DE19924891C1

DE19924891C1 - Schalldämmendes Schienenlager

Info

Publication number: DE19924891C1
Application number: DE1999124891
Authority: DE
Inventors: Horst Zimmermann; Helmut Eisenberg; Roland Buda
Original assignee: Vossloh Werke GmbH; Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG
Current assignee: Vossloh Werke GmbH; Wegu Gummi und Kunststoffwerke Walter Draebing KG
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: WO2000073587A1; AU4924800A

Abstract

Ein schalldämmendes Schienenlager (1) ist für eine zu einer Spur (33) gehörige Schiene (2) vorgesehen und weist eine Leistenplatte (6) zur Lagerung der Schiene (2) und einen Rahmen (8) zur Befestigung des Schienenlagers (1) auf einer Auflagerfläche (32) auf. Die Leistenplatte (6) und die Auflagerfläche (32) sowie die Leistenplatte (6) und der Rahmen (8) stehen ausschließlich über elastische Dämmelemente (11, 12, 16) in Verbindung. In einem ersten Bereich unterhalb der Schiene (2) sind zwischen der Leistenplatte (6) und der Auflagerfläche (32) erste Dämmelemente (11) mit einer ersten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte (6) angeordnet. In einem zweiten Bereich außerhalb der Spur (33) sind zwischen der Leistenplatte (6) und der Auflagerfläche (32) zweite Dämmelemente (12) mit einer zweiten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte (6) angeordnet. Die zweite Federkennlinie verläuft dabei bis zu einem vorgegebenen vertikalen Federweg der Leistenplatte (6) unterhalb der ersten Federkennlinie und steigt bei größeren vertikalen Federwegen als dem vorgegebenen maximalen Federweg der Leistenplatte (6) stärker als die erste Federkennlinie an, und der Abstand zwischen der Leistenplatte (6) und der Auflagerfläche (32) ist in dem zweiten Bereich kleiner als in dem ersten Bereich. Seitlich zwischen der Leistenplatte (6) und dem Rahmen (8) sind dritte Dämmelemente (16) vorgesehen. Als Neuerung nimmt in dem zweiten Bereich der Abstand (13) ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein schalldämmendes Schienenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Schienenlager werden eingesetzt, um die Übertragung von Körperschall auf den Untergrund möglichst weitgehend zu unterbinden. Problematisch ist hierbei, daß die Dämmelemente für eine gute Körperschall dämmung eine flache Federkennlinie aufweisen müssen, aus der sich große Federwege beim Einfedern der Schiene unter Belastung ergeben. Über diese großen Federwege ist es schwierig, die Schiene gegen seitliche Verkippungen zu stabilisieren.

Ein schalldämmendes Schienenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 44 41 561 A1 bekannt. Hier werden grundsätzliche konstruktive Mittel aufgezeigt, mit denen das seitliche Verkippen der Schiene aus der Spur bei großen Federwegen wirkungsvoll verhinderbar ist. Dazu sind zwischen einer Leistenplatte und einer Auflagerfläche des Schienenlagers neben ersten Dämmelementen mit einer ersten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte zusätzliche zweite Dämmelemente mit einer zweiten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte vorgesehen. Dabei sind die ersten Dämmelemente unterhalb der Schiene angeordnet, während sich die zweiten Dämmelemente außerhalb der Spur befinden, also in einem Bereich, in dem sich ein Verkippen der Schiene bzw. der Leisten platte aufgrund des wirksamen Hebels der Leistenplatte in Form größerer vertikaler Federwege der Leistenplatte bemerkbar macht. Dem Auftreten eben dieser größeren vertikalen Federwege der Leistenplatte außerhalb der Spur wirken die zweiten Dämmelemente entgegen. Dazu verläuft die zweite Federkennlinie bis zu einem vorgegebenen vertikalen Federweg der Leistenplatte zunächst unterhalb der ersten Federkennlinie, steigt dann aber stärker als die erste Federkennlinie an. So setzt die Wirkung der zweiten Dämmelemente vor allem dann ein, wenn der vorgegebene vertikale Federweg der Leistenplatte in ihrem Bereich über schritten wird. Dieses Überschreiten ist ein Indiz dafür, daß die Schiene mit der Leistenplatte nicht nur gewollt in verti kaler Richtung einfedert, sondern auch die Tendenz aufweist, aus der Spur heraus zu verkippen. Die Kippbewegung wird jedoch durch die in dem relevanten Bereich der größeren Federwege harten zweiten Dämmelemente bis auf ein unschädliches Maß unterbunden. Als weitere Maßnahme ist vorgesehen, daß ein Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche im Bereich der zweiten Dämmelemente und/oder die Dicke der zweiten Dämmelemente mit wachsender Entfernung von der Spur abnehmen. Hierdurch soll die Steifigkeit der zweiten Dämmelemente selbst in dieser Richtung noch weiter zunehmen.

Bei der Realisation des aus der DE 44 41 561 A1 bekannten Schienenlagers stellt sich heraus, daß die zweiten Dämmelemente durch ihre mit dem Abstand zu der Spur zunehmende Härte einer starken lokalen Beanspruchung in ihrem am weitesten von der Spur entfernten Bereich ausgesetzt sind, die der Lebensdauer des bekannten Schienenlagers abträglich ist. Zudem sind die in der DE 44 41 561 A1 beschriebenen allgemeinen Ansätze für das tatsächliche Erreichen einer sehr guten Schalldämmung bei gleichzeitig sehr guter Stabilität der Schiene gegen seitliches Verkippen noch unzureichend. Die Eigenschaften des bekannten Schienenlagers hängen stark von der Abstimmung der einzelnen Dämmelemente aufeinander ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, das die kon struktiven Voraussetzungen für eine große Lebensdauer aufweist. Weiterhin soll eine derartige Grundabstimmung der einzelnen Dämmelemente aufgezeigt werden, daß bei unterschiedlichen Gesamthärten der vertikalen Abstützung der Schiene immer sowohl eine sehr gute Schalldämmung als auch eine sehr gute Stabilität der Schiene gegen seitliches Verkippen gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird die Hauptaufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungs formen des neuen Schienenlagers sind in den Unteransprüchen dargelegt. Dabei betreffen die Unteransprüche 6 bis 10 die angestrebte Grundabstimmung des Schienenlagers.

Bei dem neuen Schienenlager ist in dem zweiten Bereich der zweiten Dämmelemente außerhalb der Spur der Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche mit wachsender Entfernung von der Spur ebenfalls anwachsend vorgesehen. Hierdurch wird eine gleichmäßige Belastung der zweiten Dämmelemente über ihre gesamte Breite erreicht. Eine relevante Belastung der zweiten Dämmelemente tritt immer dann auf, wenn die Gefahr einer Verkippung der Schiene aus der Spur heraus besteht. Dabei kann eine solche Verkippung niemals vollständig verhindert werden. Vielmehr kann sie immer nur auf einen zulässigen Höchstwert begrenzt werden. Das heißt, es tritt immer ein Kippwinkel auf, der den aus der Spur heraus zunehmenden Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche im Bereich der zweiten Dämmelemente ausgleicht, daß heißt teilweise, ganz oder sogar etwas überkompensiert. In jedem Fall sorgt der zunehmende Abstand für eine Vergleichmäßigung der Belastung der zweiten Dämmelemente über ihre Breite quer zur Spur und damit für eine erhebliche Verbesserung der Lebensdauer des neuen Schienenlagers gegenüber dem Stand der Technik.

Dabei können die zweiten Dämmelemente unabhängig von ihrer Entfernung von der Spur mit konstanter Dicke ausgebildet sein. Bei einem stark zunehmenden Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche mit wachsender Entfernung von der Spur ist es sinnvoll, wenn die Dicke der zweiten Dämmelemente in dieser Richtung zunimmt.

Ein Winkel zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche liegt typischerweise im Bereich von 0,5° bis 1°. Das heißt eine Verkippung der Schiene um einen Winkel in dieser Größenordnung tritt sowieso auf, sie ist aber auch hinnehmbar und sicherheits technisch unbedenklich.

Zwischen den an der Leistenplatte angeordneten zweiten Dämm elementen und der Auflagerfläche kann ein Luftspalt vorgesehen sein. Dieser Luftspalt ergibt sich beispielsweise, wenn die Dicke der zweiten Dämmelemente kleiner ist als der Abstand der Leistenplatte von der Auflagerfläche.

Eine typischer Höhe des Luftspalts beträgt zwischen 0,8 und 3 mm. Dieser Bereich berücksichtigt bereits eine Zunahme der Höhe des Luftspalts in der Richtung aus der Spur heraus, wie er bei einer konstanten Dicke der zweiten Dämmelemente auftritt.

Der Ausbildung eines Luftspalts im Bereich der zweiten Dämm elemente steht nicht entgegen, daß Dämmelemente im Übergangs bereich zwischen den ersten und den zweiten Dämmelementen lokal, beispielsweise angrenzend an die Spur, sogar unter ständiger Vorspannung bei eingebautem, aber unbelastetem Schienenlager stehen.

Die in den Ansprüchen 6 bis 10 angegebenen Grenzen für die Federkennlinien der einzelnen Dämmelemente des neuen Schienenlagers bzw. des gesamten Schienenlagers sind das Ergebnis aufwendiger Abstimmungen. Das Einhalten der Grenzen ermöglicht es, mit der Wahl der Shorehärte der Dämmelemente eine bestimmte Gesamthärte bzw. -weichheit einzustellen, um beson deren Randbedingungen Rechnung zu tragen. Damit ist das neue Schienenlager bei jeder Gesamthärte für verschiedene Achslasten geeignet. Auch bei einer geringen Shorehärte der Dämmelemente sorgt die Progressivität der jeweiligen Federkennlinien dafür, daß die Auslenkung des Schienenkopfs auf ein zulässiges Maß beschränkt bleibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitte durch Teile des schalldämmenden Schienenlagers,

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

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt durch das Schienenlager gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Zuordnung von Federkräften F₁ bis F₃ und F_ges bei dem Schienenlager gemäß den Figur und

Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Federkennlinien zu den Federkräften gemäß Fig. 4.

Das in Fig. 1 teilweise dargestellte Schienenlager 1 dient zur Lagerung einer Schiene 2 mit einem Kopf 3, einem Fuß 4 und einem den Kopf 3 mit dem Fuß 4 verbindenden Steg 5. Die Schiene 2 bildet mit einer weiteren Schiene eine Spur 33. Diese hier nicht dargestellte weitere Schiene ist rechts von der Schiene 2 an geordnet. Der Bereich rechts von der Schiene 2 wird daher im folgenden als innerhalb der Spur 33 liegend und der Bereich links von der Schiene 2 als außerhalb der Spur 33 liegend bezeichnet. Die Schiene 2 ist bezogen auf eine horizontale Ebene leicht in die Spur 33 hinein geneigt ausgerichtet. Die Schiene 2 ist unter Zwischenordnung einer harten Kunststoffplatte 7 durch in Fig. 1 nicht dargestellte Klemmelemente auf eine Leistenplatte 6 aufgeklemmt. Die Kunststoffplatte 7 verhindert einen direkten metallischen Kontakt zwischen der Schiene 2 und der ebenfalls aus Metall ausgebildeten Leistenplatte 6. Die Leistenplatte 6 ist in dem Schienenlager 1 innerhalb eines metallischen Rahmens 8 angeordnet. Dabei stehen die Leisten platte 6 und der Rahmen 8 nicht direkt miteinander in Verbin dung, vielmehr befindet sich zwischen Ihnen ein Elastomer 9, das einstückig an die Leistenplatte 6 und den Rahmen 8 anvulkani siert ist. Das Elastomer 9 bildet verschiedene Dämmelemente aus, die im folgenden näher beschrieben werden. Daneben überzieht das Elastomer 9 auch Teile des Rahmens 8 und der Leistenplatte 6, was jedoch für die Erfindung ohne nähere Bedeutung ist. Der Rahmen 8 ist zur Befestigung des Schienenlagers 1 auf einer horizontal ausgerichteten Auflagerfläche 32 vorgesehen. Im nicht befestigten Zustand des Schienenlagers 1 können einzelne Dämmelemente über die hier mit der Auflagerfläche 32 zusammen fallende ebene Unterseite 10 des Rahmens 8 nach unten über stehen. Unterhalb der Schiene 2 sind zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 von dem Elastomer 9 ausgebildete erste Dämmelemente 11 vorgesehen. Diese ersten Dämmelemente 11 weisen zusammen eine erste Federkennlinie auf, die ein relativ weiches Einfedern der Schiene 2 bis zu einem vorgegebenen vertikalen Federweg erlaubt. Dieser vorgegebene vertikale Federweg hängt von der Auslegung der Härte des Schienenlagers 1 ab und weist typischerweise einen Wert im Millimeterbereich auf. Außerhalb der Spur 33 sind zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 zweite Dämmelemente 12 vorgesehen, die eben falls von dem Elastomer 9 ausgebildet werden. Diese zweiten Dämmelemente 12 weisen beim vertikalen Einfedern der Leisten platte 6 eine von der ersten abweichende zweite Federkennlinie auf. Bis zu dem vorgegebenen vertikalen Federweg der Leisten platte 6 verläuft die zweite Federkennlinie unterhalb der ersten Federkennlinie. Bei größeren vertikalen Federwegen der Leisten platte 6 steigt die zweite Federkennlinie stärker als die erste Federkennlinie an. Dabei ist der Abstand 13 zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 im Bereich der zweiten Dämmelemente 12 deutlich kleiner als derjenige im Bereich der ersten Dämmelemente 11. Der Abstand 13 nimmt aber von der Spur 33 weg zu. In dieser Richtung weisen die zweiten Dämmelemente 12 eine konstante Dicke 14 auf, die immer kleiner als der Abstand 13 ist. So liegen die an die Leistenplatte anvulkanisierten zweiten Dämmelemente 12 bei der nicht eingefederten Leisten platte 6 noch nicht auf der Auflagerfläche 32 für das Schienen lager 1 auf. Vielmehr ist ein Luftspalt 17 vorgesehen, dessen Höhe 30 mindestens 1,2 mm beträgt und aus der Spur 33 heraus auf 2,2 mm anwächst, was einem Winkel 31 zwischen der Unterseite der Dämmelemente 12 bzw. der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 von 0,7° entspricht. Das heißt, die zweiten Dämmelemente liegen ab einem vertikalen Federweg von 1,2 mm sowohl an der Leistenplatte 6 als auch an der Auflagerfläche 32 an und werden dann auf Druck beansprucht. Die Druckbeanspruchung erfolgt dabei nicht lokal sondern verteilt über die gesamte Breite der zweiten Dämmelemente 12, da in der Praxis mit dem vertikalen Federweg auch ein leichte Verkippung der Schiene 2 aus der Spur heraus erfolgt, die den Winkel 31 kompensiert. Die Druckbelastung der zweiten Dämmelemente 12 ergibt dann jedoch eine Gegenkraft, die einem weiteren Verkippen der Schiene 2 bzw. der Leistenplatte 6 aus der Spur 33 heraus entgegenwirkt. Ein solches Verkippen wirkt sich im Bereich der zweiten Dämmelemente 12 durch vergrößerte vertikale Federwege der Leistenplatte 6 aus als ein vertikales Einfedern. Dies liegt an der aus der Spur 33 heraus verlängerten Leistenplatte 6, die bei einem Verkippen der Schiene 2 als Hebel wirkt. Die zweiten Dämmelemente 12 lassen die großen vertikalen Federwege beim Verkippen der Schiene 2 aus der Spur 33 heraus nicht zu. Dies liegt an der zweiten Feder kennlinie, wobei die Gegenkraft der zweiten Dämmelemente durch den Hebel der Leistenplatte 6 noch übersetzt wird. In einem Bereich 15 innerhalb der Spur 33 übergreift der Rahmen 8 die Leistenplatte 6. Dieser Übergriff ist die einzige Form, in der der Rahmen 8 die Leistenplatte 6 zu der Auflagerfläche 32 hin sichert. Ansonsten besteht keinerlei formschlüssige Befestigung der Leistenplatte 6 an dem Rahmen 8, sondern es liegt nur die Verbindung über das an beide Bauteile anvulkanisierte Elastomer 9 vor. Dritte Dämmelemente 16, die seitlich zwischen der Leistenplatte 6 und dem Rahmen 8 angeordnet sind, wirken einem seitlichen Verschieben der Leistenplatte 6 gegenüber dem Rahmen 8 entgegen.

Das Schienenlager gemäß Fig. 1 ist in den Fig. 2 und 3 noch einmal in einer Draufsicht bzw. einem zweiten Querschnitt darge stellt. Dabei sind in Fig. 2 Schnittlinien A-A und B-B einge tragen, die den Darstellungen gemäß den Fig. 1 und 3 entspre chen. Fig. 4 zeigt, daß der Rahmen 8 die Leistenplatte 6 voll ständig umschließt, wobei beide Bauteile nicht symmetrisch zu der Schiene 2 angeordnet sind. Das Lager ist auch nicht punkt symmetrisch ausgebildet. Punktsymmetrisch ist nur die Anordnung von Befestigungselementen für das Schienenlager 1 auf der Aufla gerfläche 32 und für die Schiene 2 auf der Leistenplatte 6. Für die Befestigung des Schienenlagers 8 auf der Auflagerfläche 32 sind zwei diagonal gegenüberliegende Langlöcher 18 in dem Rahmen 8 vorgesehen, von denen dasjenige innerhalb der Spur 33 von einer Schraube 19 und einer I-Scheibe 20 abgedeckt ist. Die I- Scheibe 20 wird durch seitliche Führungsstege 21 geführt. Für die Befestigung der Schiene 2 auf der Leistenplatte 6 weist die Leistenplatte 6 T-förmige Durchbrechungen 22 auf. Durch die Durchbrechungen 22 sind Köpfe von Schrauben 23 unter die Leistenplatte 6 führbar, auf die Muttern 24 aufgeschraubt werden, um Spannklemmen 25 auf den Fuß der Schiene 4 zu beauf schlagen. Für die Spannklemmen 25 sind Abstützrinnen 26 auf der Leistenplatte 6 vorgesehen. Zwischen den Muttern 24 und den Spannklemmen 25 sind Unterlegscheiben 27 vorgesehen. Die Spann klemmen 25 und ihre Befestigung 23, 24 weisen keinen unmittel baren Kontakt zu dem Rahmen 8 auf. Im oberen Bereich von Fig. 4 ist die Anordnung der Spannklemme 25 außerhalb der Spur 33 wiedergegeben. Unterhalb der Spannklemme 25 sind die Dämm elemente 12 zwischen der Leistenplatte 6 und der Auflagerfläche 32 vorgesehen. Der Bereich der Dämmelemente 12 wird dabei durch die Außenkante der Leistenplatte 6 und eine punktierte Linie 28 begrenzt. Aufgrund des wirksamen Hebels der Leistenplatte 6 in dem Bereich der zweiten Dämmelemente 12 reicht diese geringe Flächenausdehnung der zweiten Dämmelemente 12 aus. Innerhalb der punktierten Linie 28 befindet sich unter der Leistenplatte 6 ein Hohlraum, in dem sich der Kopf der Schraube 23 befindet. Inner halb der Spur 33, den zweiten Dämmelementen 12 gegenüberliegend übergreift der Rahmen 8 in dem Bereich 15 die Leistenplatte 6. Dort wo innerhalb der Spur 33 in der unteren Hälfte von Fig. 4 eine zweite Spannklemme 25 mit Hilfe der T-förmigen Durch brechung 22 anzubringen ist, sind keine zweiten Dämmelemente 12 vorgesehen. Ebenso fehlt in der unteren Hälfte von Fig. 4, außerhalb der Spur 33 der Übergriff des Rahmens 8 über die Lei stenplatte 6. Dies ist jeweils dadurch zu erklären, daß die auftretende Verkippungsgefahr der Schiene nur aus der Spur 33 heraus besteht.

Fig. 3 läßt den Gesamtaufbau des Schienenlagers gemäß den Fig. 1 und 2 noch deutlicher werden. Insbesondere ist zu erkennen, wie mit den Schrauben 19 und den I-Scheiben 20 das Schienenlager 1 auf der Auflagerfläche 32 quer zur Spur 33 justierbar ist. Hierzu weisen der Rahmen 8 und seine Oberseite und die I-Scheibe 20 an ihrer Unterseite gegenläufig geneigte Oberflächen auf. Zur Sicherung der Schraube 19 ist zwischen der Schraube 19 und der I-Platte ein Federring 29 vorgesehen. Die Schraube 19 reicht durch den Rahmen 8 bis in den Untergrund der Auflagerfläche 32. Dies ist in der Regel eine Betonschwelle, auf der eine harte Kunststoffplatte in Epoxidharzmörtel eingebettet ist. Die Oberfläche der Kunststoffplatte bildet die ebene Auf lagerfläche 32 für das Schienenlager 1.

Fig. 4 erläutert die Aufnahme der verschiedenen Federkenn linien, wie sie in den Ansprüchen 6 bis 10 allgemein beschrieben sind, und wie sie im folgenden näher diskutiert werden. Die Gesamtfederkennlinie entspricht der Einsenkung der Leistenplatte 6 aufgrund einer Kraft F_ges, die vertikal von oben auf den Schienenkopf 3 der Schiene 2 wirkt. Konkret wird die vertikale Einsenkung des Schienenkopfs 3 als Weg S gesetzt. Die Kraft F₁ ist die Gegenkraft der ersten Dämmelemente 11 unterhalb der Schiene 2. Sie wird durch Druckbelastung der Dämmelemente 11 in vertikaler Richtung von unten bei festgehaltener Leistenplatte 6 bestimmt. Dabei wird nur der Teil der Auflagerfläche 32 mit der Kraft F₁ beaufschlagt, der den Dämmelementen 11 entspricht. Die Federkennlinie der zweiten Dämmelemente 12 wird durch Aufzeichnung der Kraft F₂ und des zugehörigen Wegs bei einer Druckbelastung der Dämmelemente 12 von unten bei festgehaltener Leistenplatte 6 bestimmt. Dabei ist der Weg S₂ = 0 so festgelegt, daß er mit der beginnenden Gegenkraft der Dämmelemente 12 zusammenfällt. Das heißt, die Höhe 30 des Luftspalts 17 ist bei einem Vergleich von S₂ mit dem zu F₁ gehörigen S noch hinzu zuaddieren. Weiterhin ist die Richtung von F₂ gegenüber der Vertikalen um den Winkel 31 verkippt. Die Federkennlinie bei seitlichen Belastungen des Schienenlagers 1 berücksichtigt die seitliche Kraft F₃, die von den Dämmelementen 16 abgefangen wird. Dabei sind insbesondere die Dämmelemente 16 außerhalb der Spur 33 für das Abtragen der seitlichen Belastung von Bedeutung.

Fig. 5 zeigt für ein Schienenlager 1, bei dem das Elastomer 9 der Dämmelemente 11 und 12 eine Härte von 75° Shore A aufwies. Dabei handelt es sich um tatsächlich aufgenommene Werte, an die statistisch eine Funktion dritter Ordnung angepaßt wurde. Die Kurve für F_ges, die mit durchgezogener Linie wiedergegeben ist, folgt einer Funktion

F_ges = -0,02035736 . S³ + 3,81448119 . S² + 1,36997226 . S.

Der Verlauf von F₁, der mit strichpunktierter Linie wiedergegeben ist, folgt einer Funktion

F₁ = -0,2475437 . S³ + 4,590330216 . S² - 1,70445892 . S.

Der Verlauf von F₂, der mit punktierter Linie wiedergegeben ist, folgt einer Funktion

F₂ = 0,75171504 S₂ ³ + 3,296188813 . S² + 1,37261885 . S.

Zu erkennen ist, daß der Verlauf von F₂ deutlich progressiver ist als derjenige von S₁. F_ges liegt zwischen den beiden Einzel kräften. Beim direkten Vergleich der Federkennlinien ist aber noch zu berücksichtigen, daß F₂ tatsächlich erst nach Überwindung des Luftspalts 17 gemäß Fig. 1 einsetzt. Insofern müßte der Verlauf von F₂ tatsächlich noch nach rechts, daß heißt zu größeren Einsenkungen hin, verschoben werden.

Fig. 6 stellt dem aus Fig. 5 bekannten und hier mit durch gezogener Linie wiedergegebenen Verlauf von F_ges eines Schienen lagers, bei dem das die Dämmelemente 11 und 12 ausbildende Elastomer eine Härte von 75° Shore-A aufweist, die Kraft F_ges gegenüber, die bei einem Schienenlager 1 als Gegenkraft zu einer Einsenkung der Schiene 2 auftritt, bei dem das Elastomer eine Härte von 50° Shore-A aufweist. Der Verlauf von F_ges ist hier weniger progressiv. Bei noch höheren Einsenkungswerten, als sie in Fig. 6 dargestellt sind, steigt er aber so stark an, so daß auch hier eine ausreichende Stabilisierung des Schienenkopfs gegenüber seitlichen Verkippungen gegeben ist. F_ges für das 50° Shore-A Schienenlager folgt einer Funktion

F_ges = 0,06912369 . S³ + 1,19920588 . S² + 0,87725217 . S.

Die zugehörigen Verläufe der Federkennlinien der Dämmelemente 11 und 12 folgen den Funktionen

F₁ = 2,87644002 . S³- 9,30187621 . S² + 14,99136 . S

und F₂ = 1,51390056 . S₂ ³ - 0,40035417 . S₂ ² + 3,45145971 . S.

Bei allen hier angegebenen Funktionen sind etwaige konstante Koeffizienten nicht berücksichtigt. Wie aus den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, bewegen sich diese konstanten Koeffizienten in einer Größenordnung von unterhalb 1 kN und sind daher in dem Bereich der relevanten Belastungen F_ges von insbesondere größer 10 kN unbeachtlich.

Fig. 7 gibt den Verlauf von F₃ über der seitlichen Verschiebung gemäß Fig. 4 anhand tatsächlich gemessener Einzelwerte wieder. Hierbei ist ersichtlich, daß sich die Steifigkeit des Schienen lagers 1 gegenüber seitlichen Verschiebungen ab einer Verschie bung von etwa 1,5 mm einem Tangentenwert von 15 kN/mm annähert. Hierdurch wird die Schiene in seitlicher Richtung auch bei großen Querbelastungen ausreichend stabilisiert. Der Verlauf von F₃ ist unabhängig von der Härte der Dämmelemente 11 und 12 einzustellen. Hierzu können die Dämmelemente 16 eine von den Dämmelementen 11 und 12 abweichende konstante Härte aufweisen oder ihre Dicke ist bei abnehmender Härte des Elastomers 9 geringer zu wählen, um die seitliche Stabilität der Schiene auch bei einer sehr weichen Gesamtausbildung des Schienenlagers 1 sicherzustellen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

- Schienenlager

2

- Schiene

3

- Kopf

4

- Fuß

5

- Steg

6

- Leistenplatte

7

- Kunststoffplatte

8

- Rahmen

9

- Elastomer

10

- Unterseite

11

- erste Dämmelemente

12

- zweite Dämmelemente

13

- Abstand

14

- Dicke

15

- Bereich

16

- dritte Dämmelemente

17

- Luftspalt

18

- Langloch

19

- Schraube

20

- I-Scheibe

21

- Führungssteg

22

- Durchbrechung

23

- Schraube

24

- Mutter

25

- Spannklemme

26

- Abstützrinne

27

- Unterlegscheibe

28

- Linie

29

- Federring

30

- Höhe

31

- Winkel

32

- Auflagerfläche

33

- Spur

Claims

1. Schalldämmendes Schienenlager für eine zu einer Spur gehörige Schiene mit einer Leistenplatte zur Lagerung der Schiene und mit einem Rahmen zur Befestigung des Schienenlagers auf einer Auflagerfläche, wobei die Leistenplatte und die Auflagerfläche sowie die Leistenplatte und der Rahmen ausschließlich über elastische Dämmelemente in Verbindung stehen, wobei in einem ersten Bereich unterhalb der Schiene zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche erste Dämmelemente mit einer ersten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte angeordnet sind, wobei in einem zweiten Bereich außerhalb der Spur zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche zweite Dämmelemente mit einer zweiten Federkennlinie beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte angeordnet sind, wobei die zweite Federkennlinie bis zu einem vorgegebenen vertikalen Federweg der Leistenplatte unterhalb der ersten Federkennlinie verläuft und bei größeren vertikalen Federwegen als dem vorgegebenen maximalen Federweg der Leisten platte stärker als die erste Federkennlinie ansteigt, wobei der Abstand zwischen der Leistenplatte und der Auflagerfläche in dem zweiten Bereich kleiner als in dem ersten Bereich ist und wobei seitlich zwischen der Leistenplatte und dem Rahmen dritte Dämm elemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Bereich der Abstand (13) zwischen der Leistenplatte (6) und der Auflagerfläche (32) mit wachsender Entfernung von der Spur (33) zunimmt.

2. Schienenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (14) der zweiten Dämmelemente (12) mit wachsender Entfernung von der Spur (33) zunimmt oder in dieser Richtung konstant ist.

3. Schienenlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkel (31) zwischen der Leistenplatte (6) und der Auflager fläche (32) zwischen 0,5° und 1° beträgt.

4. Schienenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen den an der Leistenplatte (6) ange ordneten zweiten Dämmelementen (12) und der Auflagerfläche (32) ein Luftspalt (17) vorgesehen ist.

5. Schienenlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (30) des Luftspalts zwischen 0,8 und 3 mm beträgt.

6. Schienenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gesamtfederkennlinie des gesamten Schienenlagers (1) beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte (6) im Bereich der für die Schalldämmung relevanten Belastungen des Schienenlagers (1) mit einem Fehler von höchstens +/-10%, vorzugsweise von höchstens +/- 5%, der nachstehenden Gleichung (I) folgt:
F_ges = A_ges . S³ + B_ges . S² + C_ges . S (I),
wobei F_ges die Belastung in kN, S der vertikale Federweg in mm und A_ges, B_ges und C_ges Koeffizienten sind, für die die Gleichungen (II) bis (IV) gelten:
A_ges = 0,25929 - 0,0036 . H (II),
B_ges = -4,135 + 0,10489 . H (III) und
C_ges = -0,1220 + 0,01975 . H (IV),
wobei H der Betrag der Härte der ersten und zweiten Dämmelemente (11, 12) in ° Shore A ist.

7. Schienenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Federkennlinie der ersten Dämmelemente (11) beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte (6) im Bereich der für die Schalldämmung relevanten Belastungen des Schienenlagers (1) mit einem Fehler von höchstens +/-10%, vorzugsweise von höchstens +/-5%, der nachstehenden Gleichung (V) folgt:
F₁ = A₁ . S³ + B₁ . S² + C₁ . S (V),
wobei F₁ die Belastung in kN, S der vertikale Federweg in mm und A₁, B₁ und C₁ Koeffizienten sind, für die die Gleichungen (VI) bis (VIII) gelten:
A₁ = 8,6533 - 0,1237 . H₁ (VI),
B₁ = -35,63 + 0,55179 . H₁ (VII) und
C₁ = -46,296 - 0,6623 . H₁ (VIII),
wobei H₁ der Betrag der Härte der ersten Dämmelemente (11) in ° Shore A ist.

8. Schienenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Federkennlinie der zweiten Dämmelemente (12) beim vertikalen Einfedern der Leistenplatte (6) im Bereich der für die Schalldämmung relevanten Belastungen des Schienenlagers (1) mit einem Fehler von höchstens +/-10%, vorzugsweise von höchstens +/-5%, der nachstehenden Gleichung (IX) folgt:
F₂= A₂ . S₂ ³ + B₂ . S₂ ² + C₂ . S₂ (IX),
wobei F₂ die Belastung in kN, S₂ der mit der Gegenkraft der zweiten Dämmelemente beginnende Federweg beim Zusammendrücken der zweiten Dämmelemente (12) in mm und A₂, B₂ und C₂ Koeffizi enten sind, für die die Gleichungen (X) bis (XII) gelten:
A₂ = 3,0328 - 0,0305 . H₂ (X),
B₂ = -7,738 + 0,14768 . H₂ (XI) und
C₂ = -7,5346 - 0,0830 . H₂ (XII),
wobei H₂ der Betrag der Härte der zweiten Dämmelemente (12) in ° Shore A ist.

9. Schienenlager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Schalldämmung relevante Bereich der Belastungen des Schienenlagers (1) bei 1 bis 10 kN beginnt und bei der Belastung endet, die sich aufgrund der auf die Schiene (2) einwirkenden größten Achslast ergibt, für die das Schienenlager (1) ausgelegt ist, sowie mindestens 10 kN abdeckt.

10. Schienenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federkennlinie des Schienenlagers (1) bei seitlichen Verschiebungen der Leistenplatte (6) senkrecht aus der Spur (33) in einem Bereich beginnend mit einer seitlichen Verschiebung von höchstens 2 mm eine Tangenten steifigkeit von mindestens 10 kN/mm, vorzugsweise in einem Bereich beginnend mit einer seitlichen Verschiebung von 1,5 mm eine Tangentensteifigkeit von mindestens 15 kN/mm aufweist.