WO2011015249A1 - Schiene für ein spurgeführtes fahrzeug - Google Patents

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WO2011015249A1
WO2011015249A1 PCT/EP2009/060286 EP2009060286W WO2011015249A1 WO 2011015249 A1 WO2011015249 A1 WO 2011015249A1 EP 2009060286 W EP2009060286 W EP 2009060286W WO 2011015249 A1 WO2011015249 A1 WO 2011015249A1
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WO
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rail
shaped
egg
web
protrusion
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/060286
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Frenzel
Original Assignee
Ez Beteiligungsgesellschaft Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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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
    • E01B5/00—Rails; Guard rails; Distance-keeping means for them
    • E01B5/02—Rails
    • 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
    • E01B19/003—Means for reducing the development or propagation of noise

Definitions

  • the invention relates to a rail for a track-guided vehicle, in particular railroad track, and a track for a track-guided vehicle, in particular railroad, with such rails.
  • the invention has a special profile of the rail web of a rail for a track-guided vehicle to the object facing one to Rails with conventional rail profile reduced, radiated airborne sound level leads.
  • Steel tracks have, in conjunction with sleepers and a corresponding substructure, laid the foundation for enabling track-guided traffic, that is to say the transport of persons and loads, in an economic manner.
  • Rails are profiled rolled steel strands in different profile cross sections, they are formed from rail head, rail bridge and rail foot. Production takes place in rolling technology.
  • the rails serve as Spurschreibung the rolling stock and load transfer of the forces transmitted by the wheels of ballast and speed. This load initiation takes place via the contact surface between the wheel contact point and the rail head,
  • the rail profile tends to vibrate more than low rail profiles. Therefore, the sounds generated by trains today are louder than before.
  • the smooth, larger web height forms a hard, double-sided reflection surface, directly at the point of origin of the airborne sound,
  • the invention is based on the object of reducing or influencing the oscillation of the rail during driving, in particular with high transport speeds, in such a way that the strained total air mass is reduced and the noise pollution of the environment is reduced.
  • One of the objectives according to the invention is therefore in particular the airborne vibrations of the body or of the rails themselves reduce and thereby easily relieve a sound radiation and thus the environmental impact.
  • the invention proposes a rail for a tracked vehicle, in particular a railroad track, which is provided with
  • the rail web on at least one of its sides has a substantially drop-shaped or convex protrusion with a vertex, which is located outside of a center perpendicular to the extension of the protrusion between the rail foot and rail web, i. that the vertex lies outside a mid-perpendicular, which runs transversely to the extent of the center of the protrusion to the extension of the rail web, whereby the protrusion has a relation to the perpendicular bisector asymmetric shape.
  • a drop-shaped or egg-shaped protrusion which, viewed in profile, ie in cross-section of the rail web, can also be referred to as half-drop or half-shaped, essential feature of this protrusion shape, which of course extends over the entire length of the rail is that it can be described by different steep flanks, so that their vertex (or its apex line parallel to the rail extension ) is arranged out ⁇ center.
  • the protrusion has an asymmetrical shape.
  • two such protrusions are arranged at a distance from one another on at least one of the sides of the rail web, and it may also be advantageous if, on the gap of these two protrusions on the other side of the rail web, a further drop-shaped or egg-shaped one Protrusion is provided.
  • both sides of the Schaeenensteges are each provided with a protrusion, wherein the two protrusions are arranged at the same height (distance to Schienen ⁇ fuB) or offset in height to each other.
  • the protrusion or Vorwöibonne on the rail web of a rail is not symmetrical to form an axis of symmetry, said axis of symmetry extends transversely to the extension of the rail and perpendicular to the sides of the rail web.
  • the offset resulting from the asymmetry of the vertex of the protrusion is arranged relative to the above-mentioned perpendicular bisector either on the side of the mid-perpendicular facing the rail head or on the side of the mid-perpendicular facing the rail foot.
  • the drop or the egg “standing upside down” may be arranged on the rail web or be facing the rail with its thicker shape.
  • the use of two rails according to the invention as a track for a track-guided vehicle, in particular a railroad then advantageous if the rail webs of the two rails facing each other inner sides and facing away outer sides have on each of which at least one in the Essentially drop-shaped or egg-shaped Vorwöibung is formed, the formation and number of substantially teardrop-shaped or egg-shaped protrusion on the outer sides of the rail webs of the two rails with respect to a parallel to the extension of the rail webs and extending between the rails central axis substantially symmetrical or the same.
  • the inner sides of the rail webs of the two rails also exhibit essentially drip-shaped or egg-shaped protrusions.
  • the possibly high web of the rail acts like a membrane during dynamic excitation. Due to the new special change in shape of the rail web, this body level is reduced in the area of the rail web, but also with effects on the rail head and the rail foot.
  • the new design of the rail bridge offers a variety of ways that are easy to reai any even at the Waizrolien to be changed, additional costs after the installation of the rails and in the subsequent entertainment are not expected.
  • the possibilities of making a change in the previously smooth rail web surfaces by (semi-) drop or (semi) egg-shaped protrusions are manifold.
  • a specific, desired damping rate can be achieved by arranging the vibration-related nodes differently.
  • the total radiated sound power of a rail excited to vibrate is the product between radiance (radiation efficiency) of Rail and the square of the summed over the radiation range speed amplitude.
  • both the vertical and the lateral sound waves in the rail are triggered by the excitation point (wheel / rail contact point)
  • these sound waves can be influenced and thus dampened by the different arrangement of nodes in the desired, planned form.
  • the extent to which the rail vibrations induced by torsional bending stresses are involved in the development of railroad ripples (short-wave defects (dents) on the rail surface of generally 3-6 cm at a depth of 0.1-0.4 mm) is not definitive until today clarified. It is known that in track structures with double bearing on a base and interposed rail fastening to date no corrugation is known.
  • a lower rail vibration also means lower loads on the rail fasteners, Loosened screw bring increased wear of the screw itself, as well as the elastic and rigid elements of the rail fastening construction.
  • the loads on the materials in the wheel / rail system can therefore also be influenced by vibration and noise minimize the influence on the frequency and the amplitude.
  • FIG. 1 a rail in the pro! 2 shows a rail in profile according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows a rail in profile according to a third embodiment
  • Fig. 5 is a rail in profile according to a fifth embodiment
  • Fig. 6 a rail in the pro! according to a sixth embodiment.
  • the rail 10 has a rail foot 12, from which a rail web 14 projects approximately centrally.
  • a rail head 16th At the end remote from the rail foot 12 of the rail web 14 is a rail head 16th
  • the peculiarity of this rail profile consists in that at least one essentially drop-shaped or egg-shaped protrusion 22, 24 is formed on at least one of the two sides 18, 20 of the rail web 14.
  • These protrusions 22,24 are part of the rail profile and extend over the entire length of the rail 10th
  • the protrusions 22, 24 are designed such that their "bellies" are positioned facing the rail base 12.
  • Each protrusion 22 may be substantially described by a rail side first flank 26 and a rail side second flank 28 which may be provided with a turning point. Both flanks can be straight or slightly curved, ie with a turning point. Between the two flanks 26,28 is the vertex 30 of the respective protrusion 22,24, which is arranged off-center to the center of the protrusion.
  • a perpendicular bisector 32 which extends at half the height of the distance between the rail head end 34 of the protrusion and the rail foot end 36 of the protrusion perpendicular to the rail side concerned.
  • Fig. 2 shows a variant, wherein the protrusions are 22.24 inverted compared to the situation of Figure 1, so that their "antinodes" of the rail head are turned 16 to ⁇ their vertices are thus located above the mid-perpendicular 30 32nd In Fig.
  • FIG. 4 shows a rail profile similar to the rail profile according to FIG. 3, the orientation of the protrusions 22, 24, 25 being inverted relative to the situation according to FIG. 3. Furthermore, it is indicated in Fig. 3, which radii have the individual curvature portions of the protrusions.
  • the first flank 26 of a protrusion is composed of two oppositely curved curves with substantially the same radius Rl, while the second flank 28 has two also in the opposite direction curved Radienabschn ⁇ tte with the radii R2.
  • R 1 is substantially equal to the thickness t of the rail web 14
  • R 2 is substantially equal to half the rail web thickness t.
  • radii indicated see Fig. 5
  • yet another feature is indicated by the ratio of the radii is given to the rail web thickness t. This is only intended as an example! be considered.
  • edge courses of the protrusions according to FIG. 5 that they are composed by radii sections curved in opposite directions, as shown in FIG. 5.
  • Another special feature of the embodiments of FIGS. FIGS. 5 and 6 can be seen in the offset of the two protrusions 22, 24 arranged on both sides of the rail web.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)

Abstract

Die Schiene (10) für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnschiene, ist mit einem Schienenfuß (12) und einem von diesem aufragenden, zwei gegenüberliegende Seiten (18, 20) aufweisenden Schienensteg (14) versehen. Ferner weist die Schiene (10) einen Schienenkopf (16) an dem dem Schienenfuß (14) abgewandten Ende des Schienensteges (14) auf, Der Schienensteg (14) weist an mindestens einer seiner Seiten (18, 20) eine im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung (22, 24, 25) mit einem Scheitelpunkt (30) auf, der außerhalb einer Mittelsenkrechten liegt, welche auf Höhe der Mitte der Vorwölbung (22, 24, 25) quer zur Erstreckung des Schienensteges (14) verläuft, womit die Vorwölbung (22, 24, 25) eine bezogen auf Mittelsenkrechte (32) asymmetrische Formgebung aufweist.

Description

SCHIENE FUR EIN SPURGEFÜHRTES FAHRZEUG
Die Erfindung betrifft eine Schiene für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnschiene, und ein Gleis für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Eisenbahn, mit derartigen Schienen, Insbesondere hat die Erfindung ein spezielles Profil des Schienensteges einer Schiene für ein spurgeführtes Fahrzeug zum Gegenstand, das zu einem gegenüber Schienen mit herkömmlichem Schienenprofil reduzierten, abgestrahlten Luftschallpegel führt.
Fahrschienen aus Stahl haben in Verbindung mit Schwellen und einem entsprechenden Unterbau die Grundlage gebracht, einen spurgeführten Verkehr, das heißt den Transport von Personen und Lasten, in wirtschaftlicher Weise zu ermöglichen.
Fahrschienen sind profilierte gewalzte Stahlstränge in unterschiedlichen Profilquerschnitten, Sie werden gebildet aus Schienenkopf, Schienensteg und Schienenfuß. Die Produktion erfolgt in Walztechnik.
Die Schienen dienen als Spurfuhrung des Rollgutes und zur Lastubertragung der durch die Räder übertragenden Kräfte aus Auflast und Geschwindigkeit. Diese Lasteinieitung erfolgt über die Kontaktfläche zwischen Radaufstands- punkt und Schienenkopf,
Beim Bewegen dieses Radaufstandspunktes treten infolge der Dynamik Schwingungen auf. Diese Schwingungen sind
- als Schienenkopfschwingungen,
als Schienenstegschwingungen
und als Schienenfußschwingungen bekannt. Durch die Schwingungen entsteht Luft- und Körperschal!. Die Berührungsfläche von Rad und Schiene ist die Hauptquelie für die Lärm- abstrahlung. In dieser Koppelstelle der Schwingungssysteme des Gleises und der Fahrzeuge werden die Schwingungen erzeugt, die ais Körperschall in die Schiene und in das Rad übertragen und von dort weitergeieitet und/oder als Luftschaü abgestrahlt werden.
Durch die fortschreitende Entwicklung der Eisenbahnen werden immer höhere Geschwindigkeiten und größere Verkehrslasten eingefordert. Als Folge wurden die Schienenprofile immer schwerer und höher, Ais gebräuchlichste Schienenform wird in Deutschland heute die Profile S 49, S 54 und UIC 60 eingesetzt.
Durch größere Höhe der Schienenprofile, was für eine Erhöhung der zu trans- portierenden Lasten vorteilhaft ist, neigen die Schienenprofiie zu stärkerer Vibration als niedrige Schienenprofile. Deshalb sind die heute von Zügen erzeugten Geräusche lauter als früher. Außerdem bildet die glatte größere Steghöhe eine schaSIharte, beidseitige Reflexioπsfläche, und zwar direkt am Entstehungspunkt des Luftschalls,
Von großem Nachteil ist außerdem, dass sich die Torsions-Biegespannungen rhythmisch von Auflager zu Auflager fortsetzen. Die Befestigung der Schiene ist hierbei direkt auf dem Auflager angeordnet und unterbindet die rhythmische Fortsetzung kaum.
Besser ist es, auf jeder Schwelle ein Doppelauflager anzuordnen und die Befestigung zwischen den Auflager zu positionieren.
Trotz höchster Maßgenauigkeit bei der Herstellung der Schienen und bester Trag- oder Fahrflächengüte treten beim Befahren mit Zügen Abrollschwingungen und somit Luftschallabstrahlungen auf, die insbesondere bei hohen Transportgeschwindigkeiten eine große Intensität aufweisen und eine erhebliche Umweltbelastung darstellen. _ o _
Die Fahrgeräusche von Zügen werden zu einem erheblichen Anteil durch von den Schienen abgestrahlten Luftschal! verursacht.
Aus DE-A-10215255, DE-A-3824577 und EP-B-1186710 ist es bekannt, eine Schallisolierung an den Schienenoberftächen durch Anbauteile an den Schienen zu erreichen.
Diese bisher vorgeschlagenen Konstruktionen zur Reduzierung des abgestrahlten Luftschalls der Schienen haben aber den Nachteil, dass sie wenig wir- kungsvoll oder sehr aufwändig sind.
Nach der Gleismontage an der Schiene anzubauenden Konstruktionsteile sind mit sehr viel Zeit und Kostenaufwand verbunden. Bei einem vollflächigen belegen des Schienensteges ist außerdem die visuelle Begutachtung des Schienen- zustandes beeinträchtigt.
Aus EP-A-0758033 und DE-C-1952893 ist es bekannt, an den Seitenflächen des Schienensteges einer Eisenbahnschiene Vorwölbungen in Form von Rippen vorzusehen, die im Querschnitt durch den Schienensteg betrachtet eine im Wesentlichen sinusförmige Ausgestaltung aufweisen, wobei sich jeweils zwei dieser Rippen in gleicher Höhe auf beiden Seiten des Schienensteges befinden. Diese Rippen sollen die Abgabe von Luftschall sowie die Erzeugung von Körperschall reduzieren. Aufgrund von ersten Überlegungen hat sich aber gezeigt, dass diese Rippenformen noch nicht optimal für eine effektive Unterdrückung der Luft- und Körperschallentstehung sind.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Schwingung der Schiene beim Befahren, insbesondere mit hohen Transportgeschwindigkeiten, dera rt zu verringen bzw. zu beeinfl ussen, dass der abgestra h lte Luft- schailgesamtpegei verkleinert und die Lärmbelastung der Umwelt vermindert wird.
Eines der erfindungsgemäßen Ziele liegt somit insbesondere darin, die luftschallerzeugenden Schwingungen des Körpers bzw, der Schienen selbst zu reduzieren und dadurch auf einfache Weise eine Schallabstrahlung und damit die Umweltbelastung zu entlasten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Schiene für ein spurge- fuhrtes Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnschiene, vorgeschlagen, die versehen ist mit
einem Schienenfuß,
einem von diesem aufragenden, zwei gegenüberliegende Seiten aufweisenden Schienensteg und
- einem Schienenkopf an dem dem Schienenfuß abgewandten Ende des Schienensteges,
wobei der Schienensteg an mindestens einer seiner Seiten eine im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung mit einem Scheitelpunkt aufweist, der außerhalb einer bezogen auf die Erstreckung der Vorwölbung zws- sehen Schienenfuß und Schienensteg verlaufenden Mittelsenkrechten liegt, d.h. dass der Scheitelpunkt außerhalb einer Mittelsenkrechten liegt, welche auf Höhe der Mitte der Vorwölbung quer zur Erstreckung des Schienensteges verlauft, womit die Vorwölbung eine bezogen auf die Mittelsenkrechte asymmetrische Formgebung aufweist.
Mit der Erfindung wird also vorgeschlagen, an dem Schienensteg zumindest einseitig eine tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung vorzusehen, die im Profil, d.h. im Querschnitt des Schienensteges betrachtet, auch als halbtropfen- bzw. halbeiförmig bezeichnet werden kann, Wesensmerkmai dieser Vorwölbungsform, die sich selbstverständlich über die gesamte Länge der Schiene erstreckt, ist, dass sie durch unterschiedlich steile Flanken beschrieben werden kann, so dass ihr Scheitelpunkt (bzw. ihre Scheitellinie parallel zur Schienenerstreckung) außer¬ mittig angeordnet ist. Mit "außermittig" ist gemeint, dass der Scheitelpunkt außerhalb einer Mittelsenkrechten verläuft, die rechtwinklig auf der mit der Vor- Wölbung versehenen Seite des Schienensteges verläuft und bezogen auf den Beginn und das Ende der Vorwölbung (in Erstreckung des Schienensteges zwischen Schienenkopf und Schienenfuß betrachtet) mittig angeordnet ist. Mit anderen Worten weist also die Vorwölbung eine asymmetrische Formgebung auf. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn auf mindestens einer der Seiten des Schienensteges zwei derartige Vorwölbungen mit Abstand zu einander angeordnet sind, wobei es ferner von Vorteil sein kann, wenn auf Lücke dieser beiden Vorwölbungen auf der anderen Seite des Schienensteges eine weitere tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung vorgesehen ist.
Es ist auch möglich, dass beide Seiten des Schäenensteges jeweils mit einer Vorwölbung versehen sind, wobei die beiden Vorwölbungen auf gleicher Höhe (Abstand zum SchieneπfuB) oder höhenversetzt zu einander angeordnet sind.
Mit anderen Worten wird also mit der Erfindung vorgeschlagen, die Vorwölbung bzw. Vorwöibungen am Schienensteg einer Schiene nicht zu einer Symmetrieachse symmetrisch auszubilden, wobei diese Symmetrieachse quer zur Erstreckung der Schiene und senkrecht zu den Seiten des Schienensteges verläuft. Hierbei ist es grundsätzlich möglich, dass der sich aus der Asymmetrie ergebende Versatz des Scheitelpunktes der Vorwölbung relativ zur oben genannten Mittelsenkrechte entweder auf der dem Schienenkopf zugewandten Seite der Mittelsenkrechten oder auf der dem Schienenfuß zugewandten Seite der Mittelsenkrechten angeordnet ist. Mit anderen Worte kann also der Tropfen bzw. das Ei "auf dem Kopf stehend" am Schienensteg angeordnet sein oder aber mit seiner dickeren Ausformung dem Schienenfuß zugewandt sein.
Wie sich durch Überlegungen herausgestellt hat, ist die Verwendung zweier erfindungsgemäßer Schienen als Gleis für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbeson- dere einer Eisenbahn, dann von Vorteil, wenn die Schienenstege der beiden Schienen einander zugewandte Innenseiten und einander abgewandte Außenseiten aufweisen auf denen jeweils mindestens eine im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwöibung ausgebildet ist, wobei die Ausbildung und Anzahl der im Wesentlichen tropfenförmigen bzw. eiförmigen Vorwölbung auf den Außen- seiten der Schienenstege der beiden Schienen bezogen auf eine zur Erstreckung der Schienenstege parallelen sowie zwischen den Schienen verlaufenden Mittelachse im Wesentlichen symmetrisch bzw. gleich ist. Zweckmäßig hierbei ist es ferner, wenn die Innenseiten der Schienenstege der beiden Schienen ebenfalls im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbungen vorweisen. Der ggf. hohe Steg der Schiene wirkt bei dynamischer Anregung wie eine Membran. Durch die neue besondere Formveränderung des Schienensteges wird dieser Körperschaiipegel im Bereich des Schienensteges, aber auch mit Auswirkungen auf den Schienenkopf und den Schienenfuß, reduziert werden. Bei der neuen Gestaltung des Schienensteges bietet sich eine Vielzahl von Möglichkeiten an, die auch bei den zu ändernden Waizrolien einfach zu reaiisieren sind, Mehrkosten nach dem Einbau der Schienen und in der späteren Unterhaltung sind nicht zu erwarten. Die Möglichkeiten, eine Veränderung der bisher glatten Schienenstegflächen durch (halb-)tropfen- bzw. (halb-)eiförmige Vorwölbungen vorzunehmen, sind vielzählig.
Hierbei iässt sich eine bestimmte, gewünschte Dämpfungsrate durch unter- schiedliche Anordnung der schwingungstechnischen Knoten erreichen.
Diese in unterschiedlichen Höhen des Schienensteges angeordneten Vorwölbungen können durch unterschiedliche Formgebung dargestellt werden. Diese Vorgehensweise ist mit der Veränderung der Saitenlänge = Schwinglänge bei einem Musikinstrument vergleichbar.
Bei den unterschiedlichen Seitenfiankenausbildungen der Schienenstege lassen sich die Formgebungen Ausführung I oder II, wenn gewünscht, zur Gleisinnen- und/oder der Gleisaußenseite zuordnen.
Die gesamte abgestrahlte SchaNleistung einer zur Schwingung angeregten Schiene ist das Produkt zwischen Strahlungsgrad (Strahlungseffizienz) der Schiene und dem Quadrat der über den Strahlungsbereich summierten Geschwindigkeitsamplitude.
Wenn davon ausgegangen wird, dass sowohl die vertikalen als auch die lateralen Schallwellen in der Schiene vom Erregungspunkt (Rad/Schiene-Kontaktpunkt) ausgelöst werden, so können diese Schallwellen durch die unterschiedliche Anordnung von Knoten in gewünschter, geplanter Form beeinflusst und damit gedämpft werden, Inwieweit die durch Torsions-Biegespannungen ausgelösten Schienenschwingungen bei der Entwicklung von Schienenriffeln (kurzwellige Fehler (Dellen) auf der Schienenoberfläche von im aligemeinen 3-6 cm bei einer Tiefe von 0,1-0,4 mm) beteiligt sind, ist bis heute nicht endgültig geklärt. Bekannt ist, dass bei Gleiskonstruktionen mit Doppellauflager auf einem Stützpunkt und dazwischen angeordneter Schienenbefestigung bis heute keine Riffelbildung bekannt ist. Da bei der Doppelauflager-Konstruktion auch eine Schwingungsbeeinflussung (Dämpfung) erreicht wird, ist wegen der mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schienensteges durch Schwingknoten in Form der speziellen Vorwölbungeπ einhergehenden Beeinflussung der Schwing¬ linie an der Kontaktfläche Schienenkopf/Rad ebenfalls eine Riffelbildungsreduktion zu erwarten. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorwöl- bungen wird also in Folge der Schwingungsreduktion auch die Gefahr einer Riffelbildung reduziert,
Eine geringere Schienenschwingung bedeutet ferner auch geringere Belastungen der Schienenbefestigungen, Gelockerte Schraubverbindungen bringen einen erhöhten Verschleiß der Schraubverbindung selbst, sowie auch der elastischen und starren Elemente der Schienenbefestigungs-Konstruktion.
Zwischen den Fahrzeugen und dem Gleis besteht eine Beziehungskomponente, und zwar insoweit, als sich Schwingungen in der Schiene unter anderem auch als Schwingungen im Rad auswirken» Die durch die Torsions-Biegespannung ausgelösten Schwingungen verursachen eine zusätzliche Belastung der Schiene als auch des Fahrzeugs. Der Verschleiß wird in beiden Komponenten (Schiene/Fahrzeug) größer und das Ende der Dauerfestigkeit eher erreicht. Diese Schwingungsbeziehungen sind bis in den Wagenkasten nachweisbar.
Mit einer Reduzierung der Schwingungen im Schienenbereich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der tropfen- bzw. eiförmigen Vorwölbungen am Schienensteg lassen sich also die Belastungen der Materialien im Rad/Schieπe-System a!s auch die Auswirkungen auf Mensch/Reisenden und Umwelt durch Vibration und Lärm durch die Beeinflussung der Frequenz und der Amplitude herabsetzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausfuhrungsbeispiele der Erfin- düng und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
Fig. 1 eine Schiene im Profi! gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Schiene im Profil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 eine Schiene im Profil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig, 4 eine Schiene im Profil gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 eine Schiene im Profil gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel und
Fig. 6 eine Schiene im Profi! gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. In den Fign. 1 bis 6 sind verschiedene Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Schiene 10 dargestellt. Sämtlichen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist der Umstand, dass die Schiene 10 einen Schienenfuß 12 aufweist, von dem etwa mittig ein Schienensteg 14 aufragt. An dem dem Schienenfuß 12 abgewandten Ende des Schienensteges 14 befindet sich ein Schienenkopf 16. Die Besonderheit dieses Schienenprofils besteht nun darin, dass zumindest auf einer der beiden Seiten 18,20 des Schienensteges 14 mindestens eine im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung 22,24 ausgebildet ist. Diese Vorwölbungen 22,24 sind Bestandteil des Schienenprofils und erstrecken sich über die gesamte Länge der Schiene 10.
In der Profil- bzw. Querschnittsansicht gemäß Fig. 1 sind die Vorwölbungen 22,24 derart ausgebildet, dass ihre "Bäuche" dem Schienenfuß 12 zugewandt positioniert sind. Jede Vorwölbung 22 kann im Wesentlichen beschrieben werden durch eine schienenkopfseitige erste Flanke 26 und eine schienenfußseitige zweite Flanke 28, die mit einem Wendepunkt versehen sein kann. Beide Flanken können gradlinig oder aber auch leicht geschwungen, also mit Wendepunkt, ausgeführt sein. Zwischen den beiden Flanken 26,28 befindet sich der Scheitelpunkt 30 der betreffenden Vorwölbung 22,24, der außermittig zum Zentrum der Vor- Wölbung angeordnet ist. Durch das Zentrum der Vorwölbung 22 verläuft eine Mittelsenkrechte 32, die auf halber Höhe des Abstandes zwischen dem schienen- kopfseitigen Ende 34 der Vorwölbung und dem schienenfußseitigen Ende 36 der Vorwölbung senkrecht zur betreffenden Schienenstegseite verläuft. Fig. 2 zeigt eine Variante, wobei die Vorwölbungen 22,24 gegenüber der Situation nach Figur 1 invertiert sind, so dass ihre "Bäuche" dem Schienenkopf 16 zu¬ gewandt sind, ihre Scheitelpunkte 30 also oberhalb der Mittelsenkrechten 32 angeordnet sind. In Fig. 3 ist eine Konstellation wiedergegeben, bei der beidseitig des Schienensteges 14 insgesamt drei Vorwölbungen 22,24,25 angeordnet sind, wobei auf der Schienenstegseite 18 zwei Vorwölbungen 22,24 existieren, während die andere Schienenstegseite 20 eine Vorwölbung 24 aufweist. Die Vorwölbung 24 auf der Schienenstegseite 20 ist auf Lücke zwischen den beiden Vorwölbungen 22,25 auf der Schienenstegseite 18 angeordnet. In Fig. 4 ist ein mit dem Schienenprofil gemäß Figur 3 ähnliches Schienenprofil gezeigt, wobei die Ausrichtung der Vorwölbungen 22,24,25 gegenüber der Situation gemäß Fig. 3 invertiert ist. Ferner ist in Fig. 3 noch angegeben, welche Radien die einzelnen Krümmungsabschnitte der Vorwölbungen aufweisen. Die erste Flanke 26 einer Vorwölbung setzt sich aus zwei gegensinnig gekrümmten Rundungen mit im Wesentlichen gleichem Radius Rl zusammen, während die zweite Flanke 28 zwei ebenfalls gegensinnig gekrümmte Radienabschnϊtte mit den Radien R2 aufweist. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist noch angegeben, dass Rl im Wesentlichen gleich der Dicke t des Schienensteges 14 ist, während R2 im Wesentlichen gleich der halben Schienenstegdicke t ist. In den Fign. 5 und 6 sind zwei letzte Ausführungsbeispieie eines SchienenprofÜs beschrieben. Hier sind ebenfalls Radien angegeben (siehe Fig. 5), wobei in Fig. 5 noch eine weitere Besonderheit angegeben ist, indem das Verhältnis der Radien zur Schienenstegdicke t angegeben ist. Dies soll aber nur als Beispie! angesehen werden. Auch für die Flankenverläufe der Vorwölbungen gemäß Fig. 5 gilt, dass sich diese durch gegensinnig gekrümmte Radienabschnitte zusammensetzten, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Eine weitere Besonderheit der Ausgestaltungen der Fign. 5 und 6 ist in dem Versatz der beiden beidseitig des Schienensteges angeordneten Vorwöibungen 22,24 zu sehen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Schiene für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnschiene, mit
einem Schienenfuß (12),
einem von diesem aufragenden, zwei gegenüberliegende Seiten aufweisenden Schienensteg (14) und
einem Schienenkopf (16) an dem dem Schienenfuß (14) abgewandten Ende des Schienensteges (14),
wobei der Schienensteg (14) an mindestens einer seiner Seiten (18,20) eine im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwöibung (22,24,25) mit einem Scheitelpunkt (30) aufweist, der außerhalb einer Mittelsenk- rechten (32) liegt, welche auf Höhe der Mitte der Vorwölbung (22,24,25) quer zur Erstreckung des Schienensteges (14) verläuft, womit die Vorwölbung (22,24,25) eine bezogen auf Mittelsenkrechte asymmetrische Formgebung aufweist.
2. Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienensteg (14) auf mindestens einer seiner Seiten (18,20) mehrere, insbesondere zwei im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbungen (22,24,25) aufweist.
3. Schiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienensteg (14) auf beiden Seiten (18,20) mindestens eine im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung (22,24,25) aufweist.
4. Schiene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmigen Vorwölbungen (22,24,25) beider Seiten (18,20) des Schienensteges (14) gegenüberliegend oder versetzt zueinander, insbesondere auf Lücke, angeordnet sind.
5. Schiene nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitelpunkt (30) der Vorwölbung (22,24,25) auf der dem Schienenfuß (12) zugewandten Seite der Mittelsenkrechten (32) angeordnet ist.
6. Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheitelpunkte (30) sämtlicher im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmiger Vorwölbungen (22,24,25) auf derselben Seite der Mittelsenkrechten (32), insbesondere sämtlich dem Schienenfuß (12) zugewandt, angeordnet sind,
7, Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwölbungen (22,24,25) im Wesentlichen halbtropfen- bzw. halbeiförmig ausgebildet sind, und eine dem Schienenfuß (12) zugewandte schienenfußseitige Flanke (28) sowie eine dem Schienenkopf (16) zugewandte schienenkopfseitige Flanke (26) aufweisen, die voneinander verschiedene Anstiegswinkel aufweisen,
8. Schiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die schienenkopfseitige Fianke (26) flacher ist, als die schienenfußseitige Flanke (28).
9, Schiene nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung (22,24,25) eine abgerundete Oberfläche aufweist.
10. Gleis für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Eisenbahn, mit
zwei Schienen (10) nach einem der vorhervorgehenden Ansprüche, wobei die Schienenstege (14) der beiden Schienen einander zugewandte Innenseiten und einander abgewandte Außenseiten aufweisen, auf denen jeweils mindestens eine im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbung (22,24,25) ausgebildet ist, und wobei die Ausbildung und Anzahl der im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmigen Vorwölbungen (22,24,25) auf den Außenseiten der Schienenstege (14) der beiden Schienen (10) bezogen auf eine zur Längserstreckung der Schienen (10) sowie zwischen den Schienen (10) senkrecht verlaufende Mittelachse im Wesentlichen symmetrisch bzw. gleich ist.
11, Gleis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Innenseiten der Schienenstege (14) der beiden Schienen (10) ebenfalls im Wesentlichen tropfen- bzw. eiförmige Vorwölbungen (22,24,25) ausgebildet sind.
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