelwert zwischen neuen Rädern und solchen,
die bereits so stark abgenutzt sind, daß sie ersetzt werden müssen. Wiederum ist zwischen dem Flansch 26'
des Rades und der Schiene ein Zwischenraum, wobei das Belastungszentrum — angedeutet durch den Pfeil —
mit der Mittellinie der Schiene zusammenfällt, wodurch die Richtigkeit der Schienenverkantung mit einer
Neigung von 1 :40 bei tangentialem Gleisverlauf bewiesen ist. Die Abnutzung der Schienenlauffläche 24
erfolgt im Kontaktberetch zwischen der abgenutzten Rad-Lauffläche 21' und der Schienenlauffläche, bei der
infolge der in F i g. 7 dargestellten Berührungsverhältnisse
das Profil im wesentlichen gleich bleibt und insbesondere die Neigung im Verhältnis 1 :40 bestehen
bleibt.
F i g. 8 zeigt ein abgenutztes Rad 20', das auf einer neuen und im Verhältnis 1 :40 schräg gestellten
Gleiskurvenaußenschiene 12 läuft Durch die Zentrifugalkraft wird der Flansch 26' des Rades 20' gegen die
Flanke 25 des Schienenkopfs gedrückt Unter diesen Verhältnissen ist das Auflagerzentrum — wie durch den
Pfeil angedeutet — nahe der oberen Innenkante 27 der Schiene. Es ist ersichtlich, daß unter diesen Auflagerbedingungen,
die für Gleiskurvenaußenschienen typisch sind, die Schrägstellungsnorm falsch ist, da die Radlast
nahe der oberen Innenkante der Schiene konzentriert wird.
F i g. 9 zeigt den typischen Schienenumriß einer abgenutzten Gleiskurvenaußenschiene 12', die im
Verhältnis 1 :40 geneigt ist; diese Umrißform wurde mit
den obenerwähnten Schienen-Umrißkanten ermittelt.
Das Ursprungsprofil der Schienenlauffläche 24 ist mit der durchbrochenen Linie angedeutet. Wie aus Fig.9
ersichtlich ist, wurde die Schienenlauffläche 24' unsymmetrisch abgenutzt, und zwar in der Weise, daß die
Neigung der abgenutzten Schienenlauffläche 24' um Wwa 2°45' von der ursprünglichen Neigung der
Schienenlauffläche abweicht. Bei weitergehender Abnutzung wird die Schienenlauffläche 24" auf die
strichpunktierte Kontur abgetragen. Daraus geht hervor, daß bei diesem weiteren Abnutzungsschritt die
Steigung der Schienenlauffläche 24" gleich der weniger abgenutzten Schienenlauffläche 24' bleibt, nämlich bei
einem Neigungswinkel von 2°45' relativ zum ursprünglichen Umriß der Lauffläche. Es wurde gefunden, daß
dieser zusätzliche Neigungswinkel von 2°45' bei etwa einem Viertel der Gesamtlebensdauer der Schiene
auftritt und daß diese Neigung danach bis zur vollständigen Abnutzung der Schiene konstant bleibt.
Die Fläche zwischen der gestrichelten und der durchgezogenen Linie ist ein Maß für das von der
Gleiskurvenaußenschiene 12' abgetragene Metall, was beweist, daß sich der Verschleiß infolge einer Konzentration
der Radlast in der Nähe der oberen Innenkante der Schiene einstellt, nämlich dort, wo die »shelling«-Erscheinung
bevorzugt auftritt. Eine derartige Lastkonzentration an der oberen Innenkante ruft Ermüdungserscheinungen
im Material des Schienenkopfes hervor, die zu einer frühzeitigen Beschädigung der Schiene führen.
Fig. 10 stellt ein abgenutztes Rad 20' dar. das auf einer abgenutzten Gleiskurvenaußenschiene 12' läuft,
wobei ersichtlich ist, daß das Rad die Schienenlauffläche 24' auf eine in Fig.9 gezeigte Kontur abgetragen hat.
da die Radlast in der Nähe der oberen Innenkante der Schiene konzentriert wurde. Fig. 11 zeigt die von der
Erfindung vorgeschlagene Gegenmaßnahme, also ein abgenutztes Rad 20', das auf einer nach dem
erfindungsgemäßen Prinzip ausgestalteten neuen Gleiskurvenaußenschiene
12 läuft. In der in F i g. 11 gezeigten Ausgestaltung wurde die übliche Unterlagsplatte
durch eine Unterlagsplatte 22' ersetz;, deren Schienenauflagefläche 23 um 2°45' stärker geneigt ist
als es bei den Standard-Unterlagsplatten üblich ist. Dadurch wird die Neigung der Schienenlauffläche 24
der Schiene um 2°45' über das bisher übliche Maß vergrößert. Wie aus F i g. 11 hervorgeht, drückt der
Radflansch 26' auch bei dieser Ausgestaltung gegen die Flanke 25 des Schienenkopfs, wobei sich allerdings die
Schienenlauffläche 24 viel mehr an das Profil der abgenutzten Radlauf fläche 21' anschmiegt als bei den
bisher üblichen Schienenstellungen. Das Zentrum des Auflagers des Rades ist bei der Ausgestaltung gemäß
F i g. 11 vom Schienenkantenbereich zum Schienenzentrum hin verrückt.
Bei einer solchen Schrägstellung der Gleiskurvenaußenschiene wird die Abnutzung der Schiene nicht auf
den Kantenbereich konzentriert, sondern wird auf die weitere Schienenlauffläche verteilt, wodurch die »shel-Iing«-Erscheinung
wesentlich verringert wird. Die Vergrößerung des Querneigungswinkels von Gleiskurvenaußenschienen
kann auch durch Verwendung von Unterlagskeilen 30 in der in den F i g. 2 und 4 gezeigten
Weise erfolgen. Bei dieser Ausgestaltung ist der aus Gummi, Kunststoff, Stahl oder Holz herstellbare
Unterlagskeil 30 um ein geeignetes Maß, nämlich um etwa 2°45', abgeschrägt. Vorzugsweise ist die Größe
des Unterlagskeiles 30 auf die Breitenabmessung üblicher Unterlagsplatten 22 abgestellt und an mit den
Löchern 32 der Unterlagsplatte übereinstimmenden Stellen ebenfalls mit Löchern 31 versehen, damit übliche
Nägel oder Stifte 33 durchgeschlagen werden können. Um den Querneigungswinkel bereits installierter
Schienen zu vergrößern, werden die Stifte gezogen, der Unterlagskeil 30 unter die Unterlagsplatte 22 geschoben
und die Unterlagsplatte und der Unterlagskeil zusammen vernagelt.
Eine weitere Maßnahme, durch welche die erwünschte Schrägstellung erreicht werden kann, ist in Fig. 5
gezeigt, gemäß der in die Schwelle 13' eine nach innen geneigte Auflagefläche 36 zur Aufnahme einer Standard-Unterlagsplatte
22 eingearbeitet ist, wobei die Auflagefläche 36 um die gewünschten 2°45' geneigt ist
Bei dieser Anordnung ist die Gleiskurveninnenschiene 11 im üblichen Verhältnis von 1 :40 schräg gestellt
während die Schrägstellung der Gleiskurvenaußenschiene 12 um 2°45' größer ist. Die Ausnehmung dei
schrägen Auflagefläche 36 kann zwar am Verlegungson erfolgen, sollte jedoch vorzugsweise bereits im Herstel
lungswerk vorgenommen werden, damit der genaue Neigungswinkel eingehalten werden kann. Es is
ersichtlich, daß Betonschwellen in der in Fig.; dargestellten Weise auf der einen Seite mit eine:
normalen Auflagefläche und auf der anderen Seite mi einer entsprechend schräggestellten Auflagefläche 3f
ausgestattet werden können.
Wie oben schon erwähnt wurde, wird die zusätzlich
Schrägstellung nur auf Gleiskurvenaußenschienen an gewendet. Bei dem Gleisverlauf gemäß F i g. 1 weist dif
Schiene 11 überall die normale Schrägstellung in Verhältnis von 1 :40 auf, also auch im Kurvenbereich 1!
bis 17. Die Anschlußschiene 10 hat ebenfalls die normal« Schrägstellung in den Gleisgeraden 14 und 18, di<
Gleiskurvenaußenschiene 12 hat jedoch in den Über gangsbögen 15 und 17 und in der Gleiskurve 16 eini
stärkere Laufflächenneigung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 609 622/8
Claims (8)
1. Verfahren zur Verringerung von Verschleißerscheinungen
an einer Gleiskurvenaußenschiene, die auf Unterlagsplatten mit Schienenauflageflächen
sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Schienenlauffläche (24') einer Gleiskurvenaußenschiene
(12') nach ihrer betriebsmäßigen Abnutzung gemessen und durch Vergleich mit der
Neigung der Schienenlauffläche (24) einer unbenutzten Schiene der Abnutzungswinkel bestimmt und die
Schienenauflagefläche (23) für die neue Gleiskurvenaußenschiene (12) um diesen Ahnutzungswinkel zur
Gleismitte geneigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 für eine Gleiskurvenaußenschiene.die
auf Unterlagsplatten mit im Normalverhältnis 1 :40 zur Gleismitte geneigten
Schienenauflageflächen sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß als Abnutzungswinkel ein Wert von 2°45'
gewählt und die Gleiskurvenaußenschiene (12) dementsprechend mit einer Schienenquerneigung
von 1 :40 plus 2° 45' angeordnet wird.
3. Anordnung einer Gleiskurvenaußenschiene, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwellen· (13) und Unterlagsplatten (22) Unterlagskeile (30)
mit einer dem Abnutzungswinkel entsprechenden Schienenquerneigung vorgesehen sind.
4. Anordnung einer Gleiskurvenaußenschiene, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenauflagefläche (23) der Unterlagsplatten (22') eine dem
Abnutzungswinkel entsprechende Querneigung aufweist.
5. Anordnung einer Gleiskurvenaußenschiene, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Unterlagsplatten (22') mit im Verhältnis 1 :40 plus 2° 45' geneigter
Schienenauflagefläche (23') angeordnet sind.
6. Anordnung einer Gleiskurvenaußenschiene, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwellen (13) und Unterlagsplatten (22) Unterlagskeile (30)
mit einem Keilwinkel von 2°45' angeordnet sind.
7. Anordnung einer Gleiskurvenaußenschiene, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagsplatten (22) auf mit 2° 45' geneigten Auflageflächen (36) auf
den Schwellenkörper (13') gelegt sind.
8. Anordnung nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagskeile (30) an mit
Löchern (32) der Unterlagsplatten (22) übereinstimmenden Stellen durchbrochen sind.
5 S
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US64389167A | 1967-06-06 | 1967-06-06 | |
US64389167 | 1967-06-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1759754A1 DE1759754A1 (de) | 1971-07-01 |
DE1759754B2 DE1759754B2 (de) | 1975-10-16 |
DE1759754C3 true DE1759754C3 (de) | 1976-05-26 |
Family
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