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Durch Unterlagschienen gegen Verwerfen gesichertes Doppelschienengleis
Die Fahrbahn der Eisenbahnen ist die Grundlage des Verkehrs. Zunahme des Verkehrs,
Vergrößerung der Verkehrslasten, Steigerung der Fahrgeschwindigkeit bedingen eine
diesen Anforderungen gerecht werdende ständige Fortentwicklung der Schienenfahrbahn.
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Die Technik hat diesen Anforderungen durch Verstärkung der Gleise
und deren Unterbettung sowie durch Verbesserung der Linienführung Rechnung getragen.
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Bei der Fortentwicklung des Oberbaues war man bestrebt, neben Maßnahmen
zur Verstärkung und stofflichen Verbesserung der einzelnen Oberbauteile die Schienenstöße
im Gleis zu verringern durch Verwendung möglichst langer Schienen.
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Die Schienenstöße sind bekanntlich die schwächsten Stellen im Gleis.
Sie sind die Schlagstellen und die Ursache vermehrter Abnutzung der Radflanschen
der Fahrzeuge, sie fördern den Verschleiß *der wertvollsten Oberbauteile, der Schienen,
und erfordern größere Unterhaltungsarbeit als die sonstigen Gleisteile. Die Aneinanderschweißung
der Schienen zu einer lückenlosen Fahrbahn bedeutet daher einen großen Fortschritt
in der Entwicklung des Gleises.
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Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik ist jedoch die lückenlose
Verlegung der Fahrschienen eines Gleises ohne Gefahr seitlichen oder senkrechten
Verwerfens des Gleises infolge durch Temperatureinflüsse auftretender Spannungen
nicht möglich. Zwar sind durch Verschweißen der Schienen versuchsweise schon größere
Gleislängen lückenlos verlegt worden, jedoch beschränkte sich die Anwendung entweder
auf Tunnel, in denen fast kein Wechsel der Temperatur auftritt, oder auf Brücken
unter Zuhilfenahme von Temperaturausgleichstellen.
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Trotz der durch Vergrößerung der Lastdrucke bedingten Verstärkung
der Schiene ist die Knickfestigkeit nicht wesentlich größer geworden, weil mit Vergrößerung
des Schienenquerschnitts zunehmende Ausdehnungs-bzw. Schrumpfungsspannungen verbunden
sind.
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Andere Mittel zur Verhütung des seitlichen Ausknickens eines Gleises,
-z. B. die feste Einbettung der Schienen, wie bei den Straßenbahnen, können beim
Eisenbahngleis nicht angewendet «erden. Ebensowenig scheint vollständige Verfüllung
der Gleise mit Steinschlag Aussicht auf Dauerbewährung zu haben, wenn auch der Wegfall
nachzustellender Schraubenverbindungen dazu den Anreiz geben könnte. Jedenfalls
sind die Einzelteile nicht nachstellbarer federnder oder keilartiger Befestigungsmittel
ebensb sehr wie andere dem Verrosten in der ständig feuchten Schotterdecke ausgesetzt
und der Kontrolle entzogen, und ohne diese Maßnahmen wird selbst der rahmensteife
Oberbau zu keiner befriedigenden Lösung- der Aufgabe führen. Es bleibt also nur
die Wahl zwischen dem Langschienenoberbau mit Wärmelücken oder dem-. mit besonderen
Hilfsiriitteln verstärkten lückenlosen Gleis.
An Bestrebungen zur
Herstellung einer lückenlosen Fahrbahn hat es nicht gefehlt, sie sind jedoch stets
an der Unzulänglichkeit der gewählten Mittel gescheitert. Bekatmtgeworden sind neben
der starren Verbindung von Schiene und Schwelle Versuche und Gedanken, die eigentliche
Schiene aus zwei Einzelteilen zusammenzusetzen, entweder durch Teilung in der Längsachse,
bei der die Stoßlücken beider Hälften gegenseitig um die Hälfte der Schienenlängen
versetzt werden, die Stoßlücke also stets nur in einer Schienenhälfte vorhanden
ist, oder- durch Teilung in der Querachse, bei der der verhältnismäßig geringe Querschnitt
der Oberschiene kein Verwerfen der Gesamtschiene bewirken, jedoch der gesamte Schienenquerschnitt
tragen soll.
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Abgesehen von der technischen Schwierigkeit, eine den Beanspruchungen
der großen Achsdrucke und der hohen Fahrgeschwindigkeit der Betriebsmittel gewachsene
derartig zusammengesetzte Schiene herzustellen, treten in der Gesamtschiene infolge
von Temperatureinflüssen Spannungen auf, weil der untere Teil der Schiene wandern
kann. Es ist eine bekannte Erscheinung, daß nicht durch den Einfluß der Betriebsmittel
allein die Schiene im Gleis wandert, daß vielmehr Wandern der Schiene auch bei Temperaturschwankungen
auftritt. Im freien Spiel der Kräfte dehnt sich die Schiene bei steigender Temperatur
vom Mittelpunkt nach beiden Enden zu aus, ebenso zieht sie sich bei sinkender Temperatur
zusammen. Es ist selbstverständlich, daß, falls ein Ende eingespannt ist, die Schiene
sich bis zum anderen Ende aber frei bewegen kann, die Gesamtausdehnung bzw. -zusammenziehung
nach bzw. vom freien Ende aus vor sich geht. Die Schiene folgt also stets der Richtung
des geringsten Widerstandes. Da eine gleichmäßig feste Verspannung der Schiene auf
jeder Schwelle nicht möglich ist, ist auch ein gleichmäßiges Spiel der Schiene vom
Mittelpunkt aus ausgeschlossen. Folglich kann die Schiene auch ohne unmittelbare
Einwirkung des Rades ihre ursprüngliche Lage ändern. Bei " einer bekannten, nach
der Querachse- geteilten, zusammengesetzten Schiene ist die Unterlagschiene auch
diesen Einwirkungen und dadurch hervorgerufenen Spannungen ausgesetzt. Dagegen ist
beim Doppelschienengleis gemäß der Erfindung Wandern der Schienen ausgeschlossen.
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Die Bauart des Erfindungsgegenstandes ist aus den Zeichnungen zu ersehen.
Es zeigen Abb. i den Längsschnitt durch eine kurze .Gleislänge, Abb.2 den Querschnitt
eines Schienenstranges auf einer Schwelle, Abb.3 den Querschnitt eines Schienenstranges
zwischen den Schwellen, Abb.4 die Ansicht der Abb.2 von oben, Abb. 5 den Querschnitt
durch eine Schwelle mit der Seitenansicht gegen Abb.4. Abb.6 den Querschnitt des
Klemmplättchens in natürlicher Größe, Abb.7 die Seitenansicht der Befestigungsschrauben
wie vor, Abb.8 die Oberfläche des Klemmplättchens wie vor und Abb.9 die Oberfläche
der Befestigungsschraube.
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Das Doppelschienengleis besteht aus den Fahrschienena, den Unterlagschienenb,
den Befestigungsschrauben g, den Klemmplättchen h,
den Schwellenplatten
i, den Schwellenschrauben k und den Schwellen 1.
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Die Unterlagschienen b werden in Einzellängen L auf Querschwellen
1 an den Stößen mit Wärmelücken d verlegt und mit Schwellenplatten! durch
Schwellenschrauben k auf den Schwellen t befestigt.
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Die Fahrschienen a. bilden durch Verschweißung der Stöße eine durchgehend
lückenlose Fahrbahn. Sie werden über den Schienenmitten c der Unterlagschiene b
mit diesen verschweißt, im übrigen mittels Befestigungsschrauben g befestigt. Der
Schaft der Befestigungsschraube g liegt in einer Quernut/ der Unterlagschiene
b. Das Klemmplättchen h ist federnd und keilförmig, beim Anziehen der Befestigungsschraube
g greifen die Klemmbacken g1 in die Nuten e der Unterlagschiene b und klemmen
die Fahrschiene a auf der Unterlagschiene b fest.
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Die Wirkungsweise des Doppelschienengleises ist folgende: die mit
Wärmelückend verlegten Unterlagschienen b können sich nach beiden Enden bis zur
Schließung der Wärmelücken ausdehnen. Die Mitte c jeder Unterlagschiene b liegt
durch Verschweißung mit der lückenlosen Fahrschiene a fest. Ein Wandern. der Unterlagschienen
b ist daher nicht möglich. In den Unterlagschienen b treten demnach, abgesehen etwaiger
von den durch Reibung der Befestigungsmittel entstehenden geringfügigen Spannungen,
keine durch Temperatureinflüsse hervorgerufenen Spannungen auf. Dagegen bewirken
Temperaturschwankungen Spannungen in den lückenlosen Fahrschienen a, sie sind jedoch
auf die Länge L (Abb. i ) zwischen zwei verschweißten @ Unterlagschienenmitten c-c
begrenzt. Innerhalb jeder Länge L (angenommen eine Riegellänge von 15 m) ist die
Spannung gleich groß, sie kann zu keiner Spannungsanhäufung an einer Stelle im Gleis
führen, wie sie bei Gleisen alter Bauart vorkommt, deren Wärmelücken infolge Schienenwanderung
nicht oder nur ungenügend vorhanden sind. Durch Aufteilung in kurze
Spannungslängen
mit gleichzeitiger spannungs= loser wanderfreier Verstärkung der lückenlosen Fahrschienena
ist das Doppelschienengleis knicksicher.
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Die Vorteile des Doppelschienengleises sind im Vergleich mit bekannten
Gleisen technisch und wirtschaftlich bedeutend.
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Das Doppelschienengleis mit . lückenloser Fahrbahn gewährleistet ruhiges
schlagloses Fahren.
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Die Fahrschiene kann im Verhältnis zur Unterlagschiene leicht sein.
Es kann ferner jedes beliebige Schienenprofil vorhandener Gleise bei entsprechender
Form der Unterlagschiene verwendet -werden.
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Die Schwellenteilung . kann gleichmäßig groß sein, Doppelschwellen,
wie unter den Stößen gewöhnlicher Gleise, sind nicht erforderlich.
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Laschenverbindungen fallen fort, ebenso Unterlagsplatten, die im gewöhnlichen
Gleis lediglich zur Übertragung der Lastdrucke auf die Schwellen dienen, jedoch
nicht wesentlich zur Verstärkung der Schienen beitragen.
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Die Oberbauteile und Betriebsmittel sind weniger dem Verschleiß ausgesetzt
als bei dem gewöhnlichen Gleis, die Unterhaltungskosten demgemäß geringer.
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Das Gleis nimmt an Betriebssicherheit zu.