DE19850617A1 - Schwelle mit Schutzvorrichtung für Bahnfahrweg - Google Patents

Abstract

Schwelle für eine feste Fahrbahn, oder Breitschwellen-Oberbau oder klassischer Schotter-Oberbau, mit auf die Oberfläche neben den Schienenauflagern aufgebrachten, insbesondere aufbetonierten, Höckeraufsätzen, deren den Schienenauflagern zugewandten Seiten-Flanken zusammen mit den Schienen Fangrillen für die Fahrzeugräder bei einem etwaigen Entgleisen bilden und deren Oberfläche unter der Ebene der Schienenoberkanten liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwelle für eine feste Fahrbahn oder Breit­ schwellen-Oberbau oder klassischen Schotter-Oberbau mit einer Schutzvorrich­ tung im Bahnfahrweg.

Die Beurteilung der Sicherheit unterschiedlicher Oberbauformen im Hinblick auf deren Verhalten und auf die Auswirkungen beim Entgleisen von Zügen bzw. Schienenfahrzeugen führt zu unterschiedlichen Sicherheitsstandards der betrach­ teten Oberbauformen. Im folgenden werden dabei die Oberbauformen feste Fahr­ bahn-, Breitschwellen- und klassischer Schotter-Oberbau unterschieden.

Die vorgenannten Oberbauformen unterscheiden sich dabei u. a. in der Ausbil­ dung ihrer Oberfläche. So weisen feste Fahrbahnsysteme mit vollständig einbe­ tonierten Schwellen eine praktisch ebene Oberfläche auf.

Ebenfalls quasi geschlossene Oberflächen weisen Breitschwellengleise auf. Im Gegensatz dazu ergibt sich bei Fahrwegsystemen des konventionellen Schotter- Oberbaus oder der festen Fahrbahn mit direkt aufgelagerten Schwellen üblicher­ weise eine diskontinuierliche Oberfläche, bei der sich Betonoberflächen der Schwellen und Schotterauffüllungen in den Schwellenfächern bzw. die Oberfläche der Auflageplatte für die Schwellen abwechseln. Naturgemäß besitzen Formen mit geschlossenen Oberflächen günstigere Rolleigenschaften für entgleisende Räder als Oberflächen mit diskontinuierlichen Festigkeiten.

Allerdings weisen auch die praktisch geschlossenen Oberflächen Störstellen und nicht ideale Zustände für abrollende Räder auf, so daß auch dabei ein nicht stabi­ ler Fahrzeuglauf erwartet werden muß. Darüber hinaus bieten derartige Störstel­ len Anlaß für starke Materialschäden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Schwellen für feste Fahrbahn­ systeme, Breitschwellen-Systeme oder den klassischen Schotter-Oberbau so auszugestalten, daß die vorbezeichneten Nachteile weitgehend ausgeschlossen sind und dem rollenden Rad eines entgleisten Fahrzeugs ein möglichst störungs­ freier, stabiler Lauf ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Schwelle erfindungsgemäß gekenn­ zeichnet durch auf die Oberfläche neben den Schienenauflagern aufgebrachte, insbesondere aufbetonierte, Höckeraufsätze, deren den Schienenauflagern zu­ gewandte Seiten-Flanken zusammen mit den Schienen Fangrillen für die Fahr­ zeugräder bei einem etwaigen Entgleisen bilden, wobei die Oberfläche der Höc­ keraufsätze unter der Ebene der Schienenoberkanten liegt.

Durch die erfindungsgemäßen Höckeraufsätze werden in den meisten Entglei­ sungsfällen, in denen die Waggons nicht größere, seitliche Strecken "springen", die Räder in die seitliche Fangrille fallen, wobei sie dann durch die Seitenflanken der Höckeraufsätze an einer weiteren Verschiebung gehindert sind und quasi in der Rille gefangen auf den Schienenbefestigungsschrauben abrollen. Auf diese Art und Weise ergibt sich bei einer Entgleisung ein geringst möglicher Schaden an der Fahrbahn und gleichzeitig wird verhindert, daß durch weiteres Auswandern des Fahrzeugs dieses völlig von der Fahrbahn herunterläuft und damit umkippt oder auch mit gerade entgegenkommenden Fahrzeugen auf Nebengleisen kolli­ diert.

Durch die Ausbildung der Höhe der Oberfläche der Höckeraufsätze, so daß sie allenfalls die Ebene der Schienenoberkanten erreichen, können bei einem Über­ springen der Fangrillen die Schienen auch auf den Oberflächen der Höcker wei­ terrollen. Da hierbei allerdings überhaupt keine Seitenführung besteht, wird ein solches Laufen auf den Oberflächen der Höckeraufsätze nur über kurze Strecken zu erreichen sein. Dies gilt selbst dann, wenn die Höckeraufsätze zwischen den Schienen einen durchgehenden Schwellenaufsatz bilden, da die fehlende seitliche Führung allzu rasch zu einem völligen Abrollen des Waggons von der Fahrbahn führen wird.

Verbesserungen lassen sich darüber hinaus dadurch erzielen, daß neben dem Schwellenaufsatz zwischen den Schienenauflagern auch außerhalb der Schie­ nenauflager Höckeraufsätze vorgesehen sind, so daß die äußeren Räder eines entgleisten Fahrzeugs nicht sofort in das Schwellenbett herunterfallen.

Eine besondere Absicherung im Hinblick auf ein vollständiges Auswandern von der Fahrbahn ergibt sich gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß in die Höckeraufsätze Führungen für die Radkränze entgleister Räder bilden­ de Notlaufrinnen eingeformt sind. Diese Notlaufrinnen nehmen dabei bevorzugt nur die Radkränze auf, während die Laufflächen der Räder nach wie vor auf der Oberfläche der Höckeraufsätze bzw. des mittleren Schwellenaufsatzes laufen. Durch die Führung der Radkränze in den Notlaufrinnen ergeben sich sehr gute Geradeauslaufeigenschaften, die ein weiteres Auswandern eines entgleisten Wa­ gens und damit dessen vollständiges Umkippen verhindern können.

Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, jeder Notlaufrinne eines äußeren Höckeraufsatzes eine um die Spurweite der Fahrbahn versetzte Not­ laufrinne des mittleren Schwellenaufsatzes zuzuordnen, so daß stets beide Räder einer entgleisten Achse eines Fahrzeugs jeweils in einer Notlaufrinne geführt wer­ den.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Höc­ keraufsätze von den benachbarten Schienen aus gesehen ansteigend gestuft ausgebildet sind, wobei insbesondere die Oberflächen der Stufen zu den Schie­ nen hin geneigt sind.

Wegen der hohen Belastung der Höckeraufsätze bei einem Entgleisen eines Fahrzeugs kann gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung vor­ gesehen sein, daß Bewehrungsteile der Schwellen in die Höckeraufsätze einra­ gen und diese dadurch stabilisieren. Darüber hinaus hat es sich auch als zweck­ mäßig erwiesen, wenn die Höckeraufsätze aus Schallschutzmaterial gefertigt werden, wobei diese Höckeraufsätze aus Schallschutzmaterial sowohl direkt beim Betonieren der Schwellen mit vorgefertigt werden können, als auch als fertige Bauteile auf die Schwellen aufgeschraubt oder schließlich auch bei der Fertigung als fertige Höcker mit entsprechenden Verzahnungen in den Schwellenbeton mit verankert werden können.

Um den Bremsweg zu verkürzen, kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß auf die Höckeraufsätze eine Schicht aus sich beim Überfahren elastisch ver­ formenden und dabei Energie vernichtenden Werkstoff aufgebracht ist.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, bei direkt aufgelagerten Festfahrbahnen oder beim klassischen Schotter-Oberbau mit Schwellenfächern zwischen den beabstandeten Schwellen in diese Schwellenfächer Füllelemente mit entsprechenden Notlaufrinnen einzulegen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß mit Höckeraufsätzen ver­ sehenen Breitschwelle,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Fahrbahnausschnitt mit zwei Breitschwellen gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III in Fig. 2,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer Schwelle mit einem durchgehenden mittleren Schwellenaufsatz ohne äußere Höckerauf­ sätze mit teilweise eingezeichneten, in der Fangrille des Schwellen­ aufsatzes geführten Rädern,

Fig. 5 bis 8 abgewandelte Ausführungsbeispiele einer Schwelle mit unterschied­ lich ausgebildeten Höckeraufsätzen und Schwellenaufsätzen, teils mit und teils ohne Notlaufrinnen, sowie angedeuteten, unterschiedli­ chen Möglichkeiten der Führung entgleister Fahrzeuge,

Fig. 9 einen Schnitt durch eine feste Fahrbahn mit einer erfindungsgemäß mit Höckeraufsätzen versehenen Schwelle, und

Fig. 10 bis 14 Bettungsquerschnitte durch eine Fahrbahn mit Breitschwellen mit gestuften Höckeraufsätzen in normaler Fahrstellung bzw. in unter­ schiedlichen Entgleisungspositionen.

Die in Fig. 1 in der Seitenansicht gezeigte Breitschwelle 1, von der in der Verlege- Einbau-Situation in einem Schotterbett zwei Schwellen 1 in Fig. 2 in Aufsicht ne­ beneinander gezeigt sind, unterscheidet sich von herkömmlichen Breitschwellen durch auf die ansonsten im wesentlichen ebene Oberfläche 2 aufgebrachte Höc­ keraufsätze 3 und 4, die im gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich mit Not­ laufrinnen 5 versehen sind.

Die Oberfläche 6 der Höckeraufsätze liegt unterhalb der Ebene der Schienenlauf flächen. Bei einem Entgleisen derart, daß ein Laufrad in eine der Notlaufrinnen 5 springt, ergibt sich in der eng benachbarten Verlegung der Breitschwellen 1 nur ein geringfügiges Absacken der Räder 7, die mit ihren Spurkränzen in den Not­ laufrinnen 5 geführt sind.

Im Detail ist die Art des Fangens der Räder 7 in den Fig. 4 bis 8 an einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Die Hauptsicherung bildet dabei die der Schiene 8 zugekehrte Flanke 9 des schieneninnenseitigen Höckers 3, der in den Fig. 4 bis 8 als durchgehender Schwellenaufsatz 3' ausgebildet ist. Beim "normalen" Entgleisen, bei dem das Fahrzeug nicht allzu sehr seitlich wegspringt, wird zu­ nächst das Rad 7 in die durch die Flanke 9 und die Schiene 8 gebildete Fangrille 10 fallen und durch die Flanke 9 des Höckeraufsatzes 3 bzw. des durchgehenden Schwellenaufsatzes 3' an einer weiteren Verschiebung gehindert, so daß die bei­ den Räder 7 sich auf den Befestigungsschrauben 11 mit ihren Laufflächen 12 ab­ stützen und dabei zwar ratternd, aber ohne nennenswerte Beschädigung der Fahrbahn seitlich geführt abrollen, so daß kein vollständiges Entgleisen und Um­ kippen stattfinden kann.

Bei einem stärkeren, weiteren seitlichen, Entgleisen, wie dies in den Fig. 5, 6, 7 und 8 dargestellt ist, können die Räder 7, wenn schon nicht in der Führungsrille 10, so doch in Notlaufrinnen 5 der Höckeraufsätze 4 bzw. des Schwellenaufsatzes 3' geführt werden. Dabei greift der Spurkranz 13 eines Rades 7, 7', 7" jeweils in eine Notlaufrinne 5, 5', 5" des mittleren Schwellenabsatzes 3' ein, während das jeweils andere Rad 7, 7', 7" auf der gleichen Achse entweder auf der Schiene ne­ ben dem Außenhöcker 4 oder in Notlaufrinnen 5, 5' läuft. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8, bei denen jeweils drei verschiedene Entgleisungszustände an­ gedeutet sind, ist dabei auch noch eine Variante mit eingezeichnet, bei der das äußere Rad 7" seitlich neben der Schwelle 1 auf dem Schotterbett 14 läuft.

Die Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch eine feste Fahrbahn bei dem Schwellen 1', die in einem Betontrog 15 als Teil eines fertigen Gleisrostes mit ihren unten heraus­ stehenden Bewehrungen 16 durch Vergußbeton 17 eingebettet sind, auf ihrer im wesentlichen ebenen Oberfläche 18, die normalerweise mit der Oberfläche 19 des Vergußes 17 abschließt, mit Höckeraufsätzen 4 und einem mittigen Schwellen­ aufsatz 3' mit Notlaufrinnen versehen sind. Der Vergußbeton kann, muß aber nicht, in derselben Art wie die Schwelle ausgeformt sein. Falls die Rillen durchge­ hend, also auch im Vergußbeton, ausgebildet sind, ist auf Querrillen für die seitli­ che Ableitung des Oberflächenwassers zu achten.

Die Fig. 10 bis 14 zeigen einen Bettungsquerschnitt einer erfindungsgemäß aus­ gebildeten Breitschwelle, bei dem das erfindungsgemäße Radleitsystem gestufte Höckeraufsätze aufweist. Die Stufung steigt dabei jeweils von der benachbarten Schiene aus gesehen an bzw. die Stufung fällt zur Schiene hin ab. Die Höc­ keraufsätze 3' sind dabei mit drei Stufen 20, 21, 22 und die außerhalb der Schie­ nen angeordneten Höcker 4' mit zwei Stufen 23 und 24 versehen. Bei 25 erkennt man die bekannte Einlage und bei 26 ist die Wasserrinne zum Ableiten des Was­ sers zum Schienenäußeren angedeutet.

Ausgehend von der normalen Fahrposition der Radachse eines Wagens gemäß Fig. 10 erkennt man in den Fig. 11 bis 14 verschiedene Entgleisungsstufen. Zu­ nächst springt die Achse herunter und die Räder laufen auf den Kleineisen, also den Befestigungsteilen des Schienenfußes bzw. dem Schienenfuß. Bei einer stär­ keren seitlichen Abdriftung laufen die Räder zunächst auf den ersten Stufen 20 bzw. 23 der Höcker 3' und 4', müssen dann - wozu eine gesonderte höhere Ener­ gie erforderlich ist - erst auf die nächste Stufe 21 bzw. 24 angehoben werden und fallen nach Überwinden der letzten Stufe 22 ins äußere Schotterbett oder ins Erd­ reich, wobei das in der Zeichnung linke Rad dann von dem rechten Höckeraufsatz 3' gefangen wird.

Die Stufung der Höckeraufsätze 3', 4', noch dazu in Verbindung mit einer gegen­ über der Horizontalen geneigten, jeweils in Richtung der Stufen ansteigenden Ausbildung der einzelnen Stufen, sorgt einerseits für eine Mehrzahl von recht stabilen Radführungen in den unterschiedlichsten Entgleisungszuständen. Dabei ist zu beachten, daß das von der Schiene nach innen herunterspringende Rad auf den Stufen 20, 21, 22 mit seinem Radkranz läuft, während das nach außen herun­ tergesprungene Rad mit der eigentlichen Lauffläche, also ohne den Spurkranz, auf den Stufen 23, 24 der außenliegenden Höckeraufsätze 4' läuft. Das Höckerge­ fälle zur Schiene hin erschwert ein Wegdriften nach außen und erhöht damit die Stabilität des Laufens in dieser jeweiligen Notspur.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. In einer anderen Ausbildung der Form und Anordnung der Höckeraufsätze sowie der ggf. bei den vorgesehenen Notlaufrinnen wäre es beim klassischen Schotter- Oberbau oder bei direkt aufgelagerten festen Fahrbahnen mit Schwellenfächern zwischen den Schwellen auch denkbar, in die Schwellenfächer Füllelemente mit entsprechend geformten, fluchtend zu den Notlaufrinnen der Höckeraufsätze der schwellenverlaufenden Notlaufrinnen einzulegen. Auch ist die Ausformung der Schwellenaufsätze in Form einer Wanne mit ausgerundeten Flanken möglich.

Claims (12)

1. Schwelle für eine feste Fahrbahn, oder Breitschwellen-Oberbau oder klas­ sischer Schotter-Oberbau, gekennzeichnet durch auf die Oberfläche neben den Schienenauflagern aufgebrachte, insbesondere aufbetonierte, Höc­ keraufsätze (3, 4, 3'), deren den Schienenauflagern zugewandten Seiten- Flanken (9) zusammen mit den Schienen Fangrillen (8) für die Fahrzeugrä­ der (7, 7', 7") bei einem etwaigen Entgleisen bilden und deren Oberfläche unter der Ebene der Schienenoberkanten liegt.

2. Schwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höckerauf­ sätze (3') zwischen den Schienen (8) einen durchgehenden Schwellenauf­ satz bilden.

3. Schwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Schwellenaufsatz zwischen den Schienenauflagern auch außerhalb der Schienenauflager Höckeraufsätze (4) vorgesehen sind.

4. Schwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Höckeraufsätze (3, 4, 3') Führungen für die Radkränze (13) entglei­ ster Räder (7, 7', 7") bildenden Notlaufrinnen (5, 5', 5") eingeformt sind.

5. Schwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Notlaufrin­ ne (5) eines äußeren Höckeraufsatzes (4) eine um die Spurweite versetzte Notlaufrinne (5, 5', 5") des mittleren Schwellenaufsatzes zugeordnet ist.

6. Schwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höckerauf­ sätze (3', 4') von den benachbarten Schienen aus gesehen ansteigend ge­ stuft ausgebildet sind.

7. Schwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Stufen (20 bis 24) zu den Schienen (8) hin geneigt sind.

8. Schwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Bewehrungsteile der Schwelle in die Höckeraufsätze (3, 4, 3') einragen.

9. Schwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Höckeraufsätze (3, 4, 3') aus Schallschutzmaterial bestehen (vergossen oder aufgeschraubt oder eingebettet).

10. Schwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Höckeraufsätze (3, 4, 3') eine Schicht aus sich beim Überfahren elastisch verformenden und dabei Energie vernichtenden Werkstoff aufge­ bracht ist.

11. Direkt aufgelagerte feste Fahrbahn mit Schwellenfächern oder klassischem Schotter-Oberbau und Schwellen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß in die Schwellenfächer Füllelemente mit ent­ sprechenden Notlaufrinnen eingelegt sind.

12. Kompaktbauform einer festen Fahrbahn mit eingegossenen Schwellen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß auch der Vergußbeton in gleicher Art wie die Schwelle ausgeformt oder beschaffen ist und Querrinnen für die seitliche Ableitung des Oberflä­ chenwassers aufweist.