EP0150264B1 - Schiene mit Dämpfungsmittel - Google Patents

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EP0150264B1
EP0150264B1 EP84111173A EP84111173A EP0150264B1 EP 0150264 B1 EP0150264 B1 EP 0150264B1 EP 84111173 A EP84111173 A EP 84111173A EP 84111173 A EP84111173 A EP 84111173A EP 0150264 B1 EP0150264 B1 EP 0150264B1
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EP
European Patent Office
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rail
damping means
damping
intermediate layer
liquid
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EP84111173A
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Werner Prof. Dr.-Ing. Herbst
Willi Simon
Reinhold Wassmann
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Hoesch AG
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Hoesch AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise
    • E01B19/003—Means for reducing the development or propagation of noise

Definitions

  • the invention relates to a rail, e.g. for railways or trams, with damping means for damping shail vibrations.
  • the damping means is attached to the rail in a resilient or rigid manner. It can advantageously consist of a solid body, which is made up of different substances with very different moduli of elasticity. In a known embodiment, it consists of one or more metal cover plates facing away from the rail and a plastic layer connected to it, which does not undergo any significant change in shape.
  • damping means are used to dampen the sound vibrations generated by rails, in particular when cornering. It is assumed that it is easiest to prevent noise reduction measures on the sound-generating component.
  • DE-A-31 47 387 proposes pressing corresponding damping plates onto the rail with the aid of springs.
  • the damping plates do not come to rest against the rail over the entire surface due to inaccuracies and elevations on the rail surfaces.
  • the damping effect that occurs as a result of a molecular shift in the plastic, as a result of which the sound-emitting kinetic energy is destroyed, can therefore only have a partial effect.
  • the invention has for its object to provide a fastening for the damping means on the rail, which can be easily removed and released again and in which a high efficiency of sound absorption is achieved.
  • a permanently flowable intermediate layer is inserted between the damping means and the rail, which consists of a liquid or a pasty or jelly-like mass or an easily kneadable solid substance.
  • the permanently flowable intermediate layer ensures that z. B. with rust or scale uneven surfaces there is a good coupling between the rail and the damping agent.
  • the coupling is promoted in that the damping means is pressed by a resilient element against the rail.
  • the resilient element consists of a tensioning bracket that goes from one side of the rail along this to the other side.
  • the damping means can also be rigidly attached to the rail if, for. B. the continuously flowable intermediate layer consists of an impregnated with a liquid elastic foam, or the intermediate layer consists of a gap between the rail and the damping agent filled with water, which is limited in the lower and lateral area by a sealant.
  • Jelly-like or easily kneadable intermediate layers can easily be made from plastic.
  • the damping is particularly effective if the damping means is arranged on both sides of the rail.
  • the principle of the invention can also be used for coupling solid parts within the damping means if these are separated by intermediate layers which consist of a liquid or a pasty or jelly-like mass or a readily kneadable solid substance. This makes it particularly easy to couple parts made of concrete to parts made of steel.
  • the damping plate 12 arranged on both sides of the rail 11 consists in each case of a metail cover plate 13 facing away from the rail, which is provided with a dimensionally stable plastic layer 14 towards the rail.
  • Permanently flowable plastic 15 is arranged between the plate and the rail.
  • a clamp 16 presses the plates against the rail.
  • the cover sheets can be made with the dimensionally stable plastic layer according to the requirements in the factory. The thicknesses and materials are to be designed according to the acoustic requirements of the frequencies to be attenuated in the first place.
  • the permanently flowable plastic can then be applied at the installation site by spraying, filling or spreading. However, it is also conceivable that the permanently flowable plastic is already applied in the factory and remains protected by a removable film during transport. It can be taken into account that inaccuracies in shape, elevations on the rail surface, such as lettering, or even curvatures in the curve are compensated for by a reinforced layer of the permanently flowable plastic.
  • the damping plate 12 can be designed by the dashed extension 17 to a U-shaped shell that can be filled with concrete from above.
  • the damping plate 12 can be poured with a semi-liquid agent from z. B. plastic can be coated, which slowly penetrates into the pores of the hardened concrete. This semi-liquid agent can also harden slowly over a long period of time.
  • the concrete blocks are coupled to the damping plate 12 in that any gaps are filled with a liquid, semi-liquid or easily deformable solid agent.
  • the agent need not be made of plastic.
  • the U-shaped channel can, for. B. be filled with bitumen, which is mixed with a solvent for liquid whitening.
  • bitumen rises in the gap.
  • the solvent evaporates in the upper part of the gap, so that a skin forms there that repels penetrating water.
  • a semi-liquid, e.g. B. doughy plastic would also slowly rise in a gap due to the weight of the concrete blocks, so that a good coupling is achieved with time.
  • a good coupling is also achieved if the gap between the concrete blocks and the damping plate 17 fills up with rainwater, which hardly evaporates from the narrow gap even during longer dry periods.
  • the rail is coated with a semi-liquid jelly-like plastic before pouring the concrete 19.
  • the sheet 20 serves as formwork for the concrete.
  • the sheet 20 can be pressed against the rail by a clamping clip 16, as shown in FIG. 1, after the concrete has hardened.
  • solid bodies for. B. made of wood, plastic or foam, whereby the sound insulation or sound absorption is further improved.
  • the sheet metal 20 it would also be possible for the sheet metal 20 to be fastened to the rail by a rigid fastening means if the coupling liquid on the rail is not too viscous, so that it still penetrates cracks sufficiently by gravity.
  • the seal 21 only needs to be of a coarse type and seal the still liquid concrete. So that the entire damping means can still be moved slightly against the rail later by the tensioning clamp 16 after the concrete has hardened, the body 22 made of foam is weighed in front of the edge of the sheet before the concrete is poured in.
  • the invention is not limited to the described structures of the damping means and the spring tension clamps. It can also be applied to dampers, vibration and sound absorbers with different structures, which can work in a known manner according to the absorber or reflection principle. Other resilient means can also be installed.
  • the intermediate layers can also be constructed from materials other than plastics. They can also consist of mixtures of liquid substances and fine powders.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schiene, z.B. für Eisenbahnen oder Straßenbahnen, mit Dämpfungsmittel zum Dämpfen von Schailachwingungen. Das Dämpfungsmittel ist an der Schiene federnd oder starr befestigt. Es kann vorteilhaft aus einem festen Körper, der aus verschiedenen Stoffen von stark unterschiedlichen E-Modulen aufgebaut ist, bestehen. Bei einer bekannten Ausführungsform besteht es aus einem oder mehreren von der Schiene abgewandten Metalldeckblechen und einer mit diesen verbundenen, keine nennenswerte Formänderung erleidenden Kunststoffschicht.
  • Derartige Dämpfungsmittel werden zum Dämpfen der durch das Überfahren, insbesondere in Kurven erzeugten Schallschwingungen bei Schienen benutzt. Dabei wird davon ausgegangen, daß Lärmdämpfungsmaßnahmen am schallerzeugenden Bauteil am einfachsten zu verhindern sind.
  • Nach der DE-B-17 84171 ist es bekannt, Schienen mit Hilfe von einem oder mehreren Metalldeckblechen, die unter Zwischenschaltung von keine nennenswerte Formänderung erleidendem Kunststoff mit der Schiene verklebt sind, zu dämpfen. Diese Dämpfungsplatten haben eine gute schalldämpfende Wirkung erzielt. Nachteilig ist, daß diese Dämpfungsplatten in der Praxis nur schwer handhabbar sind. Wenn die Dämpfungsplatten direkt bei der Herstellung der Schienen aufgebracht werden besteht die Schwierigkeit, daß beim Verschweißen an der Baustelle sich die Dämpfungselemente unter der Wärmeentwicklung wieder lösen bzw. beim Versehweißen durch die Wärmeentwicklung giftige Dämpfe entstehen. Wenn die beschriebenen Dämpfungselemente jedoch erst auf der Baustelle angebracht werden, ist es notwendig, die Schiene für das Verkleben oder Vergießen vorzubereiten, d. h. Oxyd- und Fettschichten wie auch Walzzunder sind an der Baustelle zu entfernen.
  • Dieses berücksichtigend schlägt die DE-A-31 47 387 vor, entsprechende Dämpfungsplatten mit Hilfe von Federn an die Schiene anzudrücken. Bei dieser Ausführung ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, daß die Dämpfungsplatten aufgrund von Ungenauigkeiten und Erhöhungen an den Schienenoberflächen nicht vollflächig zur Anlage an die Schiene kommen. Der Dämpfungseffekt, der dadurch eintritt, daß es im Kunststoff zu einer Molekülverschiebung kommt, wodurch die schallabstrahlende Bewegungsenergie vernichtet wird, kann sich deshalb nur zum Teil auswirken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung für des Dämpfungsmittel an der Schiene zu schaffen, die einfach abhringbar und wieder lösbar ist und bei der ein hoher Wirkungsgrad der Schalldämpfung erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem Dämpfungsmittel und der Schiene eine dauerfließfähige Zwischerschicht eingefügt ist, die aus einer Flüssigkeit oder einer pastösen oder geleeartigen Masse oder einem leicht knetbaren festen Stoff besteht.
  • Die dauerfließfähige Zwischenschicht sorgt dafür, daß auch z. B. bei durch Rost oder Zunder unebenen Flächen eine gute Ankopplung zwischen der Schiene und dem Dämpfungsmittel stattfindet.
  • Wenn die Zwischenschicht aus einer geleeartigen Masse oder einem leicht knetbaren festen Stoff besteht, dann wird die Ankopplung dadurch gefördert, daß das Dämpfungsmittel durch ein federndes Element gegen die Schiene gedrückt ist. Es ist von Vorteil, wenn das federnde Element aus einem Spannbügel besteht, der von der einen Seite der Schiene unter dieser entlang zur anderen Seite geht.
  • Das Dämpfungsmittel kann auch starr an der Schiene befestigt sein, wenn z. B. die dauerfließfähige Zwischenschicht aus einem mit einer Flüssigkeit getränktem elastischen Schaumstoff besteht, oder die Zwischenschicht aus einem zwischen der Schiene und dem Dämpfungsmittel hestehenden mit Wasser gefüilten Spalt hesteht, der im unteren und seitlichen Bereich durch ein Dichtmittel begrenzt ist.
  • Geleeartige oder leicht knetbare Zwischenschichten lassen sich leicht aus Kunststoff herstellen.
  • Die Dämpfung ist besonders wirksam, wenn das Dämpfungsmittel beidseitig an der Schiene angeordnet ist.
  • Das prinzip der Erfindung kann auch zum Ankoppeln von festen Teilen innerhalb des Dämpfungsmittels benutzt werden, wenn diese durch Zwischenschichten getrennt sind, die aus einer Flüssigkeit oder einer pastösen oder geleeartigen Masse oder einem leicnt knetbaren festen Stoff bestehen. Es lassen sich auf diese Weise besonders leicht Teile aus Beton an Teile aus Stahl ankoppeln.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Schiene zum Anbringen der Dämpfungsmittel nicht besonders vorbereitet werden muß. Ledigilch loser Staub, Rost oder Zunder muß entfernt werden. Das bringt den hesonderen Vorteil, daß das erfindungsgemäße Dämpfungsmittel auch an hereits veriegten Schienen eingesetzt werden kann. Dadurch wird es möglich, durch einfachste Mittel besonders lärmintensive Schienenabschnitte, beispielsweise kreischende Kurven, zu bedämpfen. Wie in der DE-B-17 84 171, Spalte 2, letzter Absatz, ausgeführt, zeitigt ein kaum Walkarbeit leistender, also harter Kunststoff die besten Geräuschabsorptionsergebnisse:
    • Aus diesem Grunde war es überraschend, daß ein derartig harter Werkstoff in Kombination mit einem dauerfließfähigen Kunststoff besonders gute Dämpfungseigenschaften erzielt. Diese überraschende Wirkung wird darauf zurückgeführt, daß der dauerfließfähige Kunststoff nur als Koppelmedium anzusehen ist. Besonders vorteilhaft läßt der dauerfließfähige Kunststoff ein weiteres Annähern zwischen Dämpfungsplatte und Schiene zu, so daß die Dämpfungswirkung über die Liegezeit noch verbessert wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Schiene mit beidseitig angeordneter Dämpfungsplatte,
    • Fig. 2 zeigt ein anders gestaltetes Dämpfungsmittel.
  • Die auf beiden Seiten der Schiene 11 angeordnete Dämpfungsplatte 12 besteht jeweils aus einem von der Schiene abgewandten metailischen Deckblech 13, das zur Schiene hin mit einer formbeständigen Kunststoffschicht 14 versehen ist. Zwischen Platte und Schiene ist dauerfließfähiger Kunststoff 15 angeordnet. Eine Spannklammer 16 preßt die Platten gegen die Schiene. Die Deckbleche können entsprechend den Erfordernissen im Werk mit der formbeständigen Kunststoffschicht hergesteilt werden. Dabei sind die Dicken und Materialien nach den akustischen Erfordernissen der in erster Linie zu dämpfenden Frequenzen auszulegen. Der dauerfließfähige Kunststoff kann dann am Montageort durch Aufspritzen, Aufspachteln oder Aufstreichen angebracht werden. Es ist jedoch auch denkbar, daß der dauerfließfähige Kunststoff schon im Werk aufgebracht wird und durch eine abziehbare Folie während des Transportes geschützt bleibt. Dabei kann berücksichtigt werden, daß Formungenauigkeiten, Erhebungen auf der Schienenoberfläche, wie Beschriftungen, oder auch Krümmungen in der Kurve durch eine verstärkte Schicht des dauerfließfähigen Kunststoffs ausgeglichen werden.
  • Die Dämpfungsplatte 12 kann durch die gestrichelt gezeichnete Verlängerung 17 zu einer U-förmigen Schale gestaltet werden, die von oben mit Beton gefüllt werden kann. Zur besseren Ankopplung des Betons kann die Dämpfungsplatte 12 vor dem Eingießen des Betons mit einem halbflüssigen Mittel aus z. B. Kunststoff bestrichen werden, das langsam in die Poren des erhärteten Betons eindringt. Dieses halbflüssige Mittel kann auch über längere Zeit langsam erhärten.
  • Es können in die U-förmige Schale auch vor der Montage an der Schiene fertige Körper, z. B. Betonsteine, eingelegt werden, wenn der annähernd waagerecht verlaufende Teil 18 des Dämpfungsmittels an diesem weggelassen wird.
  • Die Betonsteine werden an die Dämpfungsplatte 12 dadurch angekoppelt, daß eventuelle Spalte mit einem flüssigen, halbflüssigen oder leicht verformbaren festen Mittel gefüllt sind. Das Mittel braucht nicht aus Kunststoff zu bestehen. Die U-förmige Rinne kann z. B. etwas mit Bitumen gefüllt sein, dem ein Lösungsmittel zum Flüssighaiten beigemischt ist. Beim Einlegen der Betonsteine steigt das Bitumen im Spalt nach oben. Das Lösungsmittel verdunstet im oberen Teil des Spaltes, so daß sich dort eine Haut bildet, die eindringendes Wasser abweist. Ein halbflüssiger, z. B. teigiger Kunststoff würde ebenfalls durch das Gewicht der Betonsteine langsam in einem Spalt nach oben steigen, so daß eine gute Ankopplung mit der Zeit erreicht wird. Eine gute Ankopplung wird auch erreicht, wenn sich der Spalt zwischen den Betonsteinen und der Dämpfungsplatte 17 mit Regenwasser auffüllt, das auch bei längeren Trockenperioden aus dem schmalen Spalt kaum verdunstet.
  • In Fig. 2 wird die Schiene vor dem Eingießen des Betons 19 mit einem halbflüssigen geleeartigen Kunststoff bestrichen. Das Blech 20 dient als Verschalung für den Beton. Das Blech 20 kann auch hier durch eine, wie in Fig. 1 dargestellt, Spannklammer 16 nach dem Erhärten des Betons gegen die Schiene gedrückt werden.
  • In den Beton 19 nach Fig. 2 können auch feste Körper, z. B. aus Holz, Kunststoff oder Schaumstoff mit eingegossen werden, wodurch die Schalldämmung oder Schalldämpfung noch verbessert wird.
  • Es wäre auch möglich, daß das Blech 20 durch ein starres Befestigungsmittel an der Schiene befestigt wird, wenn die ankoppelnde Flüssigkeit an der Schiene nicht zu dickflüssig ist, so daß diese durch die Schwerkraft noch ausreichend in Ritzen eindringt. Die Dichtung 21 braucht lediglich von grober Art zu sein und den noch flüssigen Beton abdichten. Damit das gesamte Dämpfungsmittel auch später nach dem Erhärten des Betons noch etwas gegen die Schiene durch die Spannklammer 16 bewegt werden kann, wird vor dem Eingießen des Betons der aus Schaumstoff bestehende Körper 22 vor die Kante des Bleches geiegt.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Konstruktionen der Dämpfungsmittel und der fedenden Spannklammern. Sie ist auch auf anders gestaitete Dämpfungsmittel, Schwingungs- und Schallabsorber anwendbar, die in bekannter Weise nach dem Absorber- oder auch Reflexionsprinzip arbeiten können. Es können auch andere federnde Mittel eingebaut werden. Die Zwischenschichten können auch aus anderen Stoffen als Kunststoffen aufgebaut sein. Sie können auch aus Mischungen von flüssigen Stoffen und feinen Pulvern bestehen.

Claims (8)

1. Schiene mit Dämpfungsmittel für Schallschwingungen, das an der Schiene federnd oder starr befestigt ist, und aus einem festen Körper besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dämpfungsmittel (13,14) und der Schiene (11) eine dauerfließfähige Zwischenschicht (15) eingefügt ist, die aus einer Flüssigkeit oder einer pastösen oder geleeartigen Masse oder einem leicht knetbaren festen Stoff (15) besteht.
2. Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmittei durch ein federndes Element (16) gegen die Schiene gedrückt ist.
3. Schiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element ein von der einen Seite der Schiene (11) unterhalb der Schiene zur anderen Seite verlaufender Spannbügel (16) ist.
4. Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dauerfließfähige Zwischenschicht (15) aus einem mit einer Flüssigkeit getränkten elastischen Schaumstoff besteht.
5. Schiene nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (15) aus einem zwischen der Schiene und dem Dämpfungsmitte bestehenden, mit Wasser gefüllten Spalt besteht, der im unteren und seitlichen Bereich durch ein Dichtmittel begrenzt ist.
6. Schiene nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (15) aus Kunststoff besteht.
7. Schiene nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmittel (12,14) beidseitig an dieser angeordnet ist.
8. Schiene nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Dämpfungsmittels feste Teile schwingungsmäßig aneinander gekoppelt sind durch Zwischenschichten (15), bestehend aus einer Flüssigkeit oder einer pastösen oder geleeartigen Masse oder einem leicht knetbaren festen Stoff.
EP84111173A 1983-12-24 1984-09-19 Schiene mit Dämpfungsmittel Expired EP0150264B1 (de)

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