DE4112926A1 - Befestigung von schienen in weichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Befestigung von Schienen, insbesondere von Backenschienen auf Rippenplatten mit Gleitstuhl in Weichen des schienengebundenen Verkehrs sowie die Verwendung einer Kunststoffplatte dazu.

Bei der Befestigung von Schienen in Gleisen außerhalb von Weichen ist die Verwendung elastischer Unterlegteile auf den Schwellen unter den Schienenfüßen üblich. Diese Unterlegteile werden angewendet, um in Wechselwirkung mit einer federnd von oben den Schienenfuß spannenden Befestigung, den für lückenlose Gleise notwendigen Durchschub- und Verdrehwiderstand zu erreichen. Außerdem wird die Elastizität der Schienenauflagerung in vertikaler Richtung erhöht und herstellungsbedingte Unebenheiten des Schienenfußes gegenüber der Schienenauflage (Schwelle und/oder Rippenplatte) ausgeglichen sowie dem Verschleiß in diesem Bereich vorgebeugt.

Aus der DD-A 2 55 758 ist bekannt, einen Gleitstuhl als separates Teil federnd mit einer Grundplatte zu verspannen. Derartige Schienenlagerungs- und Befestigungsvorrichtungen haben auf engem Raum eine Mehrfachfunktion zu erfüllen und unterliegen aufgrund der herrschenden dynamischen und statischen Kräfte bei Lastwechsel durch Überrollen einer Radachse erheblichem Verschleiß. Es hat bereits eine Vielzahl von Lösungsvorschlägen für diese Weichenbauelemente gegeben, die jedoch alle nicht zufriedenstellen.

Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde eine Vorrichtung zur Befestigung von Schienen in Weichen vorzuschlagen, die in allen wesentlichen Eigenschaften der Schienenbefestigung eines Gleises außerhalb von Weichen entspricht, dabei aber die Zuverlässigkeit der Weichenkonstruktion im Bereich der Zungenvorrichtungen erhöht, den Verschleiß und damit den Instandsetzungsaufwand senkt und zugleich eine einfache Montage der Backenschienen ermöglicht.

Das Problem wird durch die Ansprüche 1 und 6 erfindungsgemäß gelöst. Die Unteransprüche umfassen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Überraschend hat sich gezeigt, daß eine zwischen den von der Schiene abgewandten Teilen des Gleitstuhles und der Grundplatte angeordnete elastische Zwischenlage oder Unterlegteil der Weichenkonstruktion zusätzliche Vorteile verleiht. Seit mehr als 100 Jahren ist es üblich, in Zungenvorrichtungen für Weichen keine elastischen Unterlegteile zu verwenden, im Gegenteil, diese sehr starr auszubilden mit Stahlfedern und möglichst einstückigen Gleitstuhl-/Rippenplattenelementen.

Offensichtlich hat die Fachwelt den bisher üblichen Unterlegteilen aus Pappelholz oder Kunststoffen nicht zugetraut die Befestigung stabil zu halten, obwohl die temperaturbedingt auftretenden starken Längskräfte in den Backenschienen, auch dort einen hohen Durchschubwiderstand erforderlich machen. Das weitere Problem bestand darin, den Verdrehwiderstand oder Kippwiderstand der Backenschienen, die ja an ihrem Schienenfuß nur einseitig eine direkte federnde Befestigung erhalten, durch die Befestigung des Gleitstuhles, der gleichzeitig als Backenschienenbefestigung dient, so zu erhöhen, daß er auch bei Bauweisen gemäß der DD-A 2 55 758 unter dynamischer Belastung ausreicht. Durch die Anordnung von zwei federnden Elementen, zum einen das elastische Unterteil und zum anderen das Federelemt für die Gleitstuhlbefestigung, werden die auftretenden Kräfte verteilt. Die rein statische senkrechte Last wirkt zunächst auf das elastische Unterlegteil, während die am Schienenkopf angreifenden Kräfte, die ein Kippen der Backenschiene bewirken, durch das Federelement, das den Gleitstuhl hält, aufgefangen werden.

Somit kann das gleiche Einsenkverhalten der Schienen, wie in Gleisen außerhalb von Weichen, realisiert werden.

Weil in einigen Abschnitten der Weichen eine Radlast gleichzeitig Backenschiene und Zungenschiene beaufschlagt, ist es sinnvoll, sowohl unter dem Schienenfuß als auch unter dem Gleitstuhl ein elastisches Unterlegteil anzuordnen. Dabei sollten beide Stützpunkte trotz unterschiedlicher Belastung ein möglichst gleiches Einsenkverhalten zeigen. Dies kann u. a. realisiert werden, indem die effektive Auflagefläche der Unterlegteile unter dem Gleitstuhl und unter dem Schienenfuß von der jeweils wirksamen, rechnerisch zu ermittelnden, Belastung abhängig gemacht wird. Die verschiedenen Unterlegteilgrößen können durch unterschiedliche Längen-/Breitenverhältnisse erreicht werden. Zur Lagesicherung der Unterlegteile können im Schienenfußbereich die bekannten Rippen verwendet werden, die jedoch im Mittelbereich auf der Gleitstuhlseite ausgespart sind, um dort das Federelement für die Verspannung des Gleitstuhles lagern zu können.

Das Unterlegteil unter dem Gleitstuhl kann zwischen dem Widerlager zur Befestigung des Federelementes und dessen hinterem Auflager seitlich gegen Wegrutschen gesichert werden. Widerlager und Auflager wirken also als Seitenführungsrippen. Zur Lagesicherung in Längsrichtung können, wie an sich bekannt, die Unterlegteile mit die Grundplatte umgreifenden Kanten versehen werden.

Als Kunststoff kommt insbesondere ein EVA (Ethylen-Vinyl- Acetat-Copolimerisat) sowie ein nicht zu hartes Polyethylen infrage. Die Kunststoff sollte mit Ruß versetzt sein, um eine UV-Stabilität zu haben.

Die federnde Funktion des Unterlegteiles unter dem Gleitstuhl kann noch dadurch verbessert werden, daß die Berührungsfläche oder Krümmung des Widerlager, die mit dem den Gleitstuhl spannenden Federelement in Kontakt ist, so gestaltet ist, daß sich der Anlagepunkt des Federelementes am Widerlager mit dem durch eine Kippbewegung der Backenschiene ausgelösten Hub des Schienenfußes kontinuierlich ändert. Dadurch ergibt sich eine Veränderung des wirksamen Feder-Hebelarmes zwischen dem vorderen Auflagepunkt der Feder und dem Anlagepunkt der Feder am Widerlager. Die Konsequenz ist, daß mit zunehmender Kippbewegung des Schienenfußes sich der Hebelarm der Feder verkürzt und somit sein Federwiderstand größer wird und umgekehrt. Dadurch wird eine schlagartige Belastung des elastischen Unterlegteiles vermieden, auch wenn das den Gleitstuhl haltende Federelement bis an die Grenze seiner Belastbarkeit beansprucht wird. Durch das Unterlegteil wird auch eine schlagartige Belastung des Federelementes vermieden.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schienenbefestigung im Teilschnitt,

Fig. 2 die Schienenbefestigung gemäß Fig. 1 in Draufsicht mit Teilschnitt.

Die Grundplatte 1 hat Rippen 9, 4 zur Lagesicherung des Fußes 16 einer Backenschiene 17 und dem unter dem Schienenfuß 16 angeordneten elastischen Unterlegteil 8 aus EVA. Auf der einen Seite ist der Schienenfuß 16 durch eine Feder 19, die mittels Unterlegscheibe 12 und Mutter 1 von einer Hakenschraube 10, die wiederum in einer Schwalbenschwanzführung 13 (Fig. 2) geführt ist, gehalten.

Die Grundplatte selbst ist durch Befestigungsschrauben 23 auf der Schwelle 22 gehalten. Auf der anderen Schienenseite weist die Grundplatte 1 ein ringförmiges Widerlager 7 sowie ein hinteres Auflager 5 auf. Der Gleitstuhl 2 wird durch die Feder 6, die vorn am Gleitstuhl noch ein Auflager 26 hat, federnd auf die Grundplatte 1 gespannt. Zwischen der Basis des Widerlagers 7 und dem Auflager 5 ist das elastische Unterlegteil 3 unter dem Gleitstuhl 2 formschlüssig in Seitenrichtung gehalten. Kanten 21 bzw. 20 sichern die Lage der Unterlegteile 3 bzw. 8 in Schienenlängsrichtung auf der Grundplatte 1.

Die Anlagefläche 24 des Widerlagers 7 gegenüber der Oberfläche der Feder 6 ist derart gekrümmt, daß mit zunehmendem Kipphub des Fußes 16 der Backenschiene 17 der Anlagepunkt des Federelementes 6 an der Krümmung 24 in Richtung Backenschiene wandert und somit der wirksame Hebelarm 25 der Feder 6 verkürzt wird.

Die resultierende dynamische Kraft auf das spezielle Federelement 6 sowie die statische Last auf die Unterlegteile 3, 8 hängen von der Position des Gleitstuhles 2 in der Weiche ab. Die Situation an drei gleichen Gleitstühlen 2 ist durch die dort unterschiedliche Ausbildung der Köpfe a, b, c der Zungenschiene 18 dargestellt. Bei Kopf a ergibt sich aus der Auflast eine relativ geringe Belastung der gesamten Oberfläche des Unterlegteiles 3, jedoch ist die Kippbewegung des Gleitstuhles 2 weich aufzufangen; dies gilt in verringertem Maße bei Belastung der Köpfe b, c. Bei Kopf c hat das Unterlegteil 3 fast 90% der Vertikallast aufzunehmen, während Unterlegteil 8 nur gering belastet ist.

Fig. 2 zeigt, daß das Federelement 6 als stabiles, hufeisenförmiges oder ringförmiges, geschlitztes Element ausgebildet ist, deren Schenkelenden etwa in Mitte des Gleitstuhles 2 gelagert sind. In diesem Bereich ist die Rippe 4 der Grundplatte 1 unterbrochen, um eine satte Anlage des Gleitstuhles, der die Zungenschiene 18 (Fig. 1) trägt, die hier nicht gezeigt ist, zu ermöglichen. Durch die Bohrungen 14, 15 in der Grundplatte können die Befestigungsschrauben 23 in die Schwelle geschraubt werden.

Claims (7)

1. Befestigung von Schienen in Weichen mit einer auf einer Schwelle befestigten Grundplatte zur Schienenlagerung, einem darauf angeordneten separaten Gleitstuhl für eine Zungenschiene und einem Federelement, das den Gleitstuhl auf der Grundplatte spannt, gekennzeichnet durch ein mindestens zwischen Teilen des Gleitstuhles (2) und der Grundplatte (1) angeordnetes elastisches Unterlegteil (3).

2. Befestigung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zusätzliches elastisches Unterlegteil zwischen dem Fuß (16) der Backenschiene (17) und der Grundplatte (1).

3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (4, 5, 7, 9, 20, 21) zur Lagesicherung des Unterlegteiles (3, 8).

4. Befestigung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine belastungsabhängige Größe der Unterlegteile (3, 8) relativ zueinander.

5. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel Seitenführungsrippen (4, 9 bzw. 7, 5) auf der Grundplatte (1) umfassen.

6. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) an einem Punkt am Widerlager (7) der Grundplatte (1) anliegt, dessen Oberfläche (24) derart gekrümmt ist, daß der Punkt in Abhängigkeit vom Maß des Hubes des Backenschienenfußes (16) verlagerbar ist.

7. Verwendung einer in einer gerippten Grundplatte (1) fixierten Kunststoffplatte (3) zum Abfedern eines auf der Grundplatte elastisch verspannten Gleitstuhles (2) in Weichen einer Eisenbahn.