Schwelle für Schienen eines Oberbaus für Schienenfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwelle für Schienen eines Oberbaus für Schienenfahrzeuge, insbesondere auf eine Langschwelle zur Aufnahme von Abschnitten von zumindest drei Schienen mit gegebenenfalls zwischen Schiene und Schwelle eine Dämpfungseigenschaften aufweisender Zwischenlage, wobei die Schwelle aus zumindest zwei Abschnitten besteht, die derart verbunden sind, daß unter Beibehaltung oder im wesentlichen unter Beibehaltung des Abstandes zwischen den Schienen die Abschnitte relativ zueinander bewegbar sind.

Außerhalb des normalen Gleises des Bahnoberbaus, also insbesondere in Weichen- oder Kreuzungsbereichen oder überall dort, wo mehrere Schienen dicht nebeneinander verlaufen, gelangen grundsätzlich Mono-Schwellen zum Einsatz, auf denen Abschnitte mehrerer nebeneinander verlaufender Schienen befestigt werden. Dabei erfolgt grundsätzlich eine unsymmetrische Belastung, da zum Beispiel Schienen im Radlenker¬ oder Herzstückbereich steifer als andere ausgebildet sind, so daß sich bei insbesondere hohen dynamischen Belastungen eine geringere Einsenkung ergibt. Hierdurch wird der Fahrkomfort negativ beeinflußt.

Beim Durchfahren entsprechender Gleisabschnitte gelangen die Schwellen, bei denen es sich um beliebige, also Stahl-, Beton-, Holz- oder ansonsten verwendete Schwellen handeln kann, in Eigenschwingungen, die bei sich einstellenden Resonanzen dazu führen können, daß der Unterbau wie Schotterbett verändert wird, wodurch wiederum ein Absenken der Schwelle und damit der Schiene erfolgt. Dieses Absenken erfolgt jedoch nicht über die Länge der Schwelle gleichmäßig, so daß sich zu Gefährdungen führende Fahrbedingungen einstellen können.

Aus der DE 40 04 452 AI ist ein Verfahren zum spurstabilen Verlegen von zumindest drei mit geringem Abstand voneinander verlegten Gleisen bekannt. Dabei werden überlange Schwellen verwendet, die abwechselnd eine unterschiedliche Anzahl von \ Schienensträngen halten. Nach der DE 38 29 659 AI werden Spannbetonschwellen über deren Stirnbereiche aufnehmende Muffen gekoppelt. Um Schienen zu lagern, werden nach dem DE 91 06 438 Ul Y-Schwellen verwendet.

Der US 1,099, 179 ist eine aus zwei Abschnitten bestehende Schwelle bekannt, die über eine Federeigenschaften aufweisende Platte verbunden sind. Dabei geht die Platte von in den Schwellenabschnitten eingelassenen umgedrehten Schienenabschnitten aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt u.a. das Problem zugrunde, überall dort, wo zum Beispiel durch zusätzliche Gleiskomponenten wie in Weichenbereichen durch Radlenker bzw. Herzstücke die Steifigkeit der Schienen verändert und/oder durch Veränderung der Schwellen eine Änderung insbesondere in bezug auf die Einsenkung erfolgt, gleisähnliche Bedingungen zu schaffen, daß also einerseits eine gleichbleibende Einsenkung für jede der auf einer Schwelle angeordneten Schiene erfolgt und andererseits sichergestellt ist, daß unabhängig von den statischen und dynamischen Belastungen gleisähnliche Bedingungen herrschen. Letzteres bedeutet, daß bei statischen und dynamischen Belastungen ein weitgehend unverändertes Elastizitäts¬ verhalten in vertikaler Richtung vorliegt. Der Erfindung liegt aber auch das Problem zugrunde, insbesondere Langschwellen derart auszubilden, daß die in diesen erzeugten Schwingungen nicht dazu führen, daß eine Lageveränderung der Schwellen, also eine bleibende Beeinflussung des Unterbaus erfolgt.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Abschnitte über eine Verbindung verbunden sind, die in vertikaler Richtung weicher als in horizontaler Richtung gelagert ist.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Aufteilung einer Schwelle in Teilabschnitte unter gleichzeitiger Entkopplung dieser derart, daß sich ein symmetrisches Verhalten ergibt, daß also in den Bereichen, in denen auf Schwellenabschnitte mehrere nebeneinander

verlaufende Schienen angeordnet sind, gleisähnliche Bedingungen einstellen.

Trotz dieser Entkopplung ist jedoch eine Spurtreue sichergestellt, da die Schwellen¬ abschnitte weiterhin untereinander verbunden bleiben. Allerdings ist durch die Entkopplung eine Relativbewegung in vertikaler Richtung möglich, wobei die Schienenabschnitte in Abhängigkeit von ihren Belastungen versetzt und/oder geneigt zueinander verlaufen können. Dabei erfolgt eine Entkopplung und Relativbewegung zueinander derart, daß die auf den Schwellenabschnitten angeordneten Schienen jeweils im wesentlichen gleiche Einsenkungszahlen aufweisen, also das bereits angesprochene symmetrische Verhalten bei statischen bzw. dynamischen Belastungen zeigen. Die gleiche Einsenkung erfolgt dabei nicht notwendigerweise allein durch die entkoppelten Schwellenabschnitte, sondern auch durch die gegebenenfalls erforderlichen Zwischenla¬ gen zwischen Schiene und Schwellenabschnitt, die im gewünschten und von den jeweiligen Gleisbedingungen erforderlichen Umfang dämpfend nachgiebig ausgebildet sind, ohne daß sich ein nachteiliges Schwingungsverhalten einstellt. Die Dämpfung der jeweiligen Zwischenlage hängt dabei von dem vertikalen Widerstandsmoment der jeweiligen Schienen bzw. des jeweiligen Schienenpaares ab. Die Zwischenlage kann z.B. zwischen Schiene und Rippe nplatte oder zwischen dieser und der Schwelle angeordnet sein.

Insbesondere umfaßt die Verbindung eine Platte, die ihrerseits mit mittelbar oder unmittelbar von den Schwellenabschnitten ausgehenden Verbindungselementen über elastische Zwischenschichten verbunden sind. Bei den elastischen Zwischenschichten kann es sich um Elastomere handeln, deren Kennlinien derart ausgebildet sind, daß in vertikaler Richtung eine geringe Federsteifigkeit vorliegt, wohingegen in horizontaler Richtung eine hohe Federsteifigkeit gegeben ist.

Die die Verbindungsplatte elastisch haltenden Verbindungselemente können aus einem oberen, eine Zylinderform aufweisenden und umfangsseitig von der elastischen Zwischenschicht umgebenden Abschnitt und einem unteren Abschnitt geringeren Durchmessers bestehen, der mit einem der Schwellenabschnitte oder einer der Grundplatten verbunden ist. Diese Ansätze können in die Grundplatte geschraubt,

eingepreßt oder auch nur lose eingesetzt sein. Bei dem zuletzt vorgesehenen Lösungsvorschlag sollte jedoch zwischen dem Ansatz und der Grundplatte bzw. dem Schwellenabschnitt eine elastische Zwischenlage vorhanden sein, um eine Geräusch¬ bildung auszuschließen.

Die die Verbindung zwischen den Schwellenabschnitten sichernde Platte erfährt über zumindest ein Schraubelement eine in Richtung der Schwelle gerichtete Krafteinleitung, wobei zwischen der Oberseite der Platte und dem Schraubelement eine elastische Abstützung vorhanden ist.

Da die Verbindungsplatte über die Verbindungselemente mit den Grundplatten verbunden ist, werden die Einheiten Verbindungsplatte/Grundplatten über diese durchsetzende Schraubelemente gesichert.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann jedes Schraubelement von einer vorzugs¬ weise bereichsweise exzentrisch ausgebildeten Hülse umgeben sein, durch die eine Abstandsveränderung der Schwellenabschnitte ermöglicht wird.

Die Hülse selbst wird von der Verbindungsplatte beabstandet umgeben, wohingegen zwischen der Hülse und den Grundplatten jeweils ein elastisches Abstandselement angeordnet sein kann, um gleichfalls eine Geräuschbildung auszuschließen.

Die erfindungsgemäße Lehre kann jedoch auch dadurch realisiert werden, daß die Verbindung parallel verlaufende Platten umfaßt, von denen eine schwel lenseitige Platte die Schwellenabschnitte verbindet und elastisch sowohl gegenüber den Schwellen¬ abschnitten als auch schwellenabgewandten, jeweils einem Schwellenabschnitt zugeordneten Platten abgestützt ist. Zum Festlegen der Platten können diese gleichfalls von Schraubelementen durchsetzt sein, die in Richtung der Schwellen Kräfte in die Platten einleiten.

Das Schraubelement kann seinerseits von einer Hülse umgeben sein, die gegen die schwellenseitige Platte elastisch abgestützt ist.

Zur elastischen Abstützung zwischen den Platten bzw. den schwellenseitigen Platten und den Schwellenabschnitten ist vorgesehen, daß zwischen einander zugewandten Flächen zwischen den schwellenseitigen und -abgewandten Platten bzw. den Schwellenabschnitten Auskammerungen zur Aufnahme von elastischen Einsätzen vorhanden sind. Dabei können die elastischen Einsätze jeweils von einer Halterung ausgehen, die sich einer Ausnehmung wie Bohrung in vorzugsweise der schwellenseiti¬ gen Platte erstrecken.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungs¬ gemäßen Verbindung zwischen Schwellenabschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1,

Fi ^• Όg. 4 eine Draufsicht auf einen Teil einer erfindungsgemäßen Verbindung zwischen Schwellenabschnitten,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4 und

Fig. 6 eine alternative Ausführungsform zu der der Fig. 3 zu entnehmenden.

In Fig. 1 ist in Draufsicht ein Ausschnitt aus einer Verbindung zwischen Abschnitten (12) und (14) von Schwellen dargestellt. Dabei kann es sich bei den Schwellen um bekannte Ausführungsformen wie Holzschwellen, Betonschwellen, Eisenschwellen oder

ähnliches handeln.

Durch die Verbindung der Schwellenabschnitte (12) und (14) soll eine Entkopplung dieser erfolgen, ohne daß Einbußen hinsichtlich Spurtreue von Gleisen erfolgt, die auf den Schwellenabschnitten (12) und (14) befestigt sind. Die Entkopplung soll jedoch dabei allein eine Relativbewegung in vertikaler Richtung ermöglichen, ohne daß eine spürbare Abstandsveränderung erfolgt. Mit anderen Worten soll in vertikaler Richtung eine weiche Verbindung gegeben sein, wohingegen es sich in horizontaler Richtung vorzugsweise um eine starre Verbindung handeln soll.

Um die Schwellenabschnitte (12) und (14) zu verbinden, ist eine Verbindungsplattc (16) vorgesehen, die sich von dem Abschnitt (12) zum Abschnitt (14) erstreckt. Die Verbindungsplatte (16) geht ihrerseits von Verbindungselementen aus, die beispielhaft mit den Bezugszeichen (18), (20) und (22) versehen sind.

Die Verbindungselemente (18) und (20) bzw. (22) gehen jeweils von einer Grundplatte (24) aus, die dem Schwellenabschnitt (12) bzw. (14) zugeordnet ist.

In Fig. 2 ist diejenige Grundplatte dargestellt, die dem Abschnitt (12) zugeordnet ist und das Bezugszeichen (24) aufweist. Man erkennt, daß die Verbindungselemente (18) und (20) über Ansätze (26) und (28) mit der Grundplatte (24) verbunden sind. Dabei können die Ansätze (26) und (28) und damit auch die Verbindungselemente (18) und (20) zu der Grundplatte (24) verschraubt oder verpreßt sein. Auch besteht die Möglichkeit, die Ansätze (26) und (28) in die Grundplatte (24) einzusetzen. In diesem Fall sollten jedoch die Aussparungen in der Grundplatte (24) von einer elastischen Schicht ausgekleidet bzw. die Ansätze (26) und (28) von solchen umgeben sein, um Geräuschbildungen auszuschließen.

Oberhalb der Grundplatte (24) erstrecken sich zylindrische Abschnitte (30) und (32) der Verbindungselemente (18) und (20), die über jeweils eine umlaufende Zwischenlage (34) und (36), die aus Elastomeren bestehen kan, mit der Verbindungsplatte (16) verbunden sind. Dabei können die elastischen Zwischenlagen sowohl an den

zylindrischen Abschnitt (30) und (32) als auch an der Verbindungsplatte (16) anvulkanisiert sein.

Wie die Fig. 3 verdeutlicht, werden sowohl die Grundplatte (24) als auch die Verbindungsplatte (16) über eine Schraube (38) auf dem Schwellenabschnitt (12) gesichert. Dabei wird der Schaft (40) der Schraube (38) von einer gegebenenfalls exzentrisch ausgebildeten Hülse (42) umgeben, durch die eine Verstellbarkeit der Grundplatte (24) und damit auch der Verbindungsplatte (14) ermöglicht wird.

Unterhalb des Schraubenkopfes (44) ist ein Abstandselement (46) vorgesehen, das auf einem elastischen Ring (48) aufliegt, der seinerseits auf der Oberseite (50) der Verbindungsplatte (16) ruht. Wird nun die Schraube (38) angezogen, so werden die Grundplatte (24) und die Verbindungsplatte (16) gesichert, wobei die Verbindungsplatte (14) beabstandet zur Hülse (42) verläuft.

Die Beabstandung zwischen der Verbindungsplatte (16) und den Grundplatten (24) erfolgt über den zylindrischen Abschnitt (30) bzw. (32) des Verbindungselementes (18) bzw. (20), dessen Unterseite flächig auf der Grundplatte (24) aufliegt, wie insbesondere die Fig. 2 zeigt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 bis 3 in der Art der Verbindung zwischen einer Verbindungsplatte (50) und dieser zugeordneten Schwellenabschnitte (12) bzw. schwellenabgewandten Platten (52), die ihrerseits jeweils einem der Schwellenabschnitte zugeordnet sind.

So ist die Verbindungsplatte (50) schwellenseitig angeordnet, die sowohl gegenüber dem Schwellenabschnitt (12) als auch gegenüber den schwellenabgewandten Platten (52) elastisch abgestützt ist. Hierzu sind elastische Zwischenlagen (54), (56) bzw. (58), (60) vorgesehen, die in zylindrischen Auskammerungen (62), (64), (66) und (68) angeordnet sind, die zwischen einander zugewandten Flächen der schwellenseitigen Platte (50) und der schwellenabgewandten Platte (52) bzw. zwischen der vorzugsweise

eben ausgebildeten Oberseite (70) des Schwellenabschnittes (12) und der zugewandten Fläche in der Verbindungsplatte (50) vorhanden sind. Dabei gehen die elastischen Zwischenlagen (54), (56), (58), (60) von im Schnitt T-förmigen Halterungen aus, von denen eine mit dem Bezugszeichen (72) versehen ist. Ein Ansatz (74) der Halterung (72) erstreckt sich in Bohrungen (76) der Verbindungsplatte (50).

Gesichert werden die Verbindungsplatte (50) sowie die schwellenabgewandten Platten (52) über Schrauben (78), deren Schäfte (80) jeweils von einer Hülse (82) umgeben ist, die gegebenenfalls exzentrisch ausgebildet sein kann, um eine Längsverschiebung der Platten (50) und (52) zu ermöglichen. Ferner wird aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 5 ersichtlich, daß die Verbindungsplatte (50) gegenüber der Hülse (82) und damit gegenüber der Schraube (78) über eine elastische Zwischenlage (84) abgestützt ist, die gegebenenfalls an der Zwischenplatte (50) und/oder der Hülse (82) anvulkanisiert sein kann.

Fig. 6 stellt eine Alternative zu der der Fig. 3 zu entnehmenden Schnittdarsteliung dar, durch die sichergestellt wird, daß eine Bewegung der Platten (16), (24) und der Hülse (42) zu einer Geräuschbildung nicht führt.

Durch die der Fig. 6 zu entnehmende Ausführungsform bilden die Grundplatte (24) und die Verbindungsplatte (16), eine das Schraubelement (38) umgebende Hülse (84) sowie das Schraubelement (38) selbst eine Einheit. Hierzu weist die Hülse (84) im oberen Bereich ein Gewinde (86) auf, auf das eine Kappe (88) schraubbar ist, die über den elastischen Ring (48) Kräfte in die Verbindungsplatte (16) und damit über die Verbindungselemente (18), (20), (22) auf die Grundplatte (24) in Richtung des Schwellenabschnitts (12) einleitet.

Die Hülse (84) kann ihrerseits über das Schraubelement (38) gesichert sein, wenn letzteres angezogen wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Hülse (84) mit der Platte (24) z.B. über ein Gewinde oder einen Stift zu verbinden.

Ferner ist anzumerken, daß eine Abstandsveränderbarkeit zwischen den Schwellen¬ abschnitten (12) und (14) nicht nur mittels einer exzentrisch ausgebildeten Hülse, sondern auch über die Grundplatten (24) selbst erfolgen kann. Dies ist dann möglich, wenn die Aufnahmen für die Ansätze (26) und (28) der Verbindungselemente (18) und (20) in in bezug auf das das Schraubelement (38) umgebende Zentrum der Grundplatte (24) versetzt zueinander angeordneten Ausnehmungen eingebracht werden. Bei einer entsprechenden Ausführungsform braucht die Grundplatte (24) nur um den Schaft (40) der Schraube (38) jeweils um 90° gedreht zu werden, um hierdurch eine Abstandsver¬ änderbarkeit zwischen den Schwellenabschnitten (12) und (14) zu ermöglichen.