DE3406679A1

DE3406679A1 - Elastisches lager fuer schienen

Info

Publication number: DE3406679A1
Application number: DE19843406679
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Bauer; Manfred 2100 Hamburg Klerk; Gerhard Dr. Schlüter
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1985-09-05
Also published as: DE3406679C2

Description

Elastisches Lager für Schienen
Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Lager für auf Schwellen oder anderem harten Untergrund befestigten Schienen, bestehend aus einer oberen Stützplatte und einer Bodenplatte, zwischen denen ein auf unterschiedliche Vorspannung einstellbares Gummitraglager und ein die Vorspannung erzeugendes Gummispannlager angeordnet ist.
Ein elastisches Lager der vorstehend beschriebenen G-staltung ist aus der DE-OS 30 33 607 bekannt. Auch Abwandlungen hiervon sind bereits vorgeschlagen worden.
Entscheidender technischer Gchalt eines derartigen Lagers ist die Möglichkeit das Gummitraglager, auf dem die obere Stützplatte ruht, unter eine bestimmte Vorspannung zu setzen.
Durch die Veränderbarkeit dieser Vorspannung ist es möglich, das elastische Lager auf eine bestimmte Federkonstante einzustellen. Dadurch können Resonanzerscheinun gen unterdrückt werden, indem jeweils die Eigenfrequenz des elastischen Lagers deutlich von der Eigenfrequenz des Untergrunds abweicht. Die Federkonstante kann bei solchen Lagern bis zu 50 fio verändert werden und auf diese Weise praktisch alle eventuell auftretenden Resonanzerscheinungen wirksam vermeiden.
Die eingangs beschriebenen elastischen Lager haben sich bei Schienen für Eisenbahnfahrzeuge, U-Bahnen und Straßenbahnen bewährt.
In eini gell Alfendungsbereichen könnten jedoch insoweit Schwierigkiten auftreten, weil Körperschall, Luftschall und/oder die vom Lager abgestrahlte Energie noch Größenordnungen erreichen, die für die Umgebung noch als störend empfunden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, elastische Lager, wie si eingangs beschrieben worden sind, hinsichtlich der Übertragung von Körperschall, Luftschall und/oder abgestrahlter Energie weiter zu verbessern. Diese Störungen sollen also weiter vermindert oder unterdrückt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß bei dem elastischen Lager das Traglager und das Spannlager unterschiedliche Eigenschaften in der Art aufweisen, daß das Traglager eine geringe Dämpfung mit einem Verlustwinkel von höchstens 40 und eine Härte von höchstens 60° Shore A hat und daß das Spannlager eine hohe Dämpfung mit einem Verlustwinkel von mindestens loO und eine Härte von mindestens 650 Shore A hat.
Bei der erfindungsgemäßen Maßnahme kommt es also entscheidend darauf an, daß die Gummikörper von Traglager nd Spannlager auf die in ihnen vorkommenden Verformungsvorgang besser eingestellt sind. Dies laßt sich durch eine entsprechend unterschiedliche Dämpfung und unterschiedliche II.ärte erreichen. Dir geringe Dämpfung und die geringe härte ermöglichen eine Federkonstante, die über einen verhältnismäßig großen Weg linear bleibt.
Hierbei ist die für die tragende Funktion wesentlich größere Gummimasse von erheblicher Bedeutung. Auch ist dabei berücksichtigt, daß bei dem Traglager überwiegend eine Schubdruckverformung beim Einfederungsvor gang abläuft und demnach der betreffenden Belastung besser Rechnung getragen ist. Bei einem derartig eingestellten Traglager wird der Körper- undLu£tschall wesentlich vermindert und auch die das Lager durchschreitende Energie deutlich vermindert.
Um dieser Besonderheit des Traglagers Rechnung zu tragen, muß auch das Spannlager eine angepaßte Eigenschaft hinsichtlich Dämpfung und Härte aufweisen. Da dieses Traglager vorzugsweise nur auf Druck beansprucht wird, ist bei dem geringen Querschnitt eine entsprechend hohe Dämfpung und eine hohe Härte sinnvoll. Optimale Werte liegen beim Traglager bei einer Shore-Härte A von 45° und bei einem V<rlustwinkel von 30. Bei dem Spannlager ist eine Härte von jo Shore A mit einer Dämpfung von 120 Verlustwinkel angemessen und optimal.
Bei den vorgegebenen Eigenschaften sollten die Gummikörper von Traglager und Spannlager einen D uckverformungsrest von weniger als 15 % aufweisen. Bei der Messung dieses Parameters wird von einer Btanspruchung von von 24 Std. bei 7o C ausgegangen.
Bei einer derartigen Bemessung hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften und der entsprechenden Gestaltung der Gummikörper kann im wesentlichen erreicht werden, daß die Federkonstante von Trag- und Spannlager übereinstimmen.
Dadurch kann eine wirksame Einstellung auf die Vermeidung von ResonanzerscIIeinungen auch unter ungewöhnlichen Bedingungen erreicht werden.
Da bei der elastischen Lagerung von Schienen üblicherweise auch Signaleinrichtungen für den Schienenverkehr zu berücksichtigen sind, sollten die für die Lager verwendeten Gummimischungen im vulkanisierten Zustand einen spezifischen, 8 elektrischen Wiederstand von lo Ohm aufweisen. Bei der üblicherweise verwendeten Größe von Trag- und Spannlager reicht dieser elektrische Widerstand aus, um ungünstige Einflüsse von den elektrisch gesteuerten Signalen fernzuhalten.
Für die Gummielemente von Trag- und Spannlager können unterschiedliche Kautschukmischungsrezepturen Anwendung finden. Da aber neben der mechanischen Beanspruchung auch hohe Anforderungen an die Unempfindlichkeit äußeren Einflüssen gegenüber gestellt werden, ist es sinnvoll, bei der Kautschukmischung niedrigerDämpfung und geringer Härte, von Naturkautschuk mit einem niedrigen Rußanteil und naphtenischen Weichmacherölen auszugehen. Bei Mischungen für das Spannlager mit hoher Dämpfung und hoher Härte werden Mischungen auf Bais Styrolbutadienkautschuk, hoher Rußanteil und aromatische Weichmacheröle bevorzugt. Die sonstigen MUschungsbestandteile sind dem jeweiligen Bedarf angepaßt und stellen keine grundsätzlichen Schwierigkeiten für den Mischungschemiker dar, um die angestreten physikalischen Eigenschaften zu erreichen.
Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Zeichnung beispielsweise beschrieben. Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch das elastische Lager 1. Eine Schiene 2 ist auf einer Bodenplatte 3 und einer Stützplatte 4 gelagert.
Zwischen diesen beiden Platten 3 und 4 ist ein Gummitrag lager 5 angeordnet. Tatsächlich befinden sich mehrere solcher Traglager in einem elastischen Lager. Zwischen den einander zugekehrten Oberflächen 6 und 7 der beiden Platten 3 und 4 ist ein Zwischenraum vorgesehen, der eine gegenseitige Beweglichkeit ermöglicht. Ein solcher Zwischenraum ist auch zwischen den kegeligen Teil 8 und der Aussparung 9 gegeben. Als Spannlager dient eine Einrichtung lo, mittels der die Vorspannung wählbar zwischen den Platten 3 und 4 eingestellt werde kann. In dem elastischen Lager sind auch mehrere Spannlager vorgesehen.
Die Schiene ist mittels einer Befestigungseinrichtung 11 auf der Platte 4 festgeschraubt.
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Claims

Elastisches Lager für Schienen Ansprüche 1.) Elastisches Lager für auf Schwellen oder anderem harten Untergrund befestigten Schienen1 bestehend aus einer oberen Stützplatte und einer Bodenplatte, zwischen denen ein auf unterschiedliche Vorspannung einstellbares Gummitraglager und ein die Vorspannung erzeugendes Gummispannlager angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Traglager und das Spannlager unterschiedliche Eigenschaften in der Art aufweisen, daß das Traglager eine geringe Dämpfung mit einem Verlustwinkel von höchstens und eine ffärte von höchstens 600 Shore A hat und daß das Spannlager eine hohe Dämpfung mit einem Vcrlustwinkel von mindestens lo und eine Härte von mindestens 650 Shore A hat.
2.) Elastisches Lager nach isnspruch 1, dadurch vaekennzeichnet, daß Traglager und Spannlager einen Druckverformungsrest von weniger als 15 % aufweisen.
3.) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Traglager und Spannlager einen spezifischen, elektrischen Widerstand von mindestens 1o Ohm aufweisen.
4.) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Traglager aus einer Mischung auf Naturkautschukbasis mit niedrigem Rußanteil besteht.
5.) Elastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannlager aus einer Mischung auf Styrolbutadienkautsclluk mit hohem Rußanteil besteht.
6.) Plastisches Lager nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstanten von Trag- und Spannlager übereinstimmen.