DE60102841T2 - Gleisschienenstützeinrichtung - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/38Indirect fastening of rails by using tie-plates or chairs; Fastening of rails on the tie-plates or in the chairs
    • E01B9/40Tie-plates for flat-bottom rails
    • E01B9/42Tie-plates for flat-bottom rails of two or more parts

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Systeme zur Montage der Schienen von Eisenbahngleisen. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Befestigen einer direkt auf einem Fundament (radier) oder einer Schwelle verlegten Schiene.
  • Die klassischen Befestigungsvorrichtungen umfassen wenigstens eine Sohle aus elastischem Material, die dem Rad-Schienen-System eine Elastizität verleihen, so dass eine gewisse Isolierung von der Umgebung hinsichtlich der durch die dynamischen Kräfte erzeugten Vibrationen erzielt wird, die beim Durchfahren eines Zuges auf die Schienen wirken.
  • Direkt unter der Schiene befindet sich fast immer eine elastische Vorrichtung, gebildet durch eine relativ steife Sohle. Oft befindet sich eine noch nachgiebigere zweite Sohle unter einer metallischen Sohle oder einer Traverse. Diese zweite Sohle dient der Antivibrationsisolation.
  • Die erste Biegeresonanzfrequenz des Rad-Schiene-System wird bedingt durch die dynamische Steifheit der Sohlen. Diese Resonanzfrequenz ist umgekehrt proportional zur Antivibrationsleistung des Befestigungssystems der Schiene: eine niedrige Resonanzfrequenz bietet eine bessere Antivibrationsisolation als eine hohe Resonanzfrequenz.
  • Mit Sohlen, die eine niedrige dynamische Steifigkeit aufweisen, reduziert man die erste Resonanzfrequenz des Rad-Schiene-Systems, was eine gute Antivibrationsfiltration ergibt. Der beste Filter lässt sich folglich mit der niedrigsten dynamischen Steifigkeit der Sohlen realisieren.
  • Es gibt jedoch eine untere physikalische Grenze für diese dynamische Steifigkeit der Sohlen, die in den klassischen Schienenbefestigungssystemen verwendet werden. Es besteht eine direkte Beziehung zwischen der dynamischen Steifigkeit und statischen Steifigkeit der Sohlen. Die statische Steifigkeit der Sohlen darf nicht zu gering sein, da sie die Durchbiegung der Schiene beim Durchfahren eines Zugs direkt beeinflusst. Diese Durchbiegung der Schienen ist generell auf ungefähr 3 mm begrenzt. Diese statische Durchbiegungsgrenze der Schiene erfordert eine statische Mindeststeifheit und folglich eine dynamische Mindeststeifheit der Antivibrationssohle. Dieses Phänomen begrenzt die Antivibrations-Isolationsleistungen der klassischen Schienenbefestigungssysteme. Bei den meisten der bekannten Befestigungssysteme ist die Resonanzfrequenz zwischen 35 und 60 Hz enthalten.
  • Die Veröffentlichung WO 97/42376 beschreibt eine Befestigungsvorrichtung einer Schiene auf einer metallischen Unterlage mit eingefügter Antivibrationssohle, wobei die Sohle selbst auf einer zweiten Antivibrationssohle angeordnet und auf einem Träger mittels einstellbarer Befestigungseinrichtungen befestigt ist, die durch elastische Spannvorrichtungen gebildet werden, die direkt auf die Sohle wirken, um die Unterlage und die zweite Antivibrationssohle auf dem Träger so zu befestigen, dass auf die zweite Antivibrationssohle eine bestimmte Druckbelastung ausgeübt wird, so dass sie sich im Vorspannungszustand befindet. Diese Befestigungseinrichtung ermöglicht, die statische Verformung der Schiene auf einen akzeptablen Wert zu begrenzen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Vorrichtungen zum Befestigen der Schienen direkt beim Verlegen nicht nur auf einer Sohle sondern auch auf Stahl oder Traversen auf einer Sohle aus Beton oder auf Schotter zu realisieren, die Antivibrationsisolationsleistungen aufweisen, die denen nahe kommen, die man mit einer gelagerten bzw. schwingungsfreien Platte erzielt und die gleichzeitig eine gute Stabilität der Schienen gewährleisten.
  • Die erfindungsgemäße Schienenstützvorrichtung umfasst eine metallische Unterlage, die auf einer Antivibrationssohle ruht, und einstellbare Befestigungseinrichtungen, die direkt auf die Unterlage wirken, um die Unterlage und die Antivibrationssohle auf einer Stützstruktur zu befestigen, wobei die einstellbaren Befestigungsmittel wenigstens zwei elastische Einrichtungen umfassen, von denen jede eine Gewindestange und ein vertikal wirkendes einstellbares Vorspannungssystem aufweist. Das Vorspannungssystem umfasst eine erste Feder mit einer ersten Steifigkeit und eine um diese erste Feder herum angeordnete zweite Feder mit einer zweiten Steifigkeit, größer als die der ersten Feder, wobei die zweite Feder länger ist als die erste Feder, und umfasst Halteeinrichtungen, um die erste und die zweite Feder derart zu halten, dass jede von ihnen unabhängig von der anderen wirkt.
  • Bei einer speziellen Ausführungsart umfassen die Halteeinrichtungen der Federn eine Stützscheibe, auf der sich ein erstes Ende der ersten Feder abstützt, wobei eine Abdeckung bzw. Kappe die erste Feder umgibt und zusammenwirkt mit dem zweiten Ende der ersten Feder und dabei so konzipiert ist, dass sie außerdem mit einem ersten Ende der zweiten Feder zusammenwirkt, und umfassen eine Anschlagscheibe, die mit dem zweiten Ende der zweiten Feder zusammenwirkt, wobei die Anschlagsscheibe mit der einstellbaren Spanneinrichtung zusammenwirkt.
  • Wenn ein Rad eine Befestigungseinrichtung passiert, hält die durch die Anordnung der beiden Federn auf die Antivibrationssohle ausgeübte Vorspannung den Betriebspunkt der Antivibrationssohle in der Zone des quasi-linearen Verlaufs ihrer Durchbiegungskurve. Die Vorspannungskraft wird beim Passieren des Rads sehr klein und die statischen Durchbiegungen der Schiene sind begrenzt, während die erwünschte Antivibrationsisolation gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet also bei der Befestigung der Schiene eine hohe Scheinsteifigkeit, kombiniert mit einer niedrigen dynamischen Steifigkeit. Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Verlegen von zwei Kurvenschienen, wobei die Erfindung ermöglicht, das Knirschgeräusch zu reduzieren.
  • Die Schienenstützvorrichtung nach der Erfindung kann mit oder ohne metallische Grundplatte realisiert werden. In dem Fall, wo die Antivibrationssohle auf einer Grundplatte ruht, mit eventuell einer Zwischenlage, befestigen die einstellbaren Befestigungseinrichtungen die Unterlage auf der Grundplatte und verspannen die eine mit der anderen. Wenn keine Grundplatte vorgesehen ist, wird die Unterlage mittels einstellbarer Befestigungseinrichtungen direkt in dem Schienenweg bzw. Fundament befestigt.
  • Um die Montage in diesem letzteren Fall zu erleichtern, umfasst die Stützeinrichtung eine spezielle Unterlage mit einer Platte, welche die Oberseite der Antivibrationssohle bedeckt, wobei diese Platte durch Flanken verlängert wird, die sich senkrecht zu der Platte so erstrecken, dass sie die Seiten der Antivibrationssohle wenigstens teilweise bedecken, und ihr Hauptstück ebenfalls wenigstens zwei Randleisten umfasst, die sich unterhalb der Platte befinden und Öffnungen aufweisen, die für den Durchgang von Befestigungsmitteln vorgesehen sind, um die Unterlage in der Stützstruktur zu befestigen.
  • In der Folge wird die Erfindung detaillierter beschrieben, mit Hilfe der beigefügten Figuren:
  • – die 1 zeigt einen Schnitt einer ersten Realisierungsart der erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung;
  • – die 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine Variante der in der 1 dargestellten Schienenstützvorrichtung zeigt;
  • – die 3 zeigt gemäß der Linie III–III der 4 einen Schnitt einer zweiten Realisierungsart der Erfindung;
  • – die 4 ist eine Draufsicht der in der Schienenstützvorrichtung der 3 verwendeten Unterlage;
  • – die 5 ist ein Schnitt gemäß der Linie V–V der 4;
  • – die 6 zeigt eine Variante der Vorrichtung der 3;
  • – die 7 zeigt eine typische statische Durchbiegungskurve einer Antivibrationssohle mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
  • – die 8 zeigt eine typische Belastungskurve einer Antivibrationssohle mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
  • – die 9 zeigt die statische Steifigkeitskurve eines Schienenlagerbeispiels;
  • – die 10 zeigt die dynamische Steifigkeitskurve eines Gleisschienenlagerbeispiels;
  • – die 11 zeigt die Belastungskurve der Vorspannungsfedern in einer erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung;
  • – die 12 zeigt die statische Belastungskurve einer erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung;
  • – die 13 bis 16 zeigen die dynamischen Steifigkeiten eines auf einer erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung befestigten Schienenmusters für vier Belastungslager auf den Abstützungen.
  • Die in der 1 dargestellte Schienenstützvorrichtung umfasst im Wesentlichen eine Grundplatte 11, befestigt in einem Fundament (radier) aus Beton oder einer Schwelle (nicht dargestellt), eine Antivibrationssohle 17 und eine Unterlage 19, auf der eine Schiene festgemacht wird. Die Grundplatte 11 hat praktisch vertikale Wände und ist also schalenförmig. Sie ist in der Stützstruktur durch Schraubenbolzen 12 befestigt. Gegebenenfalls ist eine Zwischenlage 13 vorgesehen, mit einer derartigen Dicke, dass die Köpfe der Befestigungsschrauben sowie die Unebenheiten der Grundplatte 11 nivelliert werden. Die Zwischenlage 15 dient zur Abdeckung der Löcher in der Zwischenlage 13. Die Antivibrationssohle 17 hat Abmessungen, die in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Gleises gewählt werden.
  • Die Unterlage 19 ruht auf der Antivibrationssohle 17. Sie wird durch ein metallisches Hauptstück von generell rechteckiger Form gebildet, dessen zentraler Teil der Sohle einer Schiene als Sitz dient und Öffnungen aufweist, um diese Schiene auf der Unterlage zu befestigen. Beiderseits ihres zentralen Teils hat die Unterlage 19 wenigstens zwei Befestigungsbereiche 18, jeder mit einer Öffnung für die Aufnahme einer Befestigungseinrichtung, um die Unterlage 19 auf der Grundplatte zu befestigen. Das Ganze wird in der durch die Grundplatte 11 gebildeten Schale festgehalten durch einen seitlichen Anschlag 14 und ein auf jeder Seite eingefügtes Einstellelement 16. Die Unterlage 19 ist auf der Platte 11 mittels Schraubenbolzen befestigt, zum Beispiel Schraubenbolzen mit Hammerkopf wie die Schraubenbolzen 22, auf deren Schäfte Vorspannungseinrichtungen 20 montiert sind, welche die Unterlage und die Grundplatte zusammenspannen und der Antivibrationssohle 17 Vorspannung verleihen.
  • Jede Vorspannungseinrichtung 20 umfasst ein integriertes System aus zwei Federn 21 und 23. Die erste Feder 21 hat eine kleinere Steifigkeit als die zweite Feder 23, welche die erste Feder umgibt. Die Feder 21 hat zum Beispiel eine Steifigkeit von 1800 N/cm, während die Feder 23 zum Beispiel eine Steifigkeit von 50 bis 150 kN/cm aufweist. Die Feder 21 ist kürzer als die Feder 23 und ihr unteres Ende ruht auf einer Stützscheibe 27. Ihr oberes Ende trägt eine Abdeckung bzw. Kappe 25, die dazu dient, die Anwendung der Vorspannungskraft und die Rückstellung der Feder mit der größeren Steifigkeit zu erleichtern. Die Kappe 25 trägt das untere Ende der Feder 23. Das obere Ende der Feder 23 kooperiert mit einer Anschlagscheibe 29, die ihrerseits mit einer Spannschraubenmutter 24 zusammenwirkt, die auf dem gewindeten Ende des Schraubenbolzens 22 sitzt. Die Anschlagscheibe 29 hat auf ihrer Unterseite einen vorstehenden Rand 28, der mit der Kappe 25 kooperiert, um die Vorspannungskraft auf die Feder 21 auszuüben. Die Vorspannungskraft wird mit Hilfe der Schraubenmutter 24 eingestellt. Bei dieser Anordnung wirken die beiden Federn unabhängig voneinander. Wenn ein Rad die Stützvorrichtung passiert, ist die Feder 23 keinerlei Vorspannung ausgesetzt und leistet keinen Beitrag zu der dynamischen Steifigkeit des aus Rad, Schiene und Befestigungssystem bestehendem Ganzen. Nur die Feder 21 übt eine schwache Vorspannungskraft aus, wenn ein Rad über die Schiene rollt.
  • Die 2 zeigt eine Variante der Befestigungseinrichtung mit einstellbarer Vorspannung. Bei dieser Realisierungsart trägt die Stützscheibe 27 das untere Ende der beiden Federn 21 und 23. Die Oberseite der Scheibe 27 weist einen vorstehenden Rand 26 auf, der mit dem unteren Ende der Feder 21 kooperiert. Diese Anordnung lässt der Feder 23 mehr Platz.
  • Die 3 zeigt eine Realisierungsart der Erfindung, bei der die Unterlage 19 in dem Fundament, einer Schwelle oder irgendeiner Struktur befestigt wird, mittels Vorspannungsbefestigungseinrichtungen wie oben beschrieben. Bei dieser Realisierungsart verwendet man eine spezielle Unterlage, wie dargestellt in den 3 bis 5. Diese spezielle Unterlage 30 umfasst eine Platte 31, welche die Oberseite der Antivibrationssohle 17 bedeckt und die sich durch Flanken 33 verlängert, die sich senkrecht zu der Platte erstrecken, so dass sie die Seiten der Antivibrationssohle bedecken. Die Flanken 33 enden in Randleisten 35, die sich unterhalb der Platte 31 und parallel zu dieser erstrecken und durchbohrt sind von Öffnungen 32 für den Durchgang der Gewindestangen 34, die dazu dienen, die Unterlage auf der Stützstruktur zu befestigen. Auf den Gewindestangen 34 sitzen die Federn 21 und 23. Die Randleisten 35, die sich unterhalb des Hauptstücks der Unterlage befinden, ermöglichen eine Reduzierung der Höhe der Gewindestangen der Vorspannungseinrichtung. Derart reduziert man den Platzbedarf bezüglich der Rolloberfläche bzw. Rollebene. Zudem ermöglichen die Randleisten 35 eine bessere Anpassung der Schienenstützvorrichtung an die Oberfläche des Schienenwegs bzw. Fundaments im Falle eines Überzugs. Schließlich ermöglichen die Randleisten 35 das Anbringen von Anschlägen 36 unter ihrer Unterseite. Diese erhöht die Gegenreaktion im Überlastungsfall und begrenzt somit die Horizontalverschiebung der Schiene in diesem Fall. Ein weiterer Vorteil des Vorhandenseins der Horizontalanschläge 36 besteht darin, eine Verschmutzung unter der Unterlage zu verhindern, da eine solche Verschmutzung immer eine Blockierung verursachen kann.
  • Wie die 6 zeigt, kann das Ganze vervollständigt werden durch eine Schutzhaube 37 für jede einzelne Vorspannungseinrichtung und zusätzliche eine Kappe 39 für die Befestigungsmutter der Schutzhaube 37.
  • Die erfindungsgemäße Schienenstützeinrichtung umfasst also eine Vorspannungseinrichtung mit zwei elastischen Stufen mit Federn. Festzustellen ist, dass sicher Schienenbefestigungssysteme mit zwei elastischen Federstufen existieren, dass diese bekannten Systeme aber nur den Zweck haben, die Unterlage oder die Schwelle mechanisch an Ort und Stelle zu halten und die Durchbiegung der Unterlage zu ermöglichen. Zudem ist bei diesen bekannten Systemen die auf die Federn ausgeübte Vorspannung sehr schwach (nur einige Tausendstel Newton), während bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Vorspannung groß ist (in der Größenordnung von 10 kN), die auf die Antivibrationssohle wirkt, und diese Vorspannung wird so gewählt, dass sie das dynamische Verhalten des Gleises wie folgt modifiziert.
  • Die Antivibrationssohlen haben eine statische Durchbiegungskurve wie dargestellt in der 7. In dieser Kurve unterscheidet man drei Betriebszonen:
    • (a) eine nicht-lineare Belastungszone A,
    • (b) eine quasi-lineare Zone B, in der das Produkt arbeiten soll,
    • (c) eine nicht-lineare, nicht nutzbare Zone C.
  • Im Einsatz ist die Belastung, wenn ein Rad des Zugs über die Schiene rollt, quasistatisch und schnell. Um zu vermeiden, dass der Betriebspunkt der Antivibrationssohle sich jedes Mal in die nicht-lineare Belastungszone seiner Durchbiegungskurve verschiebt, ist es wichtig, dass die Antivibrationssohle kontinuierlich in der nicht-linearen bzw. quasi-linearen Zone B der Kurve arbeitet. Daher wird bei der Befestigung einer Schiene die erfindungsgemäße Vorspannungseinrichtung 20 so eingestellt, dass sie auf die Antivibrationssohle 17 eine große Vorspannung ausübt, sodass diese Sohle immer in der Zone linearen Verhaltens B arbeitet.
  • Einem Aspekt der Erfindung entsprechend erfolgt die Einstellung der Vorspannung auf der Basis der technischen Daten des Fundaments des Gleises und des rollenden Materials und vor allem unter Berücksichtigung der verlangten bzw. vorgeschriebenen Antivibrations-Isolationsleistungen (Resonanzfrequenz Rad-Schiene). Diese Leistungen erfordern im Allgemeinen eine niedrige dynamische Steifigkeit. Von dieser dynamischen Steifigkeit leitet man die verlangte dynamische Steifigkeit ab, die abhängig ist von dem Material, aus dem die Antivibrationssohle besteht. Mit dieser statischen Steifigkeit erhält man im Allgemeinen große statische Verschiebungen der Schiene, die nicht toleriert werden. Die Vorspannungseinrichtung wird dann so eingestellt, dass sie auf die Antivibrationssohle eine solche Vorspannung ausübt, dass die Differenz zwischen der Schiene vor dem Vorspannen und der Schiene nach dem Vorspannen unter der tolerierten Schienenverschiebung von im Allgemeinen 3 mm bleibt. Vorzugsweise wird die Sohle so gewählt, dass sie mit der Vorspannung und der zusätzlichen Belastung, die durch ein sie überrollendes Rad auf sie ausgeübt wird, in der quasi-linearen Zone ihrer Durchbiegungskurve arbeitet.
  • Bei einem Schienenbefestigungssystem zum Beispiel des Typs UIC 60 auf Beton mit einem Schwellenabstand von 60 cm, einer ungefederten Masse des Fahrzeugs von 1000 kg, einem Achsdruck von 180 kN und einer Rad-Schiene-Resonanzfrequenz von 22 Hz ist eine dynamische Steifigkeit der Antivibrationssohle in dem Befestigungssystem von ungefähr 10 kN/mm erforderlich (festgelegt durch die finite Elementemethode oder FEM). Indem man dann für die Antivibrationssohle ein Produkt mit einer statischen Steifigkeit gleich der dynamischen Steifigkeit wählt, erhält man bei einem Achsdruck von 180 kN eine Schienendurchbiegung von 4,5 mm (7). Man kann für die Antivibrationssohle zum Beispiel ein quasi-isotropes Mikrozellenprodukt wie Polyurethan mit gemischter Struktur verwenden.
  • Wenn die Vorspannungseinrichtung 20 so eingestellt wird, dass sie auf die Antivibrationssohle eine Vorspannung in der Größenordnung von 30 kN ausübt, wobei sie zwei Federn 23 mit 15 kN/mm umfasst, beide um 1 mm komprimiert, beträgt die Durchbiegung der Schiene in dem Moment, wo ein Rad über sie rollt, 1,5 mm, was ohne Einschränkung akzeptabel ist. Beim Passieren des Rads üben die beiden Federn 23 keine Vorspannungskraft mehr aus. Nur die Rückstellfedern 21 üben dann eine kleine Vorspannungskraft aus und das System bleibt also in dynamischer Hinsicht sehr elastisch.
  • Die 8 zeigt eine Belastungskurve einer Antivibrationssohle für einen Achsdruck von zum Beispiel ungefähr 100 bis 120 kN. Unter Berücksichtigung der statischen Belastung pro Achse eines Antivibrationslagers erhält man zum Beispiel eine minimale Belastung von 20 kN der Antivibrationssohle. Die auf die Einrichtung 20 ausgeübte Vorspannung wird dann gleich dieser minimalen Belastung gewählt. Beim Passieren eines Zugs kann die Belastung zwischen 20 und 30 kN variieren. Die gewählte Vorspannung (zum Beispiel 20 kN) legt den minimalen Betriebspunkt des Systems fest, bei dem eine Durchbiegung der Schiene von ± 4,5 mm stattfindet. Diese Vorspannung wird zum Beispiel mit zwei Federn 23 von 10 kN/mm realisiert, die alle beide um 1 mm komprimiert werden.
  • In dem Fall, wo ein Zug pro Achse eine Belastung von 100 kN ausübt, beträgt die mittlere Belastung pro Lager ungefähr 25 kN, was eine zusätzliche Durchbiegung der Schiene um ± 1,3 mm verursacht. Bei einer Belastung von 120 kN pro Achse beträgt der mittlere Druck pro Lager ungefähr 30 kN, was eine zusätzliche Durchbiegung der Schiene um ± 3,1 mm verursacht. Der Betriebspunkt des erfindungsgemäßen Systems verhält sich also dynamisch und die Durchbiegungen betragen jeweils:
    • 4,5 mm für eine ausgeübte Belastung von 20 kN,
    • 5,8 mm für eine ausgeübte Belastung von 20 kN,
    • 7,6 mm für eine ausgeübte Belastung von 20 kN.
  • Festzustellen ist, dass die beiden Vorspannungsfedern 23 in der erfindungsgemäßen Vorspannungseinrichtung 20 sich während des Passierens eines Rads vollkommen entspannen. Die Erfindung ermöglicht also, optimale Betriebsbedingungen für die Antivibrationslager herzustellen, das heißt eine sehr niedrige dynamische Steifigkeit bei Begrenzung der Schienendurchbiegung auf den tolerierten Wert, zum Beispiel ± 3 mm (anstatt ± 8 mm).
  • Es wurden Versuche durchgeführt an einem Schienenstück von ungefähr 6 m, bzw. 8 m, Länge mit sieben Befestigungspunkten, ausgestattet mit einer erfindungsgemäßen Vorspannungseinrichtung, um das statische und dynamische Verhalten des Systems zu überprüfen. Die verwendeten Lager sind vom Typ SYL.S65.XS/300.180.50. Die Kurve der 9 zeigt die Kompressions- bzw. Druckbelastung als Funktion der Senkung der Probe bei wachsenden Belastungen, ausgeübt mit einer Kadenz von 30,0 kN pro Minute bis zu einer maximalen Belastung von 29,952 kN. Jedes Belastungsniveau wurde während 0,5 Minuten ausgeübt. Das Diagramm zeigt, dass die Durchbiegung unter einer Belastung von 25 kN ungefähr 8 mm beträgt. Die durchgeführten Messungen zeigen, dass die statische Steifigkeit der Probe durchschnittlich 3600 N/mm betrug, bei einer Belastung unter 15,0 kN.
  • Die Kurve der 10 zeigt die dynamische Steifigkeit der Probe als Funktion der Zeit für eine mittlere Belastung von 20,020 kN. Man kann sehen, dass die dynamische Steifigkeit ungefähr 5600 N/m beträgt. Der Oszillations- bzw. Schwingungsfaktor betrug ±10,0 bei Frequenzen von 5, 10, 15 und 20 Hz.
  • Die 11 zeigt die Kompressions- bzw. Druckbelastung als Funktion der Zylinderverschiebung. Die gemessene Maximalbelastung betrug ungefähr 25 kN. Die Vorspannung wurde auf 15 kN festgelegt.
  • Die 12 bis 16 zeigen die nach Montage des Systems erzielten Resultate. Die Kurve der 12 zeigt die statische Belastung des Systems, durchgeführt mit einer Kadenz von 30 kN pro Minute bis zu einer Belastung von maximal 29,952 kN. Die Messungen zeigen, dass die statische Steifigkeit des Systems bei einer Belastung unter 15 kN ungefähr 7600 N/mm beträgt und bei einer Belastung über 15 kN ungefähr 3600 N/mm. Die Restdurchbiegung bei 25 kN beträgt ungefähr 5 mm bei einer langsamen Belastung. Diese Durchbiegung ist zu vergleichen mit der Durchbiegung von ungefähr 3 mm bei einer schnell bis auf 25 kN anwachsenden Belastung (s. 7). Die statische Durchbiegung ist bei einer langsamen Belastung immer größer als bei einer schnellen Belastung.
  • Das dynamische Verhalten der Probe zeigen die Grafiken der 13 bis 16 für Belastungsstufen von jeweils 10, 15, 20 und 25 kN. Diese Grafiken zeigen, dass die dynamische Steifigkeit ungefähr beträgt:
    • 8000 N/mm für eine Belastung unter 15,0 kN,
    • 5600 N/mm für eine Belastung über 15,0 kN.
  • Diese Resultate bestätigen das sehr gute dynamische Verhalten der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, wobei zudem die Schienendurchbiegung auf ungefähr 3 mm begrenzt wird.

Claims (9)

  1. Gleisschienenstützvorrichtung, eine Antivibrationssohle (17), auf der eine Unterlage (19, 30) zum Tragen einer Schiene ruht, und einstellbare Befestigungsmittel umfassend, die direkt auf die Unterlage wirken, um die Unterlage (19) und die Antivibrationssohle (17) auf einer Stützstruktur zu befestigen, wobei die einstellbaren Befestigungsmittel auf die Antivibrationssohle (17) eine Vorspannungskraft ausüben, und außerdem eine einstellbare Spanneinrichtung umfassend, um die Vorspannungskraft zu justieren, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbaren Befestigungsmittel wenigstens zwei elastische Einrichtungen umfassen, von denen jede eine Gewindestange und ein vertikal wirkendes einstellbares Vorspannungssystem (20) aufweist, wobei dieses Vorspannungssystem (20) eine erste Feder (21) mit einer ersten Steifigkeit und eine um diese erste Feder herum angeordnete zweite Feder (23) mit einer zweiten Steifigkeit, die größer ist als die der ersten Feder (21), und Halteeinrichtungen (27, 29) umfasst, um die erste und die zweite Feder derart zu halten, dass jede von ihnen unabhängig von der anderen wirkt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (19, 30) durch einen Körper gebildet wird, der eine Platte (31) umfasst, welche die Oberseite der Antivibrationssohle (17) bedeckt, wobei diese Platte durch Flanken (33) verlängert wird, die sich senkrecht zu der Platte (31) erstrecken, so dass sie wenigstens teilweise die Seiten der Antivibrationssohle bedecken, und wenigstens zwei unterhalb der genannten Platte befindliche Randleisten (35) umfasst, wobei die Randleisten Öffnungen (32) für den Durchgang von Befestigungseinrichtungen zur Befestigung der Unterlage (19, 30) in irgendeiner Stützstruktur aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtungen der Federn eine Stützscheibe (27) umfassen, auf der sich ein erstes Ende der ersten Feder (21) abstützt, wobei eine Abdeckung (25) die erste Feder (21) umgibt und zusammenwirkt mit dem zweiten Ende der ersten Feder (21) und dabei so konzipiert ist, dass sie außerdem mit einem ersten Ende der zweiten Feder (23) zusammenwirkt, und eine Anschlagsscheibe (29) umfassen, die mit dem zweiten Ende der zweiten Feder (23) zusammenwirkt, wobei die Anschlagsscheibe (29) außerdem mit der einstellbaren Spanneinrichtung zusammenwirkt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtungen der Federn sowohl eine Stützscheibe (27) umfassen, die das untere Ende von jeder der beiden Federn (21, 23) stützt, wobei das untere Ende der zweiten Feder (23) durch die Oberseite der genannten Stützscheibe (27) gestützt wird und diese einen vorstehenden Rand (26) aufweist, um das untere Ende der ersten Feder (21) zu stützen, als auch eine Stützscheibe (29) umfassen, die mit dem zweiten Ende der zweiten Feder (23) zusammenwirkt, wobei die Unterseite dieser Stützscheibe einen vorstehenden Rand (28) aufweist, der zusammenwirkt mit dem oberen Ende der ersten Feder (21) und diese Stützscheibe außerdem mit der einstellbaren Spanneinrichtung zusammenwirkt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem eine Grundplatte (11) umfasst, angeordnet unter der Antivibrationsplatte (17) mit eventuell einer Zwischenlage (13) zur Reliefnivellierung, wobei die genannte Grundplatte (11) dazu bestimmt ist, auf einer Stützstruktur befestigt zu werden, und die vorerwähnten einstellbaren Befestigungsmittel (20) die Unterlage (19, 30) und die Grundplatte (11) zusammenspannen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (11) auf der Stützstruktur mittels einer Zwischenlage mit einer zur Gleisnivellierung gewählten Dicke befestigt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (11) seitliche Vorsprünge aufweist und die Vorrichtung außerdem Einrichtungen (14, 16) umfasst, die mit den genannten seitlichen Vorsprüngen zusammenwirken, um die Position der Unterlage (19, 30) auf der Grundplatte (11) seitlich einzustellen und zu blockieren.
  8. Vorspannungsvorrichtung zur Befestigung einer Gleisschienenstützvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gewindestange und ein vertikal wirkendes einstellbares Vorspannungssystem (20) umfasst, wobei dieses Vorspannungssystem (20) eine erste Feder (21) mit einer ersten Steifigkeit aufweist und eine um diese erste Feder herum angeordnete zweite Feder (23) mit einer zweiten Steifigkeit, die größer ist als die der ersten Feder (21), und Halteeinrichtungen (27, 29) aufweist, um die erste und die zweite Feder derart zu halten, dass jede von ihnen unabhängig von der anderen wirkt, wobei diese Halteeinrichtungen der Federn (21, 23) eine Stützscheibe (27) umfassen, auf der sich ein erstes Ende der ersten Feder (21) abstützt, wobei eine Abdeckung (25) die erste Feder (21) umgibt und diese Abdeckung (25) zusammenwirkt mit dem zweiten Ende der ersten Feder (21) und dabei so konzipiert ist, dass sie zudem mit einem ersten Ende der zweiten Feder (23) zusammenwirkt, und eine Anschlagsscheibe (29) aufweist, die mit dem zweiten Ende der zweiten Feder (23) zusammenwirken, wobei die Anschlagsscheibe (29) außerdem mit der einstellbaren Spanneinrichtung zusammenwirkt und das Vorspannungssystem zudem eine einstellbare Spanneinrichtung zur Justierung der Vorspannungskraft umfasst.
  9. Vorspannungsvorrichtung zur Befestigung einer Gleisschienenstützvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gewindestange und ein vertikal wirkendes einstellbares Vorspannungssystem (20) umfasst, wobei dieses Vorspannungssystem (20) eine erste Feder (21) mit einer ersten Steifigkeit aufweist und eine um diese erste Feder herum angeordnete zweite Feder (23) mit einer zweiten Steifigkeit, die größer ist als die der ersten Feder (21), und Halteeinrichtungen (27, 29) aufweist, um die erste und die zweite Feder derart zu halten, dass jede von ihnen unabhängig von der anderen wirkt, wobei diese Halteeinrichtungen der Federn sowohl eine Stützscheibe (27) umfassen, die das untere Ende von jeder der beiden Federn (21, 23) stützt, wobei das untere Ende der zweiten Feder (23) durch die Oberseite der genannten Stützscheibe (27) gestützt wird und diese einen vorstehenden Rand (26) aufweist, um das untere Ende der ersten Feder (21) zu stützen, als auch eine Stützscheibe (29) umfassen, die mit dem zweiten Ende der zweiten Feder (23) zusammenwirkt, wobei die Unterseite dieser Stützscheibe einen vorstehenden Rand (28) aufweist, der zusammenwirkt mit dem oberen Ende der ersten Feder (21) und diese Stützscheibe außerdem mit der einstellbaren Spanneinrichtung zusammenwirkt und das Vorspannungssystem zudem eine einstellbare Spanneinrichtung zur Justierung der Vorspannungskraft umfasst.
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