DE19924891C1 - Permanent way rail mounting has acoustic dampers in the spaces under the rail and to the side of the rail with the smaller side space widening away from the rail to prevent the rail tilting out of place - Google Patents
Permanent way rail mounting has acoustic dampers in the spaces under the rail and to the side of the rail with the smaller side space widening away from the rail to prevent the rail tilting out of placeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein schalldämmendes Schienenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Schienenlager werden eingesetzt, um die Übertragung von Körperschall auf den Untergrund möglichst weitgehend zu unterbinden. Problematisch ist hierbei, daß die Dämmelemente für eine gute Körperschall dämmung eine flache Federkennlinie aufweisen müssen, aus der sich große Federwege beim Einfedern der Schiene unter Belastung ergeben. Über diese großen Federwege ist es schwierig, die Schiene gegen seitliche Verkippungen zu stabilisieren.The invention relates to a sound-absorbing rail bearing according to the preamble of claim 1. Such rail bearings are used to transmit structure-borne noise to the To prevent underground as much as possible. Problematic is that the insulation elements for good structure-borne noise insulation must have a flat spring characteristic from which there is a large amount of travel when the rail is compressed under load surrender. With these large travel distances, it is difficult Stabilize the rail against lateral tilting.
Ein schalldämmendes Schienenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 44 41 561 A1 bekannt. Hier werden grundsätzliche konstruktive Mittel aufgezeigt, mit denen das seitliche Verkippen der Schiene aus der Spur bei großen Federwegen wirkungsvoll verhinderbar ist. Dazu sind zwischen einer Leistenplatte und einer Auflagerfläche des Schienenlagers neben ersten Dämmelementen mit einer ersten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte zusätzliche zweite Dämmelemente mit einer zweiten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte vorgesehen. Dabei sind die ersten Dämmelemente unterhalb der Schiene angeordnet, während sich die zweiten Dämmelemente außerhalb der Spur befinden, also in einem Bereich, in dem sich ein Verkippen der Schiene bzw. der Leisten platte aufgrund des wirksamen Hebels der Leistenplatte in Form größerer vertikaler Federwege der Leistenplatte bemerkbar macht. Dem Auftreten eben dieser größeren vertikalen Federwege der Leistenplatte außerhalb der Spur wirken die zweiten Dämmelemente entgegen. Dazu verläuft die zweite Federkennlinie bis zu einem vorgegebenen vertikalen Federweg der Leistenplatte zunächst unterhalb der ersten Federkennlinie, steigt dann aber stärker als die erste Federkennlinie an. So setzt die Wirkung der zweiten Dämmelemente vor allem dann ein, wenn der vorgegebene vertikale Federweg der Leistenplatte in ihrem Bereich über schritten wird. Dieses Überschreiten ist ein Indiz dafür, daß die Schiene mit der Leistenplatte nicht nur gewollt in verti kaler Richtung einfedert, sondern auch die Tendenz aufweist, aus der Spur heraus zu verkippen. Die Kippbewegung wird jedoch durch die in dem relevanten Bereich der größeren Federwege harten zweiten Dämmelemente bis auf ein unschädliches Maß unterbunden. Als weitere Maßnahme ist vorgesehen, daß ein Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche im Bereich der zweiten Dämmelemente und/oder die Dicke der zweiten Dämmelemente mit wachsender Entfernung von der Spur abnehmen. Hierdurch soll die Steifigkeit der zweiten Dämmelemente selbst in dieser Richtung noch weiter zunehmen.A sound absorbing rail bearing according to the generic term of Claim 1 is known from DE 44 41 561 A1. Here basic constructive means are shown with which the sideways tilting of the rail from the track on large ones Is effectively prevented. To do this are between a slat plate and a bearing surface of the rail bearing in addition to the first insulation elements with a first spring characteristic for vertical compression of the last plate additional second Insulating elements with a second spring characteristic for vertical Compression of the slat plate provided. Here are the first Insulation elements arranged below the rail, while the second insulation elements are outside the track, i.e. in one Area in which there is a tilting of the rail or the strips plate due to the effective lever of the slat plate in shape noticeable greater vertical spring travel of the slat plate. The appearance of these larger vertical spring travel The second insulation elements have a strip of strips outside the track opposite. For this purpose, the second spring characteristic runs up to one predetermined vertical travel of the last plate first below the first spring characteristic, but then increases more sharply than the first spring characteristic. So the effect of second insulation elements especially when the specified one vertical travel of the slat plate in its area is taken. This exceeding is an indication that the rail with the last plate not only wanted in verti compression direction, but also has a tendency from to tilt the track out. The tilting movement is however through that hard in the relevant area of greater travel second insulation elements prevented to an innocuous degree. As a further measure it is provided that a distance between the last plate and the support surface in the area of the second Insulation elements and / or the thickness of the second insulation elements with decrease with increasing distance from the track. This is supposed to Stiffness of the second insulation elements even in this direction increase even further.
Bei der Realisation des aus der DE 44 41 561 A1 bekannten Schienenlagers stellt sich heraus, daß die zweiten Dämmelemente durch ihre mit dem Abstand zu der Spur zunehmende Härte einer starken lokalen Beanspruchung in ihrem am weitesten von der Spur entfernten Bereich ausgesetzt sind, die der Lebensdauer des bekannten Schienenlagers abträglich ist. Zudem sind die in der DE 44 41 561 A1 beschriebenen allgemeinen Ansätze für das tatsächliche Erreichen einer sehr guten Schalldämmung bei gleichzeitig sehr guter Stabilität der Schiene gegen seitliches Verkippen noch unzureichend. Die Eigenschaften des bekannten Schienenlagers hängen stark von der Abstimmung der einzelnen Dämmelemente aufeinander ab.In the implementation of what is known from DE 44 41 561 A1 Rail bearing turns out to be the second insulation due to their increasing hardness with increasing distance from the track heavy local stress in their farthest trace remote area exposed to the life of the known rail bearing is detrimental. In addition, they are in the DE 44 41 561 A1 described general approaches for the actually achieve very good sound insulation at the same time very good stability of the rail against lateral Tilting still insufficient. The characteristics of the known Rail bearings depend heavily on the coordination of the individual Insulating elements from each other.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, das die kon struktiven Voraussetzungen für eine große Lebensdauer aufweist. Weiterhin soll eine derartige Grundabstimmung der einzelnen Dämmelemente aufgezeigt werden, daß bei unterschiedlichen Gesamthärten der vertikalen Abstützung der Schiene immer sowohl eine sehr gute Schalldämmung als auch eine sehr gute Stabilität der Schiene gegen seitliches Verkippen gegeben ist.The invention has for its object a rail bearing the preamble of claim 1 to show that the con has structural requirements for a long service life. Furthermore, such a basic coordination of the individual Insulation elements are shown that at different Total hardness of the vertical support of the rail always both very good sound insulation as well as very good stability the rail is protected against lateral tilting.
Erfindungsgemäß wird die Hauptaufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungs formen des neuen Schienenlagers sind in den Unteransprüchen dargelegt. Dabei betreffen die Unteransprüche 6 bis 10 die angestrebte Grundabstimmung des Schienenlagers.According to the main task of the invention is achieved by the Features of claim 1 solved. Advantageous execution forms of the new rail bearing are in the subclaims spelled out. The sub-claims 6 to 10 relate to the desired basic coordination of the rail bearing.
Bei dem neuen Schienenlager ist in dem zweiten Bereich der zweiten Dämmelemente außerhalb der Spur der Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche mit wachsender Entfernung von der Spur ebenfalls anwachsend vorgesehen. Hierdurch wird eine gleichmäßige Belastung der zweiten Dämmelemente über ihre gesamte Breite erreicht. Eine relevante Belastung der zweiten Dämmelemente tritt immer dann auf, wenn die Gefahr einer Verkippung der Schiene aus der Spur heraus besteht. Dabei kann eine solche Verkippung niemals vollständig verhindert werden. Vielmehr kann sie immer nur auf einen zulässigen Höchstwert begrenzt werden. Das heißt, es tritt immer ein Kippwinkel auf, der den aus der Spur heraus zunehmenden Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche im Bereich der zweiten Dämmelemente ausgleicht, daß heißt teilweise, ganz oder sogar etwas überkompensiert. In jedem Fall sorgt der zunehmende Abstand für eine Vergleichmäßigung der Belastung der zweiten Dämmelemente über ihre Breite quer zur Spur und damit für eine erhebliche Verbesserung der Lebensdauer des neuen Schienenlagers gegenüber dem Stand der Technik.The second area of the new rail bearing is the second insulation elements outside the track the distance between the Inguinal plate and the support surface with increasing distance also intended to grow from the track. This will an even load of the second insulation elements over their full width reached. A relevant burden on the second Insulation elements always occur when there is a risk of Tilting of the rail out of the track consists. It can such tilting can never be completely prevented. Rather, it can only ever reach a permissible maximum value be limited. That means there is always a tilt angle which increases the distance between the Inguinal panel and the support surface in the area of the second Compensates for insulation elements, that means partially, completely or even somewhat overcompensated. In any case, the increasing Distance for equalizing the load on the second Insulation elements across their width across the track and thus for one considerable improvement in the service life of the new rail bearing compared to the state of the art.
Dabei können die zweiten Dämmelemente unabhängig von ihrer Entfernung von der Spur mit konstanter Dicke ausgebildet sein. Bei einem stark zunehmenden Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche mit wachsender Entfernung von der Spur ist es sinnvoll, wenn die Dicke der zweiten Dämmelemente in dieser Richtung zunimmt.The second insulation elements can be independent of theirs Distance from the track to be formed with a constant thickness. With a greatly increasing distance between the last plate and the bearing surface with increasing distance from the track it makes sense if the thickness of the second insulation elements in this direction increases.
Ein Winkel zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche liegt typischerweise im Bereich von 0,5° bis 1°. Das heißt eine Verkippung der Schiene um einen Winkel in dieser Größenordnung tritt sowieso auf, sie ist aber auch hinnehmbar und sicherheits technisch unbedenklich.An angle between the slat plate and the support surface is typically in the range of 0.5 ° to 1 °. That is one Tilting the rail by an angle of this magnitude occurs anyway, but it is also acceptable and security technically harmless.
Zwischen den an der Leistenplatte angeordneten zweiten Dämm elementen und der Auflagerfläche kann ein Luftspalt vorgesehen sein. Dieser Luftspalt ergibt sich beispielsweise, wenn die Dicke der zweiten Dämmelemente kleiner ist als der Abstand der Leistenplatte von der Auflagerfläche.Between the second insulation arranged on the last board elements and the support surface, an air gap can be provided his. This air gap results, for example, when the Thickness of the second insulation elements is smaller than the distance between Last board from the support surface.
Eine typischer Höhe des Luftspalts beträgt zwischen 0,8 und 3 mm. Dieser Bereich berücksichtigt bereits eine Zunahme der Höhe des Luftspalts in der Richtung aus der Spur heraus, wie er bei einer konstanten Dicke der zweiten Dämmelemente auftritt.A typical height of the air gap is between 0.8 and 3 mm. This area already takes into account an increase in height of the air gap in the direction out of the lane as in a constant thickness of the second insulation elements occurs.
Der Ausbildung eines Luftspalts im Bereich der zweiten Dämm elemente steht nicht entgegen, daß Dämmelemente im Übergangs bereich zwischen den ersten und den zweiten Dämmelementen lokal, beispielsweise angrenzend an die Spur, sogar unter ständiger Vorspannung bei eingebautem, aber unbelastetem Schienenlager stehen. The formation of an air gap in the area of the second insulation elements does not stand in the way of insulating elements in transition area between the first and the second insulation elements locally, for example, adjacent to the lane, even under permanent Preload with installed but unloaded rail bearing stand.
Die in den Ansprüchen 6 bis 10 angegebenen Grenzen für die Federkennlinien der einzelnen Dämmelemente des neuen Schienenlagers bzw. des gesamten Schienenlagers sind das Ergebnis aufwendiger Abstimmungen. Das Einhalten der Grenzen ermöglicht es, mit der Wahl der Shorehärte der Dämmelemente eine bestimmte Gesamthärte bzw. -weichheit einzustellen, um beson deren Randbedingungen Rechnung zu tragen. Damit ist das neue Schienenlager bei jeder Gesamthärte für verschiedene Achslasten geeignet. Auch bei einer geringen Shorehärte der Dämmelemente sorgt die Progressivität der jeweiligen Federkennlinien dafür, daß die Auslenkung des Schienenkopfs auf ein zulässiges Maß beschränkt bleibt.The limits given in claims 6 to 10 for the Spring characteristics of the individual insulation elements of the new Rail bearing or the entire rail bearing are The result of extensive coordination. Keeping the limits makes it possible to choose one with the choice of the Shore hardness of the insulation elements to set certain total hardness or softness, in particular to take account of their boundary conditions. So that's the new one Rail bearings with all total hardness for different axle loads suitable. Even with a low Shore hardness of the insulation elements the progressivity of the respective spring characteristics ensures that the deflection of the rail head to an acceptable level remains limited.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described below using exemplary embodiments explained and described in more detail. It shows:
Fig. 1 einen Querschnitte durch Teile des schalldämmenden Schienenlagers, Fig. 1 is a cross sections through parts of the sound-insulating rail bearing,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Schienenlager gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the rail bearing according to Fig. 1,
Fig. 3 einen weiteren Querschnitt durch das Schienenlager gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a further cross-section through the rail bearing according to Fig. 1,
Fig. 4 eine Zuordnung von Federkräften F1 bis F3 und Fges bei dem Schienenlager gemäß den Figur und Fig. 4 is an assignment of spring forces F 1 to F 3 and F tot in the rail bearing according to the figure and
Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Federkennlinien zu den Federkräften gemäß Fig. 4. Fig. 5 to 7 show different spring characteristics to the spring forces of FIG. 4.
Das in Fig. 1 teilweise dargestellte Schienenlager 1 dient zur Lagerung einer Schiene 2 mit einem Kopf 3, einem Fuß 4 und einem den Kopf 3 mit dem Fuß 4 verbindenden Steg 5. Die Schiene 2 bildet mit einer weiteren Schiene eine Spur 33. Diese hier nicht dargestellte weitere Schiene ist rechts von der Schiene 2 an geordnet. Der Bereich rechts von der Schiene 2 wird daher im folgenden als innerhalb der Spur 33 liegend und der Bereich links von der Schiene 2 als außerhalb der Spur 33 liegend bezeichnet. Die Schiene 2 ist bezogen auf eine horizontale Ebene leicht in die Spur 33 hinein geneigt ausgerichtet. Die Schiene 2 ist unter Zwischenordnung einer harten Kunststoffplatte 7 durch in Fig. 1 nicht dargestellte Klemmelemente auf eine Leistenplatte 6 aufgeklemmt. Die Kunststoffplatte 7 verhindert einen direkten metallischen Kontakt zwischen der Schiene 2 und der ebenfalls aus Metall ausgebildeten Leistenplatte 6. Die Leistenplatte 6 ist in dem Schienenlager 1 innerhalb eines metallischen Rahmens 8 angeordnet. Dabei stehen die Leisten platte 6 und der Rahmen 8 nicht direkt miteinander in Verbin dung, vielmehr befindet sich zwischen Ihnen ein Elastomer 9, das einstückig an die Leistenplatte 6 und den Rahmen 8 anvulkani siert ist. Das Elastomer 9 bildet verschiedene Dämmelemente aus, die im folgenden näher beschrieben werden. Daneben überzieht das Elastomer 9 auch Teile des Rahmens 8 und der Leistenplatte 6, was jedoch für die Erfindung ohne nähere Bedeutung ist. Der Rahmen 8 ist zur Befestigung des Schienenlagers 1 auf einer horizontal ausgerichteten Auflagerfläche 32 vorgesehen. Im nicht befestigten Zustand des Schienenlagers 1 können einzelne Dämmelemente über die hier mit der Auflagerfläche 32 zusammen fallende ebene Unterseite 10 des Rahmens 8 nach unten über stehen. Unterhalb der Schiene 2 sind zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 von dem Elastomer 9 ausgebildete erste Dämmelemente 11 vorgesehen. Diese ersten Dämmelemente 11 weisen zusammen eine erste Federkennlinie auf, die ein relativ weiches Einfedern der Schiene 2 bis zu einem vorgegebenen vertikalen Federweg erlaubt. Dieser vorgegebene vertikale Federweg hängt von der Auslegung der Härte des Schienenlagers 1 ab und weist typischerweise einen Wert im Millimeterbereich auf. Außerhalb der Spur 33 sind zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 zweite Dämmelemente 12 vorgesehen, die eben falls von dem Elastomer 9 ausgebildet werden. Diese zweiten Dämmelemente 12 weisen beim vertikalen Einfedern der Leisten platte 6 eine von der ersten abweichende zweite Federkennlinie auf. Bis zu dem vorgegebenen vertikalen Federweg der Leisten platte 6 verläuft die zweite Federkennlinie unterhalb der ersten Federkennlinie. Bei größeren vertikalen Federwegen der Leisten platte 6 steigt die zweite Federkennlinie stärker als die erste Federkennlinie an. Dabei ist der Abstand 13 zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 im Bereich der zweiten Dämmelemente 12 deutlich kleiner als derjenige im Bereich der ersten Dämmelemente 11. Der Abstand 13 nimmt aber von der Spur 33 weg zu. In dieser Richtung weisen die zweiten Dämmelemente 12 eine konstante Dicke 14 auf, die immer kleiner als der Abstand 13 ist. So liegen die an die Leistenplatte anvulkanisierten zweiten Dämmelemente 12 bei der nicht eingefederten Leisten platte 6 noch nicht auf der Auflagerfläche 32 für das Schienen lager 1 auf. Vielmehr ist ein Luftspalt 17 vorgesehen, dessen Höhe 30 mindestens 1,2 mm beträgt und aus der Spur 33 heraus auf 2,2 mm anwächst, was einem Winkel 31 zwischen der Unterseite der Dämmelemente 12 bzw. der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 von 0,7° entspricht. Das heißt, die zweiten Dämmelemente liegen ab einem vertikalen Federweg von 1,2 mm sowohl an der Leistenplatte 6 als auch an der Auflagerfläche 32 an und werden dann auf Druck beansprucht. Die Druckbeanspruchung erfolgt dabei nicht lokal sondern verteilt über die gesamte Breite der zweiten Dämmelemente 12, da in der Praxis mit dem vertikalen Federweg auch ein leichte Verkippung der Schiene 2 aus der Spur heraus erfolgt, die den Winkel 31 kompensiert. Die Druckbelastung der zweiten Dämmelemente 12 ergibt dann jedoch eine Gegenkraft, die einem weiteren Verkippen der Schiene 2 bzw. der Leistenplatte 6 aus der Spur 33 heraus entgegenwirkt. Ein solches Verkippen wirkt sich im Bereich der zweiten Dämmelemente 12 durch vergrößerte vertikale Federwege der Leistenplatte 6 aus als ein vertikales Einfedern. Dies liegt an der aus der Spur 33 heraus verlängerten Leistenplatte 6, die bei einem Verkippen der Schiene 2 als Hebel wirkt. Die zweiten Dämmelemente 12 lassen die großen vertikalen Federwege beim Verkippen der Schiene 2 aus der Spur 33 heraus nicht zu. Dies liegt an der zweiten Feder kennlinie, wobei die Gegenkraft der zweiten Dämmelemente durch den Hebel der Leistenplatte 6 noch übersetzt wird. In einem Bereich 15 innerhalb der Spur 33 übergreift der Rahmen 8 die Leistenplatte 6. Dieser Übergriff ist die einzige Form, in der der Rahmen 8 die Leistenplatte 6 zu der Auflagerfläche 32 hin sichert. Ansonsten besteht keinerlei formschlüssige Befestigung der Leistenplatte 6 an dem Rahmen 8, sondern es liegt nur die Verbindung über das an beide Bauteile anvulkanisierte Elastomer 9 vor. Dritte Dämmelemente 16, die seitlich zwischen der Leistenplatte 6 und dem Rahmen 8 angeordnet sind, wirken einem seitlichen Verschieben der Leistenplatte 6 gegenüber dem Rahmen 8 entgegen.The rail bearing 1 partly shown in Fig. 1 is used for mounting a rail 2 with a head 3, a foot 4 and the head 3 with the foot 4 connecting web 5. The rail 2 forms a track 33 with a further rail. This rail, not shown here, is arranged to the right of the rail 2 . The area to the right of the rail 2 is therefore referred to below as being within the track 33 and the area to the left of the rail 2 as being outside the track 33 . The rail 2 is oriented slightly inclined into the track 33 with respect to a horizontal plane. The rail 2 is clamped onto a strip plate 6 with the interposition of a hard plastic plate 7 by clamping elements (not shown in FIG. 1). The plastic plate 7 prevents direct metallic contact between the rail 2 and the strip plate 6, which is also made of metal. The strip plate 6 is arranged in the rail bearing 1 within a metallic frame 8 . In this case, the strips are plate 6 and the frame 8 is not dung directly to each other in Verbin, but rather is located between them an elastomer 9 which is integral to the last board 6 and the frame 8 Siert anvulkani. The elastomer 9 forms various insulation elements, which are described in more detail below. In addition, the elastomer 9 also covers parts of the frame 8 and the strip plate 6 , but this is of no further significance for the invention. The frame 8 is provided for fastening the rail bearing 1 on a horizontally oriented bearing surface 32 . When the rail bearing 1 is not fastened, individual insulation elements can project downward over the flat underside 10 of the frame 8, which coincides here with the support surface 32 . Below the rail 2 , first insulating elements 11 formed by the elastomer 9 are provided between the strip plate 6 and the support surface 32 . These first insulation elements 11 together have a first spring characteristic, which allows the rail 2 to be deflected relatively softly up to a predetermined vertical spring travel. This predetermined vertical spring travel depends on the design of the hardness of the rail bearing 1 and typically has a value in the millimeter range. Outside the track 33 between the strip plate 6 and the support surface 32, second insulation elements 12 are provided, which are just formed by the elastomer 9 . These second insulation elements 12 have a 6 different from the first spring characteristic curve when the strips 6 are compressed vertically. Up to the predetermined vertical spring travel of the slat plate 6 , the second spring characteristic runs below the first spring characteristic. With larger vertical spring travel of the slat plate 6 , the second spring characteristic increases more than the first spring characteristic. The distance 13 between the strip plate 6 and the support surface 32 in the area of the second insulation elements 12 is significantly smaller than that in the area of the first insulation elements 11 . However, the distance 13 increases away from the track 33 . In this direction, the second insulation elements 12 have a constant thickness 14 , which is always smaller than the distance 13 . Thus, the second insulation elements 12 vulcanized onto the slat plate do not yet rest on the support surface 32 for the rail bearing 1 when the slat plate 6 is not compressed. Rather, an air gap 17 is provided, the height 30 of which is at least 1.2 mm and grows out of the track 33 to 2.2 mm, which is an angle 31 between the underside of the insulating elements 12 or the strip plate 6 and the support surface 32 of 0 , 7 ° corresponds. This means that the second insulation elements abut both the strip plate 6 and the bearing surface 32 from a vertical spring travel of 1.2 mm and are then subjected to pressure. The pressure is not applied locally but distributed over the entire width of the second insulation elements 12 , since in practice the vertical spring travel also causes the rail 2 to tilt slightly out of the track, which compensates for the angle 31 . The pressure load of the second insulation elements 12 then results in a counterforce which counteracts a further tilting of the rail 2 or the strip plate 6 out of the track 33 . Such a tilting has an effect in the area of the second insulation elements 12 due to the increased vertical spring travel of the strip plate 6 as a vertical deflection. This is due to the extended slat plate 6 out of the track 33 , which acts as a lever when the rail 2 is tilted. The second insulation elements 12 do not allow the large vertical spring travel when the rail 2 is tilted out of the track 33 . This is due to the second spring characteristic, the counterforce of the second insulation elements being translated by the lever of the strip plate 6 . In an area 15 within the track 33, the frame 8 overlaps the last plate 6 . This overlap is the only form in which the frame 8 secures the strip plate 6 to the support surface 32 . Otherwise there is no form-fitting attachment of the strip plate 6 to the frame 8 , but there is only the connection via the elastomer 9 vulcanized onto both components. Third insulation elements 16 , which are arranged laterally between the strip plate 6 and the frame 8 , counteract a lateral displacement of the strip plate 6 relative to the frame 8 .
Das Schienenlager gemäß Fig. 1 ist in den Fig. 2 und 3 noch einmal in einer Draufsicht bzw. einem zweiten Querschnitt darge stellt. Dabei sind in Fig. 2 Schnittlinien A-A und B-B einge tragen, die den Darstellungen gemäß den Fig. 1 und 3 entspre chen. Fig. 4 zeigt, daß der Rahmen 8 die Leistenplatte 6 voll ständig umschließt, wobei beide Bauteile nicht symmetrisch zu der Schiene 2 angeordnet sind. Das Lager ist auch nicht punkt symmetrisch ausgebildet. Punktsymmetrisch ist nur die Anordnung von Befestigungselementen für das Schienenlager 1 auf der Aufla gerfläche 32 und für die Schiene 2 auf der Leistenplatte 6. Für die Befestigung des Schienenlagers 8 auf der Auflagerfläche 32 sind zwei diagonal gegenüberliegende Langlöcher 18 in dem Rahmen 8 vorgesehen, von denen dasjenige innerhalb der Spur 33 von einer Schraube 19 und einer I-Scheibe 20 abgedeckt ist. Die I- Scheibe 20 wird durch seitliche Führungsstege 21 geführt. Für die Befestigung der Schiene 2 auf der Leistenplatte 6 weist die Leistenplatte 6 T-förmige Durchbrechungen 22 auf. Durch die Durchbrechungen 22 sind Köpfe von Schrauben 23 unter die Leistenplatte 6 führbar, auf die Muttern 24 aufgeschraubt werden, um Spannklemmen 25 auf den Fuß der Schiene 4 zu beauf schlagen. Für die Spannklemmen 25 sind Abstützrinnen 26 auf der Leistenplatte 6 vorgesehen. Zwischen den Muttern 24 und den Spannklemmen 25 sind Unterlegscheiben 27 vorgesehen. Die Spann klemmen 25 und ihre Befestigung 23, 24 weisen keinen unmittel baren Kontakt zu dem Rahmen 8 auf. Im oberen Bereich von Fig. 4 ist die Anordnung der Spannklemme 25 außerhalb der Spur 33 wiedergegeben. Unterhalb der Spannklemme 25 sind die Dämm elemente 12 zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 vorgesehen. Der Bereich der Dämmelemente 12 wird dabei durch die Außenkante der Leistenplatte 6 und eine punktierte Linie 28 begrenzt. Aufgrund des wirksamen Hebels der Leistenplatte 6 in dem Bereich der zweiten Dämmelemente 12 reicht diese geringe Flächenausdehnung der zweiten Dämmelemente 12 aus. Innerhalb der punktierten Linie 28 befindet sich unter der Leistenplatte 6 ein Hohlraum, in dem sich der Kopf der Schraube 23 befindet. Inner halb der Spur 33, den zweiten Dämmelementen 12 gegenüberliegend übergreift der Rahmen 8 in dem Bereich 15 die Leistenplatte 6. Dort wo innerhalb der Spur 33 in der unteren Hälfte von Fig. 4 eine zweite Spannklemme 25 mit Hilfe der T-förmigen Durch brechung 22 anzubringen ist, sind keine zweiten Dämmelemente 12 vorgesehen. Ebenso fehlt in der unteren Hälfte von Fig. 4, außerhalb der Spur 33 der Übergriff des Rahmens 8 über die Lei stenplatte 6. Dies ist jeweils dadurch zu erklären, daß die auftretende Verkippungsgefahr der Schiene nur aus der Spur 33 heraus besteht.The rail bearing according to Fig. 1 is shown in Figs. 2 and 3, again in a plan view and a second cross-sectional Darge. In this case section 2 lines AA and BB in Fig. Wear is that the representations of FIGS. 1 and 3 according to entspre chen. Fig. 4 shows that the frame 8 continuously surrounds the slat plate 6 , both components are not arranged symmetrically to the rail 2 . The camp is also not symmetrical. Only the arrangement of fastening elements for the rail bearing 1 on the bearing surface 32 and for the rail 2 on the strip plate 6 is point symmetrical. For the fastening of the rail bearing 8 on the support surface 32 , two diagonally opposite slots 18 are provided in the frame 8 , of which that within the track 33 is covered by a screw 19 and an I-disk 20 . The I-disk 20 is guided through lateral guide webs 21 . For the fastening of the rail 2 on the slat plate 6 , the slat plate 6 has T-shaped openings 22 . Through the openings 22 heads of screws 23 can be guided under the ledge plate 6, are screwed onto the nuts 24 in order to strike clamps 25 on the foot of the rail 4 . Support troughs 26 are provided on the slat plate 6 for the tensioning clamps 25 . Washers 27 are provided between the nuts 24 and the tension clamps 25 . The clamping clamps 25 and their attachment 23 , 24 have no immediate contact with the frame 8 . The arrangement of the tension clamp 25 outside the track 33 is shown in the upper area of FIG. 4. Below the clamp 25 , the insulation elements 12 are provided between the strip plate 6 and the support surface 32 . The area of the insulation elements 12 is limited by the outer edge of the strip board 6 and a dotted line 28 . Due to the effective lever of the slat plate 6 in the area of the second insulation elements 12, this small area expansion of the second insulation elements 12 is sufficient. Within the dotted line 28 there is a cavity under the ledge plate 6 , in which the head of the screw 23 is located. Within half of the track 33 , opposite the second insulation elements 12 , the frame 8 engages over the strip plate 6 in the area 15 . Where a second clamp 25 is to be attached using the T-shaped opening 22 within the track 33 in the lower half of FIG. 4, no second insulation elements 12 are provided. Likewise missing in the lower half of Fig. 4, outside the track 33, the overlap of the frame 8 on the Lei stenplatte 6th This can be explained in each case by the fact that the risk of the rail tilting only exists from track 33 .
Fig. 3 läßt den Gesamtaufbau des Schienenlagers gemäß den Fig. 1 und 2 noch deutlicher werden. Insbesondere ist zu erkennen, wie mit den Schrauben 19 und den I-Scheiben 20 das Schienenlager 1 auf der Auflagerfläche 32 quer zur Spur 33 justierbar ist. Hierzu weisen der Rahmen 8 und seine Oberseite und die I-Scheibe 20 an ihrer Unterseite gegenläufig geneigte Oberflächen auf. Zur Sicherung der Schraube 19 ist zwischen der Schraube 19 und der I-Platte ein Federring 29 vorgesehen. Die Schraube 19 reicht durch den Rahmen 8 bis in den Untergrund der Auflagerfläche 32. Dies ist in der Regel eine Betonschwelle, auf der eine harte Kunststoffplatte in Epoxidharzmörtel eingebettet ist. Die Oberfläche der Kunststoffplatte bildet die ebene Auf lagerfläche 32 für das Schienenlager 1. Fig. 3 makes the overall structure of the rail bearing according to FIGS. 1 and 2 even clearer. In particular, it can be seen how the rail bearing 1 on the support surface 32 can be adjusted transversely to the track 33 with the screws 19 and the I-washers 20 . For this purpose, the frame 8 and its upper side and the I-disk 20 have oppositely inclined surfaces on their underside. To secure the screw 19 , a spring ring 29 is provided between the screw 19 and the I-plate. The screw 19 extends through the frame 8 into the underground of the bearing surface 32 . This is usually a concrete sleeper on which a hard plastic plate is embedded in epoxy resin mortar. The surface of the plastic plate forms the flat bearing surface 32 for the rail bearing 1 .
Fig. 4 erläutert die Aufnahme der verschiedenen Federkenn linien, wie sie in den Ansprüchen 6 bis 10 allgemein beschrieben sind, und wie sie im folgenden näher diskutiert werden. Die Gesamtfederkennlinie entspricht der Einsenkung der Leistenplatte 6 aufgrund einer Kraft Fges, die vertikal von oben auf den Schienenkopf 3 der Schiene 2 wirkt. Konkret wird die vertikale Einsenkung des Schienenkopfs 3 als Weg S gesetzt. Die Kraft F1 ist die Gegenkraft der ersten Dämmelemente 11 unterhalb der Schiene 2. Sie wird durch Druckbelastung der Dämmelemente 11 in vertikaler Richtung von unten bei festgehaltener Leistenplatte 6 bestimmt. Dabei wird nur der Teil der Auflagerfläche 32 mit der Kraft F1 beaufschlagt, der den Dämmelementen 11 entspricht. Die Federkennlinie der zweiten Dämmelemente 12 wird durch Aufzeichnung der Kraft F2 und des zugehörigen Wegs bei einer Druckbelastung der Dämmelemente 12 von unten bei festgehaltener Leistenplatte 6 bestimmt. Dabei ist der Weg S2 = 0 so festgelegt, daß er mit der beginnenden Gegenkraft der Dämmelemente 12 zusammenfällt. Das heißt, die Höhe 30 des Luftspalts 17 ist bei einem Vergleich von S2 mit dem zu F1 gehörigen S noch hinzu zuaddieren. Weiterhin ist die Richtung von F2 gegenüber der Vertikalen um den Winkel 31 verkippt. Die Federkennlinie bei seitlichen Belastungen des Schienenlagers 1 berücksichtigt die seitliche Kraft F3, die von den Dämmelementen 16 abgefangen wird. Dabei sind insbesondere die Dämmelemente 16 außerhalb der Spur 33 für das Abtragen der seitlichen Belastung von Bedeutung. Fig. 4 explains the inclusion of the various spring characteristics, as generally described in claims 6 to 10, and as will be discussed in more detail below. The overall spring characteristic corresponds to the depression of the slat plate 6 due to a force F total which acts vertically on the rail head 3 of the rail 2 from above. Specifically, the vertical depression of the rail head 3 is set as path S. The force F 1 is the counterforce of the first insulation elements 11 below the rail 2 . It is determined by pressure load of the insulation elements 11 in the vertical direction from below with the strip board 6 held in place. In this case, only that part of the bearing surface 32 is subjected to the force F 1 , which corresponds to the insulation elements 11 . The spring characteristic of the second insulation elements 12 is determined by recording the force F 2 and the associated path when the insulation elements 12 are subjected to pressure from below with the strip plate 6 held in place. The path S 2 = 0 is set so that it coincides with the beginning of the counterforce of the insulation elements 12 . This means that the height 30 of the air gap 17 is to be added when comparing S 2 with the S belonging to F 1 . Furthermore, the direction of F 2 is tilted by an angle 31 with respect to the vertical. The spring characteristic with lateral loads on the rail bearing 1 takes into account the lateral force F 3 which is absorbed by the insulation elements 16 . The insulation elements 16 outside the track 33 are particularly important for the removal of the lateral load.
Fig. 5 zeigt für ein Schienenlager 1, bei dem das Elastomer 9
der Dämmelemente 11 und 12 eine Härte von 75° Shore A aufwies.
Dabei handelt es sich um tatsächlich aufgenommene Werte, an die
statistisch eine Funktion dritter Ordnung angepaßt wurde. Die
Kurve für Fges, die mit durchgezogener Linie wiedergegeben ist,
folgt einer Funktion
Fig. 5 shows on a rail bearing 1 wherein the elastomer of the insulating elements 9 having a hardness of 75 ° Shore A 11 and 12. These are actually recorded values to which a third-order function has been statistically adapted. The curve for F tot , which is shown with a solid line, follows a function
Fges = -0,02035736 . S3 + 3,81448119 . S2 + 1,36997226 . S.F tot = -0.02035736. S 3 + 3.81448119. S 2 + 1.36997226. S.
Der Verlauf von F1, der mit strichpunktierter Linie wiedergegeben
ist, folgt einer Funktion
The course of F 1 , which is shown with a dash-dotted line, follows a function
F1 = -0,2475437 . S3 + 4,590330216 . S2 - 1,70445892 . S.F 1 = -0.2475437. S 3 + 4.590330216. S 2 - 1.70445892. S.
Der Verlauf von F2, der mit punktierter Linie wiedergegeben ist,
folgt einer Funktion
The course of F 2 , which is shown with a dotted line, follows a function
F2 = 0,75171504 S2 3 + 3,296188813 . S2 + 1,37261885 . S.F 2 = 0.75171504 S 2 3 + 3.296188813. S 2 + 1.37261885. S.
Zu erkennen ist, daß der Verlauf von F2 deutlich progressiver ist als derjenige von S1. Fges liegt zwischen den beiden Einzel kräften. Beim direkten Vergleich der Federkennlinien ist aber noch zu berücksichtigen, daß F2 tatsächlich erst nach Überwindung des Luftspalts 17 gemäß Fig. 1 einsetzt. Insofern müßte der Verlauf von F2 tatsächlich noch nach rechts, daß heißt zu größeren Einsenkungen hin, verschoben werden.It can be seen that the course of F 2 is significantly more progressive than that of S 1 . F tot lies between the two individual forces. When comparing the spring characteristics directly, however, it must also be taken into account that F 2 does not actually start until the air gap 17 according to FIG. 1 has been overcome. In this respect, the course of F 2 would actually have to be shifted to the right, that is, towards larger depressions.
Fig. 6 stellt dem aus Fig. 5 bekannten und hier mit durch
gezogener Linie wiedergegebenen Verlauf von Fges eines Schienen
lagers, bei dem das die Dämmelemente 11 und 12 ausbildende
Elastomer eine Härte von 75° Shore-A aufweist, die Kraft Fges
gegenüber, die bei einem Schienenlager 1 als Gegenkraft zu einer
Einsenkung der Schiene 2 auftritt, bei dem das Elastomer eine
Härte von 50° Shore-A aufweist. Der Verlauf von Fges ist hier
weniger progressiv. Bei noch höheren Einsenkungswerten, als sie
in Fig. 6 dargestellt sind, steigt er aber so stark an, so daß
auch hier eine ausreichende Stabilisierung des Schienenkopfs
gegenüber seitlichen Verkippungen gegeben ist. Fges für das 50°
Shore-A Schienenlager folgt einer Funktion
Fig. 6 represents the known from Fig. 5 and here shown with a solid line of F ges of a rail bearing, in which the insulating elements 11 and 12 forming elastomer has a hardness of 75 ° Shore-A, the force F ges , which occurs in a rail bearing 1 as a counterforce to a sinking of the rail 2 , in which the elastomer has a hardness of 50 ° Shore-A. The course of F tot is less progressive here. At even higher subsidence values than are shown in FIG. 6, however, it rises so much that here too there is sufficient stabilization of the rail head against lateral tilting. F tot for the 50 ° Shore-A rail bearing follows a function
Fges = 0,06912369 . S3 + 1,19920588 . S2 + 0,87725217 . S.F tot = 0.06912369. S 3 + 1.19920588. S 2 + 0.87725217. S.
Die zugehörigen Verläufe der Federkennlinien der Dämmelemente 11
und 12 folgen den Funktionen
The associated courses of the spring characteristics of the insulation elements 11 and 12 follow the functions
F1 = 2,87644002 . S3 - 9,30187621 . S2 + 14,99136 . S
F 1 = 2.87644002. S 3 - 9.30187621. S 2 + 14.99136. S
und F2 = 1,51390056 . S2 3 - 0,40035417 . S2 2 + 3,45145971 . S.and F 2 = 1.51390056. S 2 3 - 0.40035417. S 2 2 + 3.45145971. S.
Bei allen hier angegebenen Funktionen sind etwaige konstante Koeffizienten nicht berücksichtigt. Wie aus den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, bewegen sich diese konstanten Koeffizienten in einer Größenordnung von unterhalb 1 kN und sind daher in dem Bereich der relevanten Belastungen Fges von insbesondere größer 10 kN unbeachtlich.Any constant coefficients are not taken into account for all functions specified here. As can be seen from FIGS. 5 and 6, these constant coefficients move in an order of magnitude of below 1 kN and are therefore irrelevant in the range of the relevant loads F tot, in particular greater than 10 kN.
Fig. 7 gibt den Verlauf von F3 über der seitlichen Verschiebung gemäß Fig. 4 anhand tatsächlich gemessener Einzelwerte wieder. Hierbei ist ersichtlich, daß sich die Steifigkeit des Schienen lagers 1 gegenüber seitlichen Verschiebungen ab einer Verschie bung von etwa 1,5 mm einem Tangentenwert von 15 kN/mm annähert. Hierdurch wird die Schiene in seitlicher Richtung auch bei großen Querbelastungen ausreichend stabilisiert. Der Verlauf von F3 ist unabhängig von der Härte der Dämmelemente 11 und 12 einzustellen. Hierzu können die Dämmelemente 16 eine von den Dämmelementen 11 und 12 abweichende konstante Härte aufweisen oder ihre Dicke ist bei abnehmender Härte des Elastomers 9 geringer zu wählen, um die seitliche Stabilität der Schiene auch bei einer sehr weichen Gesamtausbildung des Schienenlagers 1 sicherzustellen. FIG. 7 shows the course of F 3 over the lateral displacement according to FIG. 4 on the basis of actually measured individual values. It can be seen that the rigidity of the rail bearing 1 approaches lateral displacements from a displacement of approximately 1.5 mm a tangent value of 15 kN / mm. As a result, the rail is sufficiently stabilized in the lateral direction even with large transverse loads. The course of F 3 is independent of the hardness of the insulation elements 11 and 12 . For this purpose, the insulation elements 16 may have a constant hardness that differs from the insulation elements 11 and 12 , or their thickness should be selected to be smaller as the hardness of the elastomer 9 decreases, in order to ensure the lateral stability of the rail even when the rail bearing 1 has a very soft overall configuration.
11
- Schienenlager
- rail bearings
22nd
- Schiene
- rail
33rd
- Kopf
- Head
44th
- Fuß
- Foot
55
- Steg
- dock
66
- Leistenplatte
- inguinal plate
77
- Kunststoffplatte
- plastic plate
88th
- Rahmen
- Frame
99
- Elastomer
- elastomer
1010th
- Unterseite
- bottom
1111
- erste Dämmelemente
- first insulation elements
1212th
- zweite Dämmelemente
- second insulation elements
1313
- Abstand
- distance
1414
- Dicke
- thickness
1515
- Bereich
- Area
1616
- dritte Dämmelemente
- third insulation elements
1717th
- Luftspalt
- air gap
1818th
- Langloch
- Long hole
1919th
- Schraube
- screw
2020th
- I-Scheibe
- I washer
2121
- Führungssteg
- Leadership
2222
- Durchbrechung
- breakthrough
2323
- Schraube
- screw
2424th
- Mutter
- Mother
2525th
- Spannklemme
- tension clamp
2626
- Abstützrinne
- support channel
2727
- Unterlegscheibe
- washer
2828
- Linie
- line
2929
- Federring
- spring washer
3030th
- Höhe
- Height
3131
- Winkel
- Angle
3232
- Auflagerfläche
- support surface
3333
- Spur
- Track
Claims (10)
Fges = Ages . S3 + Bges . S2 + Cges . S (I),
wobei Fges die Belastung in kN, S der vertikale Federweg in mm und Ages, Bges und Cges Koeffizienten sind, für die die Gleichungen (II) bis (IV) gelten:
Ages = 0,25929 - 0,0036 . H (II),
Bges = -4,135 + 0,10489 . H (III) und
Cges = -0,1220 + 0,01975 . H (IV),
wobei H der Betrag der Härte der ersten und zweiten Dämmelemente (11, 12) in ° Shore A ist.6. Rail bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that an overall spring characteristic of the entire rail bearing ( 1 ) in the vertical deflection of the strip plate ( 6 ) in the range of the sound insulation loads of the rail bearing ( 1 ) with an error of at most + / -10%, preferably at most +/- 5%, follows equation (I) below:
F tot = A tot . S 3 + B tot . S 2 + C total S (I),
where F tot is the load in kN, S the vertical travel in mm and A tot , B tot and C tot are coefficients for which equations (II) to (IV) apply:
A tot = 0.25929 to 0.0036. H (II),
B tot = -4.135 + 0.10489. H (III) and
C tot = -0.1220 + 0.01975. H (IV),
where H is the amount of hardness of the first and second insulation elements ( 11 , 12 ) in ° Shore A.
F1 = A1 . S3 + B1 . S2 + C1 . S (V),
wobei F1 die Belastung in kN, S der vertikale Federweg in mm und A1, B1 und C1 Koeffizienten sind, für die die Gleichungen (VI) bis (VIII) gelten:
A1 = 8,6533 - 0,1237 . H1 (VI),
B1 = -35,63 + 0,55179 . H1 (VII) und
C1 = -46,296 - 0,6623 . H1 (VIII),
wobei H1 der Betrag der Härte der ersten Dämmelemente (11) in ° Shore A ist.7. Rail bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first spring characteristic of the first insulating elements ( 11 ) in the vertical deflection of the strip plate ( 6 ) in the region of the relevant loads for sound insulation of the rail bearing ( 1 ) with an error of at most +/- 10%, preferably at most +/- 5%, follows equation (V) below:
F 1 = A 1 . S 3 + B 1 . S 2 + C 1 . S (V),
where F 1 is the load in kN, S is the vertical travel in mm and A 1 , B 1 and C 1 are coefficients for which equations (VI) to (VIII) apply:
A 1 = 8.6533 - 0.1237. H 1 (VI),
B 1 = -35.63 + 0.55179. H 1 (VII) and
C 1 = -46.296 - 0.6623. H 1 (VIII),
where H 1 is the amount of hardness of the first insulation elements ( 11 ) in ° Shore A.
F2 = A2 . S2 3 + B2 . S2 2 + C2 . S2 (IX),
wobei F2 die Belastung in kN, S2 der mit der Gegenkraft der zweiten Dämmelemente beginnende Federweg beim Zusammendrücken der zweiten Dämmelemente (12) in mm und A2, B2 und C2 Koeffizi enten sind, für die die Gleichungen (X) bis (XII) gelten:
A2 = 3,0328 - 0,0305 . H2 (X),
B2 = -7,738 + 0,14768 . H2 (XI) und
C2 = -7,5346 - 0,0830 . H2 (XII),
wobei H2 der Betrag der Härte der zweiten Dämmelemente (12) in ° Shore A ist. 8. Rail bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second spring characteristic of the second insulating elements ( 12 ) in the vertical deflection of the strip plate ( 6 ) in the region of the loads for the sound insulation relevant to the rail bearing ( 1 ) with an error of at most +/- 10%, preferably at most +/- 5%, follows equation (IX) below:
F 2 = A 2 . S 2 3 + B 2 . S 2 2 + C 2 . S 2 (IX),
where F 2 is the load in kN, S 2 is the spring travel beginning with the counterforce of the second insulation elements when the second insulation elements ( 12 ) are compressed in mm and A 2 , B 2 and C 2 are coefficients for which the equations (X) to (XII) apply:
A 2 = 3.0328-0.0305. H 2 (X),
B 2 = -7.738 + 0.14768. H 2 (XI) and
C 2 = -7.5346-0.0830. H 2 (XII),
where H 2 is the amount of hardness of the second insulation elements ( 12 ) in ° Shore A.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |