EP1409790A1 - Schwelle zur auflage von eisenbahnschienen - Google Patents

Schwelle zur auflage von eisenbahnschienen

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EP1409790A1
EP1409790A1 EP01965037A EP01965037A EP1409790A1 EP 1409790 A1 EP1409790 A1 EP 1409790A1 EP 01965037 A EP01965037 A EP 01965037A EP 01965037 A EP01965037 A EP 01965037A EP 1409790 A1 EP1409790 A1 EP 1409790A1
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EP
European Patent Office
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threshold
sleeper
concrete body
rail
concrete
Prior art date
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EP01965037A
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English (en)
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EP1409790B1 (de
Inventor
Peter Groll
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Schenck Process Europe GmbH
Original Assignee
Schenk Process GmbH
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Publication date
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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
    • E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/12—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring movement of the track or of the components thereof under rolling loads, e.g. depression of sleepers, increase of gauge
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/28—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
    • E01B3/42—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone combined with inserts of wood or other material

Definitions

  • the invention relates to a threshold for supporting railroad tracks according to the preamble of claim 1.
  • Such a threshold for receiving a measuring signal device under the rail is known from EP 0 468 397 AI, which is also provided as a concrete threshold and can be used in the measuring sensor to determine the vertical forces acting on the rails.
  • EP 0 468 397 AI which is also provided as a concrete threshold and can be used in the measuring sensor to determine the vertical forces acting on the rails.
  • pot-shaped or rectangular recesses are provided within the concrete sleeper, into which the transducers are flush with the upper sleeper side can be let in.
  • recesses affect the transverse and longitudinal stability of the concrete sleepers in such a way that they are not suitable for higher speeds or a corresponding foundation would have to be provided.
  • the invention is therefore based on the object of providing a standardized concrete sleeper which is suitable for fastening different measuring or special devices.
  • the invention has the advantage that the anchored connecting plate in the area of the rail mounting enables measurement sensors, switching devices or other special devices to be attached without the strength of the concrete sleeper being impaired thereby.
  • the sensors or special devices have a highly precise, flat support surface to which the fastening elements provided advantageously created a universal fastening option.
  • the connecting plates are lowered relative to the remaining upper surface of the sleeper, so that the device can advantageously be mounted directly under the rails without the track position having to be raised or the sleeper having to be lowered further into the ballast bed.
  • compensation plates can advantageously also be attached for height compensation, so that a special overall height of the special devices is not necessary, even compensation plates being provided can, according to which the threshold can also be used without special devices.
  • Such sleepers can also be advantageously used over longer travel distances for the use of special devices for rail monitoring, environmental protection or measurement signal acquisition.
  • a simple retrofitting of the route is advantageously possible, since the standardized concrete sleepers would only have to be exchanged for existing sleepers because of the same external dimensions.
  • FIG. 1 a side view of a concrete sleeper half with a cutting area below the rail
  • FIG. 2 a sectional view as a front view in the area of the rail mounting.
  • Fig. 1 of the drawing the left part of a mirror-image half of the concrete sleeper is shown in side view, in which the one lowered connecting plate 2 is shown as a sectional view in the area of the rail mounting.
  • this is a standardized concrete sleeper for rail travel routes that has the dimensions of a conventional travel route or turnout sleeper.
  • the concrete sleeper shown is preferably provided for the attachment of force transducers, such as those used for weighing, for determining wheel runout and for detecting the running of trains.
  • a turnout threshold is preferably used which has a higher threshold Contact surface and has a higher weight, and thus has a torsion-resistant and vibration-damping effect.
  • Such a turnout threshold usually has a length of 2,600 mm, a height of 220 mm and a width of 300 mm, and a weight of approx. 390 kg.
  • This concrete sleeper has a depression 11 of approximately 60 mm in the area of the mounting of the running rails on each side of the rail, in which a receiving element is provided which is designed as a connecting plate 2.
  • connection plate 2 is arranged symmetrically to the middle of the rail 3 and thus allows the attachment of special devices such as force transducers, pressure transducers, speed transducers, rail switches, displacement transducers and other devices for environmental protection, in particular noise protection, as well as devices for rail monitoring directly under the rails.
  • the connecting plate 2 can also be arranged lower or flush with the upper side 4 of the threshold.
  • the depression 11 is in the longitudinal direction of the threshold 1 about 100 mm longer than the long side 5 of the connecting plate 2 and beveled upwards at the transverse edges 6.
  • In the longitudinal direction of the concrete sleeper in each case in front of and behind the connecting plate 2, there is a drainage channel 7 through which rainwater and the like can flow into the ballast bed.
  • the connecting plate 2 consists of a galvanized steel sheet of about 20 mm thick, which has fixed reinforcing elements 8 on its underside, which are anchored in the concrete and produce a firm connection to the concrete body 1.
  • the thickness of the connection plate 2 depends primarily on the surface load and can also be made thicker or thinner in individual cases.
  • the connection plate is rectangular and has fastening elements 9 in the corner areas which are designed as threaded bores.
  • the fastening elements 9 can also be designed as stud bolts or as clamping elements.
  • the connection plates 2 of each rail side are arranged horizontally and at the same height to the underside 10 of the sleeper.
  • Connection plates 2 of this type can be concreted in with a height tolerance of less than 0.5 mm, so that a very flat and straight support surface for the special devices arranged thereon can be achieved, with which precise measurement tasks such as vehicle or axle weighing can also be realized. Thanks to the flat support surface, all special devices can be connected to the threshold that have a flat fastening part or can be arranged on a flat mounting plate. These mounting plates can then be easily screwed to the connection plate 2 or connected in some other way.
  • compensating elements can also be provided on the flat connecting plate 2, which compensate for the height between the special devices and the underside of the rails or compensate for the entire height of the lowering 11, provided that no special devices are provided or should be retrofittable later.
  • elastomers or other soft plastic materials can also be provided for the transition of stiffness or as a noise protection measure.
  • the threshold additionally has a further third lowering 12 in the middle between the rails, in which a further third connection plate 13 is provided.
  • This third lowering 12 serves primarily for fastening switch boxes, cable ducts and the like, as are necessary for the electrical connection of the special device and for the evaluation and transmission of electrical signals.
  • FIG. 2 of the drawing shows a sectional view in the transverse plane AA of the threshold 1. 2 for the functional same threshold parts the same reference numerals as to Fig. 1 of the drawing.
  • the concrete sleeper is also formed in the transverse direction symmetrically to a center line 15.
  • the depression 11 in the area of the track support is limited by side concrete webs 16, between which the connecting plate 2 is cast in the concrete body 1.
  • the lowering 11 can, however, also be provided over the entire transverse region if, for example, the special devices are intended to cover the entire threshold region in the transverse direction.

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Description

Schwelle zur Auflage von Eisenbahnschienen
Die Erfindung betrifft eine Schwelle zur Auflage von Eisenbahnschienen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eisenbahnschienen werden heute meist auf standardisierten Betonschwellen montiert, in die Gewindebolzen im Bereich der Schienenauflagersteilen eingegossen sind. Dabei liegen die Schienen unmittelbar auf der Betonfläche der Schwellenoberseite auf und werden mittels Klemmelementen zwischen dem Schie- nenfuß und dem Gewindebolzen an der Betonschwelle befestigt. Derartige Betonschwellen werden serienmäßig vorgefertigt und bestehen aus einer vorgespannten Eisenarmierung, die in einem Betonkörper eingegossen ist. Dadurch sind sehr verwindungs- steife und haltbare Standardschwellen herstellbar, die sich im Gleisstreckenbau sowohl für Neubaustrecken als auch für Reparaturmaßnahmen bewährt haben. Derartige Standardbetonschwellen sind aber nicht verwendbar, wenn in den Schienenfahrweg Meßoder andere Sondereinrichtungen vorgesehen werden sollen, durch die die Bauhöhe beeinflußt wird oder andere Befesti- gungsmöglichkeiten notwendig sind. In diesen Fällen werden meist spezielle Schwellen oder Rahmen aus Stahlbauteilen mit einem Fundament vorgesehen.
Eine derartige Schwelle für die Aufnahme einer Meßsignalvor- richtung unter der Schiene ist aus der EP 0 468 397 AI vorbekannt, die auch als Betonschwelle vorgesehen ist und in der Meßaufnehmer zur Feststellung der auf die Schienen wirkenden Vertikalkräfte einsetzbar sind. Dazu sind topfförmige oder rechteckige Aussparungen innerhalb der Betonschwelle vorgese- hen, in die die Meßwertaufnehmer bündig mit der Schwellenober- seite eingelassen werden können. Derartige Aussparungen beeinträchtigen allerdings die Quer- und Längsstabilität der Betonschwellen derart, daß sie nicht für höhere Überfahrgeschwindigkeiten geeignet sind oder ein entsprechendes Fundament vorgesehen werden müßte.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine standardisierte Betonschwelle zu schaffen, die zur Befestigung von unterschiedlichen Meß- oder Sondervorrichtungen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausbildungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die verankerte Anschlußplatte im Bereich der Schienenlagerung eine Befestigung von Meßaufnehmern, Schalteinrichtungen oder anderen Sondereinrichtungen möglich ist, ohne daß dadurch die Festigkeit der Betonschwelle beeinträchtigt würde. Dabei steht den Aufnehmern oder Sondereinrichtungen eine hochgenaue ebene Auflagefläche zur Verfügung, an die durch die vorgesehenen Befestigungselemente vorteilhafterweise eine universelle Befestigungsmöglichkeit geschaffen wurde.
Bei einer besonderen Ausführungsart sind die Anschlußplatten gegenüber der übrigen oberen Fläche der Schwelle abgesenkt, so daß vorteilhafterweise die Vorrichtung direkt unter den Schienen montierbar ist, ohne daß die Gleislage erhöht oder die Schwelle weiter in das Schotterbett versenkt werden müßte.
Durch die flache Anschlußplatte können zum Höhenausgleich vorteilhafterweise auch noch Ausgleichsplatten befestigt werden, so daß eine spezielle Bauhöhe der Sondervorrichtungen nicht notwendig ist, wobei sogar Ausgleichsplatten vorgesehen sein können, nach der die Schwelle auch ohne Sondervorrichtungen einsetzbar ist.
Wegen der einfachen kostengünstigen Herstellungsart der erfin- derischen Betonschwelle mit den Standardaußenmaßen sind derartige Schwellen auch über längere Fahrwegstrecken zum Einsatz von Sondervorrichtungen für die Schienenüberwachung, den Umweltschutz oder der Meßsignalerfassung vorteilhaft einsetzbar. Hierbei ist vorteilhafterweise auch eine einfache Nachrüstung der Fahrwegstrecke möglich, da die standardisierten Betonschwellen wegen der gleichen Außenabmessungen nur gegen vorhandene Schwellen ausgetauscht werden müßten.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: eine Seitenansicht einer Betonschwellenhälfte mit Schnittbereich unterhalb der Schiene, und Fig. 2: eine Schnittbilddarstellung als Vorderansicht im Bereich der Schienenlagerung.
In Fig. 1 der Zeichnung ist der linke Teil einer spiegelbildlichen Betonschwellenhälfte in Seitenansicht dargestellt, bei der die eine abgesenkte Anschlußplatte 2 im Bereich der Schie- nenlagerung als Schnittbild dargestellt ist. Dabei handelt es sich im Grunde um eine standardisierte Betonschwelle für Schienenfahrwege, die die Abmessungen einer herkömmlichen Fahrweg- oder Weichenschwelle besitzt. Die dargestellte Betonschwelle ist vorzugsweise zur Befestigung von Kraftaufnehmern vorgesehen, wie sie beispielsweise zur Wägung, zur Feststellung der Radunrundheit und der Zuglauferfassung zum Einsatz kommen .
Bei derartigen Vorrichtungen zur Meßsignalerfassung wird vor- zugsweise eine Weichenschwelle eingesetzt, die eine höhere Auflagefläche und ein höheres Gewicht aufweist, und damit ver- windungssteifer und schwingungsdämpfender wirkt. Eine derartige Weichenschwelle besitzt in der Regel eine Länge von 2.600 mm, eine Höhe von 220 mm und eine Breite von 300 mm, sowie ein Gewicht von ca. 390 kg. Diese Betonschwelle besitzt im Bereich der Lagerung der Fahrschienen an jeder Schienenseite eine Absenkung 11 von ca. 60 mm, in der ein Aufnahmeelement vorgesehen ist, das als Anschlußplatte 2 ausgebildet ist. Diese Anschlußplatte 2 ist symmetrisch zur Schienenmitte 3 angeordnet und gestattet somit die Befestigung von Sondervorrichtungen wie Kraftaufnehmer, Druckaufnehmer, Geschwindigkeitsaufnehmer, Schienenschalter, Wegaufnehmer und andere Vorrichtungen zum Umweltschutz, insbesondere Lärmschutz, sowie Vorrichtungen zur Schienenüberwachung unmittelbar unter den Schienen. Die An- schlußplatte 2 kann aber auch tiefer oder bündig mit der Schwellenoberseite 4 angeordnet sein.
Die Absenkung 11 ist in Längsrichtung der Schwelle 1 etwa 100 mm länger als die Längsseite 5 der Anschlußplatte 2 und an den Querrändern 6 nach oben hin abgeschrägt. In Längsrichtung der Betonschwelle, jeweils vor und hinter der Anschlußplatte 2 ist jeweils ein Entwässerungskanal 7 angebracht, durch den Regenwasser und dergleichen in das Schotterbett abfließen kann.
Die Anschlußplatte 2 besteht aus einem verzinkten Stahlblech von ca. 20 mm Dicke, das an seiner Unterseite feste Armierungselemente 8 besitzt, die im Beton verankert sind und eine feste Verbindung zum Betonkörper 1 herstellen. Die Dicke der Anschlußplatte 2 hängt in erster Linie von der Flächenbela- stung ab und kann im Einzelfall auch dicker oder dünner ausgebildet sein. Die Anschlußplatte ist rechteckig ausgestaltet und verfügt in den Eckbereichen über Befestigungselemente 9, die als Gewindebohrungen ausgebildet sind. Die Befestigungs- elemente.9 können aber auch als Stehbolzen oder als Klemmele- mente ausgebildet sein. Die Anschlußplatten 2 jeder Schienenseite sind waagerecht und in gleicher Höhe zur Schwellenunterseite 10 angeordnet. Derartige Anschlußplatten 2 sind mit einer Höhentoleranz von weni- ger als 0,5 mm einbetonierbar, so daß eine sehr ebene und gerade Auflagefläche für die darauf angeordneten Sondervorrichtungen erreichbar ist, mit der auch genaue Meßaufgaben wie beispielsweise Fahrzeug- oder Achswägungen realisiert werden können. Durch die ebene Auflagerfläche sind alle Sondervor- richtungen mit der Schwelle verbindbar, die über einen ebenen Befestigungsteil verfügen oder an einer ebenen Montageplatte angeordnet werden können. Diese Befestigungsplatten können dann auf einfache Weise mit der Anschlußplatte 2 verschraubt oder auf andere Art verbunden werden.
Zum Höhenausgleich können auf die ebene Anschlußplatte 2 auch Ausgleichselemente vorgesehen werden, die die Höhe zwischen den Sondervorrichtungen und der Schienenunterseite ausgleichen oder die gesamte Höhe der Absenkung 11 ausgleichen, sofern keine Sondervorrichtungen mehr vorgesehen sind oder später nachrüstbar sein sollen. In die Absenkungen 11 können aber auch Elastomere oder andere weichplastische Werkstoffe zum Steifigkeitsübergang oder als Lärmschutzmaßnahme vorgesehen werden .
Die Schwelle verfügt zusätzlich noch über eine weitere dritte Absenkung 12 in der Mitte zwischen den Schienen, in der eine weitere dritte Anschlußplatte 13 vorgesehen ist. Diese dritte Absenkung 12 dient in erster Linie zur Befestigung von Schalt- kästen, Kabelkanälen und dergleichen, wie sie zur elektrischen Verbindung der Sondervorrichtung und zur Auswertung und Übertragung von elektrischen Signalen notwendig sind.
In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Schnittbild in der Querebene A-A der Schwelle 1 dargestellt. In Fig. 2 sind für die funkti- onsgleichen Schwellenteile die gleichen Bezugsziffern wie zu Fig. 1 der Zeichnung verwandt. Die Betonschwelle ist auch in Querrichtung symmetrisch zu einer Mittellinie 15 ausgebildet. Dabei ist die Absenkung 11 im Bereich der Gleislagerung durch seitliche Betonstege 16 begrenzt, zwischen denen die Anschlußplatte 2 im Betonkörper 1 eingegossen ist. Die Absenkung 11 kann aber auch über den gesamten Querbereich vorgesehen sein, wenn beispielsweise die Sondervorrichtungen den gesamten Schwellenbereich in Querrichtung überdecken sollen.
In Längsrichtung der Schwelle sind gleichmäßig verteilte Armierungsstangen 17 vorgesehen, die unter Vorspannung in den Betonkörper 1 eingegossen sind und den Schwellen die notwendige Festigkeit und Steifigkeit verleihen. Derartige Beton- schwellen sind im herkömmlichen Serienfertigungsverfahren herstellbar, da die Längsarmierung 17 durch die Anordnung der Anschlußplatten 2 nicht tangiert wird, so daß dadurch eine kostengünstige Serienfertigung gewährleistet bleibt und die Schwellen im gleichen Fertigungsprozeß herstellbar sind.

Claims

Patentansprüche
1. Schwelle zur Auflage von Eisenbahnschienen, bestehend aus einem gegossenen Betonkörper (1) in dem Auf ahmeele- mente (2) für Sondervorrichtungen unter den Schienen vorgesehen sind, die fest mit dem Schienenfuß und dem
Betonkörper (1) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jeder Schienenlagerung auf der Schwellenoberseite (4) als Aufnahmeelement eine Anschlußplatte (2) vorgesehen ist, die im Betonkorper (1) fest veran- kert ist und über Befestigungselemente (9) verfügt, an die unterschiedliche Sondervorrichtungen anbringbar sind, die insbesondere der Meßsignalerfassung, dem Um-' weltschutz oder der Schienen- bzw. Zugüberwachung dienen.
2. Schwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatten (2) als gerade ebene Platten ausgebildet sind, die eine runde oder eckige Oberfläche besitzen und die waagerecht und in gleicher Höhe auf der Schwellenoberseite (4) in den Betonkörper (1) eingegossen sind.
3. Schwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatten (2) bündig mit der Schwellen- Oberseite (4) abschließen oder in einer Absenkung (11) im Bereich der Schienenlagerung angebracht sind.
4. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatten (2) über Befestigungselemente verfügen, die als Gewindebohrungen (9) , als Gewindebolzen oder als Klemmverbindungen ausgebildet sind.
5. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen denen standardisierter Fahrweg- oder Weichenschwellen entsprechen.
6. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung der Schwelle etwa gleichmäßig verteilte Armierungsstangen (17) vorgesehen sind, die unter Vorspannung in den Betonkörper (1) eingegossen sind.
7. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (11) an der Unterseite zur Verankerung im Betonkorper (1) Armierungselemente (8) enthält.
8. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schwellenmitte auf der Schwellenoberseite (4) eine zusätzliche dritte Anschlußplatte (13) angeordnet ist, die bündig mit der Oberseite (4) abschließt oder in einer dritten Absenkung angeordnet ist .
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