EP0222277B1 - Elastisch gelagerte Schiene für Schienenfahrzeuge - Google Patents

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EP0222277B1
EP0222277B1 EP86115121A EP86115121A EP0222277B1 EP 0222277 B1 EP0222277 B1 EP 0222277B1 EP 86115121 A EP86115121 A EP 86115121A EP 86115121 A EP86115121 A EP 86115121A EP 0222277 B1 EP0222277 B1 EP 0222277B1
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rail
frame
elastic intermediate
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intermediate layer
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Hermann Ortwein
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ORTWEIN, HERMANN
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    • E01B9/68Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair
    • E01B9/685Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair characterised by their shape
    • E01B9/686Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair characterised by their shape with textured surface
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
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    • E01B9/00Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/60Rail fastenings making use of clamps or braces supporting the side of the rail
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    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/62Rail fastenings incorporating resilient supports
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    • E01B9/00Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/68Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair
    • E01B9/681Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair characterised by the material

Definitions

  • the invention relates to an elastically mounted rail for rail vehicles, which is supported with its lateral boundary surfaces located below the rail head via an elastic intermediate layer against the inner lateral boundary surfaces of a frame.
  • Such rails are used in the tram, subway, railroad u. the like
  • the invention has for its object to support the rail so elastic that the largest possible spring travel is possible, so that extensive insulation of both structure-borne noise and airborne sound is achieved, and that it requires little space, so that the rail both tram rails laid at street level can also be used in tunnels.
  • the rail mounted elastically according to the invention requires an overall height which is only slightly greater than the height of the rail itself. It is therefore particularly suitable for the rehabilitation of existing lines - with or without ballast. In addition, it has been found that less wear to the rail and on the vehicle wheel and a lower corrugation of the pushing "nenlauf construction occur in a bearing according to the invention rail. In addition, the usual clamps for fastening the rail are omitted.
  • a further elastic intermediate layer is provided between the rail foot and the inner lower boundary surface of the frame, so that the suspension runs progressively under a certain load on the rail and, moreover, no contact can take place between the rail and the inner lower boundary surface of the frame.
  • the rail is advantageously completely covered by elastic intermediate layers. As a result, in addition to better sound insulation, the rail is insulated.
  • the angle which the lateral boundary surfaces of the tapering region of the rail form with one another is smaller than the angle which the inner lateral boundary surfaces of the frame form with one another.
  • At least one intermediate space is provided between the elastic intermediate layer arranged under the rail foot and the inner lower boundary surface of the frame, the height and cross section of which are dimensioned such that when the normal load on the rail is exceeded, which is exerted by a normally loaded rail vehicle - the space is completely filled by the elastic liner.
  • the normal load is about 70% to 80% of full load.
  • the elastic intermediate layers have at least one insert made of metal, fabric or the like.
  • the downwardly tapering region of the rail is formed by molded parts, the inner boundary surfaces of which are adapted to the standardized rail.
  • the rail mounted according to the invention can be designed such that a web with approximately parallel boundary surfaces is provided between the downwardly tapering region of the rail and the rail base, or that the molded parts extend over the entire height of the web of the standardized rail.
  • the assembly of the elastically mounted rail is facilitated in that the frame is formed by two metal halves which are held together by screws.
  • the contact surfaces of the frame are chamfered in such a way that they form an upwardly open wedge-shaped gap.
  • the rail shown in FIG. 1 has, below the rail head 1, a region 2 which tapers downwards, to which a web 3 with approximately parallel boundary surfaces adjoins and which merges into the rail base 4.
  • the lateral boundary surfaces 2.1 of the region 2 tapering downward are supported via elastic intermediate layers 5 against a metal frame 6, the inner lateral boundary surfaces 6.1 of which also taper downwards, the angle A being the side boundary surfaces 2.1 of the tapering downwards
  • Form area 2 of the rail with each other is smaller than the diaper B formed by the inner lateral boundary surfaces 6.1 of the frame 6.
  • a further elastic intermediate layer 7 is provided between the rail foot 4 and the inner lower boundary surface 6.2 of the frame 6, a further elastic intermediate layer 7 is provided.
  • the elastic intermediate layers 5 and 7 have an insert 8 formed by a fabric.
  • the frame 6 consists of two identical, but mirror images of each other, which are held together by screws 9.
  • the contact surfaces 6.3 of the frame 6 are beveled and thereby form an upwardly open gap 6.4.
  • the frame 6 In its lower area, the frame 6 has flange-like lugs 6.5.
  • An intermediate space 10 with a height H1 is provided between the elastic intermediate layer 7 arranged under the rail foot 4 and the inner lower boundary surface 6.2 of the frame 6.
  • the rail head 11 and the web 13 correspond to a standardized rail, while the rail base 14 is narrower than in the case of a standardized rail.
  • a region tapering downward is formed by molded parts 12.
  • the inner contact surfaces 12.1 of the molded parts 12 are adapted to the standardized rail.
  • the elastic intermediate layer 17 arranged under the rail head 11 has several intermediate spaces 20 with a height H2.
  • a standardized rail in which a downwardly tapering region is formed below the rail head 21 by molded parts 22, the molded parts extending over the entire height of the web 23 of the rail.
  • the frame 26 is formed by two concrete shells.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine elastisch gelagerte Schiene für Schienenfahrzeuge, die sich mit ihren unterhalb des Schienenkopfes befindlichen seitlichen Begrenzungsflächen über eine elastische Zwischenlage gegen die inneren seitlichen Begrenzungsflächen eines Rahmens abstützt. Derartige Schienen finden Verwendung bei der Straßenbahn, der U-Bahn, der Eisenbahn u. dgl.
  • Es ist bekannt, zur elastischen Lagerung einer Schiene für Schienenfahrzeuge unter dem Schienenfuß eine elastische Zwischenlage anzuordnen (DE-OS 27 45 220). Diese elastische Zwischenlage bewirkt jedoch keine bzw. nur eine sehr unbedeutende Schalldämmung.
  • Es ist ferner bekannt, gemäß Oberbegriff des Anspruch 1, zur elastischen Lagerung einer Schiene für Schienenfahrzeuge eine elastische Zwischenlage unter dem Schienenkopf anzuordnen (GB-PS 1 155 075). Auch diese Schienenlagerung bewirkt nur eine äußerst geringe Schalldämmung, weil die elastische Zwischenlage, ebenso wie bei der vorgenannten unter dem Schienenfuß angeordneten elastischen Zwischenlage, vorwiegend nur auf Druck beansprucht wird. Darüber hinaus erfordert diese Schienenlagerung eine verhhältnismäßig große Bauhöhe.
  • Bei einter weiteren elastisch gelagerten Schiene ist sowohl unter dem Schienenfuß als auch unter dem Schienenkopf eine elastische Zwischenlage angeordnet (US-PS 2 045 253). Diese Schienenlagerung weist die Nachteile beider vorgenannter Schienenlagerungen auf.
  • Es werden daher üblicherweise unter den die Schienen tragenden Schwellen Metallplatten o. dgl. schalldämmende Lager angeordnet. Bei einem derartigen Lager stützen sich die die Schienen tragenden Schwellen o. dgl. über an deren Umfang angeordnete schräg gestellte elastische Zwischenlagen gegen mit dem Fundament verbundene Lagerrahmen ab (DE-OS 28 28 713). Die schräg gestellten elastischen Zwischenlagen werden nur zu einem Teil auf Druck, zu einem Teil aber auch auf Schub beansprucht. Da hierdurch eine gute Schalldämmung bewirkt wird, haben sich diese Lager bestens bewährt; sie können aber nicht immer eingesetzt werden, weil der für die Lager erforderliche Raum nicht überall zur Verfügung steht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schiene derart elastisch zu lagern, daß möglichst große Federwege möglich sind, so daß eine weitgehende Dämmung sowohl des Körperschalls als auch des Luftschalls erreicht wird, und daß sie nur wenig Raum erfordert, so daß die Schiene sowohl als im Straßenniveau verlegte Straßenbahnschiene Verwendung finden als auch in Tunneln eingesetzt werden kann.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß bei einer elastisch gelagerten Schiene der eingangs genannten Art, in dem Bereich, in dem die abstützung über die elastische Zwischenlage erfolgt, sich sowohl die die Schiene unterhalb des Schienenkopfes seitlich begrenzenden Flächen als auch die inneren seitlichen Begrenzungsflächen des Rahmens geradlinig nach unten verjüngen, und daß die Schiene derart innerhalb des Rahmens angeordnet ist, daß keine Berührung zwischen der Schiene un dem Rahmen stattfinden kann.
  • Die gemäß der Erfindung elastisch gelagerte Schiene erfordert eine Bauhöhe, die nur geringfügig größer ist als die Höhe der Schiene selbst. Sie ist daher insbesondere auch zur Sanierung von vorhandenen Strecken - mit oder ohne Schotter - geeignet. Außerdem hat sich gezeigt, daß bei einer gemäß der Erfindung gelagerten Schiene weniger Verschleiß an der Schiene und am Fahrzeugrad sowie eine geringere riffelung der Schie» nenlauffläche auftreten. Darüber hinaus entfallen die üblichen Klemmen für die Befestigung der Schiene.
  • In Ausgestaltung der Erindung ist zwischen dem Schienenfuß und der inneren unteren Begrenzungsfläche des Rahmens eine weitere elastische Zwischenlage vorgesehen, so daß bei einer bestimmten Belastung der Schiene die Federung progressiv verläuft und außerdem keine Berührung zwischen der Schiene und der inneren untern Begrenzungsfläche des Rahmens stattfinden kann.
  • Vorteilhafterweise ist die Schiene, mit Ausnahme des Schienenkopfes, vollständig von elastischen Zwischenlagen umhüllt. Hierdurch wird außer der besseren Schalldämmung eine Isolierung der Schiene erreicht.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Winkel, den die seitlichen Begrenzungsflächen des sich verjüngenden Bereichs der Schiene miteinander bilden, kleiner als derjenige Winkel, den die inneren seitlichen Begrenzungsflächen des Rahmens miteinander bilden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der unter dem Schienenfuß angeordneten elastischen Zwischenlage und der inneren unteren Begrenzungsfläche des Rahmens mindestens ein Zwischenraum vorgesehen, dessen Höhe und dessen Querschnitt so bemessen sind, daß bei Überschreitung der Normalbelastung der Schiene - die durch ein normal beladenes Schienenfahrzeug ausgeübt wird - der Zwischenraum von der elastischen Zwischenlage völlig ausgefüllt ist. Die Normalbelastung beträgt dabei etwa 70% bis 80% der Vollast. Durch dieses Merkmal der Erfindung ist die Federung bei leeren bis normal beladenen Fahrzeugen verhältnismäßig weich, während sie bei einer höheren Belastung sehr schnell härter wird. Dadurch wird bei einer Belastung der Schiene durch lere bis normal beladene Fahrzeuge eine optimale Schalldämmung erreicht.
  • Um ein Herauswandern des die elastischen Einlagen bildenden Werkstoffs, wie beispielsweise Gummi, zu verhindern, weisen die elastischen Zwischenlagen mindestens eine Einlage aus Metall, Gewebe o. dgl. auf.
  • die elastischen Zwischenlagen sind zweckmäßi-
  • gerweise so bemessen, daß sie auch bei unbelasteter Schiene unter Vorspannung stehen.
  • Um auch genormte Schienen gemäß der Erfindung elastisch lagern zu können, ist in Weiterbildung der Erfindung der sich nach unten verjüngende Bereich der Schiene durch Formteile gebildet, deren innere Begrenzungsflächen der genormten Schiene angepaßt sind.
  • Die erfindungsgemäß gelagerte Schiene kann so gestaltet sein, daß zwischen dem sich nach unten verjüngenden Bereich der Schiene und dem Schienenfuß ein Steg mit etwa parallelen Begrenzungsflächen vorgesehen ist oder daß die Formteile sich über die gesamte Höhe des Steges der genormten Schiene erstrecken.
  • Der Zusammenbau der elastisch gelagerten Schiene wird dadurch erleichtert, daß der Rahmen durch zwei metallene Hälften gebildet ist, die durch Schrauben zusammengehalten sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Berührungsflächen des Rahmens derart abgeschrägt, daß sie einen nach oben offenen keilförmigen Spalt bilden. Dadurch kann durch entsprechendes Spannen der die beiden Hälften des Rahmens zusammenhaltenden Schrauben die gewünschte Vorspannung der elastischen Einlagen sehr genau eingestellt werden.
  • In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung - jeweils im Querschnitt - dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine von der genormten Schiene abweichende elastisch gelagerte Schiene;
    • Fig. 2 eine elastisch gelagerte genormte Schiene, jedoch mit einem schmaleren Schienenfuß;
    • Fig. 3 eine elastisch gelagerte genormte Schiene.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Schiene weist unterhalb des Schienenkopfes 1 einen sich nach unten verjüngenden Bereich 2 auf, an den sich ein Steg 3 mit etwa parallelen Begrenzungsflächen anschließt und der in den Schienenfuß 4 übergeht. Die seitlichen Begrenzungsflächen 2.1 des sich nach unten verjüngenden Bereichs 2 stützen sich über elastische Zwischenlagen 5 gegen einen metallenen Rahmen 6 ab, dessen innere seitliche Begrenzungsflächen 6.1 such ebenfalls nach unten verjüngen, wobei der Winkel A, den die seitlichen Begrenzungsflächen 2.1 des sich nach unten verjüngenden Bereichs 2 der Schiene miteinander bilden, kleiner ist als der durch die inneren seitlichen Begrenzungsflächen 6.1 des Rahmens 6 gebildete Windkel B. Zwischen dem Schienenfuß 4 und der inneren untern Begrenzungsfläche 6.2 des Rahmens 6 ist eine weitere elastische Zwischenlage 7 vorgesehen. Die elastischen Zwischenlagen 5 und 7 weisen eine durch ein Gewebe gebildete Einlage 8 auf.
  • Der Rahmen 6 besteht aus zwei gleichen, jedoch spiegelbildlich zueinander angeordneten Hälften, die durch Schrauben 9 zusammengehalten sind. Die Berührungsflächen 6.3 des Rahmens 6 sind abgeschrägt und bilden dadurch einen nach oben offenen Spalt 6.4. In seinem unteren Bereich weist der Rahmen 6 flanschartige Ansätze 6.5 auf. Zwischen der unter dem Schienenfuß 4 angeordneten elastischen Zwischenlage 7 und der inneren unteren Begrenzungsfläche 6.2 des Rahmens 6 ist ein Zwischenraum 10 mit einer Höhe H1 vorgesehen.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten Schiene entsprechen der Schienenkopf 11 und der Steg 13 einer genormten Schiene, während der Schienenfuß 14 schmaler als bei einer genormten Schiene ist. Unterhalb des Schienenkopfes 11 ist durch Formteile 12 ein sich nach unten verjüngender Bereich gebildet. Die inneren Berührungsflächen 12.1 der Formteile 12 sind der genormten Schiene angepaßt. Die unter dem Schienenkopf 11 angeordnete elastische Zwischenlage 17 weist mehrere Zwischenräume 20 mit einer Höhe H2 auf.
  • In Fig. 3 ist eine genormte Schiene dargestellt, bei der unterhalb des Schienenkopfes 21 durch Formteile 22 ein sich nach unten verjüngender Bereich gebildet ist, wobei sich die Formteile über die gesamte Höhe des Steges 23 der Schiene erstrecken. Der Rahmen 26 ist in diesem Falle durch zwei Betonschalen gebildet.

Claims (12)

1. Elastisch gelagerte Schiene für Schienenfahrzeuge, die sich mit ihren unterhalb des Schienenkopfes (1) befindlichen seitlichen Begrenzungsflächen (2.1) über eine elastische Zwischenlage (5) gegen die inneren seitlichen Begrenzungsflächen (6.1) eines Rahmens (6) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich, in dem die Abstützung über die elastische Zwischenlage (5) erfolgt, sich sowohl die die Schiene unterhalb des Schienenkopfes (1) seitlich begrenzenden Flächen (2.1) als auch die inneren seitlichen Begrenzungsflächen (6.1) des Rahmens (6) geradlinig nach unten verjüngen, und daß die Schiene derart innerhalb des Rahmens (6) angeordnet ist, daß keine Berührung zwischen der Schiene und dem Rahmen (6) stattfinden kann.
2. Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schienenfuß (4) und der inneren unteren Begrenzungsfläche (6.2) des Rahmens (6) eine weitere elastische Zwischenlage (7) vorgesehen ist.
3. Schiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene, mit Ausnahme des Schienenkopfes (1, 11), vollständig von elastischen Zwischenlagen (5, 7; 15, 17) umhüllt ist.
4. Schiene nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (A), den die seitlichen Begrenzungsflächen (2.1) des sich verjüngenden Bereichs (2) der Schiene miteinander bilden,kleiner ist als der Winkel (B), den die inneren seitichen Begrenzungsflächen (6.1) des Rahmens (6) miteinander bilden.
5. Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der unter dem Schienenfuß (4, 14) angeordneten elastischen Zwischenlage (7, 17) und der inneren unteren Begrenzungsfläche (6.2), (16.2) des Rahmens (6, 16) mindestens ein Zwischenraum (10, 20) vorgesehen ist, dessen Höhe (H1, H2) und dessen Querschnitt so bemessen sind, daß bei Überschreitung der Normalbelastung der Schiene - die durch ein normal beladenes Schienenfahrzeug ausgeübt wird - der Zwischenraum (10, 20) von der elastischen Zwischenlage (7, 17) völlig ausgefüllt ist.
6. Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Zwischenlagen (5, 7) mindestens eine Einlage (8) aus Metall, Gewebe o. dgl. aufweisen.
7. Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Zwischenlagen (5,7; 15,17) auch bei unbelasteter Schiene unter Vorspannung stehen.
8. Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der sich nach unten verjüngende Bereich der Schiene durch Formteile (12, 22) gebildet ist, deren innere Begrenzungsflächen der genormten Schiene angepaßt sind.
9. Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem sich nach unten verjüngenden Bereich (2) der Schiene und dem Schienenfuß (4) ein Steg (3) mit etwa parallelen Begrenzungsflächen vorgesehen ist.
10. Schiene nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (22) sich über die gesamte Höhe des Steges (23) der genormten Schiene erstrecken.
11. Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (6) durch zwei metallene Hälften gebildet ist, die durch Schrauben (9) zusammengehalten sind.
12. Schiene nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (6.3) des Rahmens (6) derart abgeschrägt sind, daß sie einen nach oben offenen keilförmigen Spalt (6.4) bilden.
EP86115121A 1985-11-13 1986-10-31 Elastisch gelagerte Schiene für Schienenfahrzeuge Expired - Lifetime EP0222277B1 (de)

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