EP3546649B1 - Zwischenlage zur anordnung zwischen einer schiene und einer schwelle und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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EP3546649B1
EP3546649B1 EP19162195.2A EP19162195A EP3546649B1 EP 3546649 B1 EP3546649 B1 EP 3546649B1 EP 19162195 A EP19162195 A EP 19162195A EP 3546649 B1 EP3546649 B1 EP 3546649B1
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EP
European Patent Office
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region
intermediate layer
rail
area
recesses
Prior art date
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Application number
EP19162195.2A
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English (en)
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EP3546649A1 (de
Inventor
Herwig Miessbacher
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Semperit AG Holding
Original Assignee
Semperit AG Holding
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Filing date
Publication date
Application filed by Semperit AG Holding filed Critical Semperit AG Holding
Publication of EP3546649A1 publication Critical patent/EP3546649A1/de
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Publication of EP3546649B1 publication Critical patent/EP3546649B1/de
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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
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/68—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair
    • E01B9/681—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair characterised by the material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/68—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair
    • E01B9/685—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair characterised by their shape

Definitions

  • the present invention relates to an intermediate layer for arrangement between a rail and a sleeper and a method for the production thereof.
  • a damping element for track construction in particular an intermediate rail layer, with a base body which has at least two edge parts and a central part, the base body having a hard component and a soft component (8) having elastic properties and having a lower hardness than the hard component (6) has, includes.
  • the rail liner from the CN 2 578 383 Y have grooves on the top and bottom.
  • the EP 2 336 423 A2 discloses a damping element for track construction, in particular a rail pad, for arrangement between a railway sleeper and a railway rail to be mounted on the railway sleeper in a vibration-damping manner.
  • the damping element has a first contact surface for contacting the railway rail, which is designed as a friction-reducing sliding layer.
  • the EP 2 990 529 A1 shows a shim for placement between rails and sleepers, comprising a top and a bottom, the top having a top mounting surface and the bottom having a bottom mounting surface.
  • a radius or a ramp is formed between the respective arrangement surface and a corresponding support section.
  • a rubber shock absorber composed of a rubber pad and an insulating buffer pad on which the rubber pad is placed.
  • the rubber pad can have several symmetrically distributed grooves on the top and bottom.
  • the GB 917 292 A describes a resilient rail pad which is grooved on each side, narrower ridges can be provided between outer grooves than in the center of the rail pad to reduce edge wear in use.
  • the object of the present invention is to improve the systems for holding the rail, in particular with regard to their costs.
  • the intermediate layer expediently has a further first region, with the second region being arranged between the first region and the further first region and the further first region differing from the second region in terms of shape and/or material composition.
  • the section of the intermediate layer that is arranged below the central area of the rail advantageously differs in its material composition and/or shape from the sections of the intermediate layer that are arranged under the two edge areas and are exposed to other loads because of their arrangement below the edge area .
  • the shape and/or material composition change along the transverse direction of the rails, but remain unchanged in the longitudinal direction of the rails, preferably over the entire extent of the sleeper and/or intermediate layer measured in the longitudinal direction of the rails.
  • first area, the second area and the further first area are connected to one another via interfaces are.
  • first area and the further first area interact with the second area in each case in a material-to-material, form-fitting and/or force-fitting manner. It is conceivable that the first area or the further first area engages in the second area, for example in the form of a groove or undercut.
  • the materials for the first area, for the second area and/or for the further first area are preferably an elastomeric material such as NR (natural rubber), SBR (styrene butadiene rubber), EPDM (ethylene propylene Diene rubber) and/or PUR (polyurethane) or a thermoplastic material such as PE (polyethylene), PP (polypropylene), EVA (ethylene vinyl acetate) and/or TPE (thermoplastic elastomer).
  • the second area is designed to be foamed, while the first area is designed to be compact or as a solid body or not foamed.
  • the first area, the second area and/or the further area can also be foamed.
  • the first area preferably differs from the other first area in terms of shape and/or material composition. This can be taken into account with advantage that z. B. the outer edge area compared to the inner edge area is more heavily loaded during a train crossing. As a result, the shape and/or material composition can be adjusted accordingly, thereby reducing the material costs accordingly. It is preferably taken into account whether it is an intermediate layer for a curve or a straight section in the course of the rail.
  • the second area is expediently made of a foamed material. It has been found to be advantageous that a foamed second area is sufficient to ensure permanent positioning of the first area or of the further first area under the respective edge area.
  • the shape and/or material composition of the intermediate layer is mirror-symmetrical to a mirror plane which, in the installed state, runs through a pivot axis about which the rail tilts when the train passes over it.
  • the intermediate layer there is no risk of the intermediate layer being worn out too quickly as a result of an unsuitable orientation when it is installed below the rail.
  • the intermediate layer is preferably composed of at least two intermediate layer parts.
  • the intermediate layer part is formed as a strip-shaped component that can be arranged below the rail along the longitudinal direction of the rail.
  • Two intermediate layer parts are preferably provided, which are arranged opposite one another in the transverse direction of the rail. It is provided in particular that the intermediate layer parts provide at least a first area and at least a part of the second area.
  • the separation point which separates one intermediate layer part from the other intermediate layer part is preferably in the second area.
  • the intermediate layer parts can be structurally identical or differ from one another.
  • the intermediate layer is composed of an intermediate layer part and a further intermediate layer part, with the intermediate layer part and the further intermediate layer part differing from one another in shape and/or material, so that the corresponding load can be taken into account, for example in curved areas of the rail course .
  • a particular advantage of forming the intermediate layer from different separate intermediate layer parts is that a distance between the intermediate layers can be adjusted.
  • the intermediate layer parts preferably lie against one another as seen in the transverse direction of the rail. However, it is also conceivable that the intermediate layer part can be spaced apart from the other or further intermediate layer part.
  • the first area has a first cutout and the second area has a second cutout to differentiate in terms of shape. It is more advantageous by means of a second recess that is different from the first recess
  • first cutouts and a plurality of second cutouts are provided. It is also conceivable that the plurality of first cutouts or the plurality of second cutouts differ from one another.
  • the averaged properties of the first gaps preferably differ from the averaged properties of the second gaps.
  • the first recesses and the second recesses are preferably arranged alternately on an upper side facing the rail and on an underside facing the sleeper, as viewed in the transverse direction of the rail.
  • the first cutout and/or second cutout whose distance from the closing surface is smallest, is arranged on the upper side. According to the invention, it is provided that the first recesses extend over the entire extent of the intermediate layer or the sleeper in the longitudinal direction of the rail.
  • the first recess is smaller than the second recess.
  • greater material savings can be made in the second region by means of the larger second cutouts.
  • the size of the first cutouts or the second cutouts is defined by their missing volume in the first or second region.
  • a ratio of the size of the first cutouts to the size of the second cutouts preferably assumes a value between 0.5 and 0.95, preferably between 0.6 and 0.90 and particularly preferably between 0.7 and 0.85.
  • the recesses have a trapezoidal cross section, which widens in particular towards the top and/or bottom.
  • first cutouts are arranged at a first distance from one another and second cutouts are arranged at a second distance from one another, the first distance being greater than the second distance.
  • Appropriate dimensioning of the first distance advantageously makes it possible to realize a higher density of second recesses in the second area compared to the
  • Density of the first recesses in the first area or in the further first area preferably assumes a value between 0.5 and 0.95, preferably between 0.6 and 0.9 and particularly preferably between 0.7 and 0.85.
  • the first distance or the second distance is preferably measured as the distance in the transverse direction of the rail between recesses on the upper side and the lower side.
  • an intermediate layer thickness varies in the transverse direction of the rail, the intermediate layer thickness preferably being at a maximum in the second region.
  • the intermediate layer can increase in a curved or linear manner from the first area or further first area to the second area.
  • the thickness of the intermediate layer varies in the transverse direction of the rail mirror-symmetrically to the mirror plane.
  • the intermediate layer thickness is preferably maximum in the first area and/or further first area.
  • the first area and/or the further first area each form a hump.
  • the first area, the second area and the further first area are designed in one piece.
  • the bumps can be unilateral, z. B. at the bottom or the top of the intermediate layer. Alternatively, the bumps can also be formed on both sides, both on the upper side and on the underside of the intermediate layer.
  • the intermediate layer preferably has a functional coating on its upper side facing the rail in the installed state, in particular in the first area and/or further first area.
  • the functional coating is such a measure that reduces the ability to rub or the frictional resistance, in particular in comparison to non-coated ones liner. As a result, stress caused by shearing forces caused by the train crossing is kept as small as possible, which is advantageous for the intermediate layer.
  • the functional coating is designed as a cambered surface, as an abrasion protection layer and/or as a wear protection layer. The cambered surface can be formed on the upper side and/or the lower side of the intermediate layer. This advantageously extends the service life of the intermediate layer.
  • the functional coating is preferably designed in such a way that it is hump-shaped in the first area and in the second area, in particular mirror-symmetrical to the mirror plane.
  • the upper side in the second area is expediently free of a functional coating, at least in areas.
  • material and thus costs can advantageously be saved without jeopardizing the longevity of the intermediate layer, since the intermediate layer is exposed to fewer large loads in the second area below the central area.
  • the functional coating also contributes to the stability in the sensitive area between the first or the additional first area and the second area.
  • the layer thickness of the functional coating decreases towards the mirror plane.
  • the first area preferably has a structure, in particular in the form of grooves.
  • structuring in the first region or the further region, viewed in the transverse direction of the rail, is realized in the section adjoining the connecting surface in the intermediate layer.
  • the structuring is arranged in the area in which the edge area of the rail is pressed into the intermediate layer, in particular into the first area or the further first area, when the train passes over.
  • the structuring preferably extends from the end face in the transverse direction of the rail up to a quarter, preferably up to a fifth and particularly preferably up to a sixth of the total width of the liner of the rail in the direction of the central area.
  • an aspect ratio of the structuring assumes a value between 2 and 15, preferably between 5 and 10 and particularly preferably between 6 and 9.
  • the structuring is a delicate form of the recess, with which an improved load distribution can be realized in an advantageous manner.
  • the first and the additional first area each have a structure that extends over the entire extent of the intermediate layer, in particular in the longitudinal direction of the rail.
  • Another object of the present invention is an arrangement of an intermediate layer between a rail and a sleeper, the intermediate layer having a first area and a second area, with the first area below an edge area of the rail and the second area below a central area of the rail in the assembled state Rail is arranged, wherein the first region differs from the second region in shape and / or material composition. All of the features described for the system according to the invention and their advantages can also be transferred analogously to the arrangement according to the invention and vice versa.
  • Another object of the present invention is a method for producing an intermediate layer with a first area and a second area, wherein in the assembled state the first area is arranged below an edge area of the rail and the second area is arranged below a central area of the rail, the first Area differs from the second area in shape and / or material composition, wherein the intermediate layer is provided as a molded part, by pressing, by injection molding and / or by extrusion.
  • FIG 1 a system 1 for holding a rail 2 is shown.
  • the system 1 is shown together with the rail 2 in a sectional view running along the rail transverse direction QR.
  • Such a system 1 is preferably intended to functionally connect the rail 2 to the ground.
  • Essential components of the system are a sleeper 3 and an intermediate layer 4, which is arranged between the rail 2 and the sleeper 3 in the assembled state.
  • the rail 2 extends along a rail longitudinal direction over a plurality of sleepers 3 and a further rail is arranged offset to the rail 2 as seen in the rail transverse direction QR.
  • An intermediate space ZR is thus formed between the rail 2 and the further rail.
  • the intermediate layer 4 By means of the intermediate layer 4, it is possible in an advantageous manner to transfer the forces F acting on the rail 2 when a train passes over it to the sleeper 3 as uniformly as possible.
  • the intermediate layers 4 are designed in such a way that they ensure a corresponding provision of the rail 2 after the crossing.
  • the rail 2 is rotated or tilted during the crossing about a pivot axis S running parallel to the longitudinal direction of the rail by an angle outwards, i.e. in a direction away from the intermediate space ZR between the rail 2 and the further rail in the rail transverse direction QR .
  • the intermediate layer 4 below the edge area RB in particular the outer edge area RB, is more stressed than the area of the intermediate layer that is arranged below a central area of the rail 2 .
  • angled guide plates 5 are provided, which in the mounted state in the rail transverse direction QR are connected to the rail 2 on the outside and on the inside.
  • the angled guide plates 5 can be mounted on the sleeper 3 by means of a connecting means 7, for example a bolt and/or a screw, and fix the rail 2 on the sleeper 3 via a spring element 6.
  • the spring element 6 overlaps the edge region RB of the rail 2 and clamps it to the sleeper 3.
  • the angled guide plate 5 On a side facing the sleeper 3, the angled guide plate 5 also has a contour (not shown here) which corresponds to a complementary progression in the sleeper.
  • the angled guide plate 5 can be specifically aligned during assembly and embedded in the sleeper 3 .
  • the intermediate layer 4 has a first region 11 , a further first region 13 and a second region 12 arranged between the first region 11 and the further first region 13 as seen in the transverse rail direction QR. It is provided that the intermediate layer 4 is arranged in the assembled state between the rail 2 and the sleeper 3 and the first area 11 is preferably below the edge area RB of the rail 2, in particular an outer edge area RB, and the other first area 13 below a further edge area RB, in particular an inner edge area RB', of the rail 2 is arranged.
  • the first area 11 preferably extends from an end surface 15 that delimits the intermediate layer 4 in the transverse rail direction QR over an extension E1 to a central area Z of the rail 2.
  • the end surface 15 of the intermediate layer 4 preferably ends flush with the end surface of the rail 2 or is in Arranged offset in the direction of the central region Z.
  • the central area Z is preferably located below a rail head 2′ of the rail 2 when viewed in a direction perpendicular to the rail longitudinal direction and perpendicular to the rail transverse direction QR.
  • the rail head 2′ serves as a carrier for the wheel of a train when it passes over it.
  • a ratio of the extension E1 of the first region 11 to the total width L of the intermediate layer along the transverse rail direction QR has a value between 0.05 and 0.4, preferably between 0.1 and 0.35 and particularly preferably between 0. 2 and 0.33.
  • the edge region RB of the rail 2 is preferably understood to mean that region in which an outer side AS of the rail 2 or the rail foot facing away from the intermediate layer 4 has an inclination relative to the rail transverse direction QR that is less than 45°.
  • the second region 12 in the assembled state runs mirror-symmetrically to a mirror plane SE in which the pivot axis S lies in the assembled state, about which the rail 2 in turn tilts when the train passes.
  • the first area 11 and the further first area 13 are also mirror-symmetrical to the mirror plane SE.
  • the second area 12 could also be arranged eccentrically.
  • the edge region RB which is subjected to higher loads, can thus be strengthened or stabilized.
  • the intermediate layer 4 differs in the first area from the second area in terms of shape and/or material composition.
  • the second area 12 is made of a foamed material. It is also conceivable that the second area 12 is designed as a web which is designed to bridge the central area Z.
  • the intermediate layer 4 is designed like a ladder, with rungs of this ladder forming the second areas 12 of the intermediate layer 4, which hold the first area 11 and the further first area 13 in their position.
  • the additional first area 13 preferably also differs from the second area 12.
  • the first area 11, the second area 12 and the additional first area 13 are each connected to one another or separated from one another via an interface 14. It is also conceivable that the first area 11, the second area 12 and the further first area 13 are connected to one another in a force-fitting, form-fitting and/or cohesive manner in the area of the boundary surfaces.
  • a nose 25 provided on the second area 12 in the transverse rail direction QE engages in a corresponding groove 26 in the first area 11 or vice versa.
  • first recesses 31 are provided in the first area 11 and second recesses 32 in the second area 12 .
  • the first recesses 31 are embedded along the rail transverse direction QR, in particular alternately, in a top side OS facing the rail 2 in the installed state and a bottom side US facing away from the rail at a first distance A1 from one another.
  • the first recesses 31 have a first depth T1 and preferably have a first width B1 measured in the transverse direction of the rail.
  • the second recesses are along the rail transverse direction, in particular alternately, in an im Mounted state of the rail facing top and a bottom facing away from the rail admitted at a second distance A2 to each other. It is also conceivable that the first cutouts 31 and/or the second cutouts 32 are distributed irregularly on the top side OS and/or bottom side US of the intermediate layer 4, or are formed only on the top side OS or the bottom side US. Provision is also made for the second recess 32 to have a second depth T2 measured perpendicularly to the longitudinal direction and transverse direction of the rail and a second width B2 measured in the transverse direction QR of the rail.
  • the first depth T1 is smaller than the corresponding second depth T2. If the first recesses 31 or the second recesses 32 differ from one another in terms of their dimensions, an average width or depth should be used in each case. Furthermore, it is conceivable that a second distance A2 is smaller than a first distance A1. As a result, the frequency of the second cutouts 32 seen in the transverse rail direction QR is higher in the second region 12 than that of the first cutouts 32 in the first region 11. This advantageously saves material in the second region 12.
  • structuring 41 in the form of grooves is provided in the intermediate layer 4 in the first region 11 , in particular in a partial section adjoining the closing surface 15 .
  • the grooves have a third depth T3 that is small compared to the recesses and are provided, for example, only on the upper side OS of the intermediate layer 4 .
  • the grooves preferably have an aspect ratio between 2 and 15, preferably between 5 and 10 and particularly preferably between 6 and 9.
  • the structuring 41 is distributed uniformly in the transverse direction 41 of the rail and advantageously extends over the entire length of the intermediate layer, in particular in the longitudinal direction of the rail.
  • the structuring in the longitudinal direction of the rails is interrupted.
  • the structuring 41 preferably extends in the transverse rail direction QR, and also over a further extension length E2.
  • a ratio of the further extension length E2 to the extension length E1 is preferably less than 0.5, preferably less than 0.3 and particularly preferably less than 0.2.
  • an intermediate layer thickness D1 measured perpendicular to the rail longitudinal direction and rail transverse direction QR varies, preferably varies continuously, along the rail transverse direction QR.
  • a first intermediate layer thickness D1 in the first region 11 is smaller than a second intermediate layer thickness D2 in the second region 12.
  • the upper side OS of the intermediate layer 4 is preferably designed in an arc shape for this purpose.
  • a ratio between a difference between a maximum second intermediate layer thickness D2 and a minimum first intermediate layer thickness D1 to the maximum intermediate layer thickness D2 has a value between 0.01 and 0.3, preferably between 0.02 and 0.25 and particularly preferably between 0. 05 and 0.2.
  • the thickening can be formed or attached to the top side OS and/or the bottom side US of the intermediate layer 4 .
  • the upper side OS of the intermediate layer 4 in particular the first area 11 and the further first area 13, is provided with a functional coating 51.
  • the upper side OS in the second area 12 of the intermediate layer 4 is preferably free, at least in areas free, of a functional coating 51.
  • the functional coating 51 extends from the first area 11 or from the further first area 13 to the second area 12 extends and then ends in the second region 12.
  • the first area 11 and the further first area 13 are preferably completely covered by the functional coating.
  • a layer thickness D3 of the functional Coating 51 varies in the transverse direction of the rail QR.
  • the functional coatings 51 are humped and/or designed as a cambered surface.
  • the functional coating 51 is, for example, a wear protection layer.
  • the cambered surface can be formed on the upper side OS and/or the lower side US of the intermediate layer 4, preferably multiple times
  • intermediate layers 4 are shown according to further preferred embodiments of the present invention.
  • the embodiment differs from that Figure 3a for example from that one figure 2 to the extent that the second recesses 32 in the interior of the intermediate layer 4 are arcuate, semicircular or round, while the first recesses 31 are trapezoidal.
  • a transitional recess 33 is provided between the first recesses 31 and the second recesses 32 .
  • the transitional recess 33 includes properties of the first recess 31 and/or the second recess 32.
  • the depth of the transitional recess 33 corresponds to that of the second recess 32 and the shape of the transitional recess 33 to that of the first recess 31, i.e.
  • the transitional recess 33 closes inside the Intermediate layer 4 trapezoidal.
  • the first recess 31, the second recess 32 and the transitional recess 33 are arranged only on the underside US of the intermediate layer 4.
  • the embodiment of Figure 3c essentially corresponds to that of Figure 3a .
  • the upper side OS has a curved, in particular convex, shape extending over the entire width L.
  • bumps 51 are formed on the top side OS and the bottom side US in the first area 11 and the further first area 13 .
  • an intermediate layer 4 according to a further embodiment of the present invention is shown.
  • the figure 4 only part of the intermediate layer 4.
  • the embodiment shown relates to such an intermediate layer 4 which has a reduced intermediate layer thickness in the second region 12 (measured in a direction perpendicular to the rail longitudinal direction and rail transverse direction QR), compared to the first region 11.
  • the first region 11 has a first intermediate layer thickness D1
  • the second region 12 has a second intermediate layer thickness D2, with a ratio of the second intermediate layer thickness D2 to the first Interlayer thickness D1 assumes a value between 0.1 and 0.5, preferably between 0.25 and 0.4 and particularly preferably between 0.3 and 0.35.
  • first recesses 31 are formed in the upper side OS in the first area 11 and one further first recess 31 is formed on the underside US, viewed in the transverse direction QR of the rail, between the two first recesses 31 of the upper side OS.
  • a smallest distance from a first recess 31 to an edge terminating the intermediate layer 4 is greater than a distance between the first recesses 31 one below the other. Provision is preferably made for the first depth T1 of the first recesses 31 to be greater than half of the first intermediate layer thickness D1, in particular when the first intermediate layer thickness D1 assumes a value between 5 mm and 15 mm.
  • the second area 12 measures between 30 mm and 40 mm, preferably between 33 and 38 mm, along the transverse rail direction QR. It is also preferred if all radii of curvature R on the outside of the intermediate rail layer 4 are chosen to be the same size, while for example the radius of curvature at the bottom of the first recesses 31 or in the transition area to the second area 12 deviates from the radius of curvature R on the outside.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zwischenlage zur Anordnung zwischen einer Schiene und einer Schwelle und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, die der Ausrichtung und funktionsgerechten Befestigung von Schienen, über die wiederum im montierten Zustand ein Zug fährt, dienen. Dabei sind jeweils zwei Schienen unter Ausbildung eines Zwischenraums zwischen ihnen im Wesentlichen parallel zueinander entlang einer Schienenlängsrichtung ausgerichtet und erstrecken sich über mehrere Schwellen, von denen sie jeweils gehalten werden. Wesentliche Bestandteile der Systeme zum Halten der Schiene sind die Schwelle und eine Zwischenlage. Die Zwischenlage wird typischerweise zwischen der Schwelle und der Schiene angeordnet, um bei der Überfahrt des Zugs die auftretenden Kräfte möglichst gleichmäßig in die Schwelle zu leiten. Ferner sind die Zwischenlagen derart gestaltet, dass sie für eine Rückstellung der Schiene nach der Überfahrt des Zuges sorgen.
  • Aus der WO 2009 094 686 A1 ist ein Dämpfungselement für den Gleisbau bekannt , insbesondere eine Schienenzwischenlage, mit einem Grundkörper, der zumindest zwei Randteile und einen Mittelteil aufweist, wobei der Grundkörper eine Hartkomponente und eine elastische Eigenschaften aufweisende Weichkomponente (8), die eine geringere Härte als die Hartkomponente (6) hat, umfasst.
  • Aus der US 4 773 591 A eine im Wesentlichen H-förmige Zwischenlage bekannt.
  • Die Schienenzwischenlage aus der CN 2 578 383 Y weisen an Oberseite und Unterseite Rillen auf.
  • Die EP 2 336 423 A2 offenbart ein Dämpfungselement für den Gleisbau, insbesondere eine Schienenzwischenlage, zur Anordnung zwischen einer Eisenbahnschwelle und einer auf der Eisenbahnschwelle vibrationsdämpfend zu lagernden Eisenbahnschiene. Das Dämpfungselement weist eine erste Kontaktfläche zur Anlage an der Eisenbahnschien auf, die als reibungsmindernde Gleitschicht ausgestaltet ist.
  • Die EP 2 990 529 A1 zeigt eine Zwischenlage zur Anordnung zwischen Schienen und Bahnschwellen, umfassend eine Oberseite und eine Unterseite, wobei die Oberseite eine obere Anordnungsfläche aufweist und die Unterseite eine untere Anordnungsfläche. Dabei ist zwischen den jeweiligen Anordnungsfläche und einem entsprechenden Stützabschnitt ein Radius oder eine Rampe ausgebildet.
  • Aus CN 201 620 317 U ist ein Gummistoßdämpfer bekannt, der aus einem Gummipolster und einem Isolierpuffer-Pad, auf dem das Gummipolster angeordnet ist, besteht. Das Gummipolster kann dabei mehrere symmetrisch verteilte Nuten an der Ober- und Unterseite aufweisen.
  • Die GB 917 292 A beschreibt eine elastische Schienenunterlage, die auf jeder Seite mit Rillen versehen ist, wobei zur Verminderung von Kantenabrieb im Gebrauch zwischen äußeren Rillen schmalere Stege als in der Mitte der Schienenunterlage vorgesehen sein können.
  • Ausgehend von diesem Hintergrund macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, die Systeme zum Halten der Schiene zu verbessern, insbesondere in Hinblick auf deren Kosten.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System gemäß Anspruch 1, eine Anordnung gemäß Anspruch 10 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 11. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Erfindungsgemäß ist eine Zwischenlage zur Anordnung zwischen einer Schiene und einer Schwelle vorgesehen, umfassend
    • einen ersten Bereich und
    • einen zweiten Bereich,
    wobei im montierten Zustand der erste Bereich unterhalb eines Randbereichs der Schiene und der zweite Bereich unterhalb eines Zentralbereichs der Schiene angeordnet ist, wobei sich der erste Bereich vom zweiten Bereich in Form und eventuell Materialzusammensetzung unterscheidet. Gegenüber dem Stand der Technik wird mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung in vorteilhafter Weise berücksichtigt, dass bei einer Überfahrt eines Zuges über die Schiene diese nach außen verkippt wird und infolgedessen der unterhalb des Randbereichs angeordnete erste Bereich am stärksten belastet wird und maßgeblich für eine Rückstellung der Schiene in ihre unbelastete Ausgangsstellung ist. Als außenliegend wird vorzugsweise ein vom Zwischenraum, der im montierten Zustand durch die parallel zueinander verlaufenden Schienen begrenzt ist, abgewandter Teil bzw. eine Seite von der Schiene verstanden. Schließlich wird bei einer Überfahrt des Zuges die Schiene um eine parallel zur Schienenlängsrichtung verlaufende Schwenkachse verschwenkt bzw. verdreht. Diese Verdrehung erfolgt insbesondere nach außen, d. h. in Fahrtrichtung gesehen im Uhrzeigersinn für die rechte Schiene und gegen den Uhrzeigersinn für die linke Schiene. Infolgedessen wird der Randbereich, insbesondere der außenliegende Randbereich in die Zwischenlage gedrückt. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Bereich über den Bereich, in den die Schiene bei der Überfahrt gedrückt wird. Der unterhalb des Zentralbereichs gelegene zweite Abschnitt dient im Wesentlichen nur zur Aufrechterhaltung der Position des ersten Bereichs unterhalb des Randbereichs der Schiene. Dadurch ist es vorzugsweise möglich, bei der Ausgestaltung der Zwischenlage für den zweiten Bereich auf ein kostengünstigeres Material zurückzugreifen im Vergleich zu dem Material, das für den ersten Bereich vorgesehen ist. Als Randbereich wird insbesondere derjenige Bereich verstanden, der sich in Schienenquerrichtung gesehen an eine die Schiene begrenzende Abschlussfläche anschließt und sich entlang der Schienenquerrichtung bis zu einem Drittel, bevorzugt bis zu einem Viertel und besonders bevorzugt bis zu einem Fünftel einer in Schienenquerrichtung bemessenen (Gesamt-)Breite der Schiene erstreckt. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Randbereich durch den Zentralbereich begrenzt ist, wobei beispielsweise als Zentralbereich der Bereich zu verstehen ist, der in einer senkrecht zur Schienenlängsrichtung und senkrecht zur Schienenquerrichtung verlaufenden Richtung unterhalb einen Schienenkopfes, d. h. einem Teil der Schiene, an der das Rad des Zuges bei der Überfahrt anliegt, angeordnet ist. Dabei ist unter einer Anordnung unter einem Randbereich sowohl ein bündiger Abschluss mit der Abschlussfläche der Schiene als auch ein gegenüber der Abschlussfläche in Richtung des Zentralbereichs versetzte Anordnung denkbar. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der erste Bereich unterhalb des außenliegenden Randbereichs angeordnet ist, wobei der außenliegende Randbereich auf einer dem zwischen den Schienen angeordneten Zwischenraum abgewandten Seite verläuft. In einer Ausführungsform ist es vorstellbar, dass Form und/oder Materialzusammensetzung in Schienenlängsrichtung konstant bleiben, sich also nicht ändern, insbesondere über die gesamte Breite der Schwelle in Schienenlängsrichtung.
  • Zweckmäßigerweise weist die Zwischenlage einen weiteren ersten Bereich auf, wobei der zweite Bereich zwischen dem ersten Bereich und dem weiteren ersten Bereich angeordnet ist und sich der weitere erste Bereich vom zweiten Bereich in Form und/oder Materialzusammensetzung unterscheidet. Dadurch unterscheidet sich mit Vorteil der Abschnitt der Zwischenlage, der unterhalb des Zentralbereichs der Schiene angeordnet ist, in seiner Materialzusammensetzung und/oder Form von den Abschnitten der Zwischenlage, die unter den beiden Randbereichen angeordnet sind und wegen ihrer Anordnung unterhalb der Randbereichs anderen Belastungen ausgesetzt sind. Dabei ist es vorstellbar, dass sich Form und/oder Materialzusammensetzung entlang der Schienenquerrichtung verändern, aber in Schienenlängsrichtung unverändert bleiben, vorzugsweise über die gesamte in Schienenlängsrichtung bemessene Ausdehnung der Schwelle und/oder Zwischenlage. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der erste Bereich, der zweite Bereich und der weitere erste Bereich über Grenzflächen miteinander verbunden sind. An diesen Grenzflächen wirken der erste Bereich und der weitere erste Bereich mit dem zweiten Bereich jeweils stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig zusammen. Dabei ist es vorstellbar, dass der erste Bereich bzw. der weitere erste Bereich in den zweiten Bereich eingreift, beispielsweise in Form einer Nut oder Hinterschneidung.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei den Materialien für den ersten Bereich, für den zweiten Bereich und/oder für den weiteren ersten Bereich um einen elastomeren Werkstoff, wie NR (Naturkautschuk), SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk) und/oder PUR (Polyurethane) oder einen thermoplastischen Werkstoff, wie z.B. PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), EVA (Ethylenvinylacetat) und/oder TPE (Thermoplastisches Elastomer). Beispielsweise ist der zweite Bereich geschäumt ausgestaltet, während der erste Bereich kompakt bzw. als Vollmaterial-Körper bzw. ungeschäumt ausgestaltet ist. Auch können der erste Bereich, der zweite Bereich und/oder der weitere Bereich geschäumt sein.
  • Vorzugsweise unterscheidet sich der erste Bereich vom weiteren ersten Bereich in Form und/oder Materialzusammensetzung. Dadurch kann mit Vorteil berücksichtigt werden, dass z. B. der außenliegende Randbereich gegenüber dem innenliegenden Randbereich bei einer Zugüberfahrt stärker belastet wird. Infolgedessen lassen sich Form und/oder Materialzusammensetzung entsprechend anpassen und dadurch die Materialkosten entsprechend reduzieren. Vorzugsweise wird dabei berücksichtigt, ob es sich um eine Zwischenlage für einen Bogen oder eine gerade Strecke im Verlauf der Schiene handelt.
  • Zweckmäßigerweise ist der zweite Bereich aus einem geschäumten Material gefertigt. Es hat sich mit Vorteil herausgestellt, dass ein geschäumter zweiter Bereich ausreicht, um für eine dauerhafte Positionierung des ersten Bereichs bzw. des weiteren ersten Bereichs unter dem jeweiligen Randbereich zu sorgen.
  • Vorzugsweise ist die Zwischenlage in Form und/oder Materialzusammensetzung spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene angeordnet, die im montierten Zustand durch eine Schwenkachse verläuft, um die wiederum bei einer Überfahrt des Zuges die Schiene verkippt. Bei einer solchen Zwischenlage besteht nicht die Gefahr, dass die Zwischenlage durch eine ungeeignete Orientierung bei deren Montage unterhalb der Schiene zu schnell abgenutzt wird.
  • Vorzugweise ist die Zwischenlage zusammengesetzt aus mindestens zwei Zwischenlagenteilen. Beispielsweise ist das Zwischenlagenteil als streifenförmiges Bauteil ausgeformt, das sich längs der Schienenlängsrichtung unterhalb der Schiene anordnen lässt. Vorzugsweise sind zwei Zwischenlagenteile vorgesehen, die in Schienenquerrichtung einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Zwischenlagenteile zumindest einen ersten Bereich und zumindest einen Teil des zweiten Bereichs bereitstellen. Bevorzugt liegt die Trennstelle, die das eine Zwischenlagenteil von dem anderen Zwischenlagenteil trennt im zweiten Bereich. Dabei können die Zwischenlagenteile baugleich sein oder sich voneinander unterscheiden. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass sich die Zwischenlage zusammensetzt aus einem Zwischenlagenteil und einem weiteren Zwischenlagenteil, wobei sich das Zwischenlagenteil und das weitere Zwischenlagenteil voneinander in Form und/oder Material unterscheiden, so dass beispielsweise in gekurvten Bereichen des Schienenverlaufs der entsprechenden Belastung Rechnung getragen werden kann. Ein besonderer Vorteil der Ausbildung der Zwischenlage aus verschiedenen separaten Zwischenlagenteilen ist, dass ein Abstand zwischen den Zwischenlagen eingestellt werden kann. Bevorzugt liegen die Zwischenlagenteile in Schienenquerrichtung gesehen aneinander an. Es ist aber auch vorstellbar, dass das Zwischenlagenteil von dem anderen oder weiteren Zwischenlagenteil beabstandet werden kann.
  • Zur Unterscheidung hinsichtlich der Form weist der erste Bereich erfindungsgemäß eine erste Aussparung und der zweite Bereich erfindungsgemäß eine zweite Aussparung auf. Mittels einer von der ersten Aussparung unterschiedlichen zweiten Aussparung ist es in vorteilhafter
  • Weise möglich, die Form des jeweiligen Bereichs anzupassen. Dabei sind mehrere erste Aussparungen und mehrere zweite Aussparungen vorgesehen. Denkbar ist es auch, dass sich die mehreren ersten Aussparungen bzw. die mehreren zweiten Aussparungen untereinander unterscheiden. Bevorzugt unterscheiden sich die gemittelten Eigenschaften der ersten Aussparungen von den gemittelten Eigenschaften der zweiten Aussparungen. Vorzugsweise sind die ersten Aussparungen und die zweiten Aussparungen in Schienenquerrichtung gesehen abwechselnd auf einer der Schiene zugewandten Oberseite und einer der Schwelle zugewandten Unterseite angeordnet. Insbesondere ist die erste Aussparung und/oder zweite Aussparung, deren Abstand zur Abschlussfläche am kleinsten ist, auf der Oberseite angeordnet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass sich die ersten Aussparungen über eine gesamte Ausdehnung der Zwischenlage bzw. der Schwelle in Schienenlängsrichtung erstreckt.
  • Insbesondere ist die erste Aussparung kleiner als die zweite Aussparung. Mittels der größeren zweiten Aussparungen können entsprechend größere Materialeinsparungen im zweiten Bereich vorgenommen werden. Dabei definiert sich die Größe der ersten Aussparungen bzw. der zweiten Aussparungen über deren fehlendes Volumen im ersten bzw. zweiten Bereich. Vorzugsweise nimmt ein Verhältnis der Größe der ersten Aussparungen zu der Größe der zweiten Aussparungen einen Wert zwischen 0,5 und 0,95 bevorzugt zwischen 0,6 und 0,90 und besonders bevorzugt zwischen 0,7 und 0,85 an. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Aussparungen einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, der sich insbesondere zur Oberseite und/oder Unterseite hin aufweitet.
  • Erfindungsgemäß sind im montierten Zustand in Schienenquerrichtung gesehen erste Aussparungen in einem ersten Abstand voneinander angeordnet und zweite Aussparungen in einem zweiten Abstand voneinander beabstandet, wobei der erste Abstand größer ist als der zweite Abstand. Durch eine entsprechende Dimensionierung des ersten Abstands ist es in vorteilhafter Weise möglich, im zweiten Bereich eine höhere Dichte an zweiten Aussparungen zu realisieren im Vergleich zur
  • Dichte der ersten Aussparungen im ersten Bereich bzw. im weiteren ersten Bereich. Vorzugsweise nimmt ein Verhältnis zwischen den zweiten Abständen zu den ersten Abständen ein Wert zwischen 0,5 und 0,95 bevorzugt zwischen 0,6 und 0,9 und besonders bevorzugt zwischen 0,7 und 0,85 an. Dabei bemisst sich der erste Abstand bzw. der zweite Abstand vorzugsweise als der Abstand in Schienenquerrichtung zwischen Ausnehmungen an der Oberseite und der Unterseite.
  • Zweckmäßigerweise variiert eine Zwischenlagenschichtdicke in Schienenquerrichtung, wobei die Zwischenlagenschichtdicke vorzugsweise im zweiten Bereich maximal ist. Insbesondere mit einemdickeren zweiten Bereich ist es in vorteilhafter Weise möglich, dessen Tragwirkung zu aktivieren. Dabei kann die Zwischenlage vom ersten Bereich bzw. weiteren ersten Bereich zum zweiten Bereich bogenförmig oder linear zunehmen. Besonders bevorzugt variiert die Zwischenlagenschichtdicke in Schienenquerrichtung spiegelsymmetrisch zur Spiegelebene. Alternativ oder ergänzend ist es vorstellbar, dass die Zwischenlagenschichtdicke vorzugsweise im ersten Bereich und/oder weiteren ersten Bereich maximal ist. Beispielsweise bildet der erste Bereich und/oder der weitere erste Bereich jeweils einen Höcker aus. Dabei sind der erste Bereich, der zweite Bereich und der weitere erste Bereich einstückig ausgestaltet. Es ist auch vorstellbar, dass ein maximaler Bereich im zweiten Bereich in Richtung des ersten Bereichs und/oder des weiteren Bereichs hin verschoben ist. Die Höcker können einseitig, z. B. an der Unterseite oder der Oberseite der Zwischenlage, ausgebildet sein. Alternativ können die Höcker auch beidseitig sowohl an der Oberseite und der Unterseite der Zwischenlage ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise weist die Zwischenlage an ihrer im montierten Zustand der Schiene zugewandten Oberseite, insbesondere im ersten Bereich und/oder weiteren ersten Bereich, eine funktionale Beschichtung auf. Beispielsweise handelt es sich bei der funktionalen Beschichtung um eine solche Maßnahme, die die Reibfähigkeit bzw. den Reibungswiderstand herabsetzt, insbesondere im Vergleich zur nicht beschichteten Zwischenlage. Dadurch wird eine Belastung durch bei der Zugüberfahrt veranlasste Scherkräfte mit Vorteil für die Zwischenlage möglichst klein gehalten. Beispielweise ist die funktionale Beschichtung als bombierte Oberfläche, als Abrasionsschutzschicht und/oder als Verschleißschutzschicht ausgebildet. Dabei kann die bombierte Oberfläche an der Oberseite und/oder der Unterseite der Zwischenlage ausgebildet sein. Dadurch wird mit Vorteil die Lebensdauer der Zwischenlage verlängert. Vorzugsweise ist die funktionale Beschichtung derart gestaltet, dass sie im ersten Bereich und im zweiten Bereich höckerförmig, insbesondere spiegelsymmetrisch zu Spiegelebene, ausgestaltet ist.
  • Zweckmäßigerweise ist die Oberseite im zweiten Bereich zumindest bereichsweise frei von einer funktionalen Beschichtung. Dadurch lassen sich mit Vorteil Material und damit Kosten einsparen, ohne die Langlebigkeit der Zwischenlage zu gefährden, da im zweiten Bereich unterhalb des Zentralbereichs die Zwischenlage weniger großen Belastungen ausgesetzt ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass sich die funktionale Beschichtung über den Grenzbereich zwischen dem ersten Bereich bzw. dem weiteren ersten Bereich und dem zweiten Bereich erstreckt. D. h. die funktionale Beschichtung ragt in den zweiten Bereich hinein. Dadurch trägt die funktionelle Beschichtung noch zur Stabilität in dem sensiblen Bereich zwischen dem ersten bzw. dem weiteren ersten Bereich und dem zweiten Bereich bei. Insbesondere wird die Schichtdicke der funktionalen Beschichtung zur Spiegelebene hin immer geringer.
  • Vorzugsweise weist der erste Bereich eine Strukturierung, insbesondere in Form von Rillen, auf. Mittels der Strukturierung lässt sich die Lastverteilung bei der Zugüberfahrt weiter verbessern. Dazu ist die Strukturierung im ersten Bereich bzw. dem weiteren Bereich in Schienenquerrichtung gesehen an die Anschlussfläche anschließenden Abschnitt in der Zwischenlage realisiert. Insbesondere ist die Strukturierung in dem Bereich angeordnet, in den bei der Zugüberfahrt der Randbereich der Schiene in die Zwischenlage, insbesondere in den ersten Bereich bzw. den weiteren ersten Bereich, eingedrückt wird. Vorzugsweise erstreckt sich die Strukturierung von der Abschlussfläche in Schienenquerrichtung gesehen bis zu einem Viertel, bevorzugt bis zu einem Fünftel und besonders bevorzugt bis zu einem Sechstel der Gesamtbreite der Zwischenlage der Schiene in Richtung des Zentralbereichs.
  • Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass ein Aspektverhältnis der Strukturierung einen Wert zwischen 2 und 15, bevorzugt zwischen 5 und 10 und besonders bevorzugt zwischen 6 und 9 annimmt. Im Gegensatz zu den ersten Ausnehmungen handelt es sich bei der Strukturierung um eine feingliedrige Form der Aussparung, mit der in vorteilhafter Weise eine verbesserte Lastverteilung realisierbar ist. Vorzugsweise weist der erste und der weitere erste Bereich jeweils eine Strukturierung auf, die sich insbesondere in Schienenlängsrichtung über die gesamte Ausdehnung der Zwischenlage erstreckt.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung einer Zwischenlage zwischen einer Schiene und einer Schwelle, wobei die Zwischenlage einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei im montierten Zustand der erste Bereich unterhalb eines Randbereichs der Schiene und der zweite Bereich unterhalb eines Zentralbereichs der Schiene angeordnet ist, wobei sich der erste Bereich vom zweiten Bereich in Form und/oder Materialzusammensetzung unterscheidet. Alle für das erfindungsgemäße System beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf die erfindungsgemäße Anordnung übertragen und andersherum.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Zwischenlage mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich, wobei im montierten Zustand der erste Bereich unterhalb eines Randbereichs der Schiene und der zweite Bereich unterhalb eines Zentralbereichs der Schiene angeordnet ist, wobei sich der erste Bereich vom zweite Bereich in Form und/oder Materialzusammensetzung unterscheidet, wobei die Zwischenlage als Formteil, durch Pressen, durch Spritzguss und/oder durch Extrudieren bereitgestellt wird.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.
  • Es zeigen:
    • Fig.1:
    ein System zum Halten einer Schiene
    Fig.2:
    eine Zwischenlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
    Fig. 3a - 3d
    Zwischenlagen gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und
    Fig.4
    Zwischenlage gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
  • In Figur 1 ist ein System 1 zum Halten einer Schiene 2 dargestellt. Dabei ist das System 1 zusammen mit der Schiene 2 in einer entlang der Schienenquerrichtung QR verlaufenden Schnittansicht dargestellt. Solch ein System 1 ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Schiene 2 funktionsgerecht am Boden anzubinden. Wesentliche Bestandteile des Systems sind eine Schwelle 3 und eine Zwischenlage 4, die im montierten Zustand zwischen der Schiene 2 und der Schwelle 3 angeordnet ist. Dabei erstreckt sich die Schiene 2 entlang einer Schienenlängsrichtung über mehrere Schwellen 3 und eine weitere Schiene ist in Schienenquerrichtung QR gesehen versetzt zur Schiene 2 angeordnet. Zwischen der Schiene 2 und der weiteren Schiene bildet sich somit ein Zwischenraum ZR aus.
  • Mittels der Zwischenlage 4 ist es in vorteilhafter Weise möglich, die bei eine Überfahrt eines Zuges auf die Schiene 2 wirkenden Kräfte F möglichst gleichmäßig auf die Schwelle 3 zu übertragen. Dabei sind die Zwischenlagen 4 derart gestaltet, dass sie für eine entsprechende Rückstellung der Schiene 2 nach der Überfahrt sorgen. Wie in der Figur 1 zu erkennen ist, wird die Schiene 2 bei der Überfahrt um eine parallel zur Schienenlängsrichtung verlaufende Schwenkachse S um einen Winkel nach außen, d. h. hin in eine vom Zwischenraum ZR zwischen der Schiene 2 und der weiteren Schiene in Schienenquerrichtung QR abgewandten Richtung, verdreht bzw. verkippt. Infolge dieser Kipp- bzw. Drehbewegung wird die Zwischenlage 4 unterhalb des Randbereichs RB, insbesondere des außenliegenden Randbereichs RB, mehr beansprucht als der Bereich der Zwischenlage, der unterhalb eines Zentralbereichs der Schiene 2 angeordnet ist.
  • Weiterhin sind zur Befestigung der Schiene 2 und insbesondere zu deren Fixierung Winkelführungsplatten 5 vorgesehen, die sich im montierten Zustand in Schienenquerrichtung QR außenliegend und innenliegend an die Schiene 2 anschließen. Dabei sind die Winkelführungsplatten 5 mittels eines Verbindungsmittels 7, beispielsweise eines Bolzens und/oder einer Schraube, an der Schwelle 3 montierbar und fixieren dabei über ein Federelement 6 die Schiene 2 an der Schwelle 3. Hierzu übergreift das Federelement 6 den Randbereich RB der Schiene 2 und verklemmt diesen mit der Schwelle 3. Auf einer der Schwelle 3 zugewandten Seite weist die Winkelführungsplatte 5 darüber hinaus einen Konturverlauf (hier nicht dargestellt) auf, der einem komplementären Verlauf in der Schwelle entspricht. Dadurch kann die Winkelführungsplatte 5 gezielt bei der Montage ausgerichtet und in die Schwelle 3 eingelassen werden.
  • In der Figur 2 ist eine Zwischenlage 4 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich die Zwischenlage 4 in Schienenquerrichtung QR gesehen einen ersten Bereich 11, einen weiteren ersten Bereich 13 und einen zwischen dem ersten Bereich 11 und dem weiteren ersten Bereich 13 angeordneten zweiten Bereich 12 aufweist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Zwischenlage 4 im montierten Zustand zwischen der Schiene 2 und der Schwelle 3 angeordnet ist und der erste Bereich 11 vorzugsweise unterhalb des Randbereichs RB der Schiene 2, insbesondere eines außenliegenden Randbereichs RB, und der weitere erste Bereich 13 unterhalb eines weiteren Randbereichs RB, insbesondere eines innenliegenden Randbereichs RB', der Schiene 2 angeordnet ist. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Bereich 11 von einer in Schienenquerrichtung QR die Zwischenlage 4 begrenzende Abschlussfläche 15 über eine Erstreckung E1 bis zu einem Zentralbereich Z der Schiene 2. Vorzugsweise schließt die Abschlussfläche 15 der Zwischenlage 4 mit der Abschlussfläche der Schiene 2 bündig ab oder ist in Richtung des Zentralbereichs Z versetzt angeordnet. Vorzugsweise liegt der Zentralbereich Z in eine senkrecht zur Schienenlängsrichtung und senkrecht zur Schienenquerrichtung QR verlaufende Richtung gesehen im montieren Zustand unterhalb eines Schienenkopfes 2' der Schiene 2. Der Schienenkopf 2' dient dabei als Träger für das Rad eines Zuges bei dessen Überfahrt. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass ein Verhältnis der Erstreckung E1 des ersten Bereichs 11 zur Gesamtbreite L der Zwischenlage entlang der Schienenquerrichtung QR einen Wert zwischen 0,05 und 0,4, bevorzugt zwischen 0,1 und 0,35 und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,33, beträgt. Vorzugsweise ist unter dem Randbereich RB der Schiene 2 derjenige Bereich zu verstehen, in dem eine der Zwischenlage 4 abgewandte Außenseite AS der Schiene 2 bzw. des Schienenfußes eine Neigung gegenüber der Schienenquerrichtung QR aufweist, die kleiner ist als 45°. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Bereich 12 im montierten Zustand spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene SE verläuft, in der die Schwenkachse S im montierten Zustand liegt, um die wiederum die Schiene 2 bei einer Überfahrt des Zugs verkippt. Vorzugsweise sind der erste Bereich 11 und der weitere erste Bereich 13 ebenfalls spiegelsymmetrisch zur Spiegelebene SE ausgestaltet. Der zweite Bereich 12 könnte auch außermittig angeordnet werden. Damit kann der höher belastete Randbereich RB gestärkt bzw. stabilisiert werden.
  • Zur Reduktion der Kosten für die Zwischenlage 4 ist es bevorzugt vorgesehen, dass sich die Zwischenlage 4 im ersten Bereich vom zweiten Bereich in Hinblick auf Form und/oder Materialzusammensetzung unterscheidet. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ausgenutzt, dass für die Kraftverteilung bei der Überfahrt eines Zuges über die Schiene 2 maßgeblich die unterhalb des Randbereich RB und des weiteren Randbereichs RB' angeordneten Abschnitte der Zwischenlage 4 beansprucht werden und der unterhalb des Zentralbereichs angeordnete Abschnitt im Wesentlichen dafür sorgt, dass die außenliegenden Abschnitte ihre Position nicht ändern. Entsprechend ist es in vorteilhafter Weise möglich, den zweiten Bereich 12 mit einem weniger belastbaren aber kostengünstigeren Material auszustatten. Beispielsweise ist der zweite Bereich 12 aus einem geschäumten Material gefertigt. Es ist auch vorstellbar, dass der zweite Bereich 12 als Steg ausgebildet ist, der zur Überbrückung des Zentralbereichs Z ausgelegt ist. Beispielsweise ist die Zwischenlage 4 leiterartig ausgestaltet, wobei Sprossen dieser Leiter die zweiten Bereiche 12 der Zwischenlage 4 bilden, die den ersten Bereich 11 und den weiteren ersten Bereich 13 in ihrer Position halten. Vorzugsweise unterscheidet sich der weitere erste Bereich 13 ebenfalls vom zweiten Bereich 12. Beispielsweise sind der erste Bereich 11, der zweite Bereich 12 und der weitere erste Bereich 13 über jeweils eine Grenzflächen 14 miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt. Dabei ist es ferner vorstellbar, dass der erste Bereich 11, der zweite Bereich 12 und der weitere erste Bereich 13 im Bereich der Grenzflächen kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Z. B. greift eine am zweiten Bereich 12 in Schienenquerrichtung QE vorsehende Nase 25 in eine entsprechende Nut 26 im ersten Bereich 11 ein oder umgekehrt.
  • Alternativ und/oder ergänzend ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich die Form des ersten Bereichs 11 bzw. des weiteren ersten Bereichs 13 vom zweiten Bereich 12 unterscheidet. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind erste Aussparungen 31 im ersten Bereich 11 und zweite Aussparungen 32 im zweiten Bereich 12 vorgesehen. Die ersten Aussparungen 31 sind entlang der Schienenquerrichtung QR, insbesondere abwechselnd, in eine im montierten Zustand der Schiene 2 zugewandten Oberseite OS und eine der Schiene abgewandten Unterseite US in einem ersten Abstand A1 zueinander eingelassen. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die ersten Aussparungen 31 eine senkrecht zur Schienenlängsrichtung und - querrichtung bemessene erste Tiefe T1 und vorzugsweise eine in Schienenquerrichtung bemessene erste Breite B1 aufweisen. Die zweiten Aussparungen sind entlang der Schienenquerrichtung, insbesondere abwechselnd, in eine im montierten Zustand der Schiene zugewandten Oberseite und eine der Schiene abgewandten Unterseite in einem zweiten Abstand A2 zueinander eingelassen. Es ist ebenfalls denkbar, dass die ersten Aussparungen 31 und/oder die zweiten Aussparungen 32 unregelmäßig an Oberseite OS und/oder Unterseite US der Zwischenlage 4 verteilt sind, oder nur an der Oberseite OS oder der Unterseite US ausgebildet sind. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die zweite Aussparung 32 eine senkrecht zur Schienenlängsrichtung und - querrichtung bemessene zweite Tiefe T2 und eine in Schienenquerrichtung QR bemessene zweite Breite B2 aufweist.
  • Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die ersten Aussparungen 31 kleiner sind als die zweiten Aussparungen 32. Erfindungsgemäß ist die erste Tiefe T1 kleiner als die entsprechende zweite Tiefe T2. Sofern sich die ersten Aussparungen 31 bzw. die zweiten Aussparungen 32 in Hinblick auf ihre Dimensionen untereinander unterscheiden, ist jeweils eine gemittelte Breite bzw. Tiefe heranzuziehen. Ferner ist es vorstellbar, dass ein zweiter Abstand A2 kleiner ist als ein erster Abstand A1. Dadurch ist die Häufigkeit der zweiten Aussparungen 32 in Schienenquerrichtung QR gesehen im zweiten Bereich 12 höher als diejenige der ersten Aussparungen 32 im ersten Bereich 11. Dadurch wird im zweiten Bereich 12 mit Vorteil Material eingespart.
  • Weiterhin sind in der Zwischenlage 4 im ersten Bereich 11, insbesondere in einem an die Abschlussfläche 15 anschließenden Teilabschnitt Strukturierungen 41 in Form von Rillen vorgesehen. Die Rillen weisen dabei eine gegenüber den Ausnehmungen geringe dritte Tiefe T3 auf und sind beispielsweise nur an der Oberseite OS der Zwischenlage 4 vorgesehen. Vorzugsweise weisen die Rillen ein Aspektverhältnis zwischen 2 und 15, bevorzugt zwischen 5 und 10 und besonders bevorzugt zwischen 6 und 9 auf. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Strukturierung 41 in Schienenquerrichtung 41 gleichmäßig verteilt ist und sich insbesondere in Schienenlängsrichtung mit Vorteil über die gesamte Zwischenlagenlänge erstreckt. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Strukturierung in Schienenlängsrichtung unterbrochen ist. Dabei erstreckt sich die Strukturierung 41 vorzugsweise in Schienenquerrichtung QR, ferner über eine weitere Erstreckungslänge E2. Ein Verhältnis der weiteren Erstreckungslänge E2 zur Erstreckungslänge E1 ist vorzugsweise kleiner als 0,5, bevorzugt kleiner als 0,3 und besonders bevorzugt kleiner als 0,2. Mittels der in Form von Rillen realisierten Strukturierung 41 ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Verteilung der Belastungen bzw. der in die Zwischenlage 4 eingeleiteten Kräfte F weiter zu verbessern.
  • Darüber hinaus ist es in bevorzugter Weise vorgesehen, dass eine senkrecht zur Schienenlängsrichtung und Schienenquerrichtung QR bemessene Zwischenlagendicke D1 entlang der Schienenquerrichtung QR variiert, vorzugsweise kontinuierlich variiert. Dabei ist eine erste Zwischenlagendicke D1 im ersten Bereich 11 kleiner als eine zweite Zwischenlagendicke D2 im zweiten Bereich 12. Vorzugsweise ist die Oberseite OS der Zwischenlage 4 hierzu bogenförmig ausgestaltet. Dabei nimmt ein Verhältnis zwischen einer Differenz zwischen einer maximalen zweiten Zwischenlagendicke D2 und einer minimalen ersten Zwischenlagendicke D1 zu der maximalen Zwischenlagendicke D2 einen Wert zwischen 0,01 und 0,3, bevorzugt zwischen 0,02 und 0,25 und besonders bevorzugt zwischen 0,05 und 0,2. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Oberseite OS der Zwischenlage 4 kuppelförmig ausgestaltet ist. Die Verdickung kann an der Oberseite OS und/oder der Unterseite US der Zwischenlage 4 ausgebildet bzw. angebracht sein.
  • Zur Erhöhung der Lebensdauer der Zwischenlage 4 ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Oberseite OS der Zwischenlage 4, insbesondere der erste Bereich 11 und der weitere erste Bereich 13, mit einer funktionellen Beschichtung 51 versehen ist. Vorzugsweise ist die Oberseite OS im zweiten Bereich 12 der Zwischenlage 4 frei, zumindest bereichsweise frei, von einer funktionellen Beschichtung 51. Dabei ist es vorstellbar, dass sich die funktionelle Beschichtung 51 vom ersten Bereich 11 bzw. vom weiteren ersten Bereich 13 in den zweiten Bereich 12 erstreckt und dann im zweiten Bereich 12 endet. Vorzugsweise sind der erste Bereich 11 und der weitere erste Bereich 13 vollständig von der funktionellen Beschichtung bedeckt. Weiterhin ist es vorstellbar, dass eine Schichtdicke D3 der funktionellen Beschichtung 51 in Schienenquerrichtung QR variiert. Insbesondere sind die funktionellen Beschichtungen 51 dabei höckerförmig und/oder als bombierte Oberfläche ausgestaltet. Bei der funktionellen Beschichtung 51 handelt es sich beispielsweise um eine Verschleißschutzschicht. Dabei kann die bombierte Oberfläche an der Oberseite OS und/oder der Unterseite US der Zwischenlage 4, vorzugsweise mehrfach, ausgebildet sein
  • In den Figuren 3a bis 3d sind Zwischenlagen 4 gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei unterscheidet sich die Ausführungsform aus der Figur 3a beispielsweise von derjenigen aus Figur 2 dahingehend, dass die zweite Aussparungen 32 im Inneren der Zwischenlage 4 bogenförmig, halbkreisförmig bzw. rund abschließen, während die ersten Aussparungen 31 trapezförmig abschließen. Weiterhin ist zwischen den ersten Aussparungen 31 und der zweiten Aussparungen 32 eine Übergangsaussparung 33 vorgesehen. Beispielsweise umfasst die Übergangsaussparungen 33 Eigenschaften der ersten Aussparung 31 und/oder der zweiten Aussparung 32. Vorliegend entspricht die Tiefe der Übergangsaussparung 33 derjenigen der zweiten Aussparung 32 und die Form der Übergangsaussparung 33 derjenigen der ersten Aussparung 31, d. h. die Übergangsaussparung 33 schließt im Inneren der Zwischenlage 4 trapezförmig ab. In der Ausführungsform der Figur 3b sind die erste Aussparung 31, die zweite Aussparung 32 und die Übergangsaussparung 33 nur an der Unterseite US der Zwischenlage 4 angeordnet. Die Ausführungsform der Figur 3c entspricht im Wesentlichen derjenigen aus Figur 3a, wobei zusätzlich die Oberseite OS einen über die Gesamtbreite L erstreckenden gebogenen, insbesondere konvexen, Verlauf aufweist. In der Ausführungsform der Figur 3b sind in dem ersten Bereich 11 und dem weiteren ersten Bereich 13 jeweils Höcker 51 auf der Oberseite OS und der Unterseite US ausgebildet.
  • In der Figur 4 ist eine Zwischenlage 4 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei zeigt die Figur 4 nur einen Teil der Zwischenlage 4. Insbesondere betrifft die dargestellte Ausführungsform eine solche Zwischenlage 4, die im zweiten Bereich 12 eine reduzierte Zwischenlagendicke (gemessen in einer Richtung senkrecht zur Schienenlängsrichtung und Schienenquerrichtung QR) aufweist, gegenüber dem ersten Bereich 11. Insbesondere weist der erste Bereich 11 eine erste Zwischenlagendicke D1 und der zweite Bereich 12 eine zweite Zwischenlagendicke D2 auf, wobei ein Verhältnis der zweiten Zwischenlagendicke D2 zur ersten Zwischenlagendicke D1 einen Wert zwischen 0,1 und 0,5, bevorzugt zwischen 0,25 und 0,4 und besonders bevorzugt zwischen 0,3 und 0,35 annimmt. Weiterhin sind in der Oberseite OS im ersten Bereich 11 zwei erste Aussparungen 31 und an der Unterseite US eine in Schienenquerrichtung QR gesehen zwischen den zwei ersten Aussparungen 31 der Oberseite OS weitere erste Aussparung 31 ausgebildet. Dabei ist es vorgesehen, dass die ersten Aussparungen 31 an der Oberseite OS und der Unterseite US baugleich ausgeformt sind, d. h. insbesondere an ihrem jeweiligen Boden mit demselben Krümmungsradius R ausgewölbt sind. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die ersten Aussparungen 31 äquidistant, bevorzugt in einem Abstand von etwa 10 bis 15 mm zueinander angeordnet sind. Dabei ist ein kleinster Abstand von einer ersten Aussparung 31 zu einer die Zwischenlage 4 abschließenden Kante größer als ein Abstand zwischen den ersten Aussparungen 31 untereinander. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die erste Tiefe T1 der ersten Aussparungen 31 größer ist als eine Hälfte der ersten Zwischenlagendicke D1, insbesondere wenn die erste Zwischenlagendicke D1 einen Wert zwischen 5 mm und 15 mm annimmt.
  • Vorzugsweise bemisst sich der zweite Bereich 12 entlang der Schienenquerrichtung QR etwa zwischen 30 mm und 40 mm, bevorzugt zwischen 33 und 38 mm. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, wenn alle Krümmungsradii R an der Außenseite der Schienenzwischenlage 4 gleich groß gewählt sind, während beispielsweise der Krümmungsradius am Boden der ersten Aussparungen 31 oder im Übergangsbereich zum zweiten Bereich 12 vom Krümmungsradius R an der Außenseite abweicht.
    • Bezuqszeichenliste:
    • 1
    System
    2
    Schiene
    2'
    Schienenkopf
    3
    Schwelle
    4
    Zwischenlage
    5
    Winkelführungsplatte
    6
    Federelement
    11
    erster Bereich
    12
    zweiter Bereich
    13
    weiterer erster Bereich
    14
    Grenzfläche
    15
    Abschlussfläche
    25
    Nase
    26
    Nut
    31
    erste Aussparungen
    32
    zweite Aussparungen
    33
    Übergangsaussparung
    41
    Strukturierung
    51
    Beschichtung
    RB
    Randbereich
    RB'
    weiterer Randbereich
    S
    Schwenkachse
    SE
    Spiegelebene
    F
    Kraft
    AS
    Außenseite
    A1
    erster Abstand
    A2
    zweiter Abstand
    T1
    erste Tiefe
    T2
    zweite Tiefe
    B1
    erste Breite
    B2
    zweite Breite
    OS
    Oberseite
    US
    Unterseite
    E1
    Erstreckungslänge
    E2
    weitere Erstreckungslänge
    L
    Gesamtbreite
    ZR
    Zwischenraum
    QR
    Schienenquerrichtung
    D1
    erste Zwischenlagendicke
    D2
    zweite Zwischenlagendicke
    R
    Krümmungsradius

Claims (11)

  1. Zwischenlage (4) zur Anordnung zwischen einer Schiene (2) und einer Schwelle (3), umfassend
    einen ersten Bereich (11) und
    einen zweiten Bereich (12),
    wobei im montierten Zustand der erste Bereich (11) unterhalb eines Randbereichs (RB) der Schiene (2) und der zweite Bereich (12) unterhalb eines Zentralbereichs (Z) der Schiene (2) angeordnet ist, wobei sich der erste Bereich (11) vom zweiten Bereich (12) in Form unterscheidet, wobei zur Unterscheidung hinsichtlich der Form der erste Bereich (11) eine sich über die gesamte Ausdehnung der Zwischenlage (4) oder der Schwelle (3) in Schienenlängsrichtung erstreckende erste Aussparung (31) und der zweite Bereich (12) eine zweite Aussparung (32) aufweist, wobei die erste Aussparung (31) eine erste Tiefe (T1) und die zweite Aussparung (32) eine zweite Tiefe (T2) aufweist, wobei die erste Tiefe (T1) kleiner als die zweite Tiefe (T2) ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    mehrere erste Aussparungen und mehrere zweite Aussparungen vorgesehen sind,
    wobei im montierten Zustand in Schienenquerrichtung (QR) gesehen die ersten Aussparungen (31) in einem ersten Abstand (A1) voneinander angeordnet sind und die zweiten Aussparungen (32) in einem zweiten Abstand (A2) voneinander beabstandet sind, wobei der erste Abstand (A1) größer ist als der zweite Abstand (A2).
  2. Zwischenlage (4) gemäß Anspruch 1,
    wobei die Zwischenlage (4) einen weiteren ersten Bereich (13) aufweist, wobei der zweite Bereich (12) zwischen dem ersten Bereich (11) und dem weiteren ersten Bereich (13) angeordnet ist, wobei sich der weitere erste Bereich (13) vom zweiten Bereich (12) in Form und/oder Materialzusammensetzung unterscheidet.
  3. Zwischenlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei sich der erste Bereich (11) vom weiteren ersten Bereich (13) in Form und/oder Materialzusammensetzung unterscheidet.
  4. Zwischenlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Zwischenlage in Form und/oder Materialzusammensetzung spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene (SE) ist, die im montierten Zustand durch eine Schwenkachse (S) verläuft, um die wiederum bei einer Überfahrt des Zuges die Schiene (2) verkippt.
  5. Zwischenlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenlage (4) zusammengesetzt ist aus mindestens zwei Zwischenlagenteilen, bevorzugt aus zwei in Schienenquerrichtung (QR) einander gegenüberliegend angeordneten Zwischenlagenteilen.
  6. Zwischenlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei sich der erste Bereich (11) vom zweiten Bereich (12) in Materialzusammensetzung unterscheidet und/oder, wobei der zweite Bereich (12) aus einem geschäumten Material gefertigt ist.
  7. Zwischenlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei eine Zwischenlagenschichtdicke in Schienenquerrichtung variiert, wobei die Zwischenlagenschichtdicke vorzugsweise im zweiten Bereich maximal ist oder wobei die Zwischenlage (4) im zweiten Bereich (12) eine zweite Zwischenlagendicke (D2) und im ersten Bereich (11) eine erste Zwischenlagendicke (D1) aufweist, wobei die zweite Zwischenlagendicke (D2) kleiner ist als die erste Zwischenlagendicke (D1).
  8. Zwischenlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Zwischenlage (4) an ihrer im montierten Zustand der Schiene zugewandten Oberseite (OS), insbesondere im ersten Bereich (11) und/oder weiteren ersten Bereich (13), eine funktionale Beschichtung (51) aufweist.
  9. Zwischenlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der erste Bereich eine Strukturierung (41), insbesondere in Form von Rillen, aufweist.
  10. Anordnung einer Zwischenlage (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zwischen einer Schiene (2) und einer Schwelle (3).
  11. Verfahren zum Herstellen einer Zwischenlage (4) mit einem ersten Bereich (11) und einem zweiten Bereich (12),
    wobei im montierten Zustand der erste Bereich (11) unterhalb eines Randbereichs (RB) der Schiene (2) und der zweite Bereich (12) unterhalb eines Zentralbereichs (Z) der Schiene (2) angeordnet ist, wobei sich der erste Bereich (11) vom zweite Bereich (12) in Form unterscheidet, wobei die Zwischenlage (4) als Formteil, durch Pressen, durch Spritzguss und/oder durch Extrudieren bereitgestellt wird, wobei zur Unterscheidung hinsichtlich der Form der erste Bereich (11) eine sich über die gesamte Ausdehnung der Zwischenlage (4) oder der Schwelle (3) in Schienenlängsrichtung erstreckende erste Aussparung (31) und der zweite Bereich (12) eine zweite Aussparung (32) aufweist, wobei die erste Aussparung (31) eine erste Tiefe (T1) und die zweite Aussparung (32) eine zweite Tiefe (T2) aufweist, wobei die erste Tiefe (T1) kleiner als die zweite Tiefe (T2) ist, wobei mehrere erste Aussparungen und mehrere zweite Aussparungen vorgesehen sind,
    wobei im montierten Zustand in Schienenquerrichtung (QR) gesehen die ersten Aussparungen (31) in einem ersten Abstand (A1) voneinander angeordnet sind und die zweiten Aussparungen (32) in einem zweiten Abstand (A2) voneinander beabstandet sind, wobei der erste Abstand (A1) größer ist als der zweite Abstand (A2).
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