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Radlenkerbefestigung in Gleisanlagen Die Erfindung betrifft eine Radlenkerbefestigung
im Herzstückbereich von Weichen und Kreuzungen in Gleisanlagen, bei welcher zwischen
dem Radlenker und einem Halter ein sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung
federelastisches Element angeordnet ist.
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Eine derartige Radlenkerbefestigung ist bereits durch die DE-PS 21
22 960 bekannt geworden.
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Radlenker dienen in Gleisanlagen bekanntlich dem Zweck, im Bereich
der einfachen oder doppelten Herzstücke von Weichen oder Kreuzungen die Radführung
ganz oder teilweise zu übernehmen, weil dort zwischen den starren Herzstückspitzen
und den Flügelschienen/Knieschienen für den freien Durchlauf des Spurkranzes in
die jeweils andere Fahrtrichtung eine Fahrkantenunterbrechung sowie auch eine verschobene
bzw.
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unterbrochene Fahrfläche der abknickenden Flügelschiene/Knieschiene
vorhanden ist. Da die Räder eines Eisenbahnradsatzes über die Achse'starr miteinander
verbunden sind, ist es möglich, den an der Fahrkante unterbrochenen Bereich des
Herzstückes führungsmäßig durch die den jeweils durchgehenden Fahr schienen zugeordneten
Radlenker zu übernehmen.
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Der durch das Pur spiel zwischen der Spurweite des Gleises und des
Radsatzes hervorgerufene Sinuslauf eines jeden Radsatzes
verursacht
sowohl an den Spurkranzen der Räder als auch an den Fahrkanten der Schienen einen
Verschleiß der insbesondere im Herzstückbereich sich negativ auswirken kann, weil
dort die Einhaltung des normalen Spur spiels problea-isch ist und die aus den vorhandenen
Spurspielabweichunyen resultierenden größeren oder kleineren seitlichen Verschiebungen
des Radsatzes im Herzstückbereich mehr oder weniger starke Anfahrrucke am Radlenker
verursachen. Um diese Anfahrrucke am Radlenker nicht allzu groß ausfallen zu lassen,
werden jeweils die Endbereiche der Radlenker mit sogenannten sanften Einläufen versehen,
die dann zum Bereich der Fahrkantenunterbrechung des Herzstückes hin in eine parallele
Führung übergehen.
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Um das Anfahren an die starre Herzstückspitze und damit ein Entgleisen
des Radsatzes bzw. Abirren in die falsche Rille zu vermeiden, wird die Entfernung
zwischen der Radlenkerleitkante und der Fahrkante des Herz stückes als Mindestleitweite
festgelegt und entsprechend toleriert.
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Da bei der derzeit weit verbreiteten Verwendung starrer Radlenkerprofile
(z. B. Radlenkerprofil U 69) durch die praktisch unvermeidbaren Anfahrrucke bzw.
-stöße oft Brüche der Grundplatten eintreten, auf denen die Stützbock für die Radlenker
aufgeschweißt sind, hat man durch die elastische Radlenkerbefestigung der gattungsgemäßen
Art nach DE-PS 21 22 960 versucht, die Anfahrrucke bzw. -stOße durch horizontal
gewährleistetes Nachgeben der Radlenker zu reduzieren und damit dem Brechen der
Grundplatten entgegenzuwirken.
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Praktische Erprobungen in hochbeanspruchten Innenbogenweichen haben
jedoch gezeigt, daß die hierdurch erzielbaren elastischen Querverschiebungen der
Radlenker zu klein sindv um überhaupt eine Dämpfung der Stoßkraft zu erreichen,
welche in der Hauptsache in Längsrichtung, nicht aber in Querrichtung des Gleises
auftreten. Es hat sich jedoch weiter gezeigt, daß eine Stoßdämpfung in Längsrichtung
praktisch nicht erreicht wird,
weil alle Stützböcke die am Radlenker
wirksame Längskraft nahezu starr aufnehmen.
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Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß trotzt der durch die DE-PS
21 22 960 vorgeschlagenen Ausgestaltungen der Radlenkerbefestigung, bei der die
Federung des Radlenkers in Längsrichtung größer als in Querrichtung ist, keine befriedigenden
Ergebnisse erreichbar sind.
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Die Ursache für diese unbefriedigende Wirkung liegt darin, daß der
unter einem relativ kleinen Winkel auf den Radlenker wirkende Primärstoß sich in
erster Linie in Längsrichtung auswirkt und nicht, wie bisher angenommen, in Querrichtung.
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Hier wird also die Funktion mit der Hauptbeanspruchungsrichtung verwechselt.
In Längsrichtung weisen aber nicht nur bekannte Stahlfederbügel ihre größten Trägheits-
bzw.
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Widerstandsmomente auf, sondern alle über den Radlenker nahezu starr
miteinander verbundenen Federelemente wirken sich auch als in Längsrichtung nahezu
starre Abstützung aus.
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Als besonders nachteilig hat es sich bei einer Radlenkerbefestigung
mit Federbügeln erwiesen, daß die auftretende Stoßenergie nahezu vollständig von
ihnen gespeichert wird und bei nachfolgender Entlastung erst über einen relativ
langen Zeitraum allmählich abklingt, so daß am Anfang des Stoßes nahezu keine Dämpfungswirkung
eintritt.
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Da nach dem Stand der Technik aus Gründen der Entgleisungssicherheit
nur relativ kleine horizontale Querfederwege zulässig sind, die vor allem an der
praktischen Herzstückspitze zur Gleisachse hin sogar beim Wert Null liegen, fällt
auch der mögliche Längsfederweg nur relativ klein aus und damit wird die auftretende
Stoßenergie praktisch so gut wie nicht abgebaut. Das mit einer Radlenkerbefestigung
nach der DE-PS 21 22 960 erzielbare Ergebnis ist also im Verhältnis zum erforderlichen
Aufwand unbefriedigend, weil die hiermit erzielbare
horizontale
Quer- und Längselastizität nicht ausreicht, um die auftretenden Stoßenergien wirksam
zu absorbieren.
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Zudem läßt das Auf liegen des Radlenkerprofils auf der Abstützung
eine vertikale Bewegung nicht zu und verhindert außerdem eine Längsbewegung als
auch das schnelle Zurückfedern des Radlenkers in die Ausgangsstellung.
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Auch treten beim Anfahren zwischen zwei Stützelementen an den nächsten
beiden folgenden Elastomer-Elementen horizontale Abhebekräfte als Abschälzugbeanspruchungskräfte
für das Element auf, was eine sehr kurze Lebensdauer dieser Elemente hervorruft.
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Zweck der Erfindung ist- die Beseitigung dieser Nachteile.
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Es ist ihr deshalb das Ziel gesetzt, eine Radlenkerbefestigung der
gattungsgemäßen Art zu schaffen, die mit geringem technischen Aufwand und hoher
Funktionssicherheit eine permanente, optimale Dämpfungsfunktion erreicht und dadurch
den Verschleiß reduziert sowie den Fahrkomfort vor allem bei hohen Geschwindigkeiten
wesentlich verbessert, so daß bewegliche Herzstücke, die oft sehr kostspielig sind,
nicht erforderlich werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Hauptsache duch
die Kennzeichnungsmerkmale des erscen Anspruchs erzielt.
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Der wesentliche Vorteil einer solchen Radlenkerbefestigung liegt dabei
in dem dreidimensionalen, also räumlichen und über lange Zeiträume gerantierten
Elastizitätsverhalten der Radlenkerbefestigung. Die erfindungsgemäße Problemlösung
beruht Qcbei auf der Erkenntnis, daß die r-nlat-fkraft eises Pac':atzes , die am
Radlenker angreift, sich nicht nur in eine sehr große - als Stabkraft in Richtung
der Radlenkers Längs achse wirkende - horizontale Längskraft Phl und eine entsprechende
dem Anfahrwinkel abzuleitende - nur einen Bruch teil der Längskraft Phl entsprechende
- horizontale 0,uerkragrt Phq aufspaltet, sondern daß auch noch eine veirtx3oale
Querkraft
Pvq über die Anlauffläche des Radrückens am Radlenker
hervorgerufen wird, die als Reibungskraft aus der horizontalen Querkraft Phq über
den Reibungskoeffizienten ß entsteht (Pq = Phq X ). Diese vertikale Querkraft Pvg,
die an der Radlenkerleitfläche als Reibungskraft wirksam wird, ist nach unten gerichtet,
wenn der Radrücken mit einem vor der Radsatzachse liegenden Anlaufpunkt auf den
Radlenker trifft. Sie wirkt als zusätzliche, vertikal abwärts gerichtete Kraft auf
den Radlenker und verbiegt diesen. Trifft hingegen der Radrücken mit einem hinter
der Radachse liegenden Anlaufpunkt auf die Radlenkerleitfläche, dann ist die vertikale
Querkraft Pvq nach oben gerichtet. Läuft schließlich die gesamte Berührungsfläche
des Radrückens gegen die Radlenkerleitfläche an, dann wirkt im Schwerpunkt 5v der
vor der Radsatzachse liegenden Anlauffläche eine Reibungskraft P nach unten und
dem Schwervq punkt 5n der hinter der Radsatzachse liegenden Anlauffläche eine Reibungskraft
P nach oben. Auch für den letzteren vq Belastungsfall wies ein vertikal elastischer
Radlenker dämpfend auf die Stoßbeanspruchung, weil diese ja auf den Radlenker eine
räumliche Ausstrahlung hat.Um insgesamt die Anfahrstöße gravierend dämpfen zu können,
darf der Radlenker lediglich an der praktischen Herstückspitze eine zum Herzstück
hin vorhandende Fixierung zur Sicherstellung der Leitweite aufweisen, während in
den anderen drei Ebenen je nach den gewünschten, zulässigen Federwegen alle Lagerpunkte
räumlich elastische Bewegungen zulassen müssen. Diese Wirkung wird in vorteilhafter
Weise durch die Merkmale des Anspruchs 2 unterstützt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung für eine erfindungsgemäße
Radlenkerbefestigung ergibt sich durch Benutzung der im zweiten Anspruch angegebenen
Merkmale, weil handelsübliche und damit kostengünstige Federelemente zu Einsatz
gelangen können.
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Eine gute Anpassungsfähigkeit an alle vorkommenden Beanspruchungen
ist auch durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale erreichbr.
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Die Wirkungsweise einer Radlenkerbefestigung nach der Erfindung ist
besonders vorteilhaft, wenn die Maßnahmen nach Anspruch 3 getroffen sind, weil hierdurch
die an den Radlenker angreifende Anlaufkraft PA bzw. die hieraus resultierenden
Teilkräfte Phl, Phq und Pvq besonders günstig in die Federelemente eingeleitet werden.
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In baulicher Hinsicht lassen sich bei einer erfindungsgemäßen Radlenkerbefestigung
die Merkmale des sechsten Anspruchs benutzen, und zwar insbesondere für Weichen,
bei denen die Fahrschiene eine üblich lange Gleisschiene von etwa 36 m ist, die
an die Backenschiene anschließt und über das Weichenende hinausragt, oder aber es
empfiehlt sich der Einsatz der Merk male des Anspruchs 7, und zwar für solche Weichen,
bei denen die Fahrschiene am Weichenende endet.
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Bei einer baulichen Ausgestaltung der Radlenkerbefestigung nach Anspruch
6 hat sich die weiterbildende Maßnahme nach Anspruch 8 als zweckmäßig erwiesen,
während die Weiterbildungsmaßnahme des neunten Anspruchs sich bei einer baulichen
Ausgestaltung der Radlenkerbefestigung nach Anspruch 7 vorteilhaft zum Einsatz bringen
läßt. Schließlich ist für eine optimale Funktionssicherheit einer Radlenkerbefestigung
nach der Erfindung auch die Maßnahme des zehnten Anspruchs von wesentlicher Bedeutung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand
von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsw beispielen erläutert. Es zeigt Fig.
1 in räumlicher Ansichtsdarstellung ein Teilstück eines üblichen Radlenkerprofils
U 69, an dem in einem zugeordneten räumlichen Koordinatensystem die beim Auftreten
einer Anlaufkraft vorkommenden Bewegungen und Txraftwirkungen aufgezeigt sind,
Fig.
2 das die Bewegungen (Ifs Radlenkerprofils und die an diesem auftretenden Kraftwirkungen
darstellende räumliche Koordinatensystem für sich allein und in größerem Maßstab,
Fig. 3 in schematischer Darstellung das Zusammenwirken des Radrückensegmentes eines
Radsatzes in der Radlenkerleitfläche, Fig. 4 in der Draufsicht eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Radlenkerbefestigung in Zuordnung zu einer Fahrschiene,
Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 4 in Seitenansicht, Fig. 6 den in Fig. 4 mit VI gekennzeichneten
Bereich einer Radlenkervorrichtung in größerem Maßstab, Fig. 7 den in Fig. 5 mit
VII gekennzeichneten Bereich einer Radlenkerbefestigung in größerem Maßstab, Fig.
8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in den Fig.
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4 bis 7, Fig. 9 in der Draufsicht eine andere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Radlenkerbefestigung, Fig. 10 in größerem Maßstab sowie teilweise
in der Draufsicht und teilweise im Schnitt eine Radlenkerbefestigung gemäß Fig.
9, Fig. 11 die Anordnung nach Fig. 10 in Pfeilrichtung XI gesehen, Fig. 12 einen
Schnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 10 und Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie
XIII-XIII durch die Anordnung nach Fig. 10.
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In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Radlenkerprofil 1 der heute weit verbreitet
im Einsatz befindlichen Bauart U 69 dargestellt Es hat einen im wesentlichen antimetrischen
U-förmigen Querschnitt, und die mit dem Radrücken eines Radsatzes zussammenwirkende,
im wesentlichen vertikale Radlenkerleita fläche 2 wird von der Endfläche des oberen,
verhältnismäßig dicken und langen horizontalen Profilschenkels 2 gebildet und steht
um ein beträchtliches Maß über das freie Ende des unteren horizontalen Profilschenkels
4 vor, der bisher ir,ler zur Auflage benutzt wurde.
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Auf die Ebene der Radlenkerleitfläche 2 des Radlenkerprofils 1 ist
ein räumliches Koordinatensystem projiziert, dessen x-Achse horizontal-quer zur
Längsausdehnung des Radlenkers profils 1 gerichtet ist, während seine y-Achse sich
vertikal-quer hierzu erstreckt und die z-Achse horizontal-langs zum Radlenkerprofil
1 verläuft.
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X-Achse, y-Achse und z-Achse des räumlichen Koordinatensystems schneiden
sich dabei jeweils im rechten Winkel im Anlaufpunkt A, wobei die Winkel zwischen
der x-Achse und der y-Achse, zwischen der y-Achse und der z-Achse sowie zwischen
der z-Achse und der x-Achse jeweils durch Bogenteile angedeutet sind.
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Beim Einfahren eines Radsatzes in den Herzstückbereich einer Weiche
oder einer Kreuzung trifft der Radrücken eines Rades dieses Radsatzes unter einem
verhältnismäßig kleinen Anfahr winkell am Anlaufpunkt A gegen die Radlenkerleitfläche
2 und zwar wird dieser AnfahrwinkelJL über den Anlaufpunkt A gegen die horizontal
längsverlaufende z-Achse, die zugleicln die Längsachse des Radlenkers U 69 ist,
gemessen.
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Die beim Auftreffen des Radrückens auf die Radlenkerleitfläche 2 im
Anlaufpunkt A angreifende Anlaufkraft PA wird dabei in eine sehr große horizontale
Längskraft Phl und eine entsprechend dcm
Anfahrwinkel»L abzuleitende,
wesentlich kleinere horizontale Querkraft Phq aufgespalten.
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Die horizontale Längs kraft Phl wirkt dabei als Stabkraft in Richtung
der Radlenker-Längsachse und wird somit auf alle Verankerungen übertragen. Die aus
dem AnfahrwinkeldY abzuleitende, horizontale Querkraft Phq mach nur einen Bruchteil
der horizontalen Längskraft Phl aus und wirkt auf die dem Auftreffpunkt am nächsten
liegenden Elemente, wobei der Stoß in weiter Entfernung vom Auftreffpunkt sich abklingend
auf die Elemente verhält.
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Aufgrund der Vertikalbewegung des die Radlenkerleitfläche 2 berührenden,sich
drehenden Radrückensentsteht außerdem noch eine vertikale Querkraftkomponente Pvq,
und zwar aus der horizontalen Querkraftkomponente Phq und dem Reibungskoeffizienten
ß zwischen dem Radrücken und der Radlenkerleitfläche 2.
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Die Richtung der vertikalen Querkraftkomponente P entlang vq der y-Achse
ist davon abhängig, ob der Berührungspunkt des Radrückens im Anlaufpunkt A der Radlenkerleitfläche
2 in Drehrichtung des Rades vor oder hinter der Radsatzachse liegt.
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Liegt nämlich der Berührungspunkt A in Drehrichtung vor der Radsatzachse,
dann ist die vertikale Querkraftkomponente Pvq in Richtung der y-Achse nach unten
gerichtet (- y) Befindet sich hingegen der Berührungspunkt A in Drehrichtung hinter
der Radsatzachse, dann ist die vertikale Querkraftkomponente Pvq längs der y-Achse
nach oben gerichtet (+ y).
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Wenn schließlich das gesamte in das Radlenkerprofil 1 eingreifende
Radrückensegment die Radlenkerleitfläche 2 flächig berührt, wie das meistens im
Führungsbereich der Fall ist, dann ergibt sich sowohl eine längs der y-Achse nach
unten (- y) als auch eine nach oben (+ y) gerichtete vertikale Querkraftkomponente
Pvq, die jeweils im Schwerpunkt 5v (vor der
Radachsebene liegen3
und 5h (hinter der fladachsebene liegend) angreift.
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In Fig. 2 der Zeichnung ist das räumliche Koordinatensystem der vorkommenden
Bewegungen des Radlenkerprofils 1 in größerem Maßstab gezeigt, während in Fig. 3
durch die Pfeile die jeweilige Wirkrichtung der vertikalen Querkraftkomponente Pvq
angedeutet ist, wenn die Berührungspunkte 5v bzw. Sh des Radrückens in Drehrichtung
vor oder hinter der Radsatzachse liegen. Durch die Schraffierungen wird in Fig.
3 ebenfalls angedeutet, daß gleichzeitig nach oben und nach unten gerichtete, vertiklale
Querkraftkomponenten Pvq auftreten, sofern das in das Radlenkerprofil 1 eingreifende
Radruckensegment die Radlenkerleitfläche 2 flächig segmentartig berührt.
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In Fig. 1 ist auch noch die aus der Anlaufkraft PA des Radrückens
und der vertikalen Querlbraftlbomponente Pg resultierende Aktionskraft PR aufgezeigt.
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Die Fig. 1 bis 3 der Zeichnung machen deutlich, daß beim Einlaufen
eines Radsatzes in den Herzstückbereich einer Weiche oder einer Kreuzung aus der
dabei entstehenden Anlaufkraft des Radrückens dreidimensionale, also räumliche Kraftwirkungen
am Radlenkerprofil 1 auftreten, die in optimaler Weise von den Radlenkerbefestigungen
aufgenommen werden müssen, wenn Brüche an deren Halterungen und/oder den sie tragenden
Grundplatten, insbesondere Rippenplatten, verhindert werden sollen und vor allem
für hohe Geschwindigkeiten ein solch hohe DBnpfung des Anfahrstoßes entsteht, daß
für den Geschwindigkeitsbereich über 200 km/h hinaus keine beweglichen Herzstücke
mehr erforderlich sind. Weiter wird natürlich durch diese Anfahrstoßdämpfung der
Verschleiß sowohl am Radlenker als auch an den Flügelschienen und den Radsätzen
so stark reduziert, daß die Wirtschaftlichkeit der Durchfahrt durch Weichen wesentlich
erhöht wird. Nicht zuletzt wird durch dieses Dämpfen des RucItes der Fahrkomfort
vor
allen Dingen bei höheren Geschwindigkeiten so stark verbessert, daß das Fahren auch
bei hohen Geschwindigkeiten keine unangenehmen Seitenstöße für den Fahrgast mehr
mit sich bringt.
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In den Fig. 4 bis 8 der Zeichnung ist eine Radlenkeranordnung dargestellt,
die ihrem System nach auf den herkömmlichen Radlenkerbefestigungen aufbaut.
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Aus Fig. 4 ist dabei ersichtlich, daß das eigentliche Radlenkerprofil
1 der Innenseite einer durchgehenden Fahr schiene 5 zugeordnet ist, und zwar derart,
daß zwischen der Radlenkerleitfläche 2 und der Fahrkante 6 des Schienenkopfes 7
der Fahrschiene 5 eine Rille 8 freibleibt, die die Mindestleitweite im Herzstückbereich
bestimmt.
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Um einen sanften Einlauf der Radsätze in den Herzstückbereich zu ermöglichen,
sind die Radlenkerprofile an ihren freien Enden jeweils mit Abschrägungen 9 versehen.
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Die Fahrschiene 5 ist in üblicher Weise auf Rippenplatten 10 abgestützt,
die jeweils auf Schwellen 11 sitzen und die inneren Fahrschienenverspannungen tragen,
welche beispielsweise mittels Spannbügeln am Schienenfuß angreifen.
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Auf jeder der Rippenplatten 10 ist dabei auch eine Radlenkerbefestigung
12 montiert, wie das den Fig. 4 und 5 entnommen werden kann.
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Die in den Fig. 4 und 5 nur andeutungsweise gezeigten Radlenkerbefestigungen
12 sind in den Fig. 6 bis 8 ausführlich dargestellt.
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Dabei zeigen die Fig. 6 bis 8 auch, daß die den Rippenplatten 10 zugeordnete
innere Fahrschienenverspannung mit Federspannbügel 12 arbeiten, deren eines Ende
auf den Schienenfuß 14 der Fahrschiene 5 drückt, während sie mit ihrem anderen Ende
in Rasten 15 der Rippenplatte 10 festgelegt sind.
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Jede Radlenkerbefestigung 12 weist einen Halter 16 auf, der auf der
Rippenplatte 10 befestigt, beispielsweise festgeschweißt, ist.
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Zwischen einer aufrechten Stützplatte 17 dieses Halters 16 und einer
vorderen Widerlagerplatte 18 ist über Schrauben 19 die starre Mantelhülse 20 einer
Elastomer-, insbesondere Gummifeder 21, axial unbeweglich und verdrehstarr eingespannt
Koaxial zur Mantelhülse 20 sitzt in der Elastomer- bzw. Gummis feder 21 ein Kern
22, wobei die Elastomer- bzw. Gummifeder 21 sowohl mit der Mantelhülse 20 als auch
mit. dem Kern 22 durch Vulkanisieren fest verbunden ist.
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Mantelhülse 20, Elastomer- bzw. Gummifeder 21 und Kern 22 bilden dabei
das Federelement der Radlenkerbefestigung 12.
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Der Kern 22 dieses Federelementes ist mit Hilfe einer Schraube es
und eines quadratischen Ansatz/torsionsstarr mit dem Verbindungsstützbock verbunden.Der
andereWinkelflansch des Verbindungs stützbockes ist mit dem Steg des Radlenkers
U 69 fest verschraubt.
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Die Wirkverbindung 23, 24, 25 zwischen dem Federelement 20, 21, 22
und dem Radlenkerprofil 1 ist aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich.
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Dabei ist auch erkennbar, daß das Federelement 20, 21, 22 mit seiner
Längsachse etwa parallel zur Längsrichtung des Radlenkerprofils 1 angeordnet ist.
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Aus Fig. 8 wird deutlich, daß das Radlenkerprofil 1 normalerweise
nicht nur mit seiner Rückenfläche 26 von der dazu parallele Stirnfläche 27 des Halters
16 einen Abstand aufweist, sondern auch mit seiner Oberkante im Abstand unterhalb
eines Anschlag nockens 28 liegt, der über die Stirnfläche 27 des Halters 16 auskragt.
Einen Abstand weist auch der Unterflansch 29 des Radlenkerprofils 7 von einer Anschlagfläche
30 auf, die sich an einem Ausleger 31 befindet, welcher unterhalb des Radlenkerprofils
1 an der Stirnfläche 27 des Halters 16 befestigt ist.
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Dieser Ausleger 31 hat eine hakenförmige Gestalt, und zwar von solcher
Art, daß der aufrechte Hakensteg 32 im Abstand vor dem freien Ende des unteren Profilschenkels4
des Radlenkerprofils 2 hochgeführt ist, während der daran anschließende, im wesentlichen
waagerechte Endschenkel 33 ebenfalls mit Abstand die Oberseite des unteren Profilschenkels
4 des Radlenkerprofils 1 übergreift.
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Die Stirnfläche 27 des Halters 16, der Anschlagnocken 28, die Anschlagfläche
30 sowie der Hakensteg 32 und der Endschenkel 33 bilden dabei Sicherheitsanschläge
für das Radlenkerprofil 1, durch welche sowohl dessen horizontale Querbewegung in
Richtung der x-Achse als auch dessen vertikale Querbewegung in Richtung der y-Achse
in vorbestimmten Grenzen gehalten wird.
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Zwei weitere Sicherheitsanschläge 34, von denen jeweils einer in den
Fig. 4 und 5 gezeigt ist, sind jeweils vor den beiden Enden des Radlenkerprofils
1 angeordnet und schränken dessen Längsbeweglichkeit in Richtung der z-Achse ein.
Die Sicherheitsanschläge 34 sind jeweils auf einer Grundplatte 10, insbesondere
Rippenplatte, montiert, welche auf einer Schwelle 11 sitzt.
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Diese können jedoch auch mit der Fahrschiene 5 direkt verbunden werden.
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Die Wirkungsweise der Radlenkerbefestigung nach den Fig. 4 bis 8 ist
folgende: Wenn ein Radsatz eines Eisenbahnfahrzeuges in den Herzstückbereich einer
Weiche oder Kreuzung einfährt, läuft das auf der durchgehenden Fahr schiene 5 befindliche
Rad in die Rille 8 zwischen der Fahrkante 6 der Fahr schiene 5 und der Radlenkerleitfläche
2 des Radlenkerprofils 1 ein und trifft dabei aufgrund des aus dem Spurspiel resultierenden
Sinuslaufssowie dem Nachlaufen des Herzstück-seitigen Rades unter dem Anfahrwinkeln6
mit dem Radrücken an irgendeinem Anlaufpunkt A auf
die Radlenkerleitfläche
2 auf. Die hierbei entstehende Radrückenanfahrkraft PA spaltet sich dabei in die
parallel zur Längsrichtung des Radlenkerprofils 1 wirkende Längskraft P in Richtung
der z-Achse sowie in die horizontale Querkraft komponente Phq in Richtung der x-Achse
auf. Außerdem entsteht aber auch aus der Reibung zwischen der Radrückenflche und
der Radlenkerleitfläche 2 die vertikale Ouer]sraftkomponente Pvq in Richtung der
y-Achse. Hinzu kommen noch die bei einem Träger auf X unendlichen Stützen gelagerten
räumlichen Abhebekräfte.
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Die horizontale Längskraftkomponente Phl in Richtung der z-Achse wird
von den Radlenkerbefestigungen 12 dadurch elastisch aufgenommen, daß der Kern 22
des Federelementes sich relativ zu dessen Mantelhülse 20 axial verschiebt und dabei
die Elastomer bzw. Gummifeder 21 in Axialrichtung elastisch verformt.
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Die horizontale Querkraftkomponente Phq in Richtung der -Achse wird
dadurch elastisch aufgefangen, daß sich der Itern 22 des Federelementes relativ
zur Mantelhülse 20 desselben parallel seitwärts verlagert und eine entsprechend
elastische Verformung der Elastomer- bzw. Gummifeder 21 nach sich zieht. Die vertikale
dadurch Querkraftkomponente Pvq in Richtung der y-Achse wird schließlich elastisch
aufgenommen, daß sich der Kern 22 des Federelementes relativ zur Mantelhülse 20
zu drehen versucht und damit eine elastische Drehverformung der Elastomer- bwz.
Gummifeder 21 erzwingt. Um dies zu erreichen, ist die Verbindungsionsole über einen
Vierkantansatz mit dem Kern 22 verdrehstarr verbunden.
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Alle diese Bewegungen können dabei ohne Schaden, auch gleich zeitig,
von den Federelementen der Radlenkerbefestigung 12 aufgenommen werden, weil das
Maximalmaß der jewewligen Verlagern bzw. Verformung des Radlenkerprofils 1 durch
die vorgesehenen Sicherheitsanschläge 27, 28, 30, 32, 33 u. 34 cingeschränkt ist.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß beim Ausführungsbeispiel eine
Radlenkerbefestigung nach den Fig. 4 bis 8 die Wirkverbindung zwischen dem Federelement
und dem Radlenkerprofil 1 über einen starren Abstützbock hergestellt ist. In manchen
Fällen kann es sich jedoch als wichtig erweisen, die Verbindung zwischen den Federelementen
und den am Radlenkerprofil 1 sitzenden Auslegern teilweise ohne und mit Gelenk auszuführen.
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Die in den Fig. 9 bis 13 dargestellte Ausführungsform eines Radlenkersystems
unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 4 bis 8 dadurch, daß anstelle der
auf den Rippenplatten 10 befestigten Falter 16 Halter 35 Verwendung finden, die
unmittelbar an der Fahrschiene 5 befestigt sind. Die Halter 35 bestehen dabei jeweils
aus zwei winkelförmigen Stützböcken 36 u. 37, zwischen denen das Federelement 38
eingespannt ist, welches den gleichen Grundaufbau hat, wie beim Ausführungsbeispiel
nach den ig. 4 bis 8. Es besteht also ebenfalls auc einer Mantelhülse 20, einer
Elastomer- bzw. Gummifeder 21 und einem Kern 22. Auch greift der Kern 22 über eine,
beispielsweise aus dem Stützbock 37 herausragende Verlängerung 23 an einem Ausleger
24 an, der starr mit dem Radlenkerprofil 1 verbunden ist.
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Ein anderer Unterschied zum Radlenkersystem nach den Fig. 4 bis 8
besteht beim Radlenkersystem nach Fig. 9 bis 13 darin, daß sich die die Querbewegungen
des Radlenkerprofils 1 begrenzenden Sicherheitsanschläge 27, 28, 30 u. 32 an einem
Stützbock 39 befinden, welcher mit dem Stützbock 37 des Halters 35 baulich vereinigt,
beispielsweise einstückig ausgebildet ist, und zusammen mit diesem an der Fahrschiene
5 befestigt wird.
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Der besondere Vorteil der Radlenkerbefestigung nach den Fig. 9 bis
13 liegt darin, daß sich diese zusammen mit den Rippenplatten 10 herkömmlicher Bauart
verwenden läßt, die beispielsweise eine mit Federspannbügeln 13 arbeitende innere
Fahrschienenverspannung bilden. Diese Möglichkeit ist deshalb gegeben, weil die
Halter 35
unmittelbar an der Fahr schiene 5 befestigt werden können
und sich daher auch im Bereich zwischen zwei benachbarten Schwellen 11 anbringen
lassen, so daß eine gegenseitige Behinderung zwischen der Rad lenkerbe festigung
und den inneren Fahrschienenverspannungen üblicher Bauart nicht eintreten kann.
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Diese Ausführung ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Länge der
Fahrschiene nur bis zum Ende der Weiche reicht, was meistens der Fall sein dürfte.
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Abschließend soll noch erwähnt werden, daß bei der Radlenkerbefestigung
nach der Fig. 9 bis 13 natürlich auch die, die Längsbewegung des Radlenkerprofils
1 eingrenzenden Sicherheitsanschläge 34 an der Fahrschiene 5 befestigt werden können
und nicht an einer Rippenplatte 10 befestigt werden müssen.