WO2019100089A1 - Weiche - Google Patents

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WO2019100089A1
WO2019100089A1 PCT/AT2018/000069 AT2018000069W WO2019100089A1 WO 2019100089 A1 WO2019100089 A1 WO 2019100089A1 AT 2018000069 W AT2018000069 W AT 2018000069W WO 2019100089 A1 WO2019100089 A1 WO 2019100089A1
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WO
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threshold
switch
elastomer
layer
rails
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PCT/AT2018/000069
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English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Loy
Original Assignee
Getzner Werkstoffe Holding Gmbh
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Publication date
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Priority to RU2020108461A priority patent/RU2770640C2/ru
Priority to CN202111537746.2A priority patent/CN114457631B/zh
Priority to ES18792345T priority patent/ES2897484T3/es
Application filed by Getzner Werkstoffe Holding Gmbh filed Critical Getzner Werkstoffe Holding Gmbh
Priority to US16/641,398 priority patent/US11427970B2/en
Priority to DK18792345.3T priority patent/DK3714101T3/da
Priority to EP20207942.2A priority patent/EP3798360B9/de
Priority to BR112020005614-6A priority patent/BR112020005614B1/pt
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Priority to AU2023282176A priority patent/AU2023282176A1/en

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    • E01B7/00—Switches; Crossings
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
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    • E01B3/44—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from other materials only if the material is essential
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/68—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/68—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair
    • E01B9/681—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair characterised by the material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/01—Elastic layers other than rail-pads, e.g. sleeper-shoes, bituconcrete

Definitions

  • the present invention relates to a switch for a track system for
  • Rail vehicles wherein the switch comprises rails and a succession of sleepers and in each case on a threshold top side of the respective threshold, at least two of the rails are fastened in pairs opposite each other and between each of the rails and the respective threshold top is arranged in each case an intermediate layer and the thresholds respectively, their threshold sides facing each other, emerging undersides each having a Schwellensohle and the threshold soles each having at least one elastomeric layer.
  • intersections represent intersections in which at least one branch track is introduced into or out of a main track.
  • branch track is taken out of a trunk track or introduced into this.
  • branch track is taken out of a trunk track or introduced into this.
  • Sill sole limits the penetration of the gravel ballast into the sill to the desired level.
  • Threshold top so between rail and threshold known. This is z. As described in EP 0 552 788 A1.
  • the AT 503 772 B1 shows a generic switch in at the
  • Threshold bottoms of the thresholds are each arranged on threshold soles with at least one elastomer layer. Between the rails and the sleepers are located in the AT 503 772 B1 intermediate layers, which are referred to in this document as a fastener. From AT 503 772 B1 it is further known to vary the softness or hardness of the threshold soling over the length of the threshold.
  • the object of the invention is to improve a switch of the type mentioned above in that an improved rail countersinking smoothing in a
  • the invention proposes a switch for this purpose according to claim 1, in which also the intermediate layers each have at least one elastomer layer.
  • An elastic plane is characterized by the at least one elastomer layer of the
  • Elastomer layers of the intermediate layers formed.
  • the elastic properties of these elastomer layers can be matched to one another as required, in order thus to achieve a coordinated optimization by means of both elastic planes.
  • the insulation properties of the entire system of the switch can be adapted very precisely to the various requirements occurring in the switch at different locations.
  • Including at least one second elastic plane allows one
  • both the threshold soles and the intermediate layers can each be constructed in one or more parts.
  • Sleeper pads as well as the intermediate layers can each consist of a single elastomer layer. You can also choose several
  • the sill soles as well as the intermediate layers may not have elastic components or layers.
  • the threshold soles may be, for example, a multi-layered construction as known from AT 506 772 B1 with two elastic layers, a reinforcing layer and a random fiber or connecting layer.
  • the intermediate layers may, for example, in addition to at least one elastomer layer Have metal plates, as will be further exemplified in the figure description also explained.
  • Preferred variants of the invention provide that in the switch the
  • Elastomer layers of at least two different threshold soles have a different bedding modulus and / or that in the switch the elastomer layers of at least two different intermediate layers have a different stiffness.
  • the ballast modules of the elastomer layers of the at least two different sill soles deviate from one another by an amount of at least 25% of the larger ballast modulus and / or that
  • Liners differ by an amount of at least 25% of the greater stiffness.
  • the threshold soles may also have different hard or soft areas along the longitudinal direction of the threshold. It can be a single continuous sill, but also separate sections, which together form the sill.
  • the elastomer layers are, as this term suggests, layers of at least one elastomer.
  • Elastomers are dimensionally stable but elastically deformable plastics that deform elastically under tensile and compressive loading, but then at least essentially find their way back to their original, undeformed shape. It is particularly preferred that the elastomer layer of the respective intermediate layer and / or the elastomer layer of the respective
  • the elastomer layer of the respective sill sole has a modulus of settling in the range from 0.02 N / mm 3 (Newton per cubic millimeter) to 0.6 N / mm 3, preferably from 0.1 N / mm 3 to 0.5 N / mm 3 , more preferably from 0.1 5 N / mm 3 to 0.4 N / mm 3.
  • the ballast module is often used to describe the deformation behavior in the ballast track. It describes the ratio of surface pressure to associated depression. A softer material thus has a smaller one
  • ballast modulus indicates the surface pressure at which a particular depression results.
  • the stiffness could also be called spring rate or
  • the ballast module may e.g. according to DIN 45673, edition August 2010.
  • the stiffness can be determined according to EN 1 3146, April 2012 edition.
  • the basic principle according to the invention of the at least two elastic levels in the switch which can be correspondingly coordinated with each other, various special tasks within the switch can be better solved than is possible in the prior art.
  • the elastomer layer of the sill of a respective one of the thresholds has at least two different soft areas, wherein the harder region of the elastomer layer of the sill under a first of the rails and the softer region of the elastomer layer of
  • Schwellensohle is disposed under a second of the rails, wherein the first of the rails and the second of the rails spaced from each other on the
  • Threshold upper side of the respective threshold are fixed and the elastomer layer of the intermediate layer disposed between the first of the rails and the threshold top of this threshold and the elastomer layer of the intermediate layer between the second of the rails and the threshold top of this threshold are relatively soft relative to each other. It can therefore in addition to the known from the prior art principle, the elastomer layer of
  • the elastomeric layers of the intermediate layers above the threshold are designed to be of different hardness or softness at the points distanced from one another in the longitudinal direction of the threshold. It is particularly preferred that in the area over a relatively soft region of the elastomer layer of the
  • Sleeper also has an intermediate layer with a relatively soft elastomer layer and vice versa. In this sense, it is thus conveniently provided that the elastomer layer between the first of the rails and the
  • Threshold top of this threshold is arranged liner.
  • Transitions in the elastic properties in the longitudinal direction of the switch so be used both in the longitudinal direction of the main track and the branch track.
  • successively arranged thresholds relative to each other different soft and also the elastomer layers of the intermediate layers on at least two of the successively arranged thresholds are designed to be different soft relative to each other, wherein in the case of a change of softness of
  • the elastomeric layers of the intermediate layers on these two sleepers are equally soft and / or in the event of a change in softness of the elastomer layer of the intermediate layer from one of the sleepers to the next in the longitudinal direction following the elastic layers of the layers
  • Thresholds are not simultaneously associated with changes in softness in the plane of the intermediate layers but these changes are offset longitudinally transversely to the thresholds by at least one threshold relative to each other.
  • the ballast bed there is generally relatively thin, ie with a relatively small vertical extent and, in addition, the sleepers are made relatively short.
  • this area of the rail due to the temperature-induced expansion and contraction of the rails but also there often arranged point heaters to an accumulation of forces. Both together lead to a tendency of the tracks for lateral horizontal buckling. To counteract this tendency, the
  • Threshold insole in the tongue device area relatively plastic or
  • the elastomer layer of the intermediate layer on a respective one of the sleepers is softer than the elastomer layer of the threshold soleplate below this threshold. Due to the relatively soft elastomer layer in the intermediate layer can thus a
  • Elastomer layer in the threshold sole be compensated so that in the vertical direction results in the desired overall elastic behavior.
  • Tongue device area of the switch the elastomer layers of the threshold sole tough elastic having an EPM index in a range of 10% to 25%, preferably 10% to 20%, wherein the EPM index is as defined in WO 2016/077852 A1 and can be measured.
  • the elastomer layers of the intermediate layers have a stiffness in a range from 20 kN / mm to 200 kN / mm, preferably from 40 kN / mm to 100 kN / mm.
  • Elastomer layer of the threshold sole and / or the at least one elastomer layer of the intermediate layer but also apply to the entire threshold sole and / or the entire intermediate layer.
  • Figure 1 is a schematically illustrated inventive switch in the form of a so-called simple switch in a plan view.
  • Fig. 2 shows a schematic vertical section along the section line AA of Fig. 1;
  • Fig. 3 shows a schematic vertical section along the section line BB of Fig. 1;
  • Fig. 4 shows a schematic vertical section along the section line CC of Fig. 1;
  • Fig. 5 shows a schematically illustrated vertical section along the section line DD of Fig. 1;
  • Fig. 6 shows a schematic vertical section along the section line W of Fig. 1;
  • FIG. 7 shows a schematic vertical section along the section line ZZ from FIG.
  • Fig. 8 shows schematically an alternative embodiment of an intermediate layer.
  • the switch 1 schematically illustrated in FIG. 1 in a plan view is a so-called simple switch, in which a branch track 18 opens into a trunk track 3.
  • a branch track 18 opens into the trunk track 3 on one side and leads beyond it on the other side.
  • track 3 is the track
  • the branch track 18 is usually a less traveled track.
  • the sleepers 4 are transversely and partially even orthogonal along the entire turnout
  • the switch 1 itself has the tongue device region 14, the intermediate track region 15 and the frog region 16. in the
  • Tongue device area 14 are located on the tongue rail joints 23 pivotally mounted tongue rails 23.
  • the core portion 16 of the switch 1 is the heart piece 1 7.
  • the intermediate track portion 15 of the switch 1 is located between the tongue device portion 14 and the
  • the outer rails 2 are also referred to as jaw rails 24 are in the inter-track area 1 5 are each rigidly mounted on the thresholds 4 intermediate rails 25.
  • the frog area 16 of the turnout 1 ends at the of
  • Space compared to those in the main track 3 and in the branch track 18 used sleepers 4 can be made one-sided shortened for reasons of space.
  • the rails 2 are often referred to as wing rails 26.
  • the rails 2 in the region of the short sleepers 21 are often referred to as connecting rails 27.
  • Heart piece area 16 can also, as is well known and drawn here, still so-called Radscher 19 be present.
  • the previously described construction of the switch 1 of FIG. 1 is known per se and therefore need not be explained further.
  • the term rail 2 fundamentally encompasses all types of rails 2, regardless of whether these are specially designated and additionally provided with their own information symbol or not.
  • FIGS. 2 to 7 are each a schematic sectional view of vertical sections taken along the above-mentioned section lines. Shown is in each case how, in the corresponding sections, the respective rails 2 rest on the threshold upper sides 5 of the sleepers 4 by means of the intermediate layers 6 and the sleepers 4 are arranged on the threshold undersides 7
  • Sleeper pads 8 rest on a ballast bed 28.
  • the type of attachment of the rails 2 and the intermediate layers 6 on the thresholds 4 is not shown in the illustrations. It can be designed as in the prior art. The same applies to the attachment of the threshold soles 8 at the threshold bottoms 7 of the thresholds. 4
  • ballast bed 28 a fixed substructure known per se, e.g. be present in the form of concrete slabs or the like.
  • Threshold underside 7 may be arranged, but also on the side surfaces of the respective threshold 4, preferably a bit far, projecting upwards.
  • the threshold soles 8 also referred to as sleep shoes become. These may also have known threshold shoe insert plates.
  • both the intermediate layers 6 and the threshold soles 8 are shown as single-layered bodies in the form of the elastomer layers 10 and 9, respectively. As explained at the beginning, this does not have to be the case. Both the
  • Elastomer layers 10 and 9 also have further layers, as has already been explained in the introduction and with reference to FIG.
  • the elastomer layers 9 of the threshold soles 8 and also the elastomer layers 10 of the intermediate layers 6 were hatched differently.
  • Each type of hatching is an example of a certain hardness or softness of the respective elastomer layer 9 and 10, wherein it is purely relative to each other in the chosen representation of the ratios.
  • the hardest elastomer layers 9 and 10 are vertically dashed.
  • Medium degrees of hardness or softness are diagonally dashed.
  • the relatively softest elastomer layers 9 and 10 are characterized by a horizontal hatching.
  • FIG. 2 shows the vertical section along the section line AA in the intermediate track area 15, in which the rails 2 are also referred to as intermediate rails 25.
  • the lower elastic plane is formed by the elastomer layer 9 of the threshold sole 8.
  • the upper elastic level is through the
  • Elastomer layers 10 of the intermediate layers 6 realized.
  • the elastic properties or the softness of the respectively used elastomer layers 9 and 10 can, generally speaking, the total elasticity along the switch 1 adapted to the locally existing requirements become.
  • the elasticity or softness of the elastomer layer 9 of the threshold sole 8 is constant over the entire longitudinal extent in the longitudinal direction 31 of the threshold 4.
  • the elastomer layers 10 of the intermediate layers 6 arranged on the threshold upper side 5 are harder than the elastomer layer 9 of the threshold sole 8, but are made equally soft or hard relative to one another.
  • Fig. 3 shows a vertical section along the section line BB of Figure 1 in
  • Fig. 4 shows the vertical section in the Flerz Published Trial 1 of the switch 1 along the section line CC of Figure 1 and thus along a designed as a long sleeper threshold 4, which is always loaded eccentrically in the passage of a train, as the train either along the trunk track 3 or along the branch track 18 drives. This inevitably leads to a one-sided burden and thus one
  • the outer regions 1 1 of the elastomer layer 9 of the threshold sole 8 are formed harder than the central region 12 of the elastomer layer 9 of the threshold sole 8. This possibility for the compensation of
  • Liners 6 along the longitudinal direction 31 of the threshold 4 varies. It is thus a first example, in which it is provided that the elastomer layer 9 of the sill sole 8 of each of the sleepers 4 at least two
  • FIG. 5 A second example in which the softness of the elastomer layers 9 and 10 in both the sill 8 and in the intermediate layers 6 along the longitudinal direction 31 of the threshold 4 is varied is shown in Fig. 5.
  • This is a vertical section along the section line DD from FIG. 1, that is to say a vertical section of the short sleeper 21 which immediately follows the last continuous threshold 20.
  • These short sills 21 are prone to tilting, as they are less far above the rail 2 on one side due to the unilaterally limited space requirement
  • Fine tune the elasticity or softness in the longitudinal direction 31 along the threshold 4 can be achieved, resulting in an overall improved and more homogeneous Load transfer also in the range of one-sided shortened short sleepers 21 leads.
  • a softer intermediate layer 6 is located over a softer region 12 of the threshold sole 8 and a harder intermediate layer 6 is located above the harder region 11 of the sleeper sole 8.
  • Fig. 6 shows a longitudinal section parallel to the longitudinal direction 1 3 of the switch 1 and the trunk track 3 transverse to the thresholds 4.
  • the principle is realized that changes in the elasticity in the elastomer layers 9 and 10 of the threshold sole 8 and the intermediate layer 6 exclusively offset to each other, so not between the same thresholds 4 are realized. It is thus provided in FIG. 6 that, viewed in a longitudinal direction 1 3 transversely, preferably orthogonal to the thresholds 4, the elastomer layers 9 of the threshold soles 8 of at least two of the
  • successively arranged thresholds 4 relative to each other different soft and also the elastomer layers 10 of the intermediate layers 6 are formed on at least two of the successively arranged sleepers 4 also relative to each other different soft, wherein in the event of a change of
  • Threshold 8 changed while at the transition between these two
  • the stiffness of the elastomer layer 10 of the intermediate layer 6 in FIG Range is between 5 and 150 kl ⁇ l / mm.
  • the modulus of the bedding modulus of the elastomer layer 9 of the threshold sole 8 is in a range of 0.3 to 0.6 N / mm 3
  • the elastomer layer 10 of the intermediate layer 6 in the variants mentioned advantageously has a stiffness in the range from 15 to 250 kN / mm on.
  • Fig. 7 shows the section ZZ of Fig. 1 in the tongue device area 14. Zur
  • Elastomer layers 10 have toughened properties.
  • the EPM index of the elastomer layers 9 of the threshold soles 8 in this range is favorably in the range between 10% and 25%, preferably between 10% and 20%.
  • Tongue device region 14 is conveniently in the range of 0.1 to 0.6 N / mm 3 . In order to still achieve a sufficiently soft storage of the rails 2 in the vertical direction, are in this tongue device area 14 the
  • Elastomer layers 10 of the intermediate layers 6 have a favorable here
  • the elastomer layer 10 of the intermediate layer 6 on a respective one of the sleepers 4 is softer than the elastomer layer 9 of the threshold sole 8 below this threshold 4.
  • the intermediate layer 6 consists in each case of a single elastomer layer 10. As already explained at the outset, however, the intermediate layer 6 can also be constructed in multiple layers and from different materials.
  • Such an example is shown in FIG.
  • the intermediate layer 6 in addition to the elastomer layer 10, a metal plate 32.
  • the rail 2 is fixed.
  • Such metal plates 32 may, for. B. are used to the surface with which the elastomer layer 10 of the intermediate layer 6 is pressed to

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Abstract

Weiche (1) für eine Gleisanlage für Schienenfahrzeuge, wobei die Weiche (1) Schienen (2) und eine Abfolge von Schwellen (4) aufweist und jeweils auf einer Schwellenoberseite (5) der jeweiligen Schwelle (4) aufweist und jeweils auf einer Schwellenoberseite (5) der jeweiligen Schwelle (4) zumindest zwei der Schienen (2) einander paarweise gegenüberliegend befestigt sind und zwischen einer jeweiligen der Schienen (2) und der jeweiligen Schwellenoberseite (5) jeweils eine Zwischenlage (6) angeordnet ist und die Schwellen (4) jeweils auf, ihren jeweiligen Schwellenoberseiten (5) gegenüberliegenden, Schwellenunterseiten (7) jeweils eine Schwellensohle (8) aufweisen und die Schwellensohlen (8) jeweils zumindest eine Elastomerschicht (9) aufweisen, wobei die Zwischenlagen (6) jeweils zumindest eine Elastomerschicht (10) aufweisen.

Description

Weiche
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiche für eine Gleisanlage für
Schienenfahrzeuge, wobei die Weiche Schienen und eine Abfolge von Schwellen aufweist und jeweils auf einer Schwellenoberseite der jeweiligen Schwelle zumindest zwei der Schienen einander paarweise gegenüberliegend befestigt sind und zwischen einer jeweiligen der Schienen und der jeweiligen Schwellenoberseite jeweils eine Zwischenlage angeordnet ist und die Schwellen jeweils auf, ihren jeweiligen Schwellenoberseiten gegenüberliegenden, Schwellenunterseiten jeweils eine Schwellensohle aufweisen und die Schwellensohlen jeweils zumindest eine Elastomerschicht aufweisen.
Weichen stellen in Gleisanlagen Kreuzungspunkte dar, bei denen zumindest ein Zweiggleis in ein Stammgleis eingeleitet bzw. aus diesem herausgeführt wird. Es gibt sogenannte einfache Weichen, bei denen ein Zweiggleis aus einem Stammgleis herausgeführt bzw. in dieses eingeführt wird. Es gibt aber auch sogenannte
Kreuzungsweichen, bei denen ein Zweiggleis ein Stammgleis kreuzt und über dieses auf beiden Seiten hinausführt.
Es ist beim Stand der Technik bekannt, Gleise sowohl im Bereich zwischen Weichen als auch im Bereich der Weichen mit Elastomerschichten auszustatten, um so eine Schieneneinsenkungsglättung und Vibrationsdämpfung bei einer Zugüberfahrt zu erreichen. Bekannt ist es z.B. sogenannte Schwellensohlen unter den Schwellen anzuordnen. Diese Schwellensohlen befinden sich somit zwischen der Schwelle und einem Schotterbett oder einer festen Fahrbahn auf der die jeweilige Schwelle aufliegt. Schwellensohlen sind z.B. aus der AT 506 529 B1 und der WO 2016/077852 A1 bekannt. In der AT 506 529 B1 wird z.B. eine Schwellensohle vorgeschlagen, bei der auf einer elastischen Schicht der Schwellensohle auf der zur Schwelle weisenden Seite eine Wirrfaserschicht und auf der gegenüberliegenden Seite eine Verstärkungsschicht und eine weitere elastische Schicht angebracht sind. Die Wirrfaserschicht dient der Befestigung der Schwellensohle an aus Beton
gegossenen Schwellen. Die Verstärkungsschicht auf der anderen Seite der
Schwellensohle begrenzt das Eindringen des Schotters des Schotterbetts in die Schwellensohle auf das gewünschte Maß.
Beim Stand der Technik sind aber auch elastische Zwischenlagen auf der
Schwellenoberseite, also zwischen Schiene und Schwelle bekannt. Dies ist z. B. in der EP 0 552 788 A1 beschrieben.
Die AT 503 772 B1 zeigt eine gattungsgemäße Weiche bei der an den
Schwellenunterseiten der Schwellen jeweils Schwellensohlen mit zumindest einer Elastomerschicht angeordnet sind. Zwischen den Schienen und den Schwellen befinden sich in der AT 503 772 B1 Zwischenlagen, welche in dieser Schrift als Befestigungsmittel bezeichnet werden. Aus der AT 503 772 B1 ist es weiters bekannt, die Weichheit bzw. Härte der Schwellenbesohlung über die Länge der Schwelle zu variieren.
Es sind beim Stand der Technik somit verschiedene Ansätze bekannt, um
insbesondere bei Weichen für G leisanlagen eine Schieneneinsenkungsglättung bei Zugüberfahrt zu gewährleisten, wobei beim Stand der Technik jeweils eine einzige elastische Ebene im Gesamtaufbau eingesetzt und gegebenenfalls optimiert wird, um dieses Ziel zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Weiche der oben genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine verbesserte Schieneneinsenkungsglättung bei einer
Zugüberfahrt erreicht werden kann.
Ausgehend vom gattungsgemäßen Stand der Technik schlägt die Erfindung hierfür eine Weiche gemäß Patentanspruch 1 vor, bei der auch die Zwischenlagen jeweils zumindest eine Elastomerschicht aufweisen.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es somit eine Grundidee der Erfindung, nicht nur eine sondern mindestens zwei, in Einbaustellung gesehen, in vertikaler Richtung voneinander distanzierte elastische Ebenen zu realisieren, um die
Schieneneinsenkungsglättung bei Zugüberfahrt über die Weiche zu verbessern. Eine elastische Ebene wird dabei durch die zumindest eine Elastomerschicht der
Schwellensohlen gebildet. Eine zweite elastische Ebene wird durch die
Elastomerschichten der Zwischenlagen gebildet. Die elastischen Eigenschaften dieser Elastomerschichten können je nach Anforderung aufeinander abgestimmt werden, um somit mittels beider elastischer Ebenen eine aufeinander abgestimmte Optimierung zu erreichen. Hierdurch können die Dämmungseigenschaften des Gesamtsystems der Weiche sehr präzise an die verschiedenen, in der Weiche an verschiedenen Orten auftretenden Anforderungen angepasst werden. Die
Einfederung kann über den Verlauf der Weiche homogenisiert werden. Das
Hinzuziehen zumindest einer zweiten elastischen Ebene erlaubt eine
Feinabstimmung der elastischen Eigenschaften der Weiche an die jeweils lokal innerhalb der Weiche an verschiedenen Stellen speziell zu lösenden
Aufgabenstellungen.
Bei erfindungsgemäßen Weichen können sowohl die Schwellensohlen als auch die Zwischenlagen jeweils ein oder mehrteilig aufgebaut sein. Sowohl die
Schwellensohlen als auch die Zwischenlagen können jeweils aus einer einzigen Elastomerschicht bestehen. Sie können jeweils aber auch mehrere
Elastomerschichten aufweisen. Darüber hinaus können die Schwellensohlen wie auch die Zwischenlagen auch nicht elastische Bestandteile bzw. Schichten aufweisen. Bei den Schwellensohlen kann es sich z.B. um einen, wie aus der AT 506 772 B1 bekannten mehrschichtigen Aufbau mit zwei elastischen Schichten, einer Verstärkungsschicht und einer Wirrfaser- bzw. Verbindungsschicht, handeln. Die Zwischenlagen können zusätzlich zur zumindest einen Elastomerschicht z.B. auch Metallplatten aufweisen, wie dies weiter hinten beispielhaft in der Figurenbeschreibung auch erläutert wird.
Bevorzugte Varianten der Erfindung sehen vor, dass in der Weiche die
Elastomerschichten von zumindest zwei verschiedenen Schwellensohlen einen voneinander verschiedenen Bettungsmodul aufweisen und/oder dass in der Weiche die Elastomerschichten von zumindest zwei verschiedenen Zwischenlagen eine voneinander verschiedene Steifigkeit aufweisen. Im Sinne der Verschiedenheit ist günstigerweise vorgesehen, dass die Bettungsmodule der Elastomerschichten der zumindest zwei verschiedenen Schwellensohlen um einen Betrag von zumindest 25% des größeren Bettungsmoduls voneinander abweichen und/oder dass die
Steifigkeiten der Elastomerschichten der zumindest zwei verschiedenen
Zwischenlagen um einen Betrag von zumindest 25% der größeren Steifigkeit voneinander abweichen.
Insbesondere die Schwellensohlen können auch entlang der Längsrichtung der Schwelle unterschiedlich harte oder weiche Bereiche aufweisen. Es kann sich dabei um eine einzige durchgehende Schwellensohle, aber auch um voneinander getrennte Abschnitte, welche zusammen die Schwellensohle bilden, handeln.
Die Elastomerschichten sind, wie dies dieser Begriff schon sagt, Schichten aus zumindest einem Elastomer. Elastomere sind formfeste aber elastisch verformbare Kunststoffe, die sich bei Zug- und Druckbelastung elastisch verformen, aber danach zumindest im Wesentlichen wieder in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurückfinden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Elastomerschicht der jeweiligen Zwischenlage und/oder die Elastomerschicht der jeweiligen
Schwellensohle Polyurethan oder Gummi oder eine Mischung mit Polyurethan und/oder Gummi aufweist. Die genannten Elastomerschichten können auch vollständig aus den genannten Materialien bestehen. Bei Gummi kann es sich um natürliche aber auch um synthetische Kautschukelastomere handeln. Bevorzugt handelt es sich um geschäumtes Polyurethan und/oder geschäumtes Gummi. Beide geschäumten Varianten sind bevorzugt geschlossen porig ausgebildet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Elastomerschicht der jeweiligen Schwellensohle einen Bettungsmodul im Bereich von 0,02 N/mm3 (Newton pro Kubikmil limeter) bis 0,6 N/mm3, vorzugsweise von 0,1 N/mm3 bis 0,5 N/mm3, besonders bevorzugt von 0,1 5 N/mm3 bis 0,4 N/mm3, aufweist.
Der Bettungsmodul wird häufig zur Beschreibung des Verformungsverhaltens im Schottergleis verwendet. Es beschreibt das Verhältnis von Flächenpressung zu zugehöriger Einsenkung. Ein weicheres Material hat somit einen kleineren
Bettungsmodul und umgekehrt. Vereinfacht gibt der Bettungsmodul an, bei welcher Flächenpressung sich eine bestimmte Einsenkung ergibt.
Bei der Elastomerschicht der jeweiligen Zwischenlage ist günstigerweise eine Steifigkeit im Bereich von 5 kN/mm (Kilonewton pro Millimeter) bis 1 .000 kN/mm, vorzugsweise von 10 kN/mm bis 300 kN/mm, besonders bevorzugt von 20 kN/mm bis 200 kN/mm, vorgesehen. Die Steifigkeit könnte auch als Federziffer oder
Stützpunktsteifigkeit bezeichnet werden. Sie beschreibt das Verhältnis aus
Stützpunktkraft zur Einsenkung. Bei weicheren Materialen ist die Steifigkeit geringer als bei relativ dazu härteren Materialien.
Der Bettungsmodul kann z.B. gemäß DIN 45673, Ausgabe August 2010, bestimmt werden. Die Steifigkeit kann gemäß EN 1 3146, Ausgabe April 2012, bestimmt werden.
Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Grundprinzips der zumindest zwei elastischen Ebenen in der Weiche, welche entsprechend aufeinander abgestimmt werden können, können verschiedene spezielle Aufgabenstellungen innerhalb der Weiche besser gelöst werden, als dies beim Stand der Technik möglich ist. Z.B. kann unter Verwendung des erfindungsgemäßen Grundprinzips an speziellen Stellen in der Weiche einer Verkippung der Schwellen besser entgegengewirkt werden, z. B. ist dies insbesondere im Herzstückbereich oder im Bereich von Kurzschwellen innerhalb der Weiche möglich. Hierzu ist in besonders bevorzugten Ausgestaltungsformen der Erfindung vorgesehen, dass die Elastomerschicht der Schwellensohle einer jeweiligen der Schwellen zumindest zwei unterschiedlich weiche Bereiche aufweist, wobei der härtere Bereich der Elastomerschicht der Schwellensohle unter einer ersten der Schienen und der weichere Bereich der Elastomerschicht der
Schwellensohle unter einer zweiten der Schienen angeordnet ist, wobei die erste der Schienen und die zweite der Schienen voneinander distanziert auf der
Schwellenoberseite der jeweiligen Schwelle befestigt sind und die Elastomerschicht der zwischen der ersten der Schienen und der Schwellenoberseite dieser Schwelle angeordneten Zwischenlage und die Elastomerschicht der zwischen der zweiten der Schienen und der Schwellenoberseite dieser Schwelle angeordneten Zwischenlage relativ zueinander unterschiedlich weich sind. Es kann also zusätzlich zu dem aus dem Stand der Technik an sich bekannten Prinzip die Elastomerschicht der
Schwellensohle in Längsrichtung entlang der Schwelle unterschiedlich weich auszugestalten zusätzlich vorgesehen sein, dass auch die Elastomerschichten der Zwischenlagen oberhalb der Schwelle, also auf der Schwellenoberseite an den in Längsrichtung der Schwelle zueinander distanzierten Stellen unterschiedlich hart oder weich ausgestaltet sind. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass sich im Bereich über einem relativ weichen Bereich der Elastomerschicht der
Schwellensohle auch eine Zwischenlage mit einer relativ weichen Elastomerschicht befindet und umgekehrt. In diesem Sinne ist also günstigerweise vorgesehen, dass die Elastomerschicht der zwischen der ersten der Schienen und der
Schwellenoberseite dieser Schwelle angeordneten Zwischenlage härter als die Elastomerschicht der zwischen der zweiten der Schienen und der
Schwellenoberseite dieser Schwelle angeordneten Zwischenlage ist. Durch diese Variation der Härten bzw. Weichheiten sowohl in der Zwischenlage als auch in der Schwellensohle entlang der Längsrichtung der Schwelle, kann in besonders fein abgestimmter Art und Weise eine verbesserte und homogenere Lastabtragung erzielt werden, um so Verkippungen der Schwellen entgegenzuwirken. Besonders bevorzugt kommt diese Variante des erfindungsgemäßen Grundprinzips bei an die letzte durchgehende Schwelle anschließenden Kurzschwellen, aber auch im sogenannten Herzstückbereich der Weiche zum Einsatz.
Eine andere Anwendung des oben genannten Grundprinzips der Erfindung bei erfindungsgemäßen Weichen kann auch zur Vermeidung von sprunghaften
Übergängen in den elastischen Eigenschaften in Längsrichtung der Weiche also sowohl in Längsrichtung des Hauptgleises als auch des Zweiggleises eingesetzt werden. Hierzu ist in bevorzugten Varianten vorgesehen, dass, in einer
Längsrichtung quer, vorzugsweise orthogonal, zu den Schwellen gesehen, die Elastomerschichten der Schwellensohlen von zumindest zwei der
aufeinanderfolgend angeordneten Schwellen relativ zueinander unterschiedlich weich und auch die Elastomerschichten der Zwischenlagen auf zumindest zwei der aufeinanderfolgend angeordneten Schwellen relativ zueinander unterschiedlich weich ausgebildet sind, wobei im Falle eines Wechsels der Weichheit der
Elastomerschicht der Schwellensohle von einer der Schwellen zu der in der
Längsrichtung darauf folgenden Schwelle die Elastomerschichten der Zwischenlagen auf diesen beiden Schwellen gleich weich sind und/oder im Falle eines Wechsels der Weichheit der Elastomerschicht der Zwischenlage von einer der Schwellen zu der in der Längsrichtung darauf folgenden Schwelle die Elastomerschichten der
Schwellensohlen unter diesen beiden Schwellen gleich weich sind. Vereinfacht gesprochen ist bei dieser Anwendung des erfindungsgemäßen Grundprinzips also vorgesehen, dass Änderungen in der Weichheit in der Ebene der
Schwellenbesohlung nicht gleichzeitig mit Änderungen der Weichheit in der Ebene der Zwischenlagen einhergehen sondern diese Änderungen in Längsrichtung quer zu den Schwellen um zumindest eine Schwelle relativ zueinander versetzt sind.
Hierdurch können die Änderungen in den elastischen Eigenschaften entlang der Weiche geglättet bzw. verschmiert werden. Dieses Prinzip wird günstigerweise im gesamten Weichenbereich angewendet. Eine Überlappung über mehrere Schwellen ist günstig. Gemäß dieser Variante des erfindungsgemäßen Grundprinzips ist also vorgesehen, dass Änderungen in der Weichheit bzw. Härte in der Ebene der Zwischenlagen immer zu Änderungen der Weichheit bzw. Härte in der Ebene der Schwellenbesohlung versetzt angeordnet sind.
Eine andere Anwendung des erfindungsgemäßen Grundprinzips kann zu
Verbesserungen im sogenannten Zungenvorrichtungsbereich der Weiche genutzt werden. In diesem sogenannten Zungenvorrichtungsbereich der Weiche ist einerseits zu beachten, dass dort das Schotterbett in der Regel relativ dünn, also mit einer relativ geringen vertikalen Erstreckung und zusätzlich die Schwellen relativ kurz ausgebildet sind. Andererseits kommt es insbesondere in diesem Bereich der Schiene durch das temperaturbedingte Ausdehnen und sich Zusammenziehen der Schienen aber auch durch dort oftmals angeordnete Weichenheizungen zu einem Kräftestau. Beides zusammen führt zu einer Tendenz der Gleise zum seitlichen horizontalen Ausknicken. Um dieser Tendenz entgegenzuwirken, sollte die
Schwellenbesohlung im Zungenvorrichtungsbereich relativ plastisch bzw.
zähelastisch ausgebildet sein, um so einen möglichst hohen
Querverschiebewiderstand im Schotterbett oder auf einer sonstigen Unterlage zu erreichen. Dies führt aber andererseits wieder dazu, dass auch in vertikaler Richtung die elastischen Eigenschaften relativ hart sind. Um dies zu kompensieren, kann vorgesehen sein, dass, insbesondere in einem Zungenvorrichtungsbereich der Weiche, die Elastomerschicht der Zwischenlage auf einer jeweiligen der Schwellen weicher ist als die Elastomerschicht der Schwellensohle unter dieser Schwelle. Durch die relativ weiche Elastomerschicht in der Zwischenlage kann somit eine zur
Sicherstellung des benötigten Querverschiebewiderstandes relativ harte
Elastomerschicht in der Schwellensohle so kompensiert werden, dass sich in vertikaler Richtung insgesamt das gewünschte elastische Verhalten ergibt.
Insbesondere ist günstigerweise vorgesehen, dass, insbesondere in einem
Zungenvorrichtungsbereich der Weiche, die Elastomerschichten der Schwellensohle zähelastisch mit einem EPM-Index in einem Bereich von 10% bis 25%, bevorzugt von 10% bis 20%, ausgebildet sind, wobei der EPM-Index wie in der WO 2016/077852 A1 definiert ist und gemessen werden kann.
Weiters ist es günstig, wenn, insbesondere in einem Zungenvorrichtungsbereich der Weiche, die Elastomerschichten der Zwischenlagen eine Steifigkeit in einem Bereich von 20 kN/mm bis 200 kN/mm, vorzugsweise von 40 kN/mm bis 100 kN/mm, aufweisen. Die in den Patentansprüchen 5 bis 10 angegebenen bevorzugten
Relationen und Eigenschaften können jeweils für die zumindest eine
Elastomerschicht der Schwellensohle und/oder die zumindest eine Elastomerschicht der Zwischenlage, aber auch für die gesamte Schwellensohle und/oder die gesamte Zwischenlage gelten.
Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Varianten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figurenbeschreibung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisiert dargestellte erfindungsgemäße Weiche in Form einer sogenannten einfachen Weiche in einer Draufsicht;
Fig. 2 zeigt einen schematisierten Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie AA aus Fig. 1 ;
Fig. 3 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie BB aus Fig. 1 ;
Fig. 4 zeigt einen schematisierten Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie CC aus Fig. 1 ;
Fig. 5 zeigt einen schematisiert dargestellten Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie DD aus Fig. 1 ;
Fig. 6 zeigt einen schematisierten Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie W aus Fig. 1 ;
Fig. 7 zeigt einen schematisierten Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie ZZ aus Fig.
1 und Fig. 8 zeigt schematisiert eine alternative Ausgestaltungsform einer Zwischenlage.
Bei der in Fig. 1 in einer Draufsicht schematisiert dargestellten Weiche 1 handelt es sich um eine sogenannte einfache Weiche, bei welcher ein Zweiggleis 18 in ein Stammgleis 3 mündet. Der Vollständigkeit halber ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung auch bei sogenannten Kreuzungsweichen realisiert werden kann, bei denen ein Zweiggleis 18 auf der einen Seite in das Stammgleis 3 mündet und auf der anderen Seite darüber hinaus führt. Als Stammgleis 3 wird dabei das Gleis
bezeichnet, welches am meisten befahren ist. Beim Zweiggleis 18 handelt es sich in der Regel um ein weniger befahrenes Gleis.
Vor und hinter der Weiche sind die Schienen 2 paarweise einander
gegenüberliegend auf jeweils einer der Schwellen 4 befestigt. Die Schwellen 4 sind entlang der gesamten Weiche quer und bereichsweise sogar orthogonal zur
Längsrichtung 13 sowohl des Stammgleises 3 als auch des Zweiggleises 18
angeordnet. Die Weiche 1 selbst weist den Zungenvorrichtungsbereich 14, den Zwischengleisbereich 15 und den Herzstückbereich 16 auf. Im
Zungenvorrichtungsbereich 14 befinden sich die an den Zungenschienengelenken 23 schwenkbar angeordneten Zungenschienen 23. Im Herzstückbereich 16 der Weiche 1 befindet sich das Herzstück 1 7. Der Zwischengleisbereich 15 der Weiche 1 befindet sich zwischen dem Zungenvorrichtungsbereich 14 und dem
Herzstückbereich 16. Im Zwischengleisbereich 1 5 befinden sich die jeweils starr auf den Schwellen 4 befestigten Zwischenschienen 25. Im Zungenvorrichtungsbereich 14 werden die außen liegenden Schienen 2 auch als Backenschienen 24 bezeichnet.
Der Herzstückbereich 16 der Weiche 1 endet auf der vom
Zungenvorrichtungsbereich 14 abgewandten Seite mit der letzten durchgehenden Schwelle 20, welche auch häufig als LDS bezeichnet wird. Anschließend folgen sowohl im Bereich des Stammgleises 3 als auch im Bereich des Zweiggleises 18 mehrere sogenannten Kurzschwellen 21 , welche aufgrund der gegebenen
Platzverhältnisse gegenüber den im Stammgleis 3 und im Zweiggleis 18 verwendeten Schwellen 4 aus Platzgründen einseitig verkürzt ausgebildet sein können.
Im Bereich des Herzstücks 17 werden die Schienen 2 häufig als Flügelschienen 26 bezeichnet. Die Schienen 2 im Bereich der Kurzschwellen 21 werden häufig als Anschlussschienen 27 bezeichnet. Im Zwischengleisbereich 15 und dem
Herzstückbereich 16 können darüber hinaus, wie an sich bekannt und hier auch eingezeichnet, noch sogenannten Radlenker 19 vorhanden sein. Der bisher geschilderte Aufbau der Weiche 1 aus Fig. 1 ist an sich bekannt und muss daher nicht weiter erläutert werden. Der Begriff der Schiene 2 umfasst grundsätzlich alle Arten von Schienen 2 unabhängig davon, ob diese speziell bezeichnet und zusätzlich mit einem eigenen Hinweiszeichen versehen sind oder nicht.
Bei den nachfolgend erläuterten Fig. 2 bis 7 handelt es sich jeweils um schematisiert dargestellte Vertikalschnitte entlang der oben genannten Schnittlinien. Gezeigt ist jeweils, wie in den entsprechenden Schnitten die jeweiligen Schienen 2 mittels der Zwischenlagen 6 auf den Schwellenoberseiten 5 der Schwellen 4 aufliegen und die Schwellen 4 über die an ihren Schwellenunterseiten 7 angeordneten
Schwellensohlen 8 auf einem Schotterbett 28 aufliegen. Die Art der Befestigung der Schienen 2 und der Zwischenlagen 6 an den Schwellen 4 ist in den Darstellungen nicht gezeigt. Sie kann wie beim Stand der Technik ausgeführt sein. Das Gleiche gilt für die Befestigung der Schwellensohlen 8 an den Schwellenunterseiten 7 der Schwellen 4.
Anstelle des Schotterbetts 28 kann auch ein an sich bekannter fester Unterbau z.B. in Form von Betonplatten oder dergleichen vorhanden sein. Die Schwellensohlen 8 können, insbesondere bei einem festen Unterbau, nicht nur auf der
Schwellenunterseite 7 angeordnet sein, sondern auch auf den Seitenflächen der jeweiligen Schwelle 4, vorzugsweise ein Stück weit, nach oben ragen. Insbesondere in diesem Fall können die Schwellensohlen 8 auch als Schwellenschuhe bezeichnet werden. Diese können auch an sich bekannte Schwellenschuheinlegeplatten aufweisen.
Abgesehen von Fig. 8 sind sowohl die Zwischenlagen 6 als auch die Schwellensohlen 8 als einschichtige Körper in Form der Elastomerschichten 10 bzw. 9 ausgebildet dargestellt. Wie eingangs erläutert muss dies nicht so sein. Sowohl die
Zwischenlagen 6 als auch die Schwellensohlen 8 können zusätzlich zu ihren
Elastomerschichten 10 bzw. 9 auch noch weitere Schichten aufweisen, wie dies eingangs bereits erläutert wurde und anhand der weiter unten noch erläuterten Fig.
8 auch beispielhaft zumindest für die Zwischenlage 6 beschrieben wird.
In allen nachfolgend beschriebenen Figuren wurden die Elastomerschichten 9 der Schwellensohlen 8 und auch die Elastomerschichten 10 der Zwischenlagen 6 unterschiedlich schraffiert. Jede Art der Schraffur steht beispielhaft für eine gewisse Härte bzw. Weichheit der jeweiligen Elastomerschicht 9 bzw. 10, wobei es bei der gewählten Darstellung rein um die Verhältnisse relativ zueinander geht. In allen Darstellungen sind die härtesten Elastomerschichten 9 bzw. 10 vertikal strichliert. Mittlere Härtegrade bzw. Weichheiten sind schräg strichliert. Die relativ dazu weichesten Elastomerschichten 9 und 10 sind durch eine horizontale Schraffur gekennzeichnet.
Fig. 2 zeigt den Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie AA im Zwischengleisbereich 15, in dem die Schienen 2 auch als Zwischenschienen 25 bezeichnet werden. Wie eingangs erläutert sind zwei vertikal voneinander beabstandete elastische Ebenen vorhanden. Die untere elastische Ebene wird durch die Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 gebildet. Die obere elastische Ebene wird durch die
Elastomerschichten 10 der Zwischenlagen 6 realisiert. Durch die Abstimmung der elastischen Eigenschaften bzw. der Weichheit der jeweils zum Einsatz kommenden Elastomerschichten 9 und 10 kann, generell gesprochen, die Gesamtelastizität entlang der Weiche 1 an die lokal jeweils vorhandenen Anforderungen angepasst werden. Im Zwischengleisbereich 15 gemäß Fig. 2 ist die Elastizität bzw. Weichheit der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 über die gesamte Längserstreckung in Längsrichtung 31 der Schwelle 4 konstant ausgebildet. Die Elastomerschichten 10 der auf der Schwellenoberseite 5 angeordneten Zwischenlagen 6 sind härter als die Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8, aber relativ zueinander gleich weich bzw. hart ausgebildet.
Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie BB aus Fig.1 in
Längsrichtung 1 3 der Weiche 1 durch dieselbe Schwelle wie Fig. 2.
Fig. 4 zeigt den Vertikalschnitt im Flerzstückbereich 16 der Weiche 1 entlang der Schnittlinie CC aus Fig.1 und damit entlang einer als Langschwelle ausgebildeten Schwelle 4, welche bei der Überfahrt eines Zuges immer exzentrisch belastet wird, da der Zug entweder entlang des Stammgleises 3 oder entlang des Zweiggleises 18 fährt. Dies führt zwangsweise zu einer einseitigen Belastung und damit einer
Tendenz zum Verkippen der Schwellen 4 in diesem Bereich. Um dem
entgegenzuwirken, sind die außen liegenden Bereiche 1 1 der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 härter ausgebiidet als der zentrale Bereich 12 der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8. Dieser Möglichkeit zur Kompensation von
Verkippungseffekten sind aber Grenzen gesetzt. Um eine Überbeanspruchung dieser Schwellen 4 in ihrem mittigen Abschnitt zu vermeiden, darf die Weichheit im der Schwellensohle 8 bzw. ihrer Elastomerschicht 9 im Bereich 12 nicht zu stark von den randlichen Bereichen 1 1 abweichen. Um trotzdem eine ideale Weichheit der Abstützung der zweiten Schienen 30 in diesem mittleren Bereich der Schwelle 4 zu erzielen, wird zusätzlich auch die Weichheit der Elastomerschichten 10 der
Zwischenlagen 6 entlang der Längsrichtung 31 der Schwelle 4 variiert. Es handelt sich somit um ein erstes Beispiel, bei dem vorgesehen ist, dass die Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 einer jeweiligen der Schwellen 4 zumindest zwei
unterschiedlich weiche Bereiche 1 1 und 12 aufweist, wobei der härtere Bereich 1 1 der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 unter einer ersten der Schienen 29 und der weichere Bereich 12 der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 unter einer zweiten der Schienen 30 angeordnet ist, wobei die erste der Schienen 29 und die zweite der Schienen 30 voneinander distanziert auf der Schwellenoberseite 5 der jeweiligen Schwelle 4 befestigt sind und die Elastomerschicht 10 der zwischen der ersten der Schienen 29 und der Schwellenoberseite 5 dieser Schwelle 4
angeordneten Zwischenlage 6 und die Elastomerschicht 10 der zwischen der zweiten der Schienen 30 und der Schwellenoberseite 5 dieser Schwelle 4 angeordneten Zwischenlage 6 relativ zueinander unterschiedlich hart sind, wobei hier konkret vorgesehen ist, dass die Elastomerschicht 10 der zwischen der ersten der Schienen 29 und der Schwellenoberseite 5 dieser Schwelle 4 angeordneten Zwischenlage 6 härter als die Elastomerschicht 10 der zwischen der zweiten der Schienen 30 und der Schwellenoberseite 5 dieser Schwelle 4 angeordneten Zwischenlage 6 ist.
Ein zweites Beispiel bei dem die Weichheit der Elastomerschichten 9 und 10 sowohl in der Schwellensohle 8 als auch in den Zwischenlagen 6 entlang der Längsrichtung 31 der Schwelle 4 variiert wird, ist in Fig. 5 gezeigt. Es handelt sich hier um einen Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie DD aus Fig. 1 , also um einen Vertikalschnitt der unmittelbar auf die letzte durchgehende Schwelle 20 folgenden Kurzschwelle 21 . Diese Kurzschwellen 21 neigen zur Verkippung, da sie aufgrund des einseitig beschränkten Platzbedarfs auf einer Seite weniger weit über die Schiene 2
überstehen als auf der gegenüberliegenden Seite. Diesem Verkippungseffekt kann mit unterschiedlich weichen bzw. harten Bereichen 1 1 und 12 der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 ebenfalls entgegengewirkt werden. Messungen haben allerdings gezeigt, dass hierdurch zwar eine G lättung erreicht werden kann, trotzdem die eingebrachten Lasten aber noch sehr inhomogen sind, sodass es im Unterbau, also hier im Schotterbett 28, dadurch zu unterschiedlichen Setzungen kommen kann. Auch hier kann durch die zusätzlich vorhandenen Elastomerschichten 10 der Zwischenlagen 6 also durch eine zweite elastische Ebene eine weitere
Feinabstimmung der Elastizitäten bzw. Weichheit in Längsrichtung 31 entlang der Schwelle 4 erreicht werden, was insgesamt zu einer verbesserten und homogeneren Lastabtragung auch im Bereich dieser einseitig gekürzten Kurzschwellen 21 führt. Auch hier ist bevorzugt vorgesehen, dass sich über einem weicheren Bereich 12 der Schwellensohle 8 eine weichere Zwischenlage 6 und über dem härteren Bereich 1 1 der Schwellensohle 8 auch eine härtere Zwischenlage 6 befindet.
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt parallel zur Längsrichtung 1 3 der Weiche 1 bzw. des Stammgleises 3 quer zu den Schwellen 4. Hier ist das Prinzip verwirklicht, dass Änderungen der Elastizität in den Elastomerschichten 9 und 10 der Schwellensohle 8 und der Zwischenlage 6 ausschließlich versetzt zueinander, also nicht zwischen denselben Schwellen 4 realisiert werden. Es ist in Fig. 6 somit vorgesehen, dass, in einer Längsrichtung 1 3 quer, vorzugsweise orthogonal, zu den Schwellen 4 gesehen, die Elastomerschichten 9 der Schwellensohlen 8 von zumindest zwei der
aufeinanderfolgend angeordneten Schwellen 4 relativ zueinander unterschiedlich weich und auch die Elastomerschichten 10 der Zwischenlagen 6 auf zumindest zwei der aufeinanderfolgend angeordneten Schwellen 4 ebenfalls relativ zueinander unterschiedlich weich ausgebildet sind, wobei im Falle eines Wechsels der
Weichheit der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 von einer der Schwellen 4 zu der in der Längsrichtung 13 darauf folgenden Schwelle 4 die Elastomerschichten 10 der Zwischenlagen 6 auf diesen beiden Schwellen 4 gleich weich sind und/oder im Falle eines Wechsels der Weichheit der Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 von einer der Schwellen 4 zu der in der Längsrichtung darauf folgenden Schwelle 4 die Elastomerschichten 9 der Schwellensohlen 8 unter diesen beiden Schwel len 4 gleich weich sind. Dadurch, dass die Änderungen der Elastizität bzw. Weichheit bei Übergängen in den beiden elastischen Ebenen in Längsrichtung 1 3 versetzt zueinander stattfinden, werden sprunghafte Änderungen in den elastischen
Eigenschaften entlang der Weiche 1 vermieden. Es gibt also eine Art
Verschmierungs- bzw. Ausgleichseffekt. In Fig. 6 ist dies beispielhaft dargestellt. Von links nach rechts gesehen ändert sich zwischen der ersten und der zweiten Schwelle 4 zunächst die Elastizität der Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 während die Elastizität der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 beim Übergang von der ersten zur zweiten Schwelle 4 gleich bleibt. Von der zweiten zur dritten Schwelle 4 wird dann die Elastizität bzw. Weichheit der Elastomerschicht 9 in der
Schwellensohle 8 geändert, während am Übergang zwischen diesen beiden
Schwellen die Elastizität bzw. Weichheit der Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 unverändert bleibt. Zwischen der dritten und vierten sowie zwischen der vierten und fünften Schwelle 4 ändert sich dann weder die Elastizität der Elastomerschicht 9 noch die der Elastomerschicht 10, während sich zwischen der fünften und sechsten Schwelle 4 dann die Weichheit der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 ändert, während die Weichheit der Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 gleich bleibt. Beim Übergang von der sechsten auf die siebte Schwelle 4 wird dann die Weichheit der Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 geändert, während sich in der
Weichheit der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 zwischen diesen beiden Schwellen 4 keine Änderung mehr ergibt. Dieses Prinzip wird günstigerweise über die gesamte Längserstreckung der Weiche 1 , also sowohl im Stammgleis 3 als auch im Zweiggleis 18 realisiert.
Bei den bislang anhand der Fig. 4 bis 6 geschilderten Prinzipien ist es grundsätzlich günstig, dass bei einem Bettungsmodul der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 im Bereich von 0,02 bis 0,2 N/mm3 die Steifigkeit der Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 im Bereich zwischen 5 und 150 kl\l/mm liegt. Liegt der
Bettungsmodu l der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 im Bereich von 0,2 bis 0,3 N/mm3, dann weist die Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 bei solchen Varianten günstigerweise eine Steifigkeit im Bereich von 10 bis 200 kN/mm auf. Liegt der Bettungsmodul der Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 hingegen in einem Bereich von 0,3 bis 0,6 N/mm3, dann weist die Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 bei den genannten Varianten günstigerweise eine Steifigkeit im Bereich von 15 bis 250 kN/mm auf.
Fig. 7 zeigt den Schnitt ZZ aus Fig. 1 im Zungenvorrichtungsbereich 14. Zur
Sicherstellung eines entsprechend hohen Querverschiebewiderstandes zwischen der jeweiligen Schwelle 4 und dem Untergrund, hier in Form des Schotterbetts 28, kommen hier günstigerweise Schwellensohlen 8 zum Einsatz, deren
Elastomerschichten 10 zähelastische Eigenschaften haben. Der EPM-Index der Elastomerschichten 9 der Schwellensohlen 8 in diesem Bereich liegt günstigerweise im Bereich zwischen 10% und 25%, bevorzugt zwischen 10% und 20%. Der
Bettungsmodul der Elastomerschichten 9 der Schwellensohlen 8 in diesem
Zungenvorrichtungsbereich 14 liegt günstigerweise im Bereich von 0,1 bis 0,6 N/rmm3. Um in vertikaler Richtung trotzdem eine ausreichend weiche Lagerung der Schienen 2 zu erreichen, sind in diesem Zungenvorrichtungsbereich 14 die
Zwischenlagen 6 günstigerweise entsprechend weich ausgebildet. Die
Elastomerschichten 10 der Zwischenlagen 6 weisen hier günstigerweise eine
Steifigkeit im Bereich von 20 bis 200 kN/mm, bevorzugt von 40 bis 100 kN/mm, auf. Insgesamt ist im Zungenvorrichtungsbereich 14 der Weiche 1 somit günstigerweise vorgesehen, dass die Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 auf einer jeweiligen der Schwellen 4 weicher ist als die Elastomerschicht 9 der Schwellensohle 8 unter dieser Schwelle 4.
In den bislang gezeigten Schnitten besteht die Zwischenlage 6 jeweils aus einer einzigen Elastomerschicht 10. Wie eingangs bereits erläutert, kann aber auch die Zwischenlage 6 mehrschichtig und aus verschiedenen Materialien aufgebaut sein.
Ein solches Beispiel ist in Fig. 8 gezeigt. Hier weist die Zwischenlage 6 zusätzlich zur Elastomerschicht 10 eine Metallplatte 32 auf. Auf der Metallplatte 32 ist die Schiene 2 befestigt. Solche Metallplatten 32 können z. B. dazu eingesetzt werden, die Fläche, mit der auf die Elastomerschicht 10 der Zwischenlage 6 gedrückt wird, zu
vergrößern. Natürlich gibt es zahlreiche andere Varianten, wie die Zwischenlage 6 mehrschichtig aufgebaut sein kann. Dies gilt auch für die Schwellensohle 8, wobei hier insbesondere auf den eingangs bereits erwähnten Stand der Technik, welcher mehrschichtige Schwellensohlen 8 zeigt, verwiesen wird. L e g e n d ezu den Hinweisziffern:
1 Weiche 17 Herzstück
2 Schiene 20 18 Zweiggleis
3 Stammgleis 19 Radlenker
4 Schwelle 20 LDS
5 Schwellenoberseite 21 Kurzschwelle
6 Zwischenlage 22 Zungenschienen
7 Schwellenunterseite 25 23 Zungenschienengelenk
8 Schwellensohle 24 Backenschienen
9 Elastomerschicht 25 Zwischenschienen
10 Elastomerschicht 26 Flügelschienen
1 1 Bereich 27 Anschlussschienen
12 Bereich 30 28 Schotterbett
13 Längsrichtung 29 erste Schiene
14 Zungenvorrichtungbereich 30 zweite Schiene
15 Zwischengleisbereich 31 Längsrichtung
16 Herzstückbereich 32 Metallplatte

Claims

Patentansprüche
1 . Weiche (1 ) für eine Gleisanlage für Schienenfahrzeuge, wobei die Weiche (1 ) Schienen (2) und eine Abfolge von Schwellen (4) aufweist und jeweils auf einer Schwellenoberseite (5) der jeweiligen Schwelle (4) zumindest zwei der Schienen (2) einander paarweise gegenüberliegend befestigt sind und zwischen einer jeweiligen der Schienen (2) und der jeweiligen Schwellenoberseite (5) jeweils eine Zwischenlage (6) angeordnet ist und die Schwellen (4) jeweils auf, ihren jeweiligen Schwellenoberseiten (5) gegenüberliegenden, Schwellenunterseiten
(7) jeweils eine Schwellensohle (8) aufweisen und die Schwellensohlen (8) jeweils zumindest eine Elastomerschicht (9) aufweisen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zwischenlagen (6) jeweils zumindest eine
Elastomerschicht (10) aufweisen.
2. Weiche (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Weiche (1 ) die Elastomerschichten (9) von zumindest zwei verschiedenen Schwellensohlen
(8) einen voneinander verschiedenen Bettungsmodul aufweisen und/oder dass in der Weiche (1 ) die Elastomerschichten (10) von zumindest zwei
verschiedenen Zwischenlagen (6) eine voneinander verschiedene Steifigkeit aufweisen.
3. Weiche (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Elastomerschicht (9) der jeweiligen Schwellensohle (8) einen Bettungsmodul im Bereich von 0,02 N/mm3 bis 0,6 N/mm3, vorzugsweise von 0,1 N/mm3 bis 0,5 N/mm3, besonders bevorzugt von 0,15 N/mm3 bis 0,4 N/mm3, aufweist und/oder dass die Elastomerschicht (10) der jeweiligen Zwischenlage (6) eine Steifigkeit im Bereich von 5 kN/mm bis 1000 kN/mm, vorzugsweise von 10 kN/mm bis 300 kN/mm, besonders bevorzugt von 20 kN/mm bis 200 kN/mm, aufweist.
4. Weiche (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerschicht (10) der jeweiligen Zwischenlage (6) und/oder die
Elastomerschicht (9) der jeweiligen Schwellensohle (8), vorzugsweise
geschäumtes, Polyurethan oder Gummi oder eine Mischung mit, vorzugsweise geschäumtem, Polyurethan und/oder Gummi aufweist oder daraus besteht.
5. Weiche (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerschicht (9) der Schwellensohle (8) einer jeweiligen der Schwellen (4) zumindest zwei unterschiedlich weiche Bereiche (1 1 , 12) aufweist, wobei der härtere Bereich (1 1 ) der Elastomerschicht (9) der Schwellensohle (8) unter einer ersten der Schienen (2, 29) und der weichere Bereich (12) der Elastomerschicht (9) der Schwellensohle (8) unter einer zweiten der Schienen (2, 30) angeordnet ist, wobei die erste der Schienen (2, 29) und die zweite der Schienen (2, 30) voneinander distanziert auf der Schwellenoberseite (5) der jeweiligen Schwelle (4) befestigt sind und die Elastomerschicht (10) der zwischen der ersten der Schienen (2, 29) und der Schwellenoberseite (5) dieser Schwelle (4)
angeordneten Zwischenlage (6) und die Elastomerschicht (10) der zwischen der zweiten der Schienen (2, 30) und der Schwellenoberseite (5) dieser Schwelle (4) angeordneten Zwischenlage (6) relativ zueinander unterschiedlich weich sind.
6. Weiche (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Elastomerschicht (10) der zwischen der ersten der Schienen (2, 29) und der Schwellenoberseite (5) dieser Schwelle (4) angeordneten Zwischenlage (6) härter als die Elastomerschicht (10) der zwischen der zweiten der Schienen (2, 30) und der Schwellenoberseite (5) dieser Schwelle (4) angeordneten
Zwischenlage (6) ist.
7. Weiche (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, in einer Längsrichtung (13) quer, vorzugsweise orthogonal, zu den Schwellen (4) gesehen, die Elastomerschichten (9) der Schwellensohlen (8) von zumindest zwei der aufeinanderfolgend angeordneten Schwellen (4) relativ zueinander unterschiedlich weich und auch die Elastomerschichten (10) der Zwischenlagen (6) auf zumindest zwei der aufeinanderfolgend angeordneten Schwellen (4) ebenfalls relativ zueinander unterschiedlich weich ausgebildet sind, wobei im Falle eines Wechsels der Weichheit der Elastomerschicht (9) der
Schwellensohle (8) von einer der Schwellen (4) zu der in der Längsrichtung (1 3) darauf folgenden Schwelle (4) die Elastomerschichten (10) der Zwischenlagen (6) auf diesen beiden Schwellen (4) gleich weich sind und/oder im Falle eines Wechsels der Weichheit der Elastomerschicht (10) der Zwischenlage (6) von einer der Schwellen (4) zu der in der Längsrichtung (13) darauf folgenden Schwelle (4) die Elastomerschichten (9) der Schwellensohlen (8) unter diesen beiden Schwellen (4) gleich weich sind.
8. Weiche (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem Zungenvorrichtungsbereich (14) der Weiche (1 ), die Elastomerschicht (10) der Zwischenlage (6) auf einer jeweiligen der Schwellen (4) weicher ist als die Elastomerschicht (9) der Schwellensohle (8) unter dieser Schwelle (4).
9. Weiche (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem Zungenvorrichtungsbereich (14) der Weiche (1 ), die Elastomerschichten (9) der Schwellensohle (8) zähelastisch mit einem EPM- Index in einem Bereich von 10% bis 25%, bevorzugt von 10% bis 20%, ausgebildet sind.
10. Weiche (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem Zungenvorrichtungsbereich (14) der Weiche (4), die Elastomerschichten (10) der Zwischenlagen (6) eine Steifigkeit in einem Bereich von 20 kN/mm bis 200 kN/mm, vorzugsweise von 40 kN/mm bis 100 kN/mm, aufweisen.
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