DE3611017A1 - Elastisches unterlegteil fuer y-stahlschwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Unterlegteil für Y-Stahlschwellen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Unterlegteile erfüllen mehrere Funktionen: aus signaltechnischen Gründen müssen die Schienen gegen die Stahlschwellen elektrisch isoliert werden; Belastungsstöße und Schwingungen, verursacht durch Schienenfahrzeuge, sollen gedämpft werden; für einen spurgetreuen Lauf der Fahrzeuge werden die Schienen zur Gleismitte geneigt durch keilförmige Ausbildung der Unterlegteile, die zudem durch Wahl variabler Dicke zusätzlich eine Höhennivellierung des Schienenstranges erlauben.

Aus der LU-PS 81 116 ist der spezielle Schwellentyp "Y-Schwelle" bekannt. Zwischen Schiene und Stahlschwelle ist ein isolierendes und dämpfendes Unterlegteil aus Kunststoff angeordnet; die Schienenführungsplatten sind separat mit einer Isolierung versehen.

Ebene Zwischenplatten variabler Dicke aus Kunststoff für Betonschwellen sind bekannt aus DE-OS 27 17 394 und DE-AS 26 00 416.

Nähere Angaben zur Materialauswahl sind nicht offenbart. Empfohlen wurde bereits (DE-GM 84 11 087), ebene Unterlegteile zwischen Stahlschwellen und Schienen, bestehend aus homogenem, hochpreßfestem Kunststoff, beispielsweise Neopren, anzuordnen. Aus der Art der Schienenbefestigung ist zu entnehmen, daß auf eine Isolation kein Wert gelegt wurde. Die Lehre erscheint auch in sich widersprüchlich, weil zwar Schwingungen gedämpft werden sollen, aber über die Verschraubung auf die Schwellen übertragen werden.

Es wurde ebenfalls bereits vorgeschlagen, mehrere Platten lose übereinander aus Kunststoff (Polyäthylen) und weichem, profiliertem Gummi als Unterlegteile für Schienen auf Betonschwellen zu verwenden, um Schwingungen zu dämpfen (DE-GM 72 07 812). Derartige Werkstoffe für Stahlschwellen zu verwenden, wurde nicht angeregt. Ungünstig ist es, Platten verschiedener Werkstoffe aufeinander zu stapeln, da bei der Schienenmontage der korrekte Plattensitz stets zu prüfen ist und die Platten sich je nach den Reibverhältnissen zwischen ihren Oberflächen verschieben können.

Keine der Veröffentlichungen gibt Hinweise darauf, welche detaillierten technischen Eigenschaften die Unterlegteile, z.B. hinsichtlich Temperaturbeständigkeit, Elastizität und Lagesicherheit haben müssen.

Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, speziellere Unterlegteile mit definierten technischen Eigenschaften sowie entsprechende Materialien vorzuschlagen, die bei der Befestigung von Stahlschienen auf Stahlschwellen Verwendung finden können.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Während das Unterlegteil insgesamt isolierende Funktion hat, ist eine differenzierte Elastizität einzelner Abschnitte des Unterlegteiles vorteilhaft. Je nach Art des Schwellenunterbaues - Asphalt, Beton oder Schotter - verlangt zum einen die Schienenunterlage unterschiedliche, schwingungsdämpfende Eigenschaften, während der benachbarte Bereich des Unterlegteiles Schwingungen nur im Sinne einer Stahlfederscheibe aufnehmen muß, um eine Lockerung der Verschraubung zu verhindern, bei gleichzeitiger elektrischer Isolation der Schienenbefestigung gegenüber der Stahlschwelle.

Ebenso sollten die die Stahlschwelle umgreifenden, einen sicheren Sitz des Unterlegteiles gewährleistenden, Vorsprünge aus sehr zähem, formfestem Material bestehen, das bei den in europäischem Klima auftretenden Temperaturen an den Schienen von -35°C bis +80°C stabil ist. Daher können diese Vorsprünge erfindungsgemäß aus Glasfasern anlaminiert sein oder beispielsweise aus in Polyäthylen eingegossenen Stahlformteilen ihre Festigkeit beziehen.

Ähnliches gilt für bestimmte Ausführungsformen des Unterlegteiles, bei denen die Querteile die Schienenführungsstücke ersetzen. Hier können eingegossene Stahlteile für die notwendige Steifigkeit sorgen, ohne daß die Gesamtelastizität des Systems verloren geht. Alternativ ist ein Schichtaufbau aus Glasfaser- oder Kohlefaser-Laminaten denkbar, die eine lange Lebensdauer mit hoher Festigkeit vereinen.

Polyäthylen hat zwar den Vorteil, während der Lebensdauer gegen Wasserquellung und viele andere Umwelteinflüsse resistent zu sein, kann aber durch UV-Licht altern, was durch Beimengung z.B. von 2% Ruß verhindert werden sollte. Bestens geeignet erscheint hier die Verwendung von LDPE. Als Sinterwerkstoff weist es keinerlei Rest-/Schrumpf- Spannungen auf und ist z.B. durch Polyäthylen- Copolymerisate mit Acrylharz-Zusatz klebend verbindbar mit anderen Kunststoffen wie Epoxyharz-Laminaten oder HDPE.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß aus Kunststoff-Laminaten bestehenden Unterlegteiles,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Unterlegteil gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Schienenbefestigung in Schnittdarstellung unter Anwendung eines Unterlegteiles gemäß Fig. 1.

Ein Unterlegteil 16 (Fig. 1) mit Oberfläche 17 (Neigung 1:40) besteht aus einer 4-11 mm dicken, keilförmigen Basis 33 aus Glasfaser-Epoxyharz-Preßlaminat mit angeformten Querteilen 2, 3 und Vorsprüngen 5, 6 zum Umgreifen der Schwellenkanten sowie Lippen 7 zur elektrischen Isolierung. In den Querteilen 5, 6 sind Kehlen 12 zur Aufnahme der Schienenführungsstücke 20, 22 (Fig. 3) eingeprägt. Mit Epoxykleber 32 ist ein 7 mm dickes Dämpfkissen 25 aus Polyurethan auf Polyesterbasis mit einem Schub-Modul von 4×10⁶ Pa fest verbunden. Die Gesamtsteifigkeit des Unterlegteiles entspricht etwa einem Schub-Modul von 8×10⁷ Pa.

Fig. 3 zeigt das Unterlegteil 16 in Anwendung bei der Befestigung einer Schiene 1 auf einem I-Stahlträger 4, der mit einem nicht dargestellten weiteren I-Stahlträger durch verschweißte Querstäbe 10, 11 und Riegel 8, 9 zu einer sogenannten Y-Stahlschwelle verbunden ist, wobei die Flansche 18, 31 zum benachbarten I-Stahlträger eine Lücke aufweisen, durch die die Schwellenschrauben 13, 14 hindurchragen. Die Schiene 1 liegt mit dem Schienenfuß 15 auf der Oberfläche 17 des Unterlegteiles 16 auf. Die Vorsprünge 5, 6 fixieren das Unterlegteil 16 durch Umgreifen des Flansches 18 des I-Stahlträgers 4 in seiner Querlage. Andererseits wird das Unterlegteil 16 durch Anlage der Lippen 7 an den schrägen Flächen 19, 21 der Riegel 8, 9 fixiert. Seitlich wird der Schienenfuß 15 durch Schienenführungsstücke 20, 22 gehalten und mittels Schwellenschrauben 13, 14 durch Druck der Federn 23, 24 festgespannt. Das Fußgewinde 42, 43 der Schwellenschrauben 13, 14 wird von einer Traverse 26, bestehend aus zwei, durch Laschen 29, 30 verbundenen, mit Böden 34, 35 versehenen, rechteckigen Rohrstücken 27, 28, in die Außengewinde 40, 41 aufweisende, mit Beton 38, 39 vergossene, Dübel 36, 37 eingelassen sind, gehalten. So ist sichergestellt, daß die Schiene 1 isoliert, aber trotzdem schwingungsgedämpft auf den Schwellen 4 befestigt ist.

Claims (5)

1. Elastisches, keilförmiges Unterlegteil für auf Y-Stahlschwellen verlegte Schienen von Eisenbahnen mit wenigstens einem quer zur Keilrichtung sich erstreckenden Querteil, von dessen Unterseite parallel zur Keilrichtung verlaufende seitliche Vorsprünge zur seitlichen Anlage an den Schwellen vorspringen nach Patent (Patentanmeldung P 35 12 200.5), gekennzeichnet durch die Verwendung eines Materials mit einem Schub-Modul von 5×10⁵ bis 3×10¹⁰ Pa, vorzugsweise 4×10⁶ bis 3×10⁹ Pa, welches dabei im Temperaturbereich von 235 K bis 350 K dauerhaft bruchstabil und reißfest ist.

2. Elastisches Unterlegteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Abschnitte des Unterlegteiles (16) unterschiedliche Elastizität aufweisen.

3. Elastisches Unterlegteil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Unterlegteiles (16), der von der Schiene (1) auf Druck beansprucht wird einen Schub-Modul aufweist, der mindestens um den Faktor 10 geringer eingestellt ist, als andere Abschnitte des Unterlegteiles.

4. Elastisches Unterlegteil nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterlegteil (16) wenigstens abschnittsweise aus Kunststoff-Laminat, Kunststoff-Faser-Laminat, Kunststoff-Metall- Verbundmaterial oder Gummi-Metall-Verbundmaterial besteht.

5. Elastisches Unterlegteil nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens die Oberfläche (17) des Unterlegteiles (16) aus Polyäthylen oder ähnlichem Kunststoff durch Zusätze von Ruß und/oder anderen Stabilisatoren gegen UV-Licht stabilisiert ist.