DE4138575A1

DE4138575A1 - Zwischenlage zwischen einer unterlageplatte und einer unterlage eines oberbaus

Info

Publication number: DE4138575A1
Application number: DE4138575A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Benenowski; Albrecht Dipl Ing Demmig; Hans-Ulrich Dr Ing Dietze; Alfred Kais; Erich Dipl Ing Nuding
Original assignee: Voestalpine BWG GmbH; Butzbacher Weichenbau GmbH
Current assignee: Voestalpine Turnout Technology Germany GmbH
Priority date: 1991-11-23
Filing date: 1991-11-23
Publication date: 1993-05-27
Also published as: EP0546363B1; ATE152196T1; EP0546363A1; DE59208389D1; ES2101784T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenlage zwischen einer Unterlageplatte und einer Unterlage wie Fahrbahn oder Schwelle, insbesondere Betonschwelle eines schot terlosen Oberbaus, wobei die Zwischenlage aus einem eine Federsteifigkeit aufweisen den elastischen Material besteht.

Es ist bekannt, im Zusammenhang mit dem Oberbau zwischen der Unterlageplatte und zum Beispiel einer Betonschwelle aus Kunststoff bestehende Zwischenlagen anzuordnen. Diese verlaufen grundsätzlich nur im Bereich der Bodenfläche der Unterlageplatte. Zum Befestigen der Unterlageplatte wird die Zwischenlage von einem Befestigungselement wie z. B. Bolzen durchsetzt. Folglich besteht eine durchgehende und damit elektrisch leitende Verbindung zwischen der Unterlageplatte und der Schwelle.

Bekannte Zwischenlagen sind mit parallel zur Bodenfläche verlaufende Ausnehmungen wie Bohrungen versehen, die zueinander einen gleichbleibenden Abstand besitzen. Hier durch bedingt weisen entsprechende Zwischenlagen in Abhängigkeit von ihrer Fläche unterschiedliche Federsteifigkeiten auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt einerseits das Problem zugrunde, eine Zwischenlage der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß eine flächenunabhängige Ein senkungszahl erreicht wird, daß also unabhängig von der Fläche der Zwischenlage stets gleiche Einsenkungen erfolgen. Andererseits soll durch die Erfindung das Problem gelöst werden, das auf die Unterlageplatte einwirkende Biegemoment zu reduzieren. Auch soll eine durch elektrochemisches Potential bedingte Korrosion der Unterlageplat te bzw. der auf dieser angeordneten weiteren Gleisteile weitgehend unterbunden werden.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Zwischen lage eine flächenunabhängige oder im wesentlichen flächenunabhängige Federsteifigkeit oder eine aufstandskraftabhängige Federsteifigkeit derart aufweist, daß die Feder steifigkeit im Bereich der Aufstandskraft größer als außerhalb dieser ist.

Durch das erste Teilmerkmal wird eine flächenunabhängige Einsenkungszahl oder Bettungsziffer erreicht, so daß folglich entlang des Gleises unabhängig davon, ob z. B. ein Weichenbereich, eine Kreuzung oder ein normaler Gleisverlauf vorliegt, gleiche Bedingungen herrschen.

Insbesondere wird dieser Teilaspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Zwischenlage einer Gesamtfläche F_G bodenseitige Aussparungen einer Gesamtquer schnittsfläche F_A derart aufweist, daß die Differenz zwischen F_G und F_A unabhängig von der Gesamtfläche F_G gleich oder im wesentlichen gleich groß ist. Dabei können sich die Aussparungen von der Bodenfläche bis zur Oberseite der Zwischenlage erstrecken. Dies ist jedoch kein zwingendes Merkmal. Vielmehr können die Aussparungen auch beabstan det zur Oberseite enden.

Ohne die Erfindung zu verlassen, besteht auch die Möglichkeit, daß die Zwischenlage parallel zur Bodenfläche verlaufende Aussparungen aufweist, deren Gesamtquerschnitts fläche im konstanten oder nahezu konstanten Verhältnis zur Gesamtboden- bzw. Grundfläche der Zwischenlage steht. Selbstverständlich variieren dann die Abstände der horizontal verlaufenden Aussparungen in Abhängigkeit von der Gesamtbodenfläche, wobei jedoch die Abstände von aufeinanderfolgenden Aussparungen gleich groß ist.

Um die Biegemomente der auf der Zwischenlage angeordneten Unterlageplatte zu reduzieren, ist gemäß der weiteren Lösung der Erfindung vorgesehen, daß die Zwischen lage Aussparungen derart verteilt aufweist, daß die Querschnittsfläche der Aussparungen im Bereich der Aufstandskraft kleiner als außerhalb dieser ist. Mit anderen Worten, wird in dem Bereich, in dem über die Schienen bzw. -abschnitte Kräfte über die Unter lageplatte in die Schwelle eingeleitet werden, die Federsteifigkeit derart geändert, daß die Federsteifigkeit der Zwischenlage in diesem Bereich größer als außerhalb ist. Hier durch werden die bei Krafteinleitung in die Unterlageplatte hervorgerufenen Biegemo mente reduziert, so daß infolgedessen auch die Unterlageplatte weniger belastet wird.

Diese Veränderung der Federsteifigkeit über die Zwischenlage - betrachtet senkrecht zum Gleisverlauf - kann dadurch erzielt werden, daß die in der Zwischenlage vorhande nen Aussparungen derart angeordnet werden, daß die Querschnittsfläche der Aussparun gen im Bereich der Aufstandskraft kleiner als außerhalb dieser ist.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung sieht vor, daß die Unterlageplatte von der Zwi schenlage boden- und randseitig zumindest bereichsweise umfaßt ist. Vorzugsweise deckt die Zwischenlage die Unterlageplatte sowohl boden- als auch randseitig vollständig ab.

Zur Lagefixierung der Zwischenlage sind zumindest stirnseitig Halterungen vorgesehen, die gegebenenfalls eine Vorspannung der Zwischenlage bewirken.

Vorzugsweise wird jedoch eine Lagefixierung durch einen umlaufenden Rahmen vor genommen, der seinerseits über Befestigungselemente wie Bolzen mit der Schwelle verbunden ist. Dabei erfolgt jedoch kein unmittelbarer Kontakt weder zwischen der Halterung bzw. dem Rahmen noch dem Bolzen und der Unterlageplatte, so daß eine vollständige elektrische Isolierung zwischen der Unterlageplatte und der Unterlage wie Schwelle erreicht wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Halterung bzw. die Rah menschenkel eine im Schnitt -förmige Geometrie aufweisen, wobei zwischen dem horizontal verlaufenden Abschnitt und der Unterlageplatte Zwischenlagematerial verläuft.

Die Verbindung zwischen der Unterlageplatte und der Zwischenlage kann durch Kleben oder ähnliches erfolgen. Vorzugsweise ist jedoch die Unterlageplatte bereichsweise in die Zwischenlage einvulkanisiert.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, dem diesem zu entnehmenden Merkmale - für sich und/oder in Kom bination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen Weichenbereich,

Fig. 2 eine Zwischenlage,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Zwischenlage,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer Zwischenlage,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine vierte Ausführungsform einer Zwischenlage und

Fig. 9 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IX-IX in Fig. 8.

In den Figuren, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind Ausbildungsformen von aus elastischem Material wie Elastomere, Gummimaterial o. ä. bestehenden Zwischenlagen dargestellt, von denen die in Fig. 1 mit dem Bezugs zeichen (10) versehen ist und zwischen einer Unterlage- bzw. Schienenbefestigungs platte (12), die aus Metall besteht, und einer nicht dargestellten Unterlage wie Schwelle vorzugsweise Betonschwelle verläuft. Dabei kann zwischen der Zwischenlage (10) und der nicht dargestellten Unterlage wie Schwelle eine weitere aus Metall bestehende Zwischenplatte (14) vorgesehen sein.

Auf der Unterlageplatte (12) können in üblicher Weise z. B. eine Schiene wie Backen schiene (16) und ein Gleitstuhl (18) angeordnet sein, auf dem verschiebbar eine Wei chenzunge (20) angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um hinlänglich bekannte Elemen te, deren Aufbau und erwähntermaßen Befestigung üblicher Konstruktionen entsprech chen.

Erfindungsgemäß erfolgt nun eine elektrische Isolierung zwischen der Schiene (16) und dem Gleitstuhl (18) bzw. der Weichenzunge (20) einerseits und der Unterlage wie Schwelle andererseits über die Zwischenlage (10), die die Unterlageplatte (12) boden- und randseitig sowie abschnittsweise im Randbereich (22) der Oberseite (24) umgibt.

Damit ein Verrücken der Zwischenlage (10) und damit der Unterlageplatte (12) unter bleibt, ist letztere von einem umlaufenden Rahmen (26) umgeben, der aus Metall besteht und über Befestigungselemente (28), die die Zwischenplatte (14) durchsetzen, mit der nicht dargestellten Schwelle verbunden.

Die Schenkel des Rahmens (26) weisen erkennbar eine -förmige Geometrie auf, wobei ein oberer horizontal verlaufender Schenkelabschnitt (30) den entlang der Oberseite (22) der Unterlageplatte (12) verlaufenden Bereich (32) der Zwischenlage (10) derart erfaßt, daß die Zwischenlage (10) fest zwischen Rahmen (26) und Unter lageplatte (12) eingespannt und sogar gegebenenfalls vorgespannt ist, wodurch sich eine Lagefixierung ergibt.

Dabei können die äußeren Schenkelabschnitte (30) bzw. (34) des Rahmens (26) zur Horizontalen einen geneigten Winkel derart aufweisen, daß beim Anziehen des Befesti gungselementes (28), das den Abschnitt (34) durchsetzt, der Abschnitte (30) in Richtung der Unterlage wie Schwelle derart bewegt wird, daß die Zwischenlage (10) klammerartig zwischen dem Rahmen (26) und der Unterlageplatte (12) festgehalten und vorgespannt wird.

Durch diese Art der Lagefixierung der Zwischenlage (10) ist sichergestellt, daß eine Verbindung zwischen dem Rahmen (26) und dessen Befestigungselementen (28) mit der Unterlageplatte (12) und damit der Unterlage wie Schwelle nicht erfolgt, so daß sich eine elektrische Isolierung ergibt. Hierdurch können sich elektrochemische Potentiale zwischen der Unterlage wie Schwelle und der Unterlageplatte (12) nicht ausbilden, so daß eine hierdurch bedingte Korrosion vermieden wird.

Die Zwischenlage (10) kann nun über ihre Gesamtfläche eine gewünschte Federsteifig keit dergestalt aufweisen, daß diese entweder flächenunabhängig ist oder aber im Bereich der Aufstandskraft, also im Bereich der über die Schiene (16) bzw. (20) erfol genden Krafteinleitung derart verändert wird, daß sich eine aufstandskraftabhängige Federsteifigkeit ergibt. Letzteres bewirkt, daß die Unterlageplatte (12) geringeren Biegemomenten ausgesetzt ist.

Die gezielte Beeinflussung der Federsteifigkeit soll an Hand der Fig. 2 bis 9 näher erläutert werden.

In Fig. 2 ist eine Unterlageplatte (36) einer Fläche F_G dargestellt. Die Unterlagen platte (36) ist durchgehend gleichbleibend und mit gleichem Querschnitt ausgebildet, so daß sich über die gesamte Fläche eine gleiche Federsteifigkeit ergibt.

Wird nun die Gesamtfläche F_G vergrößert, ohne daß die Federsteifigkeit verändert werden soll, so werden nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 und 6 in die jeweilige Zwischenlage (38) bzw. (40) von der Bodenfläche (44) bzw. (46) ausgehend Ausnehmungen eingebracht, die beispielhaft mit Bezugszeichen (48) und (50) versehen sind.

Nach den Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 sind dabei die Ausnehmungen als Bohrungen durchgehend ausgebildet, d. h., diese erstrecken sich von der Bodenfläche (44) bis zur oberen Fläche (52) hin.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 enden die Ausnehmung (50) be abstandet zu der oberen Seite (54) der Zwischenlage (40).

Dabei ist die Gesamtquerschnittsfläche F_A der Ausnehmungen (48) bzw. (50) der Zwi schenlagen (38) bzw. (40) so groß, daß unabhängig von der Gesamtquerschnittsfläche F_G der Zwischenlage (38) bzw. (40) die Differenz zwischen F_G und F_A im wesentlichen gleich groß ist. Dies bedeutet, daß sich über die Gesamtfläche der Zwischenlage (38) bzw. (40) weiterhin eine gleichbleibende Federsteifigkeit und damit Einsenkungszahl bzw. Bettungsziffer ergibt, wie sie der Federsteifigkeit der Zwischenlage (36) gemäß Fig. 2 entspricht.

Will man jedoch die Federsteifigkeit über die Fläche variieren, um im Bereich der Auf standskraft eine größere Federsteifigkeit, also geringere Einsenkungszahl zu erreichen, so kann gemäß des Beispiels der Fig. 8 und 9 dahingehend eine Veränderung erfolgen, daß im Bereich der einzuleitenden Aufstandskräfte keine oder nur wenige Ausnehmungen und außerhalb von diesem Bereich eine größere Anzahl von Ausneh mungen vorhanden sind, wodurch in diesen Bereichen die Federsteifigkeit verringert, also die Elastizität der Zwischenlage vergrößert wird.

So weist eine in den Fig. 8 und 9 dargestellte Zwischenlage (54) in einem Bereich (56), oberhalb dessen eine Schiene verläuft, keine Aussparungen auf, wohingegen in den angrenzenden Bereichen Aussparungen (58), (60) bzw. (62), (64) bzw. (66), (68) vorhan den sind, deren Querschnittsfläche um so größer wird, je größer der Abstand zum Mittenbereich (56) ist. Hierdurch wird erkennbar erreicht, daß die Federsteifigkeit im Bereich der Aussparung (66) kleiner als im Bereich der Aussparungen (62) ist. Die Federsteifigkeit in diesem Bereich ist wiederum kleiner als im Bereich der Aussparung (58), der seinerseits eine kleinere Federsteifigkeit als der Bereich (56) zeigt.

Auch wenn im Ausführungsbeispiel der Fig. 8 und 9 die Aussparungen (58), (60), (62), (64), (66) und (68) der Zwischenlage (54) durchgehend ausgebildet sind, soll hierdurch eine Beschränkung nicht erfolgen. Vielmehr sind selbstverständlich auch andere Formen möglich wie z. B. die der Fig. 6 und 7.

Auch besteht die Möglichkeit, daß parallel zur Bodenfläche einer Zwischenlage querver laufende Ausnehmungen wie -bohrungen vorhanden sind, deren Querschnittsflächen bzw. Abstände zueinander in Abhängigkeit davon variieren, ob die Federsteifigkeit über die Länge der Zwischenlage - betrachtet senkrecht zur Gleislängsachse - gleichbleibend oder im wesentlichen gleichbleibend oder entsprechend der einzuleitenden Aufstands kräfte variieren soll.

Claims

1. Zwischenlage zwischen einer Unterlageplatte und einer Unterlage wie Schwelle eines Oberbaus, insbesondere Betonschwelle eines schotterlosen Oberbaus, wobei die Zwischenlage aus einem eine Federsteifigkeit auf weisenden elastischen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (10, 36, 38, 40; 54) eine flächenunabhängige Feder steifigkeit oder eine aufstandskraftabhängige Federsteifigkeit derart auf weist, daß die Federsteifigkeit im Bereich der Aufstandskraft größer als außerhalb dieser ist.

2. Zwischenlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (38, 40) eine bodenseitige Gesamtfläche F_G und Aussparungen (48, 50) einer Gesamtquerschnittsfläche F_A derart aufweist, daß die Differenz zwischen F_G und F_A unabhängig von der Gesamtfläche F_G gleich oder im wesentlichen gleich groß ist.

3. Zwischenlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausparungen (48) von der Bodenfläche (44) der Zwischenla ge (38) bis zu deren Oberseite (52) erstrecken.

4. Zwischenlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage parallel zur Bodenfläche verlaufende Aussparungen aufweist, deren Gesamtquerschnittsfläche im konstanten oder nahezu konstanten Verhältnis zur Gesamtbodenfläche F_G der Zwischenlage steht.

5. Zwischenlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (56) Ausparungen (58, 60, 62, 64, 66, 68) derart verteilt über die Zwischenlagenbodenfläche aufweist, daß die Zwischenlage im Bereich (56) der Aufstandskrafteinleitung eine größere Federsteifigkeit als außerhalb aufweist.

6. Zwischenlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Ausparungen (58, 60, 62, 64, 66, 68) im Bereich (56) der Einleitung der Aufstandskraft kleiner als außerhalb dieser ist.

7. Zwischenlage nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlageplatte (12) durch die Zwischenlage (10) gegenüber der Schwelle elektrisch isoliert ist.

8. Zwischenlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlageplatte (12) von der Zwischenlage (10) boden- und randseitig zumindest bereichsweise umfaßt ist.

9. Zwischenlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlageplatte (12) von der Zwischenlage (10) boden- und seitenrandseitig vollständig und vorzugsweise auf ihrer Oberseite (24) randseitig abgedeckt ist.

10. Zwischenlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (10) zumindest stirnseitig von einer Halterung lagefixiert ist.

11. Zwischenlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (10) randseitig von einem umlaufenden Rahmen (26) lagefixiert ist.

12. Zwischenlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung eine im Schnitt Ψ-förmige Geometrie aufweist.

13. Zwischenlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (26) im Schnitt Ψ-förmige Schenkel mit einem oberhalb der Unterlageplatte (12) verlaufenden Schenkelabschnitt aufweist, wobei zwischen dem oberen Schenkelabschnitt (30) und der Unterlageplatte (12) ein Randbereich (32) der Zwischenlage (10) verläuft.

14. Zwischenlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlageplatte (12) in der Zwischenlage (10) zumindest bereichsweise einvulkanisiert ist.

15. Zwischenlage nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (10) vorgespannt die Unterlageplatte (12) umfaßt.