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Stahlhohlschwelle für Schienengleise Die Erfindung bezieht sich auf
Schienenschwellen und insonderheit auf eine Stahlhohlschwelle für Schienengleise
jeglicher Art, die gegenüber allen bisher bekannten Schwellen mehr oder weniger
den Vorzug besitzt, daß sie bei erhöhtem Widerstandsmoment sehr elastisch ist, den
Schienen eine sanfte Auflagerung verleiht, ein geringes Gewicht besitzt und Witterungseinflüssen
weniger unterliegt, so daß sie von großer Lebensdauer ist.
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Neben Holzschwellen mit ihren Vorzügen, die aber trotz Imprägnierung
einer starken Fäulnis unterliegen und infolge der Holzknappheit in den meisten Ländern
nur beschränkte Verwendung finden, sind Eisenschwellen in den verschiedensten Ausführungen
bekanntgeworden. So z. B. sind gußeiserne Schwellen bekannt und verwendet worden.
Wegen des bei diesen Schwellen erforderlichen hohen Werkstoffaufwandes und der Notwendigkeit
sorgfältigster Bettung zwecks Vermeidung von Brüchen haben Gußschwellen nicht befriedigt,
so daß sie keine nennenswerte Verbreitung gefunden haben. Stahlschwellen in Form
U-förmiger Walzschwellen unterliegen infolge von Witterungseinflüssen und Bodenfeuchtigkeit
einem allseitigen starken Rosten und sind daher meist nur von kurzer Lebensdauer.
Sie besitzen auch nur ein geringes Widerstandsmoment, und durch die für das Aufbringen
der Hakenplatten erforderliche Lochung werden die SChNvellen an den Schienenauflagerstellen
sehr geschwächt. Die Abrostung und Lochung verursachen ein Einknicken der Schwelle
an den Druckstellen der Schiene, wodurch die Schwellen
unbrauchbar
werden und frühzeitig ersetzt werden müssen. Auch erfordert das Unterstopfen der
Schwellen einen großen Aufwand an Schotter und Zeit, so daß sich das Verlegen der
Schwellen sehr teuer gestaltet. Ein wesentlicher Nachteil besteht aber auch noch
darin, daß sie nicht elastisch genug sind und für die Schienen ein hartes Auflager
bilden. Druck und Stoß erfolgen bei ihnen unmittelbar auf die unter der waagerechten
Schwellendecke liegende Schotterung. Sie werden daher nicht aufgehoben und wirken
zurück, was sich beim Befahren derartiger Schienenstränge sehr unangenehm für die
Fahrgäste auswirkt. Soweit man bereits vorgeschlagen hat, Stahlschwellen als geschlossene
Hohlschwellen auszuführen, weisen sie im Innern zur Erhöhung des Widerstandsmoments
Versteifungsprofile auf, wodurch sich das Gewicht der Schwelle außerordentlich erhöht.
Auch bietet die bei derartigen Schwellen glatte Bodenauflagefläche dem anzustopfenden
Kleinschlag keinen Halt, so daß die Gefahr des Wegrutschens des Gleises bei den
unvermeidlichen Schienenstößen besteht. Geschlossene Stahlhohlschwellen in ihrer
bisherigen Ausführung finden daher auch keine Verwendung als normale Eisenbahnschwellen,
sondern dienen nur einem bestimmten Verwendungszweck.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Schienenschwelle für Schienengleise
jeglicher Art, die die den bisherigen Schwellen anhaftenden Nachteile nicht besitzt.
Sie macht von dem Prinzip der bisher nur beschränkt verwendbaren Hohlschwelle Gebrauch,
wobei jedoch Vorkehrungen getroffen sind, die sie für alle Zwecke verwendbar machen
und durch die sie allen heute im Zuge der angestrebten Erhöhung der Zuggeschwindigkeiten
an eine Schwelle gestellten Anforderungen gerecht wird. Zu diesem Zweck besitzt
die neue Schwelle eine Trapezform mit im Innern freien Querschnitt, deren Bodenauflagefläche
eine nach oben gerichtete Wölbung aufweist. Dabei ist die Trapezform so gewählt,
daß eine günstige Kräfteverteilung stattfindet. Eine derartige Schwelle bietet den
Schienen eine sanfte Auflagerung, fängt deren Drücke und Stöße elastisch auf, besitzt
ein erhöhtes Widerstandsmoment und ist von geringem Gewicht. Auch kann man deren
Lebensdauer wesentlich erhöhen, wenn man durch Schließung deren Stirnseiten das
Schwelleninnere gegen Eindringen von Luft und Feuchtigkeit schützt oder als Werkstoff
einen nichtrostenden Stahl oder einen Stahl mit einer derartigen Plattierung verwendet.
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In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Schwelle in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die liegende Schwelle,
Abb. a deren Draufsicht mit aufgeschweißten Rippenunterlagplatten, Abb.3 den Schwellenquerschnitt
mit den angeschweißten stirnseitigen Verschlußblecheu, während Abb.4 nochmals in
vergrößertem Maßstab den Schwellenquerschnitt mit dem in der Schwelle auftretenden
Kräftediagramm wiedergibt.
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Mit a ist die Schwelle bezeichnet, b sind die hierauf aufgeschweißten
Rippenunterlagplatten und c sind die stirnseitigen Verschlußbleche mit ihren über
der gewölbten Bodenfläche hinausstehenden Verlängerungen d, die zur festen Auflagerung
der Schwelle beim Unterstopfen wesentlich beitragen.
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Wie aus dem Kräftediagramm der Abb. 4 ersichtlich ist, verteilen sich
Schienenauflagerung und Stoßdruck P auf beide Seiten
Die Kraft P1 zerlegt sich in die Komponenten P2 und P3, wobei P2 sich mit der gegenüber
wirkenden gleichen Druckkraft aufhebt. Die Kraft P3 zerlegt sich in Bodendruck P4
und Zugkraft P5. Die Zugkraft P5 versucht die gewölbte Bodenauflagerfläche der Schwelle
zu strecken. Dieser Streckung wird durch den Bodendruck N Widerstand entgegengesetzt,
wodurch eine federnde Auflagerung erzielt wird. Der metallisch hart wirkende Stoß
kann noch vermindert werden, wenn man zwischen dem Schienenfuße und der Rippenunterlagplatte
eine dünne nicht verschiebbare Platte aus einem stoßdämpfenden Werkstoff (Hartgummi,
Fiber, Preßstoff) legt.
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Die Stahlhohlschwelle gemäß der Erfindung besitzt infolge des in sich
geschlossenen Profils ein bedeutend höheres Widerstandsmoment als die U-förmige
Walzschwelle. Trotz ihrer Elastik erfolgt keine Verringerung des Widerstandsmoments,
vielmehr es tritt eine Vergrößerung ein, weil beim Strecken der gewölbten Bodenfläche
diese sich von der Schwerpunktachse entfernt. Da die für die Befestigung der Schienen
dienenden Rippenunterlagplatten aufgeschweißt werden, wird hierdurch eine bedeutende
Verstärkung der starken Beanspruchungen unterliegenden Schienenauflagerstellen bewirkt.
Die Wölbung der Bodenfläche und die über diese hervorstehenden seitlichen Stirnverschlußbleche
verhindern allseitig ein Ausweichen der untergestopften Schottersteine, gewähren
also der Schwelle einen festen Halt. Das stirnseitige Verschließen der Schwelle
verhindert das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit in das Schwelleninnere, so daß
die Schwelle nur außen anrosten kann und daher bei gleichem Werkstoff gegenüber
den bisherigen Schwellen eine doppelte Lebensdauer besitzt. Das Anrosten kann auch
ganz verhindert und damit der Schwelle eine unbegrenzte Lebensdauer verliehen werden,
wenn man sie aus einem nichtrostenden Stahl herstellt oder wenigstens deren den
Witterungseinflüssen ausgesetzten Außenfläche, indem man ein mit einer nichtrostenden
Stahlschicht plattiertes Stahlblech für die Schwellenherstellung verwendet. Eine
unbegrenzte Lebensdauer ist besonders dann beachtenswert, wenn die Schwellen in
Gleisstrecken mit steter Zugfolge benutzt werden, wo für einen Schwellenwechsel
keine Zeit zur Verfügung steht; will man nicht in umständlicher Weise den Verkehr
umleiten, was oft gar nicht möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Schwelle kann in einfacher und billiger Weise
auf die verschiedenste Art und Weise hergestellt werden. So z. B. kann ein Stahlblech
in ein dem Schwellenquerschnitt entsprechendes Formstück gepreßt werden, wobei dann
die Blechenden über das Formstück gebogen und deren Stoßkanten verschweißt werden.
Auch 'kann ein
nahtloser oder geschweißter Hohlkörper über ein dem
Schwellenquerschnitt entsprechendes Formstück unter äußerem Walzengegendruck gezogen
«-erden. Schließlich noch kann die Schwellenform nur durch außen angreifende Walzen
aus einem Ilohlblock, beispielsweise aus einem nahtlosen Rohr, hergestellt «-erden.