EP0298904B1

EP0298904B1 - Lagesicherung für Stahlschwellen

Info

Publication number: EP0298904B1
Application number: EP19880730145
Authority: EP
Inventors: Günter Fasterding; Jürgen Frenzel
Original assignee: Preussag Stahl AG
Current assignee: Preussag Stahl AG
Priority date: 1987-07-09
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1992-06-24
Anticipated expiration: 2008-07-01
Also published as: DE3722627A1; ATE77666T1; DE3872319D1; ES2033460T3; EP0298904A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stahlschwelle mit Lagesicherung für ein Bahngleis im Schotterbett.
Lagesicherung dieser Art erhöhen in Schotterbetten den Querverschiebewiderstand der Schwellen und der Gleisanlage insgesamt. Insbesondere in überhöhten Kurven eines Schienenstranges haltende Züge erzeugen im Gleiskörper erhebliche Querkräfte. Stahlschwellen mit ebener Sohle, also glatter Auflagefläche zum Schotterunterbau, bedürfen einer Lagesicherung.
Es ist bekannt ("Die Y-Stahlschwelle im Schotteroberbau", Der Eisenbahningenieur, 38 (1986) 3, S. 128/129 und DE-A1-35 21 673), an aus H-Profilen zusammengesetzten Y-Stahlschwellen den Querverschiebewiderstand durch unter jedes der drei Schwellenenden geschweißte Vierkantstähle noch weiter zu erhöhen, als er schon durch die Gabelform der Y-Schwelle von Natur aus ist. Derartige Knüppel treiben allerdings das Gewicht und damit die Kosten der Schwelle, ohne den Widerstand gegen Querverschiebung entscheidend zu erhöhen. Außerdem liegen die beiden Schweißnähte des Querriegels sehr eng zusammen, so daß bei der Fertigung Maßnahmen gegen Verzug der Stahlschwellen aufgrund großen Wärmeeinbringens getroffen werden müssen.
Aus der GB-A-2012338 ist ebenfalls eine Y-förmige Stahlschwelle bekannt, deren Schwellenenden aus parallelen Doppel-T-Trägern bestehen und die durch aufgeschweißte Rippenplatten zur Schienenführung miteinander verbunden sein können. Derartige Schwellen können zur Lagesicherung parallel auf mit Gleisbett verankerten Profilen verschraubt werden, die einseitig oder beidseits parallel zu den Schienen neben den Schienenführungen angeordnet sind. Es handelt sich dabei offensichtlich um langgestreckte Profile an denen mehrere Schwellenenden befestigt sind. Die Schwelle kann mit ihrer Lagesicherung nicht werkstattmäßig vorgefertigt werden. Eine Lagesicherung während des Transportes der Schwellen ist nicht offenbart.
Von daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dauerhafte und hochwirksame Lagesicherung gegen Querverschiebung der Schwelle und des Schienenstranges mit wirtschaftlicher fabrikseitiger Fertigungsmöglichkeit vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Querriegel für den erhöhten Verschiebewiderstand der Schwellen als gewinkelte Profile hat eine ganze Reihe von Vorteilen. Erstens ist der Widerstand überproportional größer als die Gewichtszunahme der Schwelle, zweitens liegen die Schweißnähte unter der Sohle weiter auseinander, und somit ist kein Wärmeverzug der Schwelle zu erwarten, drittens ist eine Stützwirkung gegen Verbiegen des senkrechten Flanschabschnittes durch den verscheißten Flansch gegeben, viertens ergibt sich eine längere und damit sicherere Schweißnaht, wenn der Flansch an mindestens zwei Seiten mit der Sohle der Schwelle verschweißt wird, und fünftens ist der senkrechte Steg, d. h. der zweite Flansch, kein Hindernis beim Stopfen der Schwelle.
Eine optimale Ausnutzung der Erfindung ist gegeben, wenn für die Lagesicherung ein gewinkeltes Profil in T-Form gewählt wird, das handelsüblich erhältlich ist oder aus einem Mitte Steg quer getrennten H-Normalträger erzeugt werden kann. Die Stützwirkung des Steges durch den verschweißten Flansch wirkt bei Querverschiebekräften aus beiden Seitenrichtungen.
Ähnliche Vorteile hat ein Querriegel in L-Form. Die volle Wirkung, insbesondere gegen das am senkrechten Flansch angreifende Kippmoment bei Seitenkräften, wird erreicht, wenn diese Querriegel spiegelbildlich zur Gleismitte angeordnet sind. Je nach Kraftrichtung kann einer der Querriegel jeweils die volle Stützwirkung des verscheißten Flansches einbringen.
Im übrigen ergibt sich für L-Profile und T-Profile als Querriegel ein weiterer vorteilhafter Wirkmechanismus:
genau die Schottersteine, die bei Querverschiebung der Schwelle durch den sinusförmigen Zuglauf auf den Schienen und damit einer Querverschiebung des senkrechten Flansches, Seitenkräften durch den senkrechten Flansch ausgesetzt sind, werden gleichzeitig, durch die Gewichtseinleitung vom Zug über Schiene, Schwelle und den an der Sohle der Schwelle verschweißten Flansch, einer erheblich senkrechten Pressung unterworfen, wodurch wiederum die Reibkräfte einer Relativbewegung zwischen Schotter und verschweißtem Flansch entgegenwirken.
Der senkrechte Steg/Flansch des gewinkelten Profiles soll genau unter dem Auflagebereich der Eisenbahnschiene liegen und dabei eine größere Höhe als die Schienenbefestigungselemente wie Seitenführungsplatten, Schrauben und/oder Federn haben.
Unterstellt wird, daß die komplette Schwelle einschließlich Querriegel und Schienenauflager sowie Befestigungsteile im Herstellerwerk so vormontiert werden, daß auf der Eisenbahntrasse nur noch die Schienen auf den verlegten Schwellen justiert und geklemmt werden müssen. Dazu bedurfte es bisher erheblicher Mengen von Verladehölzern zum Stapeln von Schwellen auf den Transportwagen. Damit die Befestigungselemente nicht belastet werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht jetzt ein Verladen ohne Zwischenhölzer. Dies ist ein erheblicher wirtschaftlicher Vorteil. Die senkrechten Flansche der Querriegel aufeinander gestapelter Schwellen liegen während des Transportes der Schwellen genau an den Stellen, an denen später der Schienenfuß sich in der Schienenführung auf der Schwelle seitlich abstützt.
Anhand schematischer Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen

Fig. 1: ein Schwellenende mit einem erfindungsgemäßen Querriegel vor dem Einbau, in Frontansicht,
Fig. 2: ein Schwellenende gemäß Fig. 1 betriebsfertig im Schotterbett, in Seitenansicht,
Fig. 3: zwei gestapelte Schwellen in Seitenansicht mit einer zweiten erfindungsgemäßen Querriegelausführung.

Auf einer aus zwei Doppel-T-Trägern 16, 17 gebildeten Stahlschwelle ist eine Schienenführung 15 durch Schweißnähte 7 fixiert (Fig. 1).
Die 140 mm breiten Flansche 18 bzw. 11 der 95 mm hohen Träger 16 bzw. 17 sind mit 40 mm Abstand zueinander angeordnet; sie bilden so in Verbindung mit der Schienenführung 15 ein Doppelauflager für eine Schiene 13 (Fig. 2), deren Schienenfuß 14 auf Plastikunterlage 5 elektrisch isolierend gelagert ist. Die Verspannung des Schienenfußes 14 erfolgt durch einen Federbügel 4, der sich einerseits in Bohrung 21 und an Schulter 22 der Schienenführung 15 und andererseits auf Isolierrippe 20, elektrisch isoliert zum Schienenfuß 14, federnd abstützt.
Fig. 1 zeigt ein unter den Sohlen der Flansche 19 bzw. 12 der Träger 16 bzw. 17 verschweißtes T-Profil 23, dessen 95 mm hoher Steg 8 senkrecht nach unten gerichtet ist. Der 90 mm breite Flansch 9 des aus einem Mitte Steg geteilten H-Normalträger von 200 mm Höhe gewonnenen T-Profils 23 ist durch Schweißnaht 10 an den Enden des Flansches 9 fest mit der Stahlschwelle verbunden. Dieser Schwellentyp mit dem als Querriegel fungierenden T-Profil 23 kann auch für eine nicht dargestellte alternative Schienenbefestigung verwendet werden. Dabei kann eine Schwellenschraube durch die Lücke zwischen den Flanschen 18 bzw. 11 und 19 bzw. 12 hindurchgeführt werden und in ein in Flansch 9 des T-Profils 23 gebohrtes Gewindeloch oder eine aufgeschweißte Mutter geschraubt werden.
Fig. 2 zeigt in Seitenansicht eine Stahlschwelle 1 mit Träger 17, die mit der Sohle des Flansches 12 auf dem Schotter 6 ruht. Unter der Sohle verbindet Schweißnaht 10 den ersten Flansch 9 des T-Profils mit dem Flansch 12 der Schwelle, während der zweite Flansch des Profils - Steg 8 - tief in den Schotter 6 taucht. Während die durch einen Zug entstehende Gewichtsbelastung c über das Rad 28, die Schiene 13 und die Stahlschwelle 1 auf Schotter 6 übertragen wird, versuchen die durch sinusförmiges seitliches Verlaufen der Radsätze wahrend der Zugfahrt und dadurch von Radkranz 29 über den Kopf der Schiene 3 seitlich eingeleiteten Kräfte die Stahlschwelle 1 abwechselnd in die Pfeilrichtung a bzw. b zu verschieben. Dies verhindert der Steg 8 des T-Profils durch seine Lage in gepreßtem Schotter 6.
Die Fig. 2 zeigt weiterhin, daß die Schweißnähte 7 für die Befestigung der Schienenführung 15 auf dem Flansch 11 ziemlich genau über den Schweißnähten 10 des unter der Sohle des Flansches 12 befestigten Flansches 9 des T-Profils liegen. Dadurch entsteht kein Verzug des Trägers 17 durch Wärmeeinbringen beim Schweißen.
Fig. 3 zeigt als Querriegel unter den aufeinander gestapelten Schwellen 2, 3 ein ungleichschenkliges L-Profilstück 24 mit den Abmessungen 200 x 100 x 10 von 300 mm Länge, dessen breiter Flansch 25 am Ende und an der Winkelecke mit der Sohle der Schwellen 2,3 verschweißt ist. Dabei sind der Abstand "d" des kurzen zweiten Flansches 26 von den Kopfseiten der Schwelle und die Größe des Profils so gewählt, daß

a) möglichst viel Schotter zwischen dem Kopf der Schwelle 2,3 und und dem Flansch 26 liegt,
b) die Schweißnähte an Flansch 25 etwa unterhalb der Schweißnähte an der Schienenführung 15 liegen,
c) die Flansche 26 des Querriegels 24 unter Schwelle 3 beim Stapeln zwischen den jeweils zwei Schultern 22, 27 der Schienenführung 15 auf Schwelle 2, und zwar direkt neben der jeweiligen zur Gleisachse gelegenen Schulter 27 lagern und
d) der Flansch 26 höher als die Schultern 22, 27 der Schienenführung 15 ist.

Dadurch wird eine optimale Vorteilskombination erreicht:

a) die die Querverschiebung der Schwelle 2, 3 hemmende Schottermenge wird so groß wie möglich,
b) die Schwelle 2,3 verzieht sich beim Schweißen der Anbauteile nicht,
c) die gestapelten Schwellen 2, 3 können beim Transport nicht seitlich verrutschen und
d) beim Stapeln werden keine Verladehölzer benötigt, und die Schienenführungen 15 werden nicht beschädigt.

Die erfindungsgemäßen Querriegel sind nicht auf die gezeigten T-Profile und L-Profile beschränkt. Außerdem können beispielsweise Wulstwinkelstähle oder ähnliches verwendet werden.

Claims

Stahlschwelle mit Lagesicherung für ein Bahngleis im Schotterbett, wobei die Stahlschwelle Schwellenenden aus je zwei mit Abstand voneinander angeordneten Doppel-T-Trägern aufweist, an deren ebenen Sohlen symmetrisch zur Gleismitte und parallel zu den Schienen ein Profil als Querriegel befestigt ist, dessen eine Seite mit der Sohle verschweißt ist und dessen zweite Seite sich etwa im Bereich unter der Schiene senkrecht von der Sohle weg erstreckt und wobei die Schwellenenden verlegefertig vormontierbare Schienenführungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Schwelle verlegefertig ausgebildet ist, wobei

- das Profil ein Winkelprofil (23, 24) mit zwei zueinander senkrechten Abschnitten (8, 9, 25, 26) ist,

- der erste Abschnitt (9, 25) an mindestens zwei Enden mit der Sohle verschweißt ist,

- der zweite Abschnitt (8, 26) geringfügig höher als eine vormontierte Schienenführung (15) ausgebildet ist und

- der Abstand zwischen den Außenseiten der zweiten Abschnitte (8, 26) einer Stahlschwelle (1, 2, 3) dem Abstand zwischen den Führungsflächen der äußeren Schultern (22) der Schienenführungen (15) oder der Abstand zwischen den zweiten Abschnitten (8, 26) dem Zwischenmaß der Führungsflächen der inneren Schultern (27) der Schienenführungen (15) entspricht.
Stahlschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelprofil (23) T-förmig ausgebildet ist.
Stahlschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelprofil (24) L-förmig ausgebildet ist.