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Elastischer Eisenbahnoberbau mit federnden Schwellen Man hat bereits
vorgeschlagen; einen elastischen Eisenbahnoberbau ohne arbeitende Tragbettung
auszubilden, in der Weise, daß elastisch federnde Schwellen auf nichtfedernden Fundamenten
mit geringerer Bodenpressung zur Verwendung gelangen, derart, daß die Schwellen
mit den Enden auf den Fundamenten lagern, während die Schienen in dem mittleren,
federnden Teil der Schwellen aufgelagert sind. Die bekannten Einrichtungen dieser
Art ruhen aber auf festen, auf dem Erdboden gelagerten Fundamentmauern oder Pfählen,
welche eine Berichtigung der Höhenlage des Gleises durch Bearbeitung der Schüttung
nicht zulassen.
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Mit der Erfindung soll nun ein solcher elastischer Eisenbahnoberbau
mit federnden Schwellen geboten sein, bei welchem die Fundamente als einzelne Platten
oder Klötze ausgebildet sind, die in einer nicht arbeitenden , für die Berichtigung
des Gleises zuganglichen Schüttung aus Steinschlag (Schotter), Kies u. dgl. eingelagert
'sind. Mit derselben würde ein Gleis geschaffen, welches die Vorteile des elastischen
Eisenbahnoberbaues mit- federnden Schwellen mit den Vorteilen der sonst allgemein
üblichen Einlagerung nichtfedernder Schwellen in einer arbeitenden Schüttung aus
Schotter vereinigt.
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Die Vorteile eines Gleises auf federnden Schwellen, die auf starrer
Unterlage liegen, bestehen in der reinlichen Trennung der beiden Aufgaben, die hier
jeweils dem geeignetsten Bauelement zugewiesen sind.
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Die Federung übernimmt die elastische Stahlschwelle ohne jede bleibende
Formänderung, wie sie -bisher im Schotter nach jeder Belastung ein wenig, aber nicht
überall gleichmäßig zurückbleibt und sich nach und nach in örtlich verschiedenen
Gleissenkungen zeigt. Die Stützung mit geringem Flächendruck und ohne schlagartige
Stoßwirkung übernimmt das Fundament. Die kurzen, heftigen Stöße, die beim gewöhnlichen
Eisenbahngleis unmittelbar auf die unter der Schienenbefestigungsstelle der Schwelle
liegende Schotterung kommen, werden bei der federnden, vom Schotter freiliegenden
Schwelle nur als länger dauernde Schwingung mit geringer Kraftwirkung auf das Fundament
von großer Bodenfläche, also geringer Auflagepressung, weitergegeben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eitler derartigen Lagerung
veranschaulicht. Abb. i zeigt einen Querschnitt, Abb. 2 eine Draufsicht.
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Die Schienen 2 i sind in einer der bewährten Befestigungsarten mit
den elastischen Querschwellen 22 verbunden. Diese sind nur an ihren Enden 23 und
24 abgestützt, und zwar durch Betonklötze oder Platten 35, 36. Sie können auch unter
zwei oder mehr Schwellenenden hinwegreichen. Diese Klötze sind zu beiden Seiten
in Schotter 37, 38 gelagert,
welcher sich in entsprechenden
Längsgräben befindet .und für Entwässerung sorgt, so daß Glcigverlagerungen durch
Frostbeulen vorgebeugt ist. Auf diese Weise kann durch Bearbeitung des Schotters
das Gleis jederzeit berichtigt werden. Natürlich muß durch die Größe der Auflagefläche
die Schotter-und Bodenbelastung hinreichend niedriggehalten werden. Die Auflagerstellen
23 und 24 können ohne weiteres so ausgeführt werden, wie sie zur Auflagerung von
Breitfußschienen auf Eisenbetonschwellen in den letzten Jahren betriebsbrauchbar
entwickelt sind, denn die für solche Bauteile ausschlaggebende Stoßbeanspruchung
ist an den Stellen 23 und 24 bei weitem nicht so hoch wie dort, weil durch die elastische
Federung der Schwelle die kurz dauernden, sehr großen Stoßkräfte zwischen Rad und
Schiene in eine länger wirkende, mäßig große Kraftschwankung zwischen Schwelle und
Fundament umgesetzt sind. Auch auf die Verbindungsstellen 27 und 28 der Schienen
2 i mit den Schwellen 22 kommt keinesfalls mehr Beanspruchung als bei der jetzt
üblichen Oberbauart mit Holz oder Eisenschwellen auf Schotterbett. Wie die Rechnung
zeigt, kann mit etwa ioookg/qcm statischer Beanspruchung in der Stahlschwelle 22
bei geeigneter Schtvellenproflierung dasselbe Schwellengewicht wie bisher, dieselbe
Tragfähigkeit -und dieselbe Nachgiebigkeit wie beim Schotterbett erreicht werden.
Die Beanspruchung von etwa ioookg/qcm, welche durch Stoßkräfte erfahrungsgemäß etwa
verdoppelt wird, erfordert keinen ausgesprochenen Federstahl für die Schwelle, sondern
lediglich guten Baustahl. Sowohl hinsichtlich Preis wie Verarbeitungsweise bleibt
die Schwelle ganz im Rahmen des jetzt Gewohnten. Der neuesten Entwicklung gemäß
können die Schienenbefestigungsteile 27 und 28 (Unterlagsplatte oder Knaggen) mit
der Schwelle 22 durch elektrische Lichtbogen-oder Widerstandsschweißung verbunden
werden. Da die vom Stoß zwischen Rad und Schiene betroffene Schwellenmasse um den
Betrag der bisher mitbewegten Schotterung kleiner wird, die federnde Nachgiebigkeit
dabei aber gleich gut ist, so sind kleinere Stoßdrücke zwischen Rad und Schiene
zu erwarten als bisher, also auch geringere Beanspruchungen in den Befestigungsteilen
27 und 28.
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Fortschritte in der Stoßausbildung sind mit dem neuen Oberbausystem
auch dann möglich, wenn man den ungeschweißten Stoß mit oder ohne Temperaturlücke
beibehält. Man kann erfindungsgemäß die elastisch nachgiebigen Schwellen nach der
Schienenstoßstelle hin mit zunehmend härterer Federung ausbilden, in einer Gesetzmäßigkeit,
die praktisch beim Überfahren der Stoßstelle dieselbe Gleissenkung ergibt wie auf
dem stoßlosen Streckenstück.
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Wie die Abbildungen zeigen, sind die Abstände der Stützungspunkte
an den Enden der Schienen gegenüber der Auflagestelle der Schienen auf den Querschwellen
überall gering. Will man aber nach einer Schienenstoßstelle hin eine zunehmende
härtere Federung einführen, so empfiehlt es sich, die einzelnen Fundamentblöcke
35, 36 gegen die Schienenstoßstelle hin zunehmend näher an die Schiene heranzurücken.
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In den Abb.3 bis 6 sind einige weitere Gestaltungsmöglichkeiten des
neuen Oberbausystems mit federnden Längsschwellen gezeigt.
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In Abb. 3, 4 (Seitenansicht) und 5 (Draufsicht) sind die Schienen
39 auf die Mitte der längsliegenden Biegeträger 40 abgestützt. Letztere haben angenähert
die Form von Trägern gleicher Festigkeit. Mit dem Ende 41 sind sie über Unterlagsplatten
42 auf dem Fundament 43 unverschieblich befestigt. . Das andere Ende 44 kann bei
der - Durchfederung der Schwelle 40 kleine Gleitbewegungen in der Unterlagsplatte
45 machen. Natürlich könnte man auch mehrere Felder ohne Unterbnec,iung durchgehend
ausführen in Form eines gewellten Balkens.
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Abb. 6 (Draufsicht) zeigt, in welcher Weise dies System federnder
Längsschwellen auch mit sehr enger Schwellenteilung für größte Tragfähigkeit ausgestaltet
werden kann. Die Federschwellen 46 liegen hier etwas schräg zur Schiene 47.
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Bei dem Langschwellensystem nach Abb. 3 bis 6 ist außer der lotrechten
Federungsfähigkeit auch eine, wenn auch geringere, in der Waagerechten verwirklicht.
Dadurch werden Waagerechtstöße (bei Einfahrt in Krümmungen, in Weichen usw.) in
ihren Verschleißwirkungen auf Rad und Schiene sowie ihren Unannehmlichkeiten für
die Fahrgäste gemildert.
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Erstmalig macht ferner das vorliegende Oberbausystem ein betriebssicheres
Gleis ohne Temperaturlücken möglich, bei welchem Seiten- und Höhenlage bequem zu
berichtigen sind und welches trotzdem auch gegen Aufwärtsbewegungen gesichert ist,
wie sie im heißen Sommer bei Ausknickneigung des fugenlosen Gleises zu befürchten
sind. Beim heutigen Oberbau steht bekanntlich nicht etwa die zusätzliche Temperaturspannung
im Schienenquerschnitt einem durchgängig lückenlosen, etwa geschweißten Schienenstrang
entgegen, sondern lediglich die Gefahr des Gleisausknickens nach oben bei sehr hohen
Sommertemperaturen. Nach unten und nach der Seite hin ist das bisher übliche Gleis
durch die Schotterbettung genügend gehaltert, nach
oben zu aber
nur durch das unzureichende Schienen- und Schwellengewicht. Eine Verankerung des
Gleises gegen den Boden, etwa mit einzelnen Betonpfählen, ist nicht gutmöglich,
weil man dabei die elastische Federung im Schotterbett an den Ankerstellen aufheben
würde. Beim vorliegenden Oberbausystem dagegen federn die nach oben und unten am
Fundament verankerten Schwellen genau so gut nach oben wie nach unten mit noch weniger
1Zasse als beim üblichen Gleis. Dabei besteht aber schon mit mäßig schweren Fundamentklötzen
eine weitreichende- Sicherheit gegen Aufbäumen des Gleises nach oben, welche mehrfach
höher liegt als die unzureichende des üblichen Oberbaues. Das neue Gleis kann auch
bei größter Sommerhitze nicht hochspringen, wenn es durch Temperaturdruckspannungen
der fugenlos verlegten Schienen auf Isnickung beansprucht ist. Die Möglichkeit des
durchgehenden Ersatzes der bisherigen Stöße mit Temperaturlücken und verschieblicher
Stoßlaschung durch lückenloses Gleis mit fester Verlaschung oder überall geschweißten
Stößen bei bequemer Berichtigungsmöglichkeit der Gleislage stellt einen seit langem
angestrebten großen Fortschritt hinsichtlich Fahrtruhe und Unterhaltungskosten von
Gleis und Fahrzeugen dar.
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Bei großen Verkehrslasten wird die Ausbildung der Schwelle bei Lagerung
auf nur zwei Stützen verhältnismäßig schwer und kostspielig. Es kann sich in gewissen
Fällen daher empfehlen. statt zwei Stützstellen deren drei anzuwenden. Eine derartige
Anordnung ist in den Abb. 7 und 3 veranschaulicht. Es sind hier drei Fundamente
29, 3o und 31 vorgesehen, auf denen die Querschwellen gelagert sind. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind die Schwellen als Halbschwellen 32 und 33 ausgebildet und
zur Spurhaltung paarweise gegeneinander durch Endaussparungen 3¢ festgelegt (Abb.
,).