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Verstärkungsanordnung für Fahrschienen
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im Bereich eines Gleisbrems-Prellbockes Die Erfindung betrifft eine
Verstärkungsanordnung für Fahrschienen im Bereich eines Gleisbrems-Prellbockes mit
Verstärkungsträgern unterhalb der Fahr schienen und mit Abstand von denselben.
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Verstärkungsanordnungen sind aus der DGA 1 274 159 bekannt, wobei
jedoch Verstärkungsträger unmittelbar an den Fahrschlenen anliegen. Dieses sollte
den Zweck haben, höhere Belastungen aufnehmen zu können, als in der genannten Schrift
erwähnte AusfüLr-=ngen bei denen die Verstärkungsträger unterhalb von Schwellen
und mit Abstand von den Schienen angeordnet waren.
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Durch diese Ausführung sollte ein biegesteifer Verbundkörper geschaffen
werden, der nach Art eines Trägers mit Ober- und Untergurt ausgeführt war.
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Durch die unmittelbare Anordnung der Verstärkerträger an den Fahrschienen
sollte ein Element für eine höhere Belastung geschaffen werden.
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Diese bekannte Ausführung hält aber mit der Weiterentwicklung der
Schienenfahrzeuge,dem Einsatz längerer Züge und einer
geforderten
größeren Bremsleistung bei möglichst kurzem Bremsweg nicht Schritt. Dabei ist zu
berücksichtigen, daß die konzentrierte Belastung durch die Bremsorgane des Bremsprellbockes
eine sehr hohe örtliche Spannung über die Schiene zum Träger überträgt. Aufgrund
der Herstellungstoleranzen von Schiene und Träger ändert sich der Kontakt Schiene/Träger
von einer Stelle zur anderen. Es ergibt sich somit eine unregelmäßige Lastverteilung.
Außerdem entstehen Spannungen infolge von Toleranzen an Bremshaltern, Gußklötzen
und Rotgußeinlagen. Beim Auflauf von Fahrzeugen mit Hülsenpuffern ergeben sich auch
seitlich ungleichmäßige Belastungen, weil bekanntlich die Puffer an beiden Seiten
verschieden ausgeführt sind.
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Ferner ist zu berücksichtigen, daß Belastungen in Form von Längsbewegungen
auch aufgrund von Temperatureinflüssen entstehen, insbesondere wenn die Verstärkungsträger
aus Beton ausgeführt sind. Weiterhin werden die Fahrschienen bei der Bewegung der
Bremsorgane gewalkt. Aufgrund verzogener Schienen und auch der Exzentrizität von
bewegten Bremsorganen wirken auf die Fahrschienen Verdrillungskräfte ein.
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Diese Einflüsse wirken sich besonders stark aus, wenn die Verstärkerträger
unmittelbar mit den Fahrschenen insbesondere starr verbunden sind, wie es bei der
genannten, bekannten Ausführung vorgesehen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkungsanordnung
der eingangs angegebenen Art mit Fahrschienen und Gleisbremsprellbock und Verstärkungsträgern
dahingehend zu verbessern, daß die möglichen geschilderten Einflüsse besser aufgenommen
werden und die Fahrschienen optimal zu den Bremsorganen des Prellbockes ausgerichtet
bleiben, wobei hohe
Bremsleistung erreicht und etwaige Verkantungsneigungen
aufgefangen werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine elastische
Zwischenlage zwischen den Fahrschienen und den Verstärkungstragern angeordnet ist.
Durch die elastische Zwischenlage ergibt sich ein Abstand zwischen den Verstärkungsträgern
und den Fahrschienen, so daß eine gewisse Beweglichkeit zwischenden Fahrschienen
und der starren Unterkonstruktion erreicht wird.
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Die elastische Zwischenlage besteht vorteilhaft aus Gummi, Neopren,
Kunststoff, insbesondere auch auf Polyurethanbasis oder einem Material mit entsprechenden
Eigenschaften.
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Durch die Erfindung wird eine verbesserte Dämpfungswirkung erreicht,
wobei die Materialeigenschaften der Zwischenlage kleine Relativbewegungen zwischen
den Fahrschienen und der Zwischenlage zulassen, die elastische Mittel aufweist.
Es wird bevorzugt, die elastische Zwischenlage unter Vorspannung im Sinne des ZusammendrUckens
zwischen den Fahrschienen und den Verstärkungsträgern anzuordnen.
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Die elastische Zwischenlage vermeidet Punktbelastungen und besteht
vorteilhaft aus einem Material, das bis zu etwa 30 N/rr,m2 belastbar ist. Hierbei
werden synthetische Elastomer-Zwischenlagen einbezogen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in einer Schallminderung.
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Wenn auch einbezogen wird, daß sich die Zwischenlagen durchgehend
im Bereich der Verstärkungsanordnungen erstrecken, so liegt eine vorteilhafte Ausführung
darin, daß die Zwischenlage aus im Abstand voneinander angeordneten elastischen
Platten besteht. Hierdurch entsteht eine Ausweichmöglichkeit in die Zwischenräume,
außerdem der Vorteil einer Belüftung im Bereich der Verstärkungsanordnung. Zweckmäßig
haben die elastischen Platten wie auch durchgehende Zwischenlagen eine Stärke von
etwa 10 bis 20 mm. Bei der Anordnung im Abstand wird bevorzugt, daß die elastischen
Platten in Richtung der Fahrschiene eine Länge in der Größenordnung
von
0,1 bis 0,2 m und zwischen den elastischen Platten einen Abstand in der Größenordnung
von 0,5 m haben. Vorteilhaft besteht die Zwischenlage aus einem elastischen Kunststoffauftrag.
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Dieser kann zweckmäßig abschnittsweise mit Unterbrechungen aufgebracht
sein.
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Bei einer solchen elastischen Kunststoffzwischenlage handelt es sich
insbesondere um ein lösemittelfreies elastisch aushärtendes 2-Komponenten-Kunststoff-System
auf Polyurethanbasis. Auch dadurch werden die Dämpfungswirkungen erreicht, wobei
die Anordnung insbesondere durch Verklebungen erfolgt. Hierbei handelt es sich um
ein handelsmäßig verfügbares Material, das beispielsweise unter dem Handelsnamen
"ICOSIT-Kunststoff KC 330" zur Verfügung steht. Hierbei wird ein Auftrag bis zu
etwa 10 bis 20 mm Stärke bevorzugt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, daß in der elastischen
Zwischenlage bzw. den elastischen Platten eine Sinlage aus einem Material angeordnet
ist, das fester als das Plattenmaterial ist. Zweckmäßig ist eine Stahlblechlamelle
einvulkanisiert. Hierdurch werden Punktbelastungen verbessert vermieden und Bremskräfte
zentriert. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung unter diesem Gesichtspunkt sieht
eine ballige Ausführung der elastischen Zwischenlage quer zur Fahrschiene vor.
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Mit Vorteil ist die Zwischenlage schmaler ausgeführt als der Schienenfuß
der Fahrschienen. Hierbei handelt es sich um eine um einige Millimeter schmalere
Ausführung durch die die Klemmung verbessert wird.
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Zweckmäßig sind die Zwischenlage, insbesondere auch die mit Abstand
angeordneten elastischen Platten der Zwischenlage oder die mit Abstand aufgebrachte
Zwischenlage auf den Versçärkungsträgern verankert. Die Verankerung kann durch Verklebung
erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die elastische
Zwischenlage
zwischen mit Abstand auf den Verstärkungsträgern angeordneten Platten aus Metall
und der Unterseite des Schienenflusses angeordnet.
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-Zweckmäßig geht dabei die elastische Zwischenlage kontinuierlich
durch. Durch diese Ausführung werden die Biegespannung in der Schiene stark reduziert,
zugleich aber auch die Spannungen in insbesondere aus Beton bestehenden Verstärkungsträgern.
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Es wird bevorzugt, daß Verbindungsmittel zwischen Fahrschiene und
Verstärkungsträgern nachgiebig ausgeführt sind. Hierdurch können die Eigenschaften
der elastischen Zwischenlage besonders gut ausgenutzt werden. Zweckmäßig ist die
Fahrschiene mit dem Blansch des Schienenfusses übergreifenden Klemmlaschen festgelegt,
welche an ihrem mit dem Flansch in Eingriff kommenden Ende einen Puffer insbesondere
aus Gummi aufweisen. Es versteht sich, daß die Verbindungsmittel an den Verstärkungsträgern
befestigt sind.
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Die Ausführung der Verstärkungsträger aus Beton wird besonders bevorzugt.
Hierbei wird einbezogen, daß die Verstärkungsträger aus einer Betonunterkonstruktion
für den Bereich der Verstärkungsanordnung ausgeführt bzw. in eine solche Betonunterkonstruktion
integriert sind. Diese wird besonders durch die elastische Zwischenlage geshont,
so daß die Haltbarkeit gegenüber bekannten Ausführungen erhöht wird, was bereits
auf der verbesserten Lastverteilung beruht.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeisielen beschrieben,
die in der Zeichnung dargestellt sind.
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In der Zeichnung zeigen Fig. 1 : eine schematische Seitenansicht einer
Ausführung der Verstärkungsanordnung
Fig. 2 : eine der Fig. 1 entsprechende
Ansicht einer abgewandelten Ausfuhrungsform Fig. 3 : ein Querschnitt zur Erläuterung
einer Festlegung einer Fahrschiene an einem Verstärkungsträger Fig. 4 : einen der
Fig. 3 entsprechenden Querschnitt einer anderen Ausführungsform mit einer schematischen
Erläuterung einer Bremsanordnung wie sie zwischen Fahrschiene und Gleisbremsprellbock
vorgesehen sein kann Fig. 5 : eine Teildarstellung entsprechend Fig. 1 zur Erläuterung
einer weiteren Ausführungsform In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. 1 ist ein Verstärkungsträger. Ein solcher Verstärkungsträger
kann in langgestreckter Ausführung jeder Fahrschiene 2 zugeordnet sein, oder es
kann sich auch um eine Platte oder Wanne handeln, die beiden Fahrschienen zugeordnet
ist.
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Im letzteren Fall handelt es sich um eine Betonkonstruktion.
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Im ersteren Fall können die Verstärkungsträger aus Beton, insbesondere
armierten Beton oder Eisenträgern bestehen, die jeder Fahrschiene 2 zugeordnet sind.
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Auf jeder Fahrschiene ist mittels einer oder mehreren Bremsanordnungen
3 ein Prellbock-Dreieck bzw. Bremsdreieck 4 befestigt.
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Beispielsweise sind die Bremsanordnungen nach Fig. 4 ausgeführt. An
einer Seite untergreift mit ihrem Kopf 5 eine Bremsschiene 6 den Kopf 7 der Fahrschiene
2. Auf deren Kopf ist ein Futterstück 8 zwischen dem Schienenfuss 9 der Bremsschiene
und einem Halter 10 mit entsprechenden abgewinkelten oberen und unteren Rändern
11, 12 angeordnet. Der obere Rand 11 und der Steg des Halters 10 wirken über ein
Futterstück 8 und der untere Rand 12 über ein Zwischenstück 13 mit der Fahrschiene
2 zusammen. Bremsschiene 6, Futterstück 8 und Halter 10 sind von einem Bolzen 14
durchsetzt unter dessen Kopf oder Schraubstück 15 an einer Seite der Anordnung eine
Feder 16 vorgesehen ist Auf der Bremsschiene 6 ist oben das Bremsdreieck 4 vorgesehen.
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Es sind immer zwei Bremsdreiecke 4 aufeinander parallele Fahrschienen
2 angeordnet und in an sich bekannter Weise aneinander abgestützt oder miteinander
verbunden.
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Gemäß Fig. 1 ist zwischen dem Schienenfuß 17 der Fahrschiene 2 und
dem Verstärkungsträger 1 eine elastische Zwischenlage 18 angeordnet, die durchgeht.
Der Schienenfuß 17 ist durch Verbindungsmittel 19, 20, 21 ..... mit dem Verstärkungsträger
1 verbunden. Diese Verbindungsmittel sind in Fig. 1, 2 und 5 schematisch dargestellt.
Es können im Verstärkungsträger 1 festgelegte Kopfschrauben sein, die so angezogen
werden können, daß die Zwischenlage 18 unter einer Vorspannung gehalten ist.
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Hierbei besteht die Nöglichkeit zwischen dem Kopf oder der Mutter
der in den Verstärkungsträger 1 eingelassenen Bolzen und dem Schienenf-uß 17 der
Fahrschiene elastische oder federnde Zwischenstücke anzuordnen, wie es für die Bolzen
22, 23 in Fig. 4 durch die Zwischenstücke 24, 25 gezeigt ist. Diese Zwischenstücke
können aus Bederhülsen bestehen.
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Mit besonderem Vorteil sind die Löcher 26, 27, die die Flansche des
Schienenfusses 17 durchsetzen als Langlöcher mit Erstreckung in Fahrschienenlängsrichtung
ausgeführt.
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Bezüglich der Bolzen 22, 23 ist auch in Querrichtung ein tbermaß
in den Löchern 26, 27 vorhanden.
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elastischen In Fig. 2 besteht die Zwischenlage aus mehreren/Platten
28 bis 31, die mit Abstand zueinander unter der Fahrschiene 1 angeordnet sind. Die
Verbindungsmittel können in einer der beschriebenen Weisen ausgeführt sein und sind
entsprechend Fig.
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1 mit 19 bis 21 .... bezeichnet. Die Zwischenräume t, p3, 34 lassen
eine Belüftung der Bremsanordnung in verbesserter Weise zu.
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Die Verbindungsmittel 19 bis 21 können in der anhand der Fig. 4 ersichtlichen
Weise auch die der Zwischenlage 18 in Fig. 1 entsprechende Zwischenlage 35 durchsetzen.
Während die Zwischenlage 18 durchaus einteilig für beide Fahrschienen vorgesehen
sein kann, zweckmäßig aber als schmalere elastische Platten å jeder Fahrschiene
2 zugeordnet ist, ist erkennbar, daß die Zwischenlage 35 in Fig. 4 schmaler als
der Schienenfuß der Fahrschiene ausgeführt ist. In der Zwischenlage 35 ist eine
Stahlblechlamelle 36 eingebettet. Hierbei kann es sich vorteilhaft um ein langgestrecktes
Blech mit Löchern handeln, die vom elastischen Material der Zwischenlage 35 durchsetzt
sind.
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Gemäß Fig. 3 ist eine Zwischenlage 37 angeordnet, die auch schmaler
als der Schienenfuß 17 im entspannten Zustand jedoch im Querschnitt ballig ist und
unter Vorspannung eingesetzt wird. Die Verbindungsmittel haben dabei die Flansche
des Schienenfusses 17 übergreifende Arme 38, 39, deren freie
Enden
mit Puffern 40, 41 versehen sind, die auf die Flansche des Schienenfusses drücken.
Diese Puffer bestehen vorteilhaft aus einem der genannten Materialien, die auch
für die Zwischenlage angegeben sind.
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Die Arme sind auf Haltevorsprüngen 42, 43 mittels Bolzen 44, 45 und
unter Zwischenfügung von Federn 46, 47 befestigt.
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Es versteht sich, daß die Verbindungsmittel 19 bis 21, 22, 23, 38
bis 47 jeweils paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind.
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Pig. 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung. In den aus einer Betonkonstruktion
bestehenden Verstärkungsträger 1 sind Metallplatten 48, 49, 50 eingelassen, die
über die Oberseite des VerstärkungstrS gers 1 vorstehen. über die Oberseite der
Metallplatten ist eine langgestreckte in Fahrschienenrichtung durchgehende Zwischenlage
51 angeordnet, auf der die Fahrschiene 2 mit der Bremsanordnung 3 durch Verbindungsmittel
19, 20, 21 gegebenenfalls auch in der Ausführung nach Fig. 3 oder 4 gefestigt ist.
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Die Zwischenlage 18, 35, 37, 51 aus langgestreckten oder diskontinuierlichen
unter der Fahrschiene 2 verteilten Platten 28 bis 31 hat vorteilhaft eine Stärke
von 12 mm und eine Elastizitätskonstante in der Größenordnung wie sie für Neopren
gilt.
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Die Zwischenlage wird bei der Anbringung der Verstärkungsanordnung
unter eine Vorspannung gesetzt, um die Belastungen besonders günstig aufnehmen zu
können. Diese Vorspannung liegt vorteilhaft in der Größenordnung von 4o mg point/mm.
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