EP2022895B1

EP2022895B1 - Vorrichtung zum Lagern von Schienen für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: EP2022895B1
Application number: EP08011305A
Authority: EP
Inventors: Hermann Ortwein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-06
Filing date: 2008-06-21
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2028-06-21
Also published as: EP2022895A1; ATE476550T1; DE502008001064D1; DE102007037038A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lagern von Schienen für Schienenfahrzeuge, wobei sich die Schienen mit ihren seitlichen Begrenzungsflächen über starre Zwischenlagen gegen die inneren Begrenzungsflächen eines starren Rahmens abstützen und wobei unterhalb der Schiene - mit Abstand von der unteren Begrenzungsfläche des Schienenfußes - eine Tragplatte angeordnet ist, auf die sich der Rahmen abstützt.
Das Befahren einer Schiene durch das Rad eines Schienenfahrzeugs ist punktuell gesehen das Einwirken einer Einzellast auf einen auf zwei Stützen ruhenden Träger, wobei das Rad die Einzellast und die Schiene den Träger darstellt. Im dynamischen Ablauf wird die Einzellast eine Linienlast, die vom Rad auf die Schiene einwirkt. Hierbei werden durch den Ablauf des Rades auf der Schiene Schwingungen erzeugt, deren Intensität abhängig ist von der Geschwindigkeit und den Unregelmäßigkeiten des Rades und der Schienenoberfläche. Diese Schwingungen werden sowohl auf das Rad als auch auf die Schiene übertragen. Die auf das rollende Rad einwirkenden Schwingungen werden durch das zwischen Achse und Schienenfahrzeug vorhandene Federsystem weitgehend gedämpft. Nachhaltiger sind allerdings die Einwirkungen der Schwingungen auf die Schiene. Die endlos verschweißte Schiene wirkt in dem gesamten in Schwingung versetzten Bereich als Resonanzkörper. Die punktuell ausgelösten Schwingungen werden in Längsrichtung der Schiene in die starre Schiene übertragen (Körperschall) und ferner durch die Schienenoberfläche an die Umwelt abgegeben (Luftschall).
Darüber hinaus entstehen durch die rollende Bewegung des Rades am Schienenkopf Laufgeräusche. Die sich aufgrund von Luftschall und Laufgeräuschen ergebenden Auswirkungen auf die Umwelt sind sehr störend. Zur Minderung der die Umwelt beeinträchtigenden Auswirkungen des Luftschalls und der Laufgeräusche sind mehrere bekannte Maßnahmen möglich. Eine dieser bekannten Maßnahmen ist die elastische Lagerung der Schienen.
Bei einer der bekannten Vorrichtungen zum elastischen Lagern von Schienen für Schienenfahrzeuge sind beiderseits des Schienensteges und unterhalb des Schienenfußes Dämmelemente aus Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff angeordnet ( DE 38 34 329 A1 ). Die Schiene ist somit sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung elastisch abgestützt.
Bei einer weiteren bekannten Vorrichtungen zum elastischen Lagern von Schienen für Schienenfahrzeuge stützt sich die Schiene mit den seitlichen Begrenzungsflächen des Schienensteges über elastische Zwischenlagen gegen die inneren seitlichen Begrenzungsflächen eines Rahmens ab ( DE 198 07 627 A1 ). Unterhalb des Schienenfußes kann ein Streifen aus elastischem Werkstoff vorgesehen sein, so dass auch in diesem Fall die Schiene sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung elastisch abgestützt ist.
Die beiden vorgenannten bekannten Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass die Schiene nicht nur in vertikaler Richtung Bewegungen ausführen kann, sondern auch in horizontaler Richtung quer zur Schienenlängsrichtung. Die Bewegungsmöglichkeit der Schiene in horizontaler Richtung ist jedoch nicht immer erwünscht. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Lagern von Schienen für Schienenfahrzeuge zu schaffen, die zwar eine horizontale Bewegung der Schiene zuläßt, die aber eine Bewegung der Schiene in horizontaler Richtung weitgehend verhindert.
Das Dokument DE 4 430 881 A offenbart eine Vorrichtung zum Lagern von Schienen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung zum Lagern von Schienen für Schienenfahrzeuge der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 darin, dass die Zwischenlagen Starr sind und dass die äußeren Begrenzungsflächen der Zwischenlagen und die inneren Begrenzungsflächen des Rahmens geradlinig vertikal verlaufen.
Während die Schiene in horizontaler Richtung - quer zur Schienenlängsrichung - völlig unbeweglich gegenüber der Tragplatte und damit auch gegenüber dem Unterbau ist, ermöglicht die zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte vorgesehene gummielastische Unterlage eine vertikale Bewegung der Schiene gegenüber der Tragplatte bzw. gegenüber dem Unterbau, wobei die gummielastische Unterlage gleichzeitig eine ausreichende Minderung der Auswirkungen des Luftschalls und der Laufgeräusche herbeiführt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den äußeren Begrenzungsflächen der Zwischenlagen und den inneren Begrenzungsflächen des Rahmens mindestens ein Gleitelement angeordnet. Dadurch wird die vertikale Bewegung der Schiene gegenüber dem Unterbau wesentlich erleichtert.
Zweckmäßigerweise ist das Gleitelement aus einem hoch gleitfähigen und hochverschleißfesten Kunststoff, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet. Der unter dem Handelsnamen Teflon bekannte Werkstoff PTFE besitzt besonders gute Gleiteigenschaften bei außergewöhnlich hoher Wärmebeständigkeit. Ferner trägt das erfindungsgemäße Gleitelement zur Minderung der Auswirkungen des Luftschalls und der Laufgeräusche bei.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Gleitelemente aus Gummi oder aus gummielastischem Kunststoff gebildet. Bei dieser Vorrichtung ist - innerhalb genau bestimmbarer Grenzen - auch eine geringe Bewegung der Schiene in horizontaler Richtung möglich. In diesem Falle ist es zweckmäßig, die den starren Zwischenlagen zugewandten Flächen der Gleitelemente besonders gleitfähig bzw. besonders glatt auszubilden oder mit einem Gleitmittel zu versehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte vorgesehene Unterlage über die gesamte Breite des Schienenfußes. Durch entsprechende Wahl des Werkstoffs und der Dicke der Unterlage kann eine passende Einfederung eingestellt werden.
Die Erfindung kann noch dadurch verbessert werden, dass die zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte vorgesehene Unterlage aus einem Ring mit viereckigem Querschnitt besteht, der derart ausgebildet ist, dass seine äußeren und inneren Begrenzungsflächen sich geradlinig nach unten verjüngen und sich gegen konische Flächen der Unterlage und gegen ein unter dem Schienenfuß vorgesehenes konisches Auflageteil abstützen. Dadurch ist eine sehr genaue Bestimmung der Federkennlinie möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den Seitenflächen der Schiene und den starren Zwischenlagen und/oder zwischen dem Fuß der Schiene und dem konischen Auflageteil mindestens eine Isolierfolie vorgesehen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schienenlagerung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine Schienenlagerung in einem Querschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2;
Fig. 2: eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Schienenlagerung;
Fig. 3: eine Seitenansicht zu der die in Fig. 1 dargestellten Schienenlagerung;
Fig. 4: eine andere Schienenlagerung in einem Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5;
Fig. 5: eine Draufsicht auf die in Fig. 4 dargestellte Schienenlagerung;
Fig. 6: eine Seitenansicht zu der die in Fig. 1 dargestellten Schienenlagerung.

Bei der Schienenlagerung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 stützt sich die Schiene 1 mit ihren seitlichen Begrenzungsflächen über starre Zwischenlagen 2 gegen die inneren Begrenzungsflächen eines starren Rahmens 3 ab. Unterhalb der Schiene 1 - mit Abstand von der unteren Begrenzungsfläche des Schienenfußes - ist eine Tragplatte 4 vorgesehen, auf die sich der Rahmen 3 abstützt.
Zwischen den äußeren Begrenzungsflächen der Zwischenlagen 2 und den inneren Begrenzungsflächen des Rahmens 3 ist jeweils ein Gleitelement 5 angeordnet. Die Schiene 1 stützt sich auf eine Unterlage 6 ab, die sich zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte 4 befindet. Die Unterlage 6 besteht aus Gummi oder aus gummielastischem Kunststoff.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte 4 vorgesehene Unterlage 6 aus einem Ring mit viereckigem Querschnitt, dessen äußere und innere Begrenzungsflächen sich geradlinig nach unten verjüngen. Die äußeren Begrenzungsflächen der Unterlage 6 stützen sich gegen konische Flächen der Tragplatte 4 ab und die inneren Begrenzungsflächen gegen ein konisches Auflageteil 7, das unter dem Schienenfuß angeordnet ist.
Der Rahmen 3 ist mittels Schrauben 8 auf der Tragplatte 4 befestigt, wobei die Schrauben 8 durch Federringe 9 gesichert sind. Zwischen dem Rahmen 3 und der Tragplatte 4 ist mindestens eine Isoliereinlage 10 vorgesehen. Die Befestigung der Tragplatte 4 auf dem Untergrund erfolgt mittels Befestigungsplatten 11.
Die in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellte Schienenlagerung weicht von der vorstehend beschrieben Schienenlagerung dadurch ab, dass zwischen den Seitenflächen der Schiene 1 und den starren Zwischenlagen 2 mindestens eine Isolierfolie 12 vorgesehen ist. Eine weitere Isolierfolie 13 befindet sich zwischen dem Fuß der Schiene 1 und dem konischen Auflageteil 7. Die Isolierfolien 12 und 13 sind dann erforderlich, wenn die starren Zwischenlagen 2 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff bestehen, beispielsweise durch Gußteile gebildet sind.

Claims

Vorrichtung zum Lagern von Schienen für Schienenfahrzeuge umfassend Zwischenlagen (2), einen Rahmen (3), eine Tragplatte (4), und eine Unterlage, wobei sich die Schienen (1) mit ihren seitlichen Begrenzungsflächen über die Zwischenlagen (2) gegen die inneren Begrenzungsflächen des starren Rahmens (3) abstützen und wobei unterhalb der Schiene (1) - mit Abstand von der unteren Begrenzungsfläche des Schienenfußes - die Tragplatte (4) angeordnet ist, auf die sich der Rahmen (3) abstützt, wobei die aneinander angrenzenden Flächen der Zwischenlagen (2) und des Rahmens (3) als Gleitflächen ausgebildet sind, die ein Gleiten der äußeren Begrenzungsflächen der Zwischenlagen (2) an den inneren Begrenzungsflächen des Rahmens (3) ermöglichen, und zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte (4) die Unterlage (6) aus Gummi oder aus gummielastischem Kunststoff vorgesehen ist
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zwischenlagen (2) starr sind und dass die äußeren Begrenzungsflächen der Zwischenlagen (2) und die inneren Begrenzungsflächen des Rahmens (3) geradlinig vertikal verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den äußeren Begrenzungsflächen der Zwischenlagen (2) und den inneren Begrenzungsflächen des Rahmens (3) mindestens ein Gleitelement (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (5) aus einem hoch gleitfähigen und hochverschleißfesten Kunststoff gebildet sind.
Vorrichtung Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (5) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet sind.
Vorrichtung Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (5) aus Gummi oder aus gummielastischem Kunststoff gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte (4) vorgesehene Unterlage (6) über die gesamte Breite des Schienenfußes erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Schienenfuß und der Tragplatte (4) vorgesehene Unterlage (6) aus einem Ring mit viereckigem Querschnitt besteht, der derart ausgebildet ist, dass seine äußeren und inneren Begrenzungsflächen sich geradlinig nach unten verjüngen und sich gegen konische Flächen der Unterlage (6) und gegen ein unter dem Schienenfuß vorgesehenes konisches Auflageteil (7) abstützen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Seitenflächen der Schiene (1) und den starren Zwischenlagen (2) und/oder zwischen dem Fuß der Schiene (1) und dem konischen Auflageteil (7) mindestens eine Isolierfolie (12, 13) vorgesehen ist.