AT500820B1 - Fahrschiene für einen schienentrog - Google Patents

Description

2 AT 500 820 B1

Die Erfindung befasst sich mit einer Fahrschiene mit einer kontinuierlichen Auflagerung im Schienentrog einer Stahlkonstruktion oder von Betonplatten und dergleichen, befestigt in diesem mittels einer Zwei-Komponenten-Einbettmasse. 5 Im Bereich von Straßen, Straßenkreuzungen, Grünflächen und dergleichen ist es vielfach erforderlich oder es wird gewünscht, Fahrschienen für schienengebundene Bahnen in die Fahrbahn oder in Grünbereiche einzusenken, um ein leichtes Überrollen dieser von Reifen anderer Fahrzeuge sicherzustellen oder eine gewünschte, optische Gestaltung zu erreichen. io Für Straßenbahnen werden in üblicher Weise hohe Rillenschienen mit einem in Belastungsrichtung hohem Widerstandsmoment sowie mit einer Schienenfußbreite von bis zu 18 cm und größer verwendet und auf einem verfestigten Untergrund positioniert, wobei zur Erstellung eines Gleises eine genaue Beabstandung mittels metallischer Distanzmittel erfolgt. Eine weitgehende Ebenflächigkeit von Schienenkopf bzw. von Fahrkopf und Leitkopf der Rillenschiene is und der Fahrbahn oder Gestaltungsfläche wird durch Füllmaterial, gegebenenfalls mit einem Fahrbahnbelag erreicht.

Ein Gleisbau mit in eine Oberfläche eingesenkten Schienen kann auch derart erfolgen, dass als Tragkonstruktion eine oder mehrere Betonplatte(n) in einer Folge mit zwei U-förmigen Ausspa-20 rungen in Längsrichtung einem sogenannten Schienentrog zur Aufnahme von Vignol-Schienen Anwendung finden. Für eine Befestigung der Vignol-Schienen in der Betonplatte mit einer Sicherstellung einer genauen Beabstandung derselben voneinander wird nach einer Einstellung eine bis zum Kopf reichende Ummantelung im Schienentrog mit einer gegebenenfalls -elastischen Zwei-Komponenten-Masse, wie beispielsweise Poly-Urethan-Schaum oder dergleichen 25 vorgenommen. Eine derartige Schienenbefestigung zur Bildung eines Gleises ist sowohl in Betonplatten als auch in Stahlkonstruktionen vorteilhaft möglich, wobei eine kontinuierliche Auflagerung der Schienen ermöglicht ist, so dass auch Vignol-Schienen mit geringerem Trägheitsmoment verwendet werden können. 30 Eine Vignol-Schienen-Befestigung nach obigem Verfahren in einem Schienentrog hat jedoch den Nachteil, dass hohe Volumina an Ummantelungsmasse zur Einbettung bzw. Fixierung derselben im Schienentrog erforderlich sind. Weiters ist es zweckmäßig im Hinblick auf den Spurkranz der Räder das Niveau der Einbettung der Schienen an der Innenseite des Gleises abzusenken, was einen zusätzlichen Aufwand bedeuten kann. Schließlich ist im Bezug auf die 35 Fußbreite die Kopfbreite einer Vignol-Schiene gering, wodurch im Fahrbahnbereich die seitlichen Flächen der gegebenenfalls weichen Einbettmasse vergrößert und die Verschleißgefahr erhöht sind, sowie hohe Ummantelungsvolumina zur Einbettung der Schienen Genötigt werden.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel eine Eahrschiene der eingangs genannten Art zu schaffen, 40 welche die angegebenen Nachteile vermeidet, mit Laschen verbindbar ist.eine hohe Wirtschaftlichkeit der Herstellung mit einer Kopfhärtung aufweist, ein geringes Volumen an Einbettmasse bei der Fixierung in einem Schienentrog erfordert und eine hohe Stabilität und Haltbarkeit des Gleises erbringt. 45 Dieses Ziel wird bei einer gattungsgemäßen Schiene dadurch erreicht, dass die Fahrschiene als Rillenschiene mit einem Fahrkopf, einem Leitkopf, einem Steg und einem Schienenfuß ausgebildet ist, eine größte Höhe, bezogen auf die Auflagefläche des Schienenfußes, von mehr als 10,0 cm, jedoch von weniger als 12,4 cm, eine Gesamtbreite des Fußes von größer 10,1 cm, jedoch kleiner als 14,0 cm, eine Breite des Fahrkopfes von im Wesentlichen 5,1 cm bis 6,3 cm so und zwei beiderseits des Schienensteges angeordnete Laschenkammern aufweist, wobei die, bezogen auf den Querschnitt der Schiene, leitkopfseitige Laschenkammer eine Breite der ebenflächigen Basis von mindestens 1,64 cm besitzt.

Die mit einer erfindungsgemäßen Fahrschiene erreichten Vorteile beim Einbau in einem Schie-55 nentrog ergeben sich synergetisch durch eine hohe Wirtschaftlichkeit beim Gleisbau sowie 3 AT 500 820 B1 besonders gute Eigenschaften des Gleises im hochbelasteten Betrieb desselben. Eine Verwendung einer Rillenschiene erbringt in günstiger Weise eine Minimierung der Außenfläche der Einbettmasse zur Fahrbahn hin, wobei auch deren Querschnittsprofil auf eine hohe Stabilität und Belastbarkeit im Betrieb des Gleises sowie eine Befahrbarkeit für im Wesentlichen alle 5 üblichen Bahnräder gerichtet ist. Die Laschenkammern sind mit Vorteil derart dimensioniert, dass die Bohrungen zur Befestigung der Verbindungsteile deren mechanische Belastbarkeit in erforderlichem Ausmaß sicherstellt.

Zur günstigen Einleitung der Radbelastung in den Untergrund des Schienentroges, der eine io Gummiauflage aufweisen kann, ist die Mindest-Gesamtbreite des Schienenfußes dimensioniert, wobei die erfindungsgemäß größte Breite desselben im Hinblick auf eine Minimierung des Schienentrogquerschnittes festgelegt ist. Auch die Höhe der erfindungsgemäßen Rillenschiene ist mit einem Maße festgelegt, die bei hoher Tragfähigkeit eine geringe Schienentrogtiefe und dadurch eine vorteilhafte und wirtschaftliche Ausbildung der Unterbaukomponente(n) ermög-15 licht.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rillenschiene kann erreicht werden, wenn senkrecht zur Auflagefläche des Schienenfußes der Leitkopf und der gleichseitige Schienenfuß-Flansch, bezogen auf den Steg der Schiene, eine im Wesentlichen 20 gleiche Ausladung besitzen und dass gegenüberliegend die Ausladung des Schienenfuß-Flansches die Ausladung des Fahrkopfes überragt, vorzugsweise um mehr als 1,0 cm überragt.

Durch diese Querschnittsgestaltung kann einerseits bei einer Belastung des Fahrkopfes in Kurven die Stützfunktion des Schienenfußes und somit die höchste Flächenpressung am Flan-25 sehende desselben verringert und eine günstige Rechteckform des Umrisses des Schienenquerschnittes in Annäherung erreicht werden.

Im Hinblick auf ein weitgehend problemfreies Verlegen der Fahrschiene nach der Erfindung zu gebogenen Gleisen, aber auch für eine dem Untergrund angepasste Einleitung der Druckkräfte 30 von den jeweiligen Achslasten, ist es von Vorteil, wenn die Schienenquerschnittsfläche weniger als 75,0 cm2, jedoch mehr als 69,0 cm2, beträgt und das Trägheitsmoment bezüglich der Achse xx einen Wert von 800,0 cm4 übersteigt und jenes bezüglich der Achse yy geringer ist als 650 cm4. 35 Mittels der Schienenquerschnittsfläche und insbesondere durch das jeweilige Trägheitsmoment in den erfindungsgemäßen Grenzen kann die elastische Verformung der Fahrschiene auf die Einbaukomponenten vorteilhaft eingerichtet werden.

Eine besonders günstige Einstellung der Maximalspannungen bei einer Biegung durch die 40 Radlast kann erreicht werden, wenn der Schwerpunkt der Schienenquerschnittsfläche in einer Höhe der Achse xx im Bereich 0,456 bis 0,54 mal der Schienenhöhe liegt. Für eine höhere Stabilität der Rillenschiene in der Einbettung im Schienentrog beim Befahren mit hohen Achsdrücken und/oder Geschwindigkeiten in insbesondere engen Kurven des Glei-45 ses ist die Querschnittsform mit Vorteil derart ausgebildet, dass die Verbindungslinie vom innenliegenden Teil des Fahrkopfes zum äußersten Auslageteil des überragenden Schienenfuß-Flansches einen Winkel im Bereich von 30° bis 35° aufweist.

Wenn weiters zumindest der Fahrkopf eine höhere Härte und/oder Verschleißfestigkeit als der so Stegteil der Schiene aufweist, dies bedeutet, dass zumindest der Fahrkopf, mit Vorteil der Fahrkopf und der Leitkopf der Riilenschiene, gehärtet sind, kann die Lebensdauer des Gleises auch im Hochlastbetrieb wesentlich verlängert werden.

Der Querschnitt der Rillenschiene ist nach der Erfindung derart gestaltet, dass Schienenenden 55 mittels Laschen mit Durchgangsschrauben mit weiteren Schienen oder Weichenteilen verbind- 4 AT 500 820 B1 bar sind. Dadurch kann, auch wenn ein stirnseitiges Verschweißen der Enden nicht erfolgen soll, eine sichere Anbindungsmöglichkeit der Schienen erreicht werden.

Letztlich kann für ein Befahren des Gleises im Winterbetrieb bei Temperaturen unter dem Ge-5 frierpunkt insbesondere in der Nähe von Weichen von Vorteil sein, wenn die Rillenwand zwischen Fahrkopf und Leitkopf nach unten hin beabstandet Löcher, insbesondere im Bereich von Weichen, aufweist, die vorzugsweise mit Wasseraustragsmittel in der Einbettmasse oder im Befestigungssystem verbunden sind. io Im Folgenden soll die erfindungsgemäße Schiene anhand von zwei Darstellungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Rillenschiene

Fig. 2 eine Rillenschiene in einem Schienentrog

Bezugszeichenliste 15 A größte Höhe der Rillenschiene B Breite des Kopfes der Rillenschiene 20 C Gesamtbreite des Schienenfußes D Ebenflächige Breite der Basis der leitkopfseitigen Laschenkammer H Höhe der horizontalen Achse des Trägheitsmoments S Schwerpunkt der Querschnittsfläche XX horizontale Achse des Trägheitsmomentes 25 yy vertikale Achse des Trägheitsmomentes 1 Fahrkopf 2 Leitkopf 21 Entwässerungslöcher 3 Steg 30 4 Fuß 40 Fuß-Auflagefläche 41 fahrkopfseitiger Fuß-Flansch 42 leitkopfseitiger Fuß-Flansch 5 Teil mit Schienentrog 35 6 Einbettmasse 61 Auflage 7 Wasseraustragsmittel

Aus Fig. 1 ist der Querschnitt einer Rillenschiene nach der Erfindung ersichtlich. Ein Schienen-40 köpf mit einer Gesamtbreite B weist einen Fahrkopf 1 und eine Leitkopf 2 mit zwischen liegender Rille auf. Ein Steg 3 verbindet den Schienenkopf mit einem Schienenfuß 4, wobei eine Ausladung des Leitkopfes 2 und eines Fuß-Flansches 42 gegenüber einer vertikalen Achse yy im Wesentlichen ein gleiches Maß besitzen. Gegenüberliegend ist eine Ausladung des Fahrkopfes 1 gegenüber der vertikalen Achse yy geringer als diejenige eines Fuß-Flansches 42. 45

Bei einer Gesamtbreite C des Schienenfußes 4 ist eine größte Höhe A der Rillenschiene derart ausgebildet, dass, im Querschnitt, eine Verbindungslinie von einer innenliegenden Begrenzung des Fahrkopfes 1 zum äußersten Teil einer Auflagefläche 40 des Flansches 41 vom Schienenfuß 4 einen Winkel α von größer 30°, jedoch kleiner 35° aufweist. 50

Die Höhe H des Schwerpunktes S der Querschnittsfläche der Rillenschiene beträgt (0,456 bis 0,54) mal der größten Höhe H.

Eine leitkopfseitige Laschenkammer besitzt eine ebenflächige Basis mit einer Breite D von 55 mindestens 1,64 cm um genügend Stabilität und Festigkeit einer gebohrten Lasche sicherstel-

Claims (7)

1. 5 AT 500 820 B1 len zu können. Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schiene, die in einem Schienentrog eingebaut ist. In einem Konstruktionsteil 5, welcher mit einer Stahlkonstruktion oder einer Betonplatte gebildet ist, ist 5 eine Rillenschiene nach der Erfindung mit einem Fahrkopf 1 und einem Leitkopf 2 derart eingebettet, dass nur der Fahrkopf 1 geringfügig die Oberfläche des Konstruktionsteiles, beispielsweise einer Betonfahrbahn und einer Einbettmasse 6 vertikal überragt. Im unteren Bereich der Rille zwischen Fahrkopf 1 und Leitkopf 2 sind strichliert Löcher 21 ge-io zeigt, welche mit einem Wasseraustragsmittel 7 in Verbindung stehen und derart die Rille frei von aufgestautem Regen- oder Schmelzwasser halten können. Zwischen Auflagefläche 40 vom Schienenfuß 4 und der Grundfläche vom Schienentrog im Konstruktionsteil 5 kann eine Auflage €1 in unterschiedlicher Stärke und mit gewählten Dämp-is fungseigenschaften positioniert sein. Patentansprüche: 1. Fahrschiene ausgebildet als Rillenschiene mit einem Fahrkopf (1), einem Leitkopf «(2), einem Steg (3) und einem Schienenfuß (4) mit einer kontinuierlichen Auflagerung im Schienentrog einer Stahlkonstruktion oder von Betonplatten und dergleichen, befestigt in diesem mittels einer Zwei-Komponenten-Einbettmasse, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrschiene eine größte Höhe (A) bezogen auf die Auflagefläche (40) des Schienenfußes 25 (4) von mehr als 10,0 cm, jedoch von weniger als 12,4 cm, eine Gesamtbreite (C) des Fußes (4) von größer 10,1 cm, jedoch kleiner als 14,0 cm, eine Breite des Fahrkopfes (1) von im Wesentlichen 5,1 cm bis 6,3 cm und zwei beiderseits des Schienensteges (3) angeordnete Laschenkammern aufweist, wobei die, bezogen auf den Querschnitt der Schiene leitkopfseitige Laschenkammer eine Breite (D) der ebenflächigen Basis von mindestens 30 1,64 cm besitzt und die Schienenquerschnittsfläche weniger als 75,0 cm2, jedoch mehr als 69.0 cm2, beträgt und das Trägheitsmoment bezüglich der Achse xx einen Wert von 800.0 cm4 übersteigt und jenes bezüglich der Achse yy geringer ist als 650 cm4.
2. 2. Fahrschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass senkrecht zur Auflagefläche 35 (40) des Schienenfußes (4) der Leitkopf (2) und der gleichseitige Schienenfuß-Flansch (42), bezogen auf den Steg (3) der Schiene, eine im Wesentlichen gleiche Ausladung besitzen und dass gegenüberliegend die Ausladung des Schienenfuß-Flansches t41) die Ausladung des Fahrkopfes (1) überragt, vorzugsweise um mehr als 1,0 cm überragt.
3. 3. Fahrschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (S) der Schienenquerschnittsfläche in einer Höhe (H) der Achse xx im Bereich 0,456 bis 0,54 mal der Schienenhöhe (A) liegt.
4. 4. Fahrschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbin-45 dungslinie vom innenliegenden Teil des Fahrkopfes (1) zum äußersten Auflageteil des überragenden Schienenfuß-Flansches (41) einen Winkel (a) im Bereich von 30° bis 35° aufweist.
5. 5. Fahrschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest so der Fahrkopf (1) eine höhere Härte und/oder Verschleißfestigkeit als der Stegteil (3) der Schiene aufweist.
6. 6. Fahrschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schienenenden mittels Laschen mit Durchgangsschrauben mit weiteren Schienen oder Weichenteilen verbindbar sind. 55 6 AT 500 820 B1
7. 7. Fahrschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillenwand zwischen Fahrkopf (1) und Leitkopf (2) nach unten hin beabstandet Löcher (21), insbesondere im Bereich von Weichen, aufweist, die vorzugsweise mit Wasseraustragsmittel (7) in der Einbettmasse (6) oder im Befestigungssystem verbunden sind. 5 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55