EP3954827A1 - Elastomerprofil als aufheizschutz für schienen - Google Patents

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EP3954827A1
EP3954827A1 EP21190077.4A EP21190077A EP3954827A1 EP 3954827 A1 EP3954827 A1 EP 3954827A1 EP 21190077 A EP21190077 A EP 21190077A EP 3954827 A1 EP3954827 A1 EP 3954827A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
flank
elastomer profile
head
foot
Prior art date
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Granted
Application number
EP21190077.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3954827B1 (de
EP3954827C0 (de
Inventor
Tino GARBE
Matthias Klug
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sealable Solutions GmbH
Original Assignee
Sealable Solutions GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Sealable Solutions GmbH filed Critical Sealable Solutions GmbH
Publication of EP3954827A1 publication Critical patent/EP3954827A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3954827B1 publication Critical patent/EP3954827B1/de
Publication of EP3954827C0 publication Critical patent/EP3954827C0/de
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise

Definitions

  • the invention relates to an elastomer profile for a rail to be driven over by rail vehicles and to a rail arrangement which includes the elastomer profile.
  • the object of the present invention is to provide effective protection for rails against excessive heating by solar radiation, which reduces or avoids the above disadvantages.
  • the object is achieved by an elastomer profile for lateral contact with a rail for rail vehicles to drive on, the elastomer profile having at least one surface facing away from the rail with a solar reflection index SRI of ⁇ 50.
  • the core idea of the invention is, instead of painting rails with white paint, to apply an elastomer profile to at least one side of the rail that may be affected by potential solar radiation, the elastomer profile having at least one white surface facing away from the rail and reflecting incoming sunlight.
  • the elastomer profile can only have a white surface layer or can be colored white completely, ie over the entire cross section.
  • the elastomer profile is preferably colored completely white.
  • a white coloring of the elastomer can be achieved, for example, with suitable white pigments such as titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), lithopone or other preferably inorganic compounds in a suitable concentration as filler material.
  • the elastomer profile according to the invention can be applied to the side of a rail and, thanks to its white coloration, ensures effective reflection of sunlight, so that excessive heating of the rail by solar radiation is avoided.
  • the elastomer profile also has damping properties, i.e. structure-borne noise insulation, and stray current insulation properties.
  • An "elastomeric profile” is understood to mean a profile made of an elastomeric material.
  • An elastomeric profile can consist of one or more different elastomeric materials and can be produced, for example, by means of coextrusion of these different materials.
  • elastomeric material is understood here to mean a material that has rubber-elastic properties, ie a dimensionally stable but elastically deformable plastic or plastic mixture whose glass transition point is below room temperature.
  • elastomeric materials are natural rubber (NR), styrene butadiene rubber (SBR), butyl rubber (IIR), ethylene propylene rubber (EPDM), butadiene acrylonitrile rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile rubber (HNBR), chloroprene rubber (CR), chlorosulfonated polyethylene (CSM), polyacrylate rubber (ACM), polyurethane rubber (PU), silicone rubber (Q), fluorosilicone rubber (MFQ) and fluororubber (FPM).
  • natural rubber NR
  • SBR styrene butadiene rubber
  • IIR ethylene propylene rubber
  • EPDM butadiene acrylonitrile rubber
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile rubber
  • CSM chloro
  • Silicone rubber polysiloxane rubber, Q
  • EPDM polysiloxane rubber
  • SBR acrylonitrile butadiene rubber
  • EPM ethylene propylene rubber
  • elastomeric material also includes blends of different elastomeric materials.
  • a “side profile” is understood here to mean an elastomer profile arranged laterally from the rail in the rail chamber, ie the region between the underside of the rail head and the top side of the rail foot.
  • a side profile for grooved rails is, for example, from EP 1206599 B1 famous.
  • a "side profile that fills the rail chamber” is understood to mean a side profile with sufficient volume so that it completely occupies at least the spatial area between the underside of the rail head and the top side of the rail foot, and not a comparatively thin-layered strip-shaped profile that lies against the underside of the rail head, the rail web and the rail foot.
  • a side profile can be solid or have pores or channels, eg longitudinal channels.
  • a side profile preferably extends in the form of a strip in the longitudinal direction of a rail.
  • a “rail” is understood here as a railway rail, for example a grooved rail, Vignole rail or crane rail. While Vignole and crane rails are essentially axially symmetrical, this is generally not the case for grooved rails.
  • a grooved rail comprises a rail with a rail head and a Guard rail with a guard rail head and a groove formed between the running rail and the guard rail.
  • the guide rail which can be designed in one piece with the running rail or as a separate element that can be connected to the running rail, is generally oriented towards the inside of the track within a track.
  • outside and inside refer here to the usual track construction with two parallel rails and a track interior lying in between.
  • the terms “outside”, “outside” etc. thus denote an orientation away from the inside of the track.
  • the term “outer side profile” therefore designates, for example, a side profile on the outside of a rail, i.e. the side of the rail facing away from the inside of the track.
  • inner side profile denotes a side profile which is arranged on the side oriented towards the inside of the track.
  • outer rail head flank refers to a flank of the rail head pointing away from the inside of the track
  • outer rail head underside refers to that underside of the rail head that lies on the opposite side of the rail to the inside of the track.
  • the flanges of the flanged wheels of rail vehicles are also regularly oriented towards the inside of the track.
  • flank refers to lateral surfaces such as a rail.
  • rail web flank designates, for example, a lateral surface of the rail web
  • rail head flank the lateral surface of the rail head.
  • Flanks run essentially vertically, with the expression “essentially” meaning that, for example, a slight deviation from the vertical, for example due to an inclination of the rail within a track towards the inside of the track, should also be covered by the term.
  • pointing away from the rail means an orientation in the direction of the area surrounding the rail, in particular an orientation away from the lateral flanks of the rail, ie an orientation essentially in the direction transverse to the longitudinal plane of the rail. In relation to a rail as part of a track, this includes an outward and inward orientation.
  • the term "can be placed laterally" in relation to the elastomer profile according to the invention means that the elastomer profile can be placed at least on a lateral area of the rail, for example at least part of the rail web flank.
  • the term does not exclude that the elastomer profile according to the invention can also be applied to at least part of the rail foot or the underside of the rail head.
  • a “flanged wheel” is understood here to mean a wheel that has a wheel flange that protrudes at the edge of the wheel disk over a running surface of a wheel.
  • the tread is also referred to here as a "wheel bandage”.
  • Track warping is a horizontal or vertical buckling of the track panel under the influence of an external load, e.g. a train running over it.
  • Track deflection is understood to mean a displacement of a track as a result of large internal longitudinal compressive forces due to high temperatures, but without the effect of external loads.
  • SRI SRI
  • SR Total Solar Reflectance
  • TSR Total Solar Reflectance
  • wavelengths of 280-2500 nm or 300-2500 nm can assume values between 0 and 1 (percentages between 0 and 100) and the thermal emissivity, ie the thermal radiation of the material.
  • the thermal emissivity (TE) gives the ratio of the thermal radiation , which a body emits at a given temperature, to the thermal radiation of a blackbody under the same conditions.
  • the value can range from 0 to 1 (with percentages between 0 and 100) and refers to the ability of a material to convert absorbed radiant energy into the form
  • Standard conditions insolation 1000 Wm -2 , ambient temperature 310 K, sky temperature 300 K.
  • the SRI value can be determined according to ASTM E1980-11.
  • the SRI value can be both negative and greater than 1 (or greater than 100 for percentages), but is often between 0 and 1 (or 0 and 100).
  • the expression that "the elastomer profile has at least one surface facing away from the rail with a solar reflection index SRI of ⁇ 50" means that the elastomer profile has at least one surface layer of material facing away from the rail that has a solar reflection index SRI of ⁇ 50, for example according to ASTM E1980-11.
  • SRI solar reflection index
  • ASTM E1980-11 the standard determination of the SRI value is usually carried out with the surface oriented horizontally, and the information given here on the SRI value also refers to the value determined in this way.
  • the elastomeric profile according to the invention can, for example, have a white surface layer made of an elastomeric material or be colored completely white.
  • the elastomer profile according to the invention can be designed in different ways. Preferably, however, there is as large a surface as possible with as large a solar reflection index SRI as possible, which can otherwise reflect sunlight falling on the rail, particularly during the summer months.
  • the elastomer profile according to the invention is particularly preferably opaque and has at least the greatest possible degree of radiation reflection (SR, albedo).
  • the elastomer profile according to the invention preferably also has the highest possible thermal emissivity at the same time.
  • the elastomer profile according to the invention can have a radiation reflectance of at least 0.4. It preferably has a radiation reflectance SR of at least 0.45, 0.5, 0.55, 0.6 or 0.65.
  • the elastomer profile according to the invention preferably has a surface facing away from the rail, which has a solar reflection index SRI of ⁇ 55, preferably ⁇ 60, ⁇ 65, ⁇ 70 or ⁇ 75, particularly preferably ⁇ 80.
  • the elastomer profile according to the invention has a white colored surface facing away from the rail and/or is colored white throughout.
  • other light colors or coatings that reflect the sunlight strongly are also possible.
  • the elastomer profile according to the invention can be designed in such a way that it is optimally adapted to the respective rail contour and can be placed appropriately on one side of a rail.
  • the elastomer profile can be designed in such a way that it does not completely fill the rail chamber and can essentially be applied to the rail as a flexible, flat elastomer layer.
  • the elastomer profile can also have buckling grooves, notches and the like, for example, in order to achieve greater flexibility.
  • the elastomer profile can also be designed in such a way that it completely fills the rail chamber or protrudes beyond the rail chamber in the direction away from the rail. This can possibly be advantageous in order to achieve a higher reflection of sunlight.
  • the elastomer profile according to the invention is intended for lateral contact with a rail, which has a rail head with a lateral rail head flank and a rail head underside, a rail foot with a rail foot upper side and a rail web connecting the rail head to the rail foot with a lateral rail web flank, the elastomer profile is designed in such a way that it can be applied laterally to at least part of the rail web flank of the rail.
  • the rail can be a vignole rail, grooved rail or crane rail.
  • the elastomer profile according to the invention preferably consists of an electrically insulating elastomeric material, preferably silicone rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), natural rubber (NR), a natural rubber-butyl rubber mixture (NR/BR) or ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM).
  • the elastomeric profile according to the invention can also be produced from two or more elastomeric materials, for example by means of coextrusion. It can be solid or contain cavities in the form of longitudinal channels or the like.
  • the elastomeric material can also contain hollow bodies, for example microspheres.
  • a suitable quantity of white pigment for example titanium dioxide (TiO 2 ) can be added to the elastomeric material for whitening.
  • the elastomeric material can also contain suitable UV stabilizers (see e.g Kucuk SD, Gerengi H, Guner Y. 2018, The effect of Tinuvin derivatives as an ultraviolet (UV) stabilizer on EPDM rubber, Periodicals of Engineering and Natural Sciences 6, 52-62, doi: 10.21533/pen.v6i1.157 ).
  • the elastomer profile according to the invention comprises a magnetic material or has a magnetic coating directed towards the rail.
  • the coating can also be a magnetic foil, for example, which is attached to the surface of the rail on the rail side by means of an adhesive layer Elastomer profile is applied. In this way, the elastomer profile can be applied to a rail by means of magnetic attraction.
  • the magnetic material can include magnetic or magnetizable particles. A rubber compound with solid magnetizable particles in it is, for example, in EP 1125974 A1 described.
  • cooling channels can also be provided in the interior of the elastomer profile, through which a coolant, for example water, can flow.
  • a coolant for example water
  • the cooling channels running in the longitudinal direction in the elastomer profile, i.e. in the installation situation in the direction parallel to the longitudinal direction of the rail, can be connected to a heat exchanger at their ends. In this way, a targeted cooling of the profile can be brought about, particularly in warm regions that vary greatly in terms of temperature. If necessary, the elastomer profile can also be cooled from the outside with the aid of cooling channels.
  • the elastomer profile according to the invention is designed in such a way that it does not completely fill the associated rail chamber.
  • the elastomer profile therefore has a comparatively small cross section in the area of the associated rail chamber.
  • the cross section of the profile can remain essentially the same from the first end, which is oriented towards the rail head in the installed situation, to the second end, which is oriented towards the rail foot in the installed situation, or can taper towards the second end.
  • a section of the elastomer profile that rests against the side of the rail head in the installed situation can have a thinned cross section, while a section of the elastomer profile that rests on the underside of the rail head in the installed situation can be thickened.
  • the section of the elastomer profile that rests against the underside of the rail head in the installed situation can have air-filled longitudinal channels, for example.
  • the elastomer profile is therefore particularly preferably designed essentially in the form of a strip and can be placed against the contour of the rail.
  • Strip-shaped means here that the elastomer profile is essentially flat and strip-shaped and has a comparatively small thickness.
  • Such an elastomeric profile is comparatively easy to manufacture and winding of the profile is also facilitated, thereby preventing deformation and allowing longer and cheaper lengths to be provided.
  • such a configuration facilitates adaptation to the rail contour.
  • the elastomer profile according to the invention has at least one buckling score in a preferred embodiment. This is particularly advantageous in the case of a strip-shaped configuration of the elastomer profile. This can be a notch in the elastomer profile, so that the cross section of the profile is reduced and bending or buckling is facilitated in this way. However, it is also possible to provide a softer material in areas that have to be bent or buckled.
  • the elastomer profile according to the invention can consist of several separate parts. However, it is preferred that the elastomer profile according to the invention is formed in one piece. However, this does not rule out the possibility that the elastomer profile according to the invention can have different materials and is produced, for example, by means of coextrusion of these different materials.
  • the elastomer profile according to the invention is preferably designed in such a way that it sufficiently covers any rail parts exposed to the sun in the installation situation in order to prevent the rail from heating up undesirably when the sun is shining on it.
  • the elastomer profile preferably covers the respective side regions of the rail, ie the outside and/or inside of the rail with the associated outwardly facing surfaces, which can be exposed to solar radiation, to the greatest possible extent.
  • the particularly exposed areas include the rail head flank, the rail web flank and the top of the rail foot.
  • the underside of the rail head can also be affected by direct or indirect solar radiation.
  • the elastomer profile according to the invention preferably covers at least 50%, preferably at least 55%, 60%, 65%, 70%, 75% or at least the surface of the rail formed by the rail head flank, the rail head underside, the rail web flank and the top of the rail foot in the installed situation 80%
  • an elastomer profile according to the invention is used on the side of the rail that faces the inside of the track and on which the wheel flange of a wheel flange of a rail vehicle is arranged when driving on the rail, that not also the rail head flank covered so that it is kept clear to avoid contact with the wheel flange.
  • the lateral surfaces of the rail can also be insulated from moisture etc. with the aid of the elastomer profile.
  • the rail can be a flat bottom, crane or grooved rail, for example.
  • the elastomer profile can be arranged on one or both sides of the rail.
  • an elastomer profile according to the invention can also be arranged only on the side of the rail that is more exposed to the sun.
  • a profile can be missing on the other side or an elastomer profile known from the prior art can also be arranged.
  • the rail arrangement can have an inner elastomer profile (side profile) which is essentially axisymmetric to the outer elastomer profile (side profile) if an elastomer profile is arranged on both sides .
  • the rail has a rail head with a lateral rail head flank and a rail head underside, a rail foot with a rail foot upper side and a rail web connecting the rail head to the rail foot with a lateral rail web flank, the elastomer profile being attached laterally at least on part of the rail web flank against the rail.
  • the elastomer profile covers at least 50%, preferably at least 55%, 60%, 65%, 70%, 75% of the area of the rail formed by the rail head flank, the rail head underside, the rail web flank and the top side of the rail foot % or at least 80%.
  • cooling channels are provided on the outside of the elastomer profile according to the invention, through which a coolant can flow in order to cool the elastomer profile and thus the rail.
  • figure 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of a rail arrangement 100 according to the invention.
  • a rail 2 designed as a flat bottom rail with a rail head 3, a rail foot 5 and a rail web 4 connecting the rail head 3 to the rail foot 5 is shown.
  • an elastomer profile 1 made of elastomeric material, which is in the form of a strand and does not completely fill the associated rail chamber 6 .
  • the elastomer profile 1 essentially has three sections A, B, C, which are separated here by buckling grooves 7 and rest against the underside of the rail head 32, the rail web flank 41 and a part of the top side 51 of the rail foot on one side of the rail 2.
  • the elastomer profile 1 is adapted in the contact area to the outer contour of the rail 2, ie geometrically adapted to the shape of the rail 2 with its contact surface to the rail.
  • the buckling grooves 7 ensure here that the elastomer profile 1 can be placed more easily against the outer shape of the rail 2 .
  • the elastomer profile 1 for example made of silicone rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), natural rubber (NR), a natural rubber-butyl rubber mixture (NR/BR) or ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM) of suitable shore hardness can exist is colored white by means of suitable white pigments, for example TiO 2 , and reflects sunlight falling on the surface 11 of the elastomer profile, so that an undesired heating of the underlying rail 2 by the solar radiation is effectively counteracted can be. This is particularly advantageous in the hot summer months in order to avoid track warping or track displacement due to excessive heating of the rails.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • NR natural rubber
  • NR/BR natural rubber-butyl rubber mixture
  • EPDM ethylene-propylene-diene copolymer
  • the elastomer profile 1 is magnetic by means of magnetic particles embedded in the elastomer matrix and can thus be attached to the rail 2 in a simple manner and also removed again if necessary.
  • an elastomer profile (side profile) 1 according to the invention is provided on only one side of the rail 2 . This can happen, for example, in the event that the solar radiation essentially only comes from one side.
  • figure 2 shows a cross-sectional view of a further embodiment of a rail arrangement 100 according to the invention.
  • an elastomer profile 1 according to the invention resting against the rail 2 is arranged on both sides.
  • section A of the elastomer profile 1 in the elastomer profile 1 shown on the left which is arranged here on the side of the rail 2 facing the outside of the track, extends further upwards and also covers part of the rail head flank 31
  • the elastomer profile 1 shown on the right-hand side extends section A only over the underside 32 of the rail head in order to avoid any contact with the wheel rim of a rail vehicle traveling over it.
  • longitudinal channels 8 are also arranged in the elastomer profile 1 below the underside of the rail head 32, as a result of which the elastomer profile 1 is softer in this area than in the solid profile areas.
  • This area has stronger vibration-damping properties and can absorb and dissipate vibrations that occur when rail vehicles drive on the rail 2 .
  • FIG 3 shows a cross-sectional view of a further embodiment of a rail arrangement 100 according to the invention (see figure 5 ).
  • the cross section of the elastomer profile 1 remains essentially the same here.
  • the elastomer profile 1 has only two sections which are separated by a buckling groove 7 .
  • Section B here covers the entire rail web flank 41 and ends just below the rail head underside 32
  • section C covers the entire rail foot top 51 and encompasses the rail foot 5 from above, so that the rail foot flank 52 is also covered.
  • the elastomer profile 1 extends inwards along the underside of the rail foot 53, so that part of the underside 53 of the rail foot is also covered by the elastomer profile 1 .
  • a foot profile which can be arranged on the underside 53 of the rail foot between the ends of the elastomer profiles 1 arranged on both sides of the rail 2 ending on the underside 53 of the rail foot, is not shown here.
  • Cooling channels 9 arranged on the outside of the elastomer profile 1 are indicated here schematically for one side. However, the cooling channels 9 can also be arranged on both sides.
  • the cooling channels 9 can also consist of elastomeric material and be molded onto the elastomer profile 1 .
  • FIG 4 shows a cross-sectional view of a further embodiment of a rail arrangement 100 according to the invention.
  • cooling channels 10 are arranged in the region of the rail web 4 within the profile body, through which coolant, e.g. water, can flow to cool the rail 2.
  • figure 5 shows a simplified spatial view of a rail arrangement 100 according to the invention, as shown in FIG figure 3 shown in cross section. Cooling channels 9 are not shown here.
  • the figure 5 shows that, apart from the rail head 3, the entire exposed rail surface is covered with an elastomer profile 1, which is white here.
  • the elastomer profile 1 is omitted from the figure so that part of the dark rail surface which would otherwise be illuminated by the sun is visible.
  • the elastomer profile 1 surrounds the rail foot 5 at its rail foot flank 53 and also extends over part of the rail foot underside 54. A separate foot profile arranged between the ends of the two elastomer profiles 1 is not shown. Incident sunlight can be effectively reflected and excessive heating of the rail 2 can be avoided.

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Abstract

Elastomerprofil (1) zur seitlichen Anlage an eine Schiene (2) zur Befahrung durch Schienenfahrzeuge, wobei das Elastomerprofil (1) mindestens eine von der Schiene (2) weg weisende Oberfläche (11) mit einem Solarreflexionsindex SRI von ≥ 50 aufweist. Das Elastomerprofil dient zum Schutz der Schiene (2) vor einer unerwünschten Aufheizung durch Sonneneinstrahlung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elastomerprofil für eine Schiene zur Befahrung durch Schienenfahrzeuge sowie eine Schienenanordnung, die das Elastomerprofil umfasst.
  • Bei großer Umgebungshitze kann es bei Eisenbahn- und Staßenbangleisen zu Gleisverwerfungen oder Gleisverdrückungen aufgrund thermischer Längenausdehnung von Schienen kommen, wenn die dabei auftretenden Kräfte nicht mehr vom Oberbau aufgenommen werden können. Dies ist besonders kritisch bei den heutzutage üblichen durchgängig verschweißten Gleisen. In solchen Fällen können starke Verformungen des Gleisstrangs, beispielsweise in Form der Ausbildung von horizontalen Schlangenlinien, dazu führen, dass ein gefahrloses Befahren mit Schienenfahrzeugen nicht mehr gewährleistet ist. Sehr heiße Sommer führen inzwischen auch in gemäßigten Breiten dazu, dass entsprechend Vorsorge getroffen werden muss, damit eine unbeabsichtigte Verformung von Gleisen nicht stattfindet.
  • Zur Verhinderung einer Überhitzung von Gleisen durch einstrahlendes Sonnenlicht ist es bekannt, die seitlichen Flächen der Schienen, insbesondere auf der sonnenzugewandten Seite, weiß anzumalen (s. z.B. Isobel van Hagen, Newsweek 26.07.2019, It's So Hot in Europe's Heat Wave, Countries are Painting Railroad Tracks White So They Don't Melt, https://www.newsweek.com/its-so-hot-europes-heat-wave-countries-are-painting-railroadtracks-white-so-they-dont-melt-1451317). Hierzu werden beispielsweise speziell ausgerüstete Schienenfahrzeuge eingesetzt, die die Schienen mit weißer Farbe besprühen. Die weiße Farbe soll die Reflexion von Sonnenlicht verbessern und damit ein Aufheizen der Schienen vermeiden. Dadurch soll eine Verringerung der Temperatur der Schiene von 5-8 °C im Vergleich zu unbemalten Schienen möglich sein.
  • Nachteil dieser Verfahren ist, dass die Farbe in relativ kurzen Abständen erneuert werden muss und das Streichen der Schienen auch aus ökologischen Gründen bedenklich ist, da die Farbe auch in den Untergrund gelangen kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen wirksamen Schutz von Schienen gegen eine übermäßige Aufheizung durch Sonnenstrahlung bereit zu stellen, der die obigen Nachteile mindert oder vermeidet.
  • In einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Elastomerprofil zur seitlichen Anlage an eine Schiene zur Befahrung durch Schienenfahrzeuge, wobei das Elastomerprofil mindestens eine von der Schiene weg weisende Oberfläche mit einem Solarreflexionsindex SRI von ≥ 50 aufweist.
  • Kerngedanke der Erfindung ist es, anstelle einer Bemalung von Schienen mit weißer Farbe ein Elastomerprofil an zumindest eine Schienenseite anzulegen, die von einer potenziellen Sonneneinstrahlung betroffen sein kann, wobei das Elastomerprofil zumindest eine von der Schiene weg weisende weiße Oberfläche aufweist, die einstrahlendes Sonnenlicht reflektiert. Das Elastomerprofil kann lediglich eine weiße Oberflächenschicht aufweisen oder vollständig, d.h. über den gesamten Querschnitt, weiß eingefärbt sein. Vorzugsweise ist das Elastomerprofil vollständig weiß eingefärbt. Eine weiße Färbung des Elastomers kann beispielsweise mit geigneten Weißpigmenten wie Titandioxid (TiO2), Zinkoxid (ZnO), Zinksulfid (ZnS), Lithopone oder anderen vorzugsweise anorganischen Verbindungen in geeigneter Konzentration als Füllmaterial erreicht werden.
  • Das erfindungsgemäße Elastomerprofil kann seitlich an eine Schiene angelegt werden und sorgt durch seine weiße Färbung für eine wirksame Reflexion von Sonnenlicht, so dass eine übermäßige Aufheizung der Schiene durch Sonneneinstrahlung vermieden wird. Darüber hinaus hat das Elastomerprofil auch dämpfende, d.h. körperschallisolierende, und streustromisolierende Eigenschaften.
  • Unter einem "Elastomerprofil" wird ein Profil aus einem elastomerem Material verstanden. Ein Elastomerprofil kann aus einem oder mehreren unterschiedlichen elastomeren Materialien bestehen und beispielsweise mittels Koextrusion dieser unterschiedlichen Materialien hergestellt sein.
  • Unter einem "elastomeren Material" wird hier ein Material verstanden, das gummielastische Eigenschaften aufweist, also ein formfester, aber elastisch verformbarer Kunststoff oder Kunststoffgemisch, dessen Glasübergangspunkt sich unterhalb der Raumtemperatur befindet. Beispiele für elastomere Materialien sind Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylenkautschuk (EPDM), Butadien-Acrylnitrilkautschuk (NBR), hydrierter Acrylnitrilkautschuk (HNBR) Chloroprenkautschuk (CR), chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Polyacrylatkautschuk (ACM), Polyurethankautschuk (PU), Silikonkautschuk (Q), Fluorsilikonkautschuk (MFQ) und Fluorkautschuk (FPM). Bevorzugt sind Silikonkautschuk (Polysiloxankautschuk, Q), EPDM, SBR, CR oder NBR, besonders bevorzugt EPDM. Unter einem "quervernetzten Elastomer" werden Elastomere verstanden, deren Molekülketten im Gegensatz zu thermoplastischen Elastomeren untereinander kovalent vernetzt sind. Beispiele für quervernetzte Elastomere sind Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM, EPDM). Der Begriff "elastomeres Material" umfasst auch Mischungen aus verschiedenen elastomeren Materialien.
  • Unter einem "Seitenprofil" wird hier ein seitlich von der Schiene in der Schienenkammer, d.h. dem Bereich zwischen der Schienenkopfunterseite und der Schienenfußoberseite, angeordnetes Elastomerprofil verstanden. Ein Seitenprofil für Rillenschienen ist beispielsweise aus der EP 1206599 B1 bekannt. Unter einem "die Schienenkammer ausfüllenden Seitenprofil" wird ein Seitenprofil mit einem ausreichenden Volumen verstanden, so dass es mindestens den räumlichen Bereich zwischen der Schienenkopfunterseite und der Schienenfußoberseite vollständig einnimmt, und nicht ein vergleichsweise dünnschichtiges an der Schienenkopfunterseite, dem Schienensteg und Schienenfuß anliegendes streifenförmiges Profil. Ein Seitenprofil kann massiv ausgebildet sein, oder Poren oder Kanäle, z.B. Längskanäle, aufweisen. Ein Seitenprofil erstreckt sich vorzugsweise streifenförmig in Längsrichtung einer Schiene.
  • Unter einer "Schiene" wird hier eine Bahnschiene, beispielsweise eine Rillenschiene, Vignolschiene oder Kranschiene verstanden. Während Vignol- und Kranschienen im Wesentlichen achsensymmetrisch ausgebildet sind, trifft dies für Rillenschienen in der Regel nicht zu. Eine Rillenschiene umfasst eine Fahrschiene mit einem Fahrschienenkopf und eine Leitschiene mit einem Leitschienenkopf sowie eine zwischen Fahrschiene und Leitschiene gebildete Rille. Die Leitschiene, die einstückig mit der Fahrschiene oder als separates mit der Fahrschiene verbindbares Element ausgebildet sein kann, ist innerhalb eines Gleises in der Regel zum Gleisinneren gerichtet.
  • Die Begriffe "außen" und "innen" beziehen sich hier auf die übliche Gleiskonstruktion mit zwei parallel verlaufenden Schienen und einem dazwischen liegenden Gleisinneren. Die Begriffe "außen", "äußere" etc. bezeichnen somit eine Orientierung vom Gleisinneren weg. Der Begriff "äußeres Seitenprofil" bezeichnet daher beispielsweise ein Seitenprofil an der Außenseite einer Schiene, d.h. der vom Gleisinneren abgewandten Seite der Schiene. Der Begriff "inneres Seitenprofil" bezeichnet ein Seitenprofil, das auf der zum Gleisinneren orientierten Seite angeordnet ist. Entsprechend bezeichnet der Begriff "äußere Schienenkopfflanke" eine vom Gleisinneren wegweisende Flanke des Schienenkopfes, der Begriff "äußere Schienenkopfunterseite" jene Unterseite des Schienenkopfes, die auf der dem Gleisinneren gegenüberliegenden Seite der Schiene liegt. Zum Gleisinneren sind regelmäßig auch die Spurkränze der Spurkranzräder von Schienenfahrzeugen orientiert.
  • Der Begriff "Flanke" bezieht sich hier auf seitliche Flächen, beispielsweise einer Schiene. Der Begriff "Schienenstegflanke" bezeichnet beispielsweise eine seitliche Oberfläche des Schienenstegs, der Begriff "Schienenkopfflanke" die seitliche Fläche des Schienenkopfes. Flanken verlaufen im Wesentlichen vertikal, wobei der Ausdruck "im Wesentlichlichen" bedeutet, dass beispielsweise eine leichte Abweichung von der Vertikalen, zum Beispiel durch eine Neigung der Schiene innerhalb eines Gleises zum Gleisinneren hin, auch von dem Begriff erfasst sein soll.
  • Der Ausdruck "von der Schiene weg weisend" bedeutet eine Orientierung in Richtung Schienenumgebung, insbespondere eine Orientierung weg von den seitlichen Flanken der Schiene, d.h. eine Orientierung im Wesentlichen in Richtung quer zur Schienenlängsebene. In Bezug auf eine Schiene als Teil eines Gleises schließt dies eine Orientierung nach außen und nach innen ein.
  • Der Begriff "seitlich anlegbar" in Bezug auf das erfindungsgemäße Elastomerprofil, bedeutet, dass das Elastomerprofil zumindest an einen seitlichen Bereich der Schiene angelegt werden kann, beispielsweise mindestens einen Teil der Schienenstegflanke. Der Begriff schließt nicht aus, dass das erfindungsgemäße Elastomerprofil auch an zumindest einen Teil des Schienenfußes oder der Schienenkopfunterseite angelegt werden kann.
  • Unter einem "Spurkranzrad" wird hier ein Rad verstanden, das einen randständig an der Radscheibe über eine Lauffläche eines Rades vorstehenden Spurkranz aufweist. Die Lauffläche wird hier auch als "Radbandage" bezeichnet.
  • Unter einer "Gleisverwerfung" wird ein horizontales oder vertikales Ausknicken des Gleisrostes unter äußerer Lasteinwirkung, z.B. eines überfahrenden Zuges, verstanden. Unter einer "Gleisverdrückung" wird eine Verschiebung eines Gleises infolge grosser innerer Längsdruckkräfte aufgrund hoher Temperaturen, jedoch ohne äussere Lasteinwirkung, verstanden.
  • Der "Solarreflexionsindex" ("Solar Reflectance Index", SRI) ist ein Maß für die Rückstrahlfähigkeit eines Materials gegenüber Sonnenlicht, insbesondere hinsichtlich der Verhinderung einer Erwärmung des Materials bei Exposition gegenüber Sonnenlicht. Der Solarreflexionsindex ist eine Kombination aus dem Strahlungsreflexionsgrad ("Solar Reflectance", SR, oder auch "Total Solar Reflectance, TSR, Albedo), der den von einer Fläche reflektierten Anteil der auf die Fläche einfallenden Gesamtstrahlung des Sonnenlichts (beispielsweise Wellenlängen von 280-2500 nm oder 300-2500 nm) angibt und Werte zwischen 0 und 1 (bei Prozentangaben zwischen 0 und 100) annehmen kann, und der thermischen Emissivität, d.h. der Wärmeabstrahlung des Materials. Die thermische Emissivität (Thermal Emissivity, TE) gibt das Verhältnis der Wärmstrahlung, die ein Körper bei einer bestimmten Temperatur abgibt, zu der Wärmestrahlung eines schwarzen Körpers unter denselben Bedingungen an. Der Wert kann zwischen 0 und 1 (bei Prozentangaben zwischen 0 und 100) liegen und bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, aufgenommene Strahlungsenergie in Form von Wärmestrahlung abzugeben. Der SRI-Wert ist gemäß ASTM E1980-11 definiert als die relative Temperatur einer Oberfläche in Bezug auf eine weiße Standardoberfläche (SRI = 100) und eine schwarze Standardoberfläche (SRI = 0) unter Standardbedingungen (Sonneneinstrahlung 1000 Wm-2, Umgebungstempearatur 310 K, Himmelstemperatur 300 K). Der SRI-Wert kann gemäß ASTM E1980-11 ermittelt werden. Der SRI-Wert kann sowohl negativ als auch größer 1 (bzw. bei Prozentangaben größer 100) sein, liegt häufig jedoch zwischen 0 und 1 (bzw. 0 und 100).
  • Der Ausdruck, wonach "das Elastomerprofil mindestens eine von der Schiene weg weisende Oberfläche mit einem Solarreflexionsindex SRI von ≥ 50 aufweist" bedeutet, dass das Elastomerprofil zumindest eine von der Schiene weg weisende oberflächliche Materialschicht aufweist, die einen Solarreflexionsindex SRI von ≥ 50, beispielsweise bestimmt gemäß ASTM E1980-11, aufweist. Zur Klarstellung sei daraufhingewiesen, dass die normgemäße Bestimmung des SRI-Wertes in der Regel bei horizontaler Orientierung der Fläche erfolgt, und sich die hier gemachten Angaben zum SRI-Wert auch auf den so ermittelten Wert beziehen. Das erfindungsgemäße Elastomerprofil kann beispielsweise eine weiße Oberflächenschicht aus einem elastomeren Material aufweisen oder vollständig weiß gefärbt sein.
  • Das erfindungsgemäße Elastomerprofil kann in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist jedoch eine möglichst große Oberfläche mit einem möglichst großen Solarreflexionsindex SRI vorhanden, die sonst insbesondere während der Sommermonate auf die Schiene fallendes Sonnenlicht reflektieren kann.
  • Das erfindungsgemäße Elastomerprofil ist besonders bevorzugt opak und weist mindestens einen möglichst großen Strahlungsreflexionsgrad (SR, Albedo) auf. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Elastomerprofil gleichzeitig auch eine möglichst hohe thermische Emissivität auf. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Elastomerprofil einen Strahlungsreflexionsgrad von mindestens 0,4 aufweisen. Bevorzugt weist es einen Strahlungsreflexionsgrad SR von mindestens 0,45, 0,5, 0,55, 0,6 oder 0,65 auf.
  • Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Elastomerprofil eine von der Schiene weg weisende Oberfläche auf, die einen Solarreflexionsindex SRI von ≥ 55, vorzugsweise ≥ 60, ≥ 65, ≥ 70 oder ≥ 75, besonders bevorzugt von ≥ 80 auf.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Elastomerprofil eine von der Schiene weg weisende weiß gefärbte Oberfläche auf und/oder ist durchgehend weiß eingefärbt. Auch andere helle Farben oder sonstwie das Sonnenlicht stark reflektierende Beschichtungen kommen jedoch in Frage.
  • Das erfindungsgemäße Elastomerprofil kann jeweils so ausgestaltet werden, dass es optimal an die jeweilige Schienenkontur angepasst ist und passend an eine Seite einer Schiene angelegt werden kann. Dazu kann das Elastomerprofil so ausgestaltet sein, dass es die Schienenkammer nicht vollständig ausfüllt und im Wesentlichen als flexible flächige Elastomerschicht an die Schiene angelegt werden kann. Das Elastomerprofil kann dazu auch beispielsweise über Knickriefen, Kerben und dergleichen verfügen, um eine größere Flexibilität zu erreichen. Das Elastomerprofil kann aber auch so ausgestaltet sein, dass es die Schienenkammer vollständig ausfüllt oder über die Schienenkammer in Richtung von der Schiene weg vorsteht. Dies kann gegebenenfalls vorteilhaft sein, um eine höhere Reflexion von Sonnenlicht zu erreichen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Elastomerprofil zur seitlichen Anlage an eine Schiene vorgesehen, die einen Schienenkopf mit einer seitlichen Schienenkopfflanke und einer Schienenkopfunterseite, einen Schienenfuß mit einer Schienenfußoberseite und einen den Schienenkopf mit dem Schienenfuß verbindenden Schienensteg mit einer seitlichen Schienenstegflanke aufweist, wobei das Elastomerprofil dahingehend ausgestaltet ist, dass es seitlich mindestens an einen Teil der Schienenstegflanke der Schiene angelegt werden kann. Bei der Schiene kann es sich um eine Vignolschiene, Rillenschiene oder Kranschiene handeln.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Elastomerprofil dahingehend ausgestaltet, dass es
    1. a) wenigstens an die vollständige Schienenstegflanke angelegt werden kann, oder
    2. b) wenigstens an einen Teil der Schienenkopfunterseite und einen Teil der Schienenstegflanke der Schiene angelegt werden kann, oder
    3. c) wenigstens an einen Teil der Schienenstegflanke und einen Teil der Schienenfußoberseite der Schiene angelegt werden kann, oder
    4. d) wenigstens an die vollständige Schienenstegflanke und einen Teil der Schienenfußoberseite der Schiene angelegt werden kann, oder
    5. e) wenigstens an die vollständige Schienenstegflanke und die vollständige Schienenfußoberseite der Schiene angelegt werden kann, oder
    6. f) wenigstens an einen Teil der seitlichen Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite und an einen Teil der Schienenstegflanke der Schiene angelegt werden kann, oder
    7. g) wenigstens an einen Teil der seitlichen Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite und der vollständigen Schienenstegflanke der Schiene angelegt werden kann, oder
    8. h) wenigstens an einen Teil der seitlichen Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite, der Schienenstegflanke und einen Teil der Schienenfußoberseite der Schiene angelegt werden kann. Es kann auch so ausgestaltet sein, dass es den Schienenfuß in der Einbausituation von oben umgreift. Gegebenenfalls kann das Elastomerprofil den Schienenfuß auch von oben umgreifen und zusätzlich einen Teil der Schienenfußunterseite bedecken.
  • Das erfindungsgemäße Elastomerprofil besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden elastomeren Material, bevorzugt aus Silikonkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Naturkautschuk (NR), einer Naturkautschuk-Butylkautschuk-Mischung (NR/BR) oder aus Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM). Das erfindungsgemäße Elastomerprofil kann auch aus zwei oder mehr elastomeren Materialien, beispielsweise mittels Koextrusion, hergestellt sein. Es kann massiv ausgebildet sein oder Hohlräume in Form von Längskanälen oder dergleichen enthalten. Das elastomere Material kann auch Hohlkörper, beispielseweise Mikrosphären, enthalten. Für eine Weißfärbung kann dem elastomeren Material eine geeignete Menge Weißpigment, beispielsweise Titandioxid (TiO2), beigemischt werden. Zur Verbesserung der UV-Stabilität, d.h. Stabilität gegenüber ultravioletter Strahlung, kann das elastomere Material auch geeignete UV-Stabilisatoren enthalten (s. z.B. Kucuk SD, Gerengi H, Guner Y. 2018, The effect of Tinuvin derivatives as an ultraviolet (UV) stabilizer on EPDM rubber, Periodicals of Engineering and Natural Sciences 6, 52-62, doi: 10.21533/pen.v6i1.157).
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Elastomerprofil ein magnetisches Material oder weist eine zur Schiene hin gerichtete magnetische Beschichtung auf. Bei der Beschichtung kann es sich beispielsweise auch um eine Magnetfolie handeln, die mittels einer Klebschicht auf die schienenseitige Oberfläche des Elastomerprofils aufgebracht ist. Auf diese Weise kann das Elastomerprofil mittels magnetischer Anziehungskraft an eine Schiene angelegt werden. Das magnetische Material kann magnetische oder magnetisierbare Partikel umfassen. Eine Gummimischung mit festen magnetisierbaren Partikeln darin ist beispielsweise in der EP 1125974 A1 beschrieben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können im Inneren des Elastomerprofils auch Kühlkanäle vorgesehen sein, die mit einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchströmt werden können. Die im Elastomerprofil in Längsrichtung, d.h. in Einbausituation in Richtung parallel zur Längsrichtung der Schiene, verlaufenden Kühlkanäle können mit ihren Enden an einen Wärmetauscher angeschlossen werden. Auf diese Weise kann man insbesondere in warmen und stark hinsichtlich der Temperatur schwankenden Regionen eine gezielte Kühlung des Profils bewirken. Das Elastomerprofil kann gegebenenfalls auch von außen mit Hilfe von Kühlkanälen gekühlt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Elastomerprofil so ausgestaltet, dass es die zugehörige Schienenkammer nicht vollständig ausfüllt. Das Elastomerprofil weist im Bereich der zugehörigen Schienenkammer daher einen vergleichsweise geringen Querschnitt auf. Der Querschnitt des Profils kann von dem in Einbausituation zum Schienenkopf hin orientierten ersten Ende bis zu dem in Einbausituation zum Schienenfuß orientierten zweiten Ende im Wesentlichen gleich bleiben oder zum zweiten Ende hin sich verjüngen. Ein in Einbausituation an der Schienenkopfflanke anliegender Abschnitt des Elastomerprofils kann einen verdünnten Querschnitt aufweisen, während ein in Einbausituation an der Schienenkopfunterseite anliegender Abschnitt des Elastomerprofils verdickt sein kann. Der in Einbausituation an der Schienenkopfunterseite anliegende Abschnitt des Elastomerprofils kann beispielsweise luftgefüllte Längskanäle aufweisen. Das Elastomerprofil ist daher besonders bevorzugt im Wesentlichen streifenförmig ausgebildet und an die Kontur der Schiene anlegbar. "Streifenförmig" heißt hier, dass das Elastomerprofil im Wesentlichen flächig und bandförmig ausgebildet ist und eine vergleichsweise geringe Dicke aufweist. Ein solches Elastomerprofil ist vergleichsweise leicht herstellbar und das Wickeln des Profils ist ebenfalls erleichtert, wodurch Verformungen verhindert und die Bereitstellung größerer und kostengünstigerer Längen ermöglicht wird. Darüber hinaus erleichtert eine solche Ausgestaltung die Anpassung an die Schienenkontur.
  • Um die Anpassung an die Schienenkontur weiter zu erleichtern, weist das erfindungsgemäße Elastomerprofil in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens eine Knickriefe auf. Das ist insbesondere vorteilhaft bei streifenförmiger Ausgestaltung des Elastomerprofils. Es kann sich hierbei um eine Einkerbung des Elastomerprofils handeln, so dass der Querschnitt des Profils vermindert und auf diese Weise ein Biegen bzw. Knicken erleichtert ist. Möglich ist aber auch, in Bereichen, die gebogen bzw. geknickt werden müssen, ein weicheres Material vorzusehen.
  • Das erfindungsgemäße Elastomerprofil kann aus mehreren getrennten Teilen bestehen. Bevorzugt ist jedoch, dass das erfindungsgemäße Elastomerprofil einstückig ausgebildet ist. Das schließt allerdings nicht aus, dass das erfindungsgemäße Elastomerprofil in sich unterschiedliche Materialien aufweisen kann und beispielsweise mittels Koextrusion dieser unterschiedlichen Materialien hergestellt ist.
  • Das erfindungsgemäße Elastomerprofil ist bevorzugt so ausgestaltet, dass es etwaige von der Sonne beschienene Schienenteile in der Einbausituation ausreichend bedeckt, um eine unerwünschte Aufheizung der Schiene bei Sonneneinstrahlung zu verhindern. Bevorzugt bedeckt das Elastomerprofil die jeweiligen Seitenbereiche der Schiene, d.h. die Außenseite und/oder Innenseite der Schiene mit den zugehörigen nach außen weisenden Flächen, die einer Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein können, zu einem möglichst großen Teil. Zu den besonders exponierten Flächen zählen die Schienenkopfflanke, die Schienenstegflanke und die Schienenfußoberseite. Auch die Schienenkopfunterseite kann von direkter oder indirekter Sonneneinstrahlung betroffen sein. Vorzugsweise bedeckt das erfindungsgemäße Elastomerprofil die von der Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite, der Schienenstegflanke und der Schienenfußoberseite gebildete Fläche der Schiene in der Einbausituation zu mindestens 50%, bevorzugt zu mindestens 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 % oder zu mindestens 80%. Im Falle einer Vignol- oder Kranschiene ist es bevorzugt, wenn auf der Seite der Schiene, die zum Gleisinneren weist, und auf der der Spurkranz eines Spurkranzrades eines Schienenfahrzeugs beim Befahren der Schiene angeordnet ist, ein erfindungsgemäßes Elastomerprofil verwendet wird, dass nicht auch die Schienenkopfflanke bedeckt, so dass diese frei gehalten wird, um Kontakt mit dem Spurkranz zu vermeiden. Mit Hilfe des Elastomerprofils können beispielsweise die seitlichen Oberflächen der Schiene auch gegenüber Feuchtigkeit etc. isoliert werden.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Schienenanordnung, die vor unerwünschtem Aufheizen durch Sonneneinstrahlung geschützt ist. Die Anordnung umfasst:
    1. a. eine Schiene zur Befahrung durch Schienenfahrzeuge, und
    2. b. ein seitlich an die Schiene angelegtes Elastomerprofil gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Bei der Schiene kann es sich beispielsweise um eine Vignol-, Kran- oder Rillenschiene handeln. Das Elastomerprofil kann auf einer oder beiden Seiten der Schiene angeordnet sein. Je nach Orientierung der Schiene kann auch nur an der stärker von der Sonne beschienenen Seite der Schiene ein erfindungsgemäßes Elastomerprofil angeordnet sein. An der anderen Seite kann ein Profil fehlen oder auch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Elastomerprofil angeordnet sein. Im Falle einer im Wesentlichen achsensymmetrisch ausgebildeten Schiene, z.B. einer Vignol- oder Kranschiene, kann die Schienenanordnung für den Fall, dass beidseitig ein Elastomerprofil angeordnet ist, ein inneres Elastomerprofil (Seitenprofil) aufweisen, das im Wesentlichen zu dem äußeren Elastomerprofil (Seitenprofil) achsensymmetrisch ist. Das ist jedoch nicht erforderlich. Für den Fall eines auf der Außenseite angebrachten auch die Schienenkopfflanke bedeckenden Elastomerprofils ist es bei Vignol- und Kranschienen beispielsweise bevorzugt, auf der Innenseite ein Elastomerprofil einzusetzen, welches die Schienenkopfflanke nicht bedeckt, um Kontakt mit einem Spurkranz zu vermeiden (s.o.). Auch im Falle einer Rillenschiene können sich Innen- und Außenprofil unterscheiden, wobei beide Profile an die jeweilige Schienenkontur angepasst sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schienenanordnung weist die Schiene einen Schienenkopf mit einer seitlichen Schienenkopfflanke und einer Schienenkopfunterseite, einen Schienenfuß mit einer Schienenfußoberseite und einen den Schienenkopf mit dem Schienenfuß verbindenden Schienensteg mit einer seitlichen Schienenstegflanke auf, wobei das Elastomerprofil seitlich mindestens an einem Teil der Schienenstegflanke der Schiene anliegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schienenanordnung liegt das Elastomerprofil
    1. a) wenigstens an der vollständigen Schienenstegflanke, oder
    2. b) wenigstens an einem Teil der Schienenkopfunterseite und einem Teil der Schienenstegflanke der Schiene, oder
    3. c) wenigstens an einem Teil der Schienenstegflanke und einem Teil der Schienenfußoberseite der Schiene, oder
    4. d) wenigstens an der vollständigen Schienenstegflanke und einem Teil der Schienenfußoberseite der Schiene, oder
    5. e) wenigstens an der vollständigen Schienenstegflanke und der vollständigen Schienenfußoberseite der Schiene, oder
    6. f) wenigstens an einem Teil der seitlichen Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite und einem Teil der Schienenstegflanke der Schiene,
    7. g) wenigstens an einem Teil der seitlichen Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite und der vollständigen Schienenstegflanke der Schiene, oder
    8. h) wenigstens an einem Teil der seitlichen Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite, der Schienenstegflanke und einem Teil der Schienenfußoberseite der Schiene an.
  • In einer einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schienenanordnung bedeckt das Elastomerprofil die von der Schienenkopfflanke, der Schienenkopfunterseite, der Schienenstegflanke und der Schienenfußoberseite gebildete Fläche der Schiene zu mindestens 50%, bevorzugt zu mindestens 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 % oder zu mindestens 80%.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schienenanordnung auf der Außenseite des erfindungsgemäßen Elastomerprofils Kühlkanäle vorgesehen, die von einem Kühlmittel durchströmt werden können, um das Elastomerprofil und damit die Schiene zu kühlen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren zu bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung rein zu Veranschaulichungszwecken näher erläutert.
    • Fig. 1 Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung.
    • Fig. 2 Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung.
    • Fig. 3 Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung.
    • Fig. 4 Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung.
    • Fig. 5 Vereinfachte räumliche Ansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung gemäß Fig. 3.
  • Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung 100. Hier ist eine als Vignolschiene ausgebildete Schiene 2 mit einem Schienenkopf 3, einem Schienenfuß 5 und einem den Schienenkopf 3 mit dem Schienenfuß 5 verbindenden Schienensteg 4 dargestellt. An einer Seite der Schiene 2 ist ein hier strangförmiges, die zugehörige Schienenkammer 6 nicht vollständig ausfüllendes, Elastomerprofil 1 aus elastomerem Material vorgesehen. Das Elastomerprofil 1 weist in dieser Ausführungsform im Wesentlichen drei Abschnitte A, B, C auf, die hier durch Knickriefen 7 getrennt sind und an der Schienenkopfunterseite 32, der Schienenstegflanke 41 und einem Teil der Schienenfußoberseite 51 an einer Seite der Schiene 2 anliegen. Das Elastomerprofil 1 ist im Kontaktbereich an die äußere Kontur der Schiene 2 angepasst, d.h. mit seiner Kontaktfläche zur Schiene geometrisch an die Formgebung der Schiene 2 angepasst. Die Knickriefen 7 sorgen hier dafür, dass das Elastomerprofil 1 leichter an die äußere Form der Schiene 2 anlegbar ist. Das Elastomerprofil 1, das beispielsweise aus Silikonkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Naturkautschuk (NR), einer Naturkautschuk-Butylkautschuk-Mischung (NR/BR) oder aus Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM) geeigneter Shore-Härte bestehen kann, ist mittels geeigneter Weißpigmente, z.B. aus TiO2, weiß gefärbt und reflektiert auf die Oberfläche 11 des Elastomerprofils fallendes Sonnenlicht, so dass einer unerwünschten Aufheizung der darunter liegenden Schiene 2 durch die Sonneneinstrahlung wirksam begegnet werden kann. Das ist insbesondere in heißen Sommermonaten vorteilhaft, um Gleisverwerfungen oder Gleisverdrückungen aufgrund zu starker Erhitzung der Schienen zu vermeiden. Das Elastomerprofil 1 ist mittels in die Elastomermatrix eingebetteter Magnetpartikel magnetisch und kann so auf einfache Weise an der Schiene 2 angebracht und bei Bedarf auch wieder entfernt werden. Bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung ist nur auf einer Seite der Schiene 2 ein erfindungsgemäßes Elastomerprofil (Seitenprofil) 1 vorgesehen. Dies kann beispielsweise für den Fall geschehen, dass die Sonneneinstrahlung im Wesentlichen nur von einer Seite aus erfolgt.
  • Figur 2 zeigt eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung 100. Hier ist beidseitig ein an der Schiene 2 anliegendes erfindungsgemäßes Elastomerprofil 1 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich der Abschnitt A des Elastomerprofils 1 bei dem auf der linken Seite dargestellten Elastomerprofil 1, das hier auf der zum Gleisäußeren liegenden Seite der Schiene 2 angeordnet ist, weiter nach oben und bedeckt auch einen Teil der Schienenkopfflanke 31. Bei dem auf der rechten Seite dargestellten Elastomerprofil 1 erstreckt sich der Abschnitt A nur über die Schienenkopfunterseite 32, um einen etwaigen Kontakt mit dem Radkranz eines darüber fahrenden Schienenfahrzeuges zu vermeiden. Bei den hier dargestellten Elastomerprofilen 1 sind darüber hinaus in dem Elastomerprofil 1 unterhalb der Schienenkopfunterseite 32 Längskanäle 8 angeordnet, wodurch das Elastomerprofil 1 in diesem Bereich weicher ist als in den massiven Profilbereichen. Dieser Bereich hat stärker schwingungsdämpfende Eigenschaften und kann Schwingungen, die beim Befahren der Schiene 2 durch Schienenfahrzeuge auftreten, aufnehmen und ableiten.
  • Figur 3 zeigt eine Querschnittansicht zu einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung 100 (s. Fig. 5). Der Querschnitt des Elastomerprofils 1 bleibt hier im Wesentlichen gleich. Das Elastomerprofil 1 weist nur zwei Abschnitte auf, die durch eine Knickriefe 7 getrennt sind. Der Abschnitt B bedeckt hier die gesamte Schienenstegflanke 41 und endet knapp unterhalb der Schienenkopfunterseite 32, der Abschnitt C bedeckt die gesamte Schienenfußoberseite 51 und umgreift den Schienenfuß 5 von oben, so dass auch die Schienenfußflanke 52 bedeckt ist. Darüber hinaus erstreckt sich das Elastomerprofil 1 bei dieser Ausführungsform entlang der Schienenfußunterseite 53 nach innen, so dass auch ein Teil der Schienenfußunterseite 53 von dem Elastomerprofil 1 bedeckt ist. Ein Fußprofil, das an der Schienenfußunterseite 53 zwischen den an der Schienenfußunterseite 53 endenden Enden der beidseitig der Schiene 2 angeordneten Elastomerprofilen 1 angeordnet sein kann, ist hier nicht dargestellt. Hier sind außen am Elastomerprofil 1 angeordnete Kühlkanäle 9 schematisch für eine Seite angedeutet. Die Kühlkanäle 9 können aber auch beidseitig angeordnet sein. Die Kühlkanäle 9 können auch aus elastomerem Material bestehen und an das Elastomerprofil 1 angeformt sein.
  • Figur 4 zeigt eine Querschnittansicht zu einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung 100. Bei dem hier dargestellten Elastomerprofil 1 sind im Bereich des Schienensteges 4 innerhalb des Profilkörpers Kühlkanäle 10 angeordnet, die zur Kühlung der Schiene 2 mit Kühlmittel, z.B. Wasser, durchströmt werden können.
  • Figur 5 zeigt eine vereinfachte räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Schienenanordnung 100, wie sie in Figur 3 im Querschnitt gezeigt ist. Kühlkanäle 9 sind hier nicht dargestellt. Zur besseren Übersicht sind hier nur die wichtigsten Bezugszeichen und Bezugsziffern eingezeichnet worden, so dass für weitere Details auf Figur 3 verwiesen wird. Die Figur 5 zeigt, dass abgesehen vom Schienenkopf 3 die gesamte exponierte Schienenoberfläche mit einem hier weißen Elastomerprofil 1 bedeckt ist. Im vorderen Abschnitt ist in der Figur das Elastomerprofil 1 weggelassen, damit ein Teil der dunklen Schienenoberfläche sichtbar wird, die ansonsten von der Sonne beschienen würde. Bei dieser Ausführungsform umgreift das Elastomerprofil 1 den Schienenfuß 5 an seiner Schienenfußflanke 53 und erstreckt sich auch über einen Teil der Schienenfußunterseite 54. Ein zwischen den Enden der beiden Elastomerprofile 1 angeordnetes separates Fußprofil ist nicht dargestellt. Einstrahlendes Sonnenlicht kann wirksam reflektiert und ein zu starkes Aufheizen der Schiene 2 vermieden werden.

Claims (12)

  1. Elastomerprofil (1) zur seitlichen Anlage an eine Schiene (2) zur Befahrung durch Schienenfahrzeuge, wobei das Elastomerprofil (1) mindestens eine von der Schiene (2) weg weisende Oberfläche (11) mit einem Solarreflexionsindex SRI von ≥ 50 aufweist.
  2. Elastomerprofil (1) nach Anspruch 1, wobei die von der Schiene (2) weg weisende Oberfläche (11) des Elastomerprofils (1) einen Solarreflexionsindex SRI von ≥ 55, vorzugsweise ≥ 60, ≥ 65, ≥ 70 oder ≥ 75, besonders bevorzugt von ≥ 80 aufweist.
  3. Elastomerprofil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Schiene (2) einen Schienenkopf (3) mit einer seitlichen Schienenkopfflanke (31) und einer Schienenkopfunterseite (32), einen Schienenfuß (5) mit einer Schienenfußoberseite (51) und einen den Schienenkopf (4) mit dem Schienenfuß (5) verbindenden Schienensteg (4) mit einer seitlichen Schienenstegflanke (41) aufweist, und wobei das Elastomerprofil (1) dahingehend ausgestaltet ist, dass es seitlich mindestens an einen Teil der Schienenstegflanke (41) der Schiene (2) angelegt werden kann.
  4. Elastomerprofil (1) nach Anspruch 2, wobei das Elastomerprofil (1) dahingehend ausgestaltet ist, dass es
    a) wenigstens an die vollständige Schienenstegflanke (41),
    b) wenigstens an einen Teil der Schienenkopfunterseite (32) und einen Teil der Schienenstegflanke (41) der Schiene (2),
    c) wenigstens an einen Teil der Schienenstegflanke (41) und einen Teil der Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2),
    d) wenigstens an die vollständige Schienenstegflanke (41) und einen Teil der Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2),
    e) wenigstens an die vollständige Schienenstegflanke (41) und die vollständige Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2),
    f) wenigstens an einen Teil der seitlichen Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32) und an einen Teil der Schienenstegflanke (41) der Schiene (2),
    g) wenigstens an einen Teil der seitlichen Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32) und der vollständigen Schienenstegflanke (41) der Schiene (2), oder
    h) wenigstens an einen Teil der seitlichen Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32), der Schienenstegflanke (41) und einen Teil der Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2)
    angelegt werden kann.
  5. Elastomerprofil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Elastomerprofil (1) aus einem vorzugsweise elektrisch isolierenden elastomeren Material besteht, bevorzugt aus Silikonkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Naturkautschuk (NR), einer Naturkautschuk-Butylkautschuk-Mischung (NR/BR) oder aus Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM).
  6. Elastomerprofil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Elastomerprofil (1) ein magnetisches Material umfasst oder zur Schiene (2) hin eine magnetische Beschichtung aufweist und mittels magnetischer Anziehungskraft an eine Schiene (2) angelegt werden kann.
  7. Elastomerprofil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    i. das Elastomerprofil (1) so ausgestaltet ist, dass es die Schienenkammer (6), in der das Seitenprofil (1) anzuordnen ist, nicht vollständig ausfüllt, und/oder
    ii. das Elastomerprofil (1) streifenförmig ausgebildet und an die Kontur der Schiene (2) anlegbar ist, und/oder
    iii. das Elastomerprofil (1) einstückig ausgebildet ist, und/oder
    iv. das Elastomerprofil (1) mindestens eine Knickriefe (7) aufweist, und/oder
    v. das Elastomerprofil (1) die von der Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32), der Schienenstegflanke (41) und der Schienenfußoberseite (51) gebildete Fläche der Schiene (2) zu mindestens 50%, bevorzugt zu mindestens 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 % oder zu mindestens 80% bedeckt und/oder
    vi. im Inneren des Elastomerprofils Kühlkanäle (10) angeordnet sind, die von einem Kühlmittel durchströmt werden können.
  8. Schienenanordnung (100), umfassend
    i. eine Schiene (2) zur Befahrung durch Schienenfahrzeuge, und
    ii. ein seitlich an die Schiene (2) angelegtes Elastomerprofil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Schienenanordnung (100) nach Anspruch 8, wobei die Schiene (2) einen Schienenkopf (3) mit einer seitlichen Schienenkopfflanke (31) und einer Schienenkopfunterseite (32), einen Schienenfuß (5) mit einer Schienenfußoberseite (51) und einen den Schienenkopf (3) mit dem Schienenfuß (5) verbindenden Schienensteg (4) mit einer seitlichen Schienenstegflanke (41) aufweist, und wobei das Elastomerprofil (1) seitlich mindestens an einem Teil der Schienenstegflanke (41) der Schiene (2) anliegt.
  10. Schienenanordnung (100) nach Anspruch 9, wobei das Elastomerprofil (1)
    a) wenigstens an der vollständigen Schienenstegflanke (41) anliegt,
    b) wenigstens an einem Teil der Schienenkopfunterseite (32) und einem Teil der Schienenstegflanke (41) der Schiene (2) anliegt,
    c) wenigstens an einem Teil der Schienenstegflanke (41) und einem Teil der Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2) anliegt,
    d) wenigstens an der vollständigen Schienenstegflanke (41) und einem Teil der Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2) anliegt,
    e) wenigstens an der vollständigen Schienenstegflanke (41) und der vollständigen Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2) anliegt,
    f) wenigstens an einem Teil der seitlichen Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32) und einem Teil der Schienenstegflanke (41) der Schiene (2) anliegt,
    g) wenigstens an einem Teil der seitlichen Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32) und der vollständigen Schienenstegflanke (41) der Schiene (2) anliegt, oder
    h) wenigstens an einem Teil der seitlichen Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32), der Schienenstegflanke (41) und einem Teil der Schienenfußoberseite (51) der Schiene (2) anliegt.
  11. Schienenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Elastomerprofil (1) die von der Schienenkopfflanke (31), der Schienenkopfunterseite (32), der Schienenstegflanke (41) und der Schienenfußoberseite (51) gebildete Fläche der Schiene (2) zu mindestens 50%, bevorzugt zu mindestens 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 % oder zu mindestens 80% bedeckt.
  12. Schienenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Schiene (2) als Rillenschiene oder Vignolschiene ausgebildet ist.
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