Schotterloser Oberbau für den schienengebundenen Verkehr

Abstract

 Schotterloser Oberbau für den schienengebundenen Verkehr mit zumindest zwei Schienen (1) mit Schienenkopf (17) für Schienenräder (18) des rollenden Materials, insbesondere Vignolschienen, welche mit einem Träger, insbesondere einer Tragplatte (2), lösbar verbunden sind, welcher über eine gummielastische Schichte (15) auf einem Untergrund (3) aufliegt, wobei entlang von zwei Schienen (1) in Abstand von denselben Leitkörper (7) für Schienenräder (18) angeordnet sind, wobei der Normalabstand (d) der Normalprojektionen derselben und der des Schienenkopfes (18) auf eine Gleisebene (G) größer, insbesondere geringfügig größer als die Breite (b) der Schienenräder ist, und vorzugsweise die Normalprojektion der Leitkörper (7) außerhalb der Bereiche zwischen Schiene (1) und lösbarer Schienenbefestigung (12, 13) liegt.
Zur Veröffentlichung gemeinsam mit der Zusammenfassung ist Fig. 2 bestimmt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen schotterlosen Oberbau für den schienengebundenen Verkehr mit zumindest zwei Schienen für Schienenräder des rollenden Materials.

[0002] Für den schienengebundenen Verkehr ist der schotterlose Oberbau von besonderer Bedeutung. Zum Unterschied von dem herkömmlichen Oberbau mit Schotter, welcher intensiv aufgrund der Umlagerung der Schotterkörner gewartet werden muß, können die Wartungsarbeiten besonders gering gehalten werden. Dadurch sind unerwünschte Verzögerungen durch Wartungsarbeiten bedingt während des schienengebundenen Verkehrs vermeidbar, so daß in Bereichen mit besonders hoher Frequenz des rollenden Materials der schotterlose Oberbau bevorzugt wird. Derartige Bereiche stellen beispielsweise Bahnhöfe und Tunnels dar. Ein weiterer Vorteil des schotterlosen Oberbaues liegt darin, daß die Gesamthöhe desselben geringer sein kann als der vom Schotteroberbau, so daß beispielsweise Aufweitungen von Tunnels, um den freien Tunnelquerschnitt zu erhöhen, nicht erforderlich sind, sondern durch einen einfachen Ersatz des Schotteroberbaues durch den schotterlosen Oberbau möglich ist.

[0003] Gleise federn bei Belastung um zwei bis drei Millimeter ein. Dieses Einfedern ist bei einem Schotteroberbau durch das elastische Verhalten des Schotterbettes bedingt, wohingegen bei einem schotterlosen Oberbau eine entsprechende gummielastische Schichte vorgesehen wird.

[0004] Bei schotterlosem Oberbau sind verschiedene Konstruktionen bekannt, wobei die Schienen bevorzugt mit einer Tragplatte aus Beton aber auch mit Schwellen, insbesondere Betonschwellen, verbunden sind, und dieser Rost sodann mit Beton umgossen ist. Ein derartiger Oberbau mit Betonschwellen weist den Nachteil auf, daß eine genaue Justierung kaum möglich ist, da sich die Schienen unter Belastung durchbiegen, so daß die einander anschließenden Bereiche nicht eben ausgebildet sind, sondern jeweils Höchst- und Tiefpunkte aufweisen.

[0005] Eine besonders vorteilhafte Ausbildung eines schotterlosen Oberbaues ist beispielsweise in der EP 1 039 030 A1 beschrieben. Bei dieser ist eine Betontragplatte mit zwei Vignolschienen lösbar verbunden. Zur genauen Positionierung der Betonplatte am Untergrund weist dieselbe zwei rechteckige Ausnehmungen auf. Die zum Untergrund weisende Fläche der Betontragplatte ist mit einer gummielastischen Schichte aus Gummigranulat versehen. Mit dieser Schichte liegt die Betontragplatte auf einem Mörtel, und dieser seinerseits auf einem weiteren Untergrund auf. Dadurch ist einerseits eine Einfederung der Betontragplatte sichergestellt und andererseits eine Lagefixierung, u. zw. sowohl in Schienenlängsrichtung als auch quer hierzu, gewährleistet, da der Untergrundmörtel in die rechteckigen Ausnehmungen reicht. Die lösbaren Schienenbefestigungen können in einem Bereich mit Erhöhungen gegenüber der restlichen oberen Oberfläche der Tragplatte vorgesehen sein. Zur genauen Positionierung der Tragplatte über den Untergrund sind an den vier Ecken der Tragplatte Gewinde vorgesehen, die mit Gewindestücken kooperieren, so daß eine exakte Ausrichtung auf dem Untergrund erfolgen kann. Der Zwischenraum zwischen Betontragplatte und Untergrund wird sodann mit dem bereits angeführten Mörtel ausgefüllt. Nach Erhärten desselben können die Spindeln entfernt werden. Es erfolgt sodann eine Montage der Schienen. Die Schienen ihrerseits liegen über eine gummielastische Zwischenplatte mittelbar auf der Betontragplatte auf.

[0006] Obwohl der schienengebundene Verkehr eine besonders hohe Sicherheit aufweist, können aus unterschiedlichen Ursachen Entgleisungen auftreten. Diese Entgleisungen bewirken, je nach Geschwindigkeit des rollenden Material, unterschiedliche Schäden. Um Entgleisungen zu verhindern, sind im Weichenbereich, aber auch außerhalb desselben, Leiteinrichtungen für Schienenräder bekannt. Derartige Leiteinrichtungen sind beispielsweise in der US 4 061 269 A und auch in der EP 0 553 055 A1 beschrieben. In diesen ist eine Leiteinrichtung aus Metall an der Innenseite der Schiene vorgesehen, so daß das Schienenrad nicht nur durch die Seitenflanke des Schienenkopfes, sondern auch durch die Leitvorrichtung in seiner Relativlage gehalten wird. Tritt ein Bruch eines Schienenrades oder auch der Achse der Schienenräder ein, so gleitet das andere Schienenrad an der Achse, bedingt durch die Schräglage, vom Kopf der Schiene und bewirkt so eine Zerstörung des Gleisoberbaues und ein Entgleisen des rollenden Materials.

[0007] Der vorliegenden Erfindung ist zur Aufgabe gestellt, einen schotterlosen Oberbau zu schaffen, bei welchem das bereits entgleiste rollende Material entlang der Schienen geführt werden kann, wodurch sowohl eine Zerstörung des rollenden Materials als auch des Oberbaues besonders gering gehalten werden kann. Diese Leitung des rollenden Materials ist sowohl bei Bruch einer Achse, eines Rades, eines Reifens eines Rades od. dgl., wirksam.

[0008] Der erfindungsgemäße schotterlose Oberbau für den schienengebundenen Verkehr mit zumindest zwei Schienen mit Schienenkopf für Schienenräder des rollenden Materials, insbesondere Vignolschienen, welche mit einem Träger, insbesondere einer Tragplatte, lösbar verbunden sind, welcher über eine gummielastische Schichte auf einem Untergrund aufliegt, besteht im wesentlichen darin, daß entlang von zwei Schienen in Abstand von denselben Leitkörper für Schienenräder angeordnet sind, wobei der Normalabstand der Normalprojektionen derselben und der des Schienenkopfes auf einer Gleisebene größer, insbesondere geringfügig größer, als die Breite der Schienenräder ist, und vorzugsweise die Normalprojektion der Leitkörper außerhalb der Bereiche zwischen Schiene und lösbarer Schienenbefestigung liegt. Durch den bekannten schotterlosen Oberbau mit einer gummielastischen Schichte kann ein Gleis gebildet werden, das für höchste Geschwindigkeiten geeignet ist und besonders wartungsarm ist. Durch die Anordnung von Leitkörpern für Schienenräder in Abstand zu den Schienen, wobei das Schienenrad zwischen Schiene und Leitkörper geführt werden kann, ist zu erreichen, daß das bereits entgleiste rollende Material, welches nicht mehr von der Schiene geführt werden kann, außerhalb der Spur, jedoch noch auf dem schotterlosen Oberbau, geführt wird, wobei der Versatz, bezogen auf die Längsrichtung der hintereinander angeordneten einzelnen Waggons od. dgl., derartig ist, daß nicht eine Entgleisung der anderen Materialien bedingt wird, sondern dieselben auf den Schienen gehalten werden können, wobei weiters eine Zerstörung des schotterlosen Oberbaues besonders gering gehalten werden kann, wobei lediglich die lösbaren Verbindungen zwischen Schiene und Träger einer Deformation unterliegen.

[0009] Schienenräder unterliegen einer genauen Standardisierung. So ist es bekannt, daß Schienenräder mit einem Raddurchmesser zwischen 760 mm und 1.000 mm eine Breite mit 135 mm aufweisen (vgl. UIC-Kodex 510-2VE).

[0010] Weisen die Leitkörper an den zur Schiene benachbarten Seiten eine Fläche auf, deren Ebene bzw. Tangentialebene mit der Normalebene auf die Gleisebene einen spitzen Winkel, insbesondere einen Winkel kleiner als 45°, einschließt, auf, so kann damit erreicht werden, daß das von der Schiene abgeglittene Rad in den Zwischenraum zwischen Leitkörper und Schiene eingeleitet wird, so daß eine unmittelbare Führung des rollenden Materials zwischen Schiene und Leitkörper besonders schnell und einfach erreicht werden kann.

[0011] Ist eine Vielzahl von Leitkörpern vorgesehen, welche durch Zwischenräume, die einen Abfluß von Niederschlägen erlauben, voneinander beabstandet sind, so können unerwünschte Korrosionen bei den lösbaren Schienenbefestigungen vermieden werden, wobei gleichzeitig auch bei Temperaturen unter 0°C vermieden ist, daß der Zwischenraum durch Eis erfüllt und damit unwirksam wird.

[0012] Übergreift die Normalprojektion des Leitkörpers die Winkelführungsplatte teilweise, insbesondere die parall zur Schienenlängsrichtung verlaufende von der Winkelführungsplatte nach oben verlaufende Fläche, so kann eine Zerstörung der für die exakte Positionierung der Winkelführungsplatte erforderlichen Fläche bei Entgleisungen besonders sicher vermieden werden, so daß bei entsprechenden Defekten nicht der Träger, sondern lediglich eine Winkelführungsplatte ausgetauscht werden muß.

[0013] Ist die an die nach oben verlaufende Fläche anliegende Fläche, insbesondere Ebene, im Leitkörper weitergeführt, so kann eine besonders einfache Montage der Winkelführungsplatte erfolgen.

[0014] Sind zumindest an der Innenseite oder Außenseite der Schienen Leitkörper vorgesehen, so kann, gleichgültig nach welcher Seite das rollende Material entgleist und auf welcher Seite ein Defekt des Schienenrades oder der Achse vorliegt, eine sichere Leitung des entgleisten rollenden Materials erreicht werden.

[0015] Sind die Oberflächen der Leitkörper strukturiert, so kann der Leitkörper gleichzeitig als Schallschutzelement dienen.

[0016] Weisen die Leitkörper an ihrer, insbesondere, Außenseite eine strukturierte Beschichtung, z. B. Holzspäne gebunden mit einem hydraulischen Bindemittel, auf, so ist eine besonders wirksame Schallschutzmaßnahme getroffen, da einerseits eine Schalldämmung durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Schallschutzbeschichtung gegeben ist, und andererseits eine Streuung des abgestrahlten Schalles aufgrund der unterschiedlichen Lagen der Oberfläche gewährleistet ist.

[0017] Schließt eine Fläche der Leitkörper an der den Schienen abgewandten Seite, insbesondere Ebene bzw. Tangentialebene, mit der Normalen zur Gleisebene einen spitzen Winkel, insbesondere kleiner 45°, ein, so ist einerseits die erforderliche Festigkeit der Leitkörper gewährleistet, wobei andererseits unnötige Materialanhäufungen im unteren Bereich der Leitkörper vermieden werden können.

[0018] Weisen die Leitkörper an der oberen Seite eine Fläche, Tangentialebene bzw. Ebene, auf, die mit einer Normalen zur Gleisebene einen Winkel größer 45°, insbesondere größer 80°, einschließt und zur Schiene geneigt ist, so ist ein besonders stabiler und wirksamer Leitkörper gewährleistet.

[0019] Sind die Leitkörper mit der Tragplatte integral ausgebildet, so ist eine besonders wirksame gleichbleibende Positionierung der Leitkörper mit einfachen Mitteln gewährleistet.

[0020] Ist zwischen den lösbaren Befestigungen für die Schienen der Träger im wesentlichen parallel zur Gleisebene ausgebildet, so können die entgleisten Räder des rollenden Materials besonders wirksam geleitet werden.

[0021] Ist die Höhenerstreckung der Leitkörper, bezogen auf die Normale der Gleisebene, unter der Schienenoberkante und über der lösbaren Befestigung, insbesondere von Schrauben, angeordnet, so sind Leitkörper gegeben, die einen geringen materialmäßigen Aufwand verursachen, und weiters die Schallemissionen von den Schienen nach außen verringern können und ein sicheres Leiten der Räder von entgleistem rollendem Material ermöglichen.

[0022] Sind die Leitkörper, bezogen auf die Längserstreckung der Schienen bei den lösbaren Schienenbefestigungen angeordnet, so ist eine besonders wirksame Rückführung der Schienenräder zur Schiene gewährleistet, da im Bereich der lösbaren Befestigung die Ablenkung der Schienenräder besonders groß ist.

[0023] Sind die Leitkörper zumindest teilweise als Austauschteile ausgebildet, die mit den Tragplatten lösbar verbunden sind, so kann mit einem besonders geringen Aufwand eine Nachrüstung vorgenommen werden, wobei weiters der Vorteil besteht, daß lediglich die Leitkörper, so dieselben zerstört wurden, aber die Funktion der Tragplatte erhalten bleibt, bei einer Zerstörung ausgetauscht werden müssen.

[0024] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

[0025] Es zeigen:

Fig. 1

in schematischer Sicht einen schotterlosen Oberbau von oben,

Fig. 2

den Schnitt des schotterlosen Oberbaues gemäß Fig. 1 entlang der Lininie II-II und

Fig. 3

einen Schnitt durch einen Teil eines schotterlosen Oberbaues mit austauschbaren Leitkörpern.

[0026] Die in Fig. 1 dargestellte Schienen 1 sind mit vorgefertigten Betonplatten als Träger 2 lösbar verbunden. Die Befestigungen sind lediglich in Fig. 2 dargestellt. Die Betonplatten liegen über einen Untergrundmörtel 3, der in die Ausnehmungen 4 der Betonplatte reicht, auf. Die Betonplatten weisen an ihren Ecken Gewindebuchsen 5 auf, über welche die Betonplatten in Abstand zum Untergrund, insbesondere Sohlbeton, gehalten werden können, so daß eine genaue Justierung der Betonplatten möglich ist, worauf der Untergrundmörtel einerseits über die Ausnehmungen 4 und andererseits über die dazwischen liegenden Einfüllöffnungen 6 eingebracht werden kann. Im Gleisinneren zwischen den Schienen 1 sind jeweils Leitkörper 7 für die Schienenräder vom rollenden Material vorgesehen. Die Leitkörper weisen zueinander Zwischenräume 8 auf, über welche Oberflächenwässer abfließen können.

[0027] In Fig. 2 ist die lösbare Schienenbefestigung besonders deutlich dargestellt. Die Schiene 1 liegt über eine gummielastische Zwischenschichte 9 auf einer Winkelführungsplatte 10 auf. Diese Winkelführungsplatte ist ihrerseits jeweils in einer Erhöhung 11 der Betonplatte angeordnet. (Die Erhöhungen sind lediglich in Fig. 2 dargestellt). Durch die Anordnung der lösbaren Schienenbefestigung in der Erhöhung wird eine ständige Beaufschlagung von Oberflächenwässern verhindert. Zwischen den Erhöhungen ist der Träger plan und parallel zur Gleisebene ausgeführt. Die Schiene ist über Klammern 12 und Schrauben 13, die durch die Winkelführungsplatte geführt sind, mit dem Träger 2, einer Betonplatte verbunden, die ihrerseits über eine gummielastische Schichte 15 am Mörtel 3 aufliegt. Der Leitkörper 7 weist an seiner der Schiene benachbarten Seite eine Fläche 16 auf, welche mit der Normalen N auf die Gleisebene G einen Winkel α von 30° einschließt. Die Fläche 16 ist in der Aufnahme für die Winkelführungsstelle 10 im Träger 2 weitergeführt. Die Leitkörper 7 können an ihrer Oberfläche strukturiert, beispielsweise durch einen Besenstrich, sein. Bevorzugt kann auch die Oberfläche Holzspäne, gebunden mit einem hydraulischen Bindemittel, aufweisen, die besonders wirksam zur Verringerung der Schallemission beitragen kann und an der Außenseite angebracht werden kann.

[0028] Der Leitkörper 7 weist an seiner den Schienen abgewandten Seite eine Fläche 14 auf, die mit der Normalen N zur Gleisebene G einen Winkel β von 40° einschließt. An seiner oberen Seite ist der Leitkörper im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und die Tangentialebene T, strichliert dargestellt, ist parallel zur Gleisebene G ausgebildet.

[0029] Der mit der Tragplatte integriert ausgebildete Leitkörper 7 weist eine Höhenerstreckung auf, die unterhalb der Schienenoberkante S, jedoch oberhalb der lösbaren Schienenbefestigung, mit den Schrauben 13 liegt. Die Normalprojektion des Leitkörpers 7, bezogen auf die Gleisebene G kann außerhalb der lösbaren Schienenbefestigung liegen.

[0030] Wie im rechten Figurenteil 2 dargestellt, ist die Breite b des Schienenrades 18, die 135 mm beträgt, geringer als der Abstand d (150 mm) der Normalprojektion des Schienenkopfes 17 zur Normalprojektion des Leitkörpers 7 auf die Gleisebene G.

[0031] In Fig. 3 ist der rechte Teil eines schotterlosen Oberbaues dargestellt, wobei mit dem Träger 2 ein Leitkörper 7 über Schrauben 19 lösbar verbunden ist. Dieser Leitkörper 7 stellt einen Austauschteil dar, wobei die Normalprojektion desselben die Winkelführungsplatte 10 im Übergangsbereich zwischen Winkelführungsplatte und Träger abdeckt. Dadurch wird eine Beschädigung der Fläche im Träger bei Entgleisen verhindert. Zwischen den Erhöhungen 11 ist der Leitkörper 7, wie strichliert dargestellt, abgesenkt und liegt auf dem Träger 2 auf.

[0032] Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schotteroberbaues besteht nun darin, daß bei Bruch eines Schienenrades oder einer Achse weitere Schienenräder vom Schienenkopf heruntergleiten, jedoch zwischen der Schiene und dem Leitkörper geführt sind, so daß keine Ableitung des rollenden Materials außerhalb des Gleiskörpers auftritt. Die Leitkörper können an beiden Seiten der Schienen angeordnet sein. In der Regel sind jedoch entweder nur außen oder innen, bezogen auf die Schienen, Leitkörper erforderlich, da in diesem Fall, gleichgültig auf welcher Seite des rollenden Materials der Defekt vorliegt, eine einseitige zusätzliche Spurhaltung zwischen Schiene und Leitkörper gegeben ist. Eine Anordnung der Leitkörper im Bereich der Schienenbefestigung, wie dargestellt, ist besonders wirksam.

Ansprüche

1. Schotterloser Oberbau für den schienengebundenen Verkehr mit zumindest zwei Schienen (1) mit Schienenkopf (17) für Schienenräder (18) des rollenden Materials, insbesondere Vignolschienen, welche mit einem Träger, insbesondere einer Tragplatte (2), lösbar verbunden sind, welcher über eine gummielastische Schichte (15) auf einem Untergrund (3) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß entlang von zwei Schienen (1) in Abstand von denselben Leitkörper (7) für Schienenräder (18) angeordnet sind, wobei der Normalabstand (d) der Normalprojektionen derselben und der des Schienenkopfes (18) auf eine Gleisebene (G) größer, insbesondere geringfügig größer als die Breite (b) der Schienenräder ist, und vorzugsweise die Normalprojektion der Leitkörper (7) außerhalb der Bereiche zwischen Schiene (1) und lösbarer Schienenbefestigung (12, 13) liegt.

2. Schotterloser Oberbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) an den zur Schiene benachbarten Seiten eine Fläche (16) aufweist, deren Ebene bzw. Tangentialebene mit der Normalen (N) auf die Gleisebene einen spitzen Winkel, insbesondere einen Winkel (α) kleiner als 45°, einschließt.

3. Schotterloser Oberbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Leitkörpern (7) vorgesehen ist, welche durch Zwischenräume (8), die einen Abfluß von Niederschlägen ermöglichen, voneinander beabstandet sind.

4. Schotterloser Oberbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Normalprojektion des Leitkörpers (7) die Winkelführungsplatte (10) teilweise, insbesondere die parallel zur Schienenlängsrichtung und schräg nach oben verlaufende Fläche, übergreift (Fig. 3).

5. Schotterloser Oberbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an die nach oben verlaufende Fläche (16) anliegende Fläche, insbesondere Ebene, im Leitkörper (7) weitergeführt ist.

6. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an der Innenseite oder der Außenseite der Schienen (1) die Leitkörper (7) vorgesehen sind.

7. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Leitkörper strukturiert sind.

8. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) an ihrer, insbesondere Gleisaußenseite, eine strukturierte Beschichtung, z. B. Holzspäne gebunden mit einem hydraulischem Bindemittel, aufweisen.

9. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) an der den Schienen abgewandten Seite eine Fläche (14), insbesondere Ebene bzw. Tangentialebene, aufweisen, die mit der Normalen (N) zur Gleisebene (G) einen spitzen Winkel (β), insbesondere kleiner 45°, einschließt.

10. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) an der oberen Seite eine Fläche, Tangentialebene (T) bzw. Ebene aufweist, die mit einer Normalen (N) zur Gleisebene (G) einen Winkel größer 45°, insbesondere größer 80°, einschließt, und gegebenenfalls zur Schiene geneigt ist.

11. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) mit dem Träger (2) integral ausgebildet sind.

12. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den lösbaren Befestigungen (12, 13) für nur eine Schiene (1) der Träger (2) im wesentlichen parallel zur Gleisebene (G) ausgebildet ist.

13. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenerstreckung der Leitkörper (7), bezogen auf die Normale (N) der Gleisebene (G), unter der Schienenoberkante (S) und über der lösbaren Befestigung (12, 13), insbesondere der Schrauben (13), liegt.

14. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7), bezogen auf die Längserstreckung der Schienen, bei den lösbaren Schienenbefestigungen (12, 13) angeordnet sind.

15. Schotterloser Oberbau nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) zumindest teilweise als Austauschteile ausgebildet sind, die mit dem Träger (2) lösbar verbunden sind.

Zeichnung