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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
der Folge wird die Erfindung detaillierter beschrieben, mit Hilfe
der beigefügten
Figuren:
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– die 1 zeigt einen Schnitt einer
ersten Realisierungsart der erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung;
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– die 2 ist eine vergrößerte Ansicht,
die eine Variante der in der 1 dargestellten
Schienenstützvorrichtung
zeigt;
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– die 3 zeigt gemäß der Linie
III–III
der 4 einen Schnitt
einer zweiten Realisierungsart der Erfindung;
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– die 4 ist eine Draufsicht der
in der Schienenstützvorrichtung
der 3 verwendeten Unterlage;
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– die 5 ist ein Schnitt gemäß der Linie V–V der 4;
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– die 6 zeigt eine Variante der
Vorrichtung der 3;
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– die 7 zeigt eine typische statische Durchbiegungskurve
einer Antivibrationssohle mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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– die 8 zeigt eine typische Belastungskurve
einer Antivibrationssohle mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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– die 9 zeigt die statische Steifigkeitskurve
eines Schienenlagerbeispiels;
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– die 10 zeigt die dynamische
Steifigkeitskurve eines Gleisschienenlagerbeispiels;
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– die 11 zeigt die Belastungskurve
der Vorspannungsfedern in einer erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung;
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– die 12 zeigt die statische Belastungskurve
einer erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung;
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– die 13 bis 16 zeigen die dynamischen Steifigkeiten
eines auf einer erfindungsgemäßen Schienenstützvorrichtung
befestigten Schienenmusters für
vier Belastungslager auf den Abstützungen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Antivibrationssohlen haben eine statische Durchbiegungskurve wie
dargestellt in der 7.
In dieser Kurve unterscheidet man drei Betriebszonen:
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- (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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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- 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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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- 8000 N/mm für
eine Belastung unter 15,0 kN,
- 5600 N/mm für
eine Belastung über
15,0 kN.
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Diese
Resultate bestätigen
das sehr gute dynamische Verhalten der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung,
wobei zudem die Schienendurchbiegung auf ungefähr 3 mm begrenzt wird.