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Die Erfindung betrifft eine Profillaufschiene für Einschienen-Hängebahnen in I-förmiger Ausführungsform, mit einem Oberflansch vorgegebener Flanschbreite und einem Unterflansch vorgegebener Flanschbreite, und mit einem Steg vorgegebener Stegbreite zur Verbindung beider Flansche.
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Profillaufschienen des eingangs beschriebenen Aufbaus sind aus der Praxis bekannt und werden beispielsweise in der
EP 2 208 822 A1 oder auch der
DIN 20593-3 näher beschrieben. Die betreffenden I-förmigen Profillaufschienen sind im Allgemeinen so ausgelegt, dass der Oberflansch und der Unterflansch als Massivflansche ausgebildet sind und folgerichtig als Schwerlastschienen eingesetzt werden können.
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Trotz der massiven Auslegung der bekannten Profillaufschienen in I-förmiger Ausführungsform ergeben sich auf langen Zeitskalen dann Probleme, wenn die Profillaufschienen ungünstigen Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Hierzu gehört insbesondere Feuchtigkeit, die zu Rost führt. Eine chemische Umwandlung der Profillaufschienen insbesondere im untertägigen Betrieb durch Rost impliziert zugleich eine Abnahme der Festigkeit. Diese kann so weit gehen, dass die betreffenden Profillaufschienen schon nach relativ kurzer Zeit, beispielsweise nach 2 Jahren oder 3 Jahren, ausgetauscht werden müssen. Ein solcher Austausch ist mit erheblichen Kosten verbunden. Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Profillaufschiene so weiter zu entwickeln, dass die Standzeit gegenüber bisherigen Ausführungsformen deutlich verlängert ist.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Profillaufschiene im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Stegbreite zur schmalsten Flanschbreite bei jeweils U-förmigem Oberflansch und Unterflansch wenigstens 0,12 und bei T-förmigem Oberflansch und Unterflansch mindestens 0,09 beträgt.
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Meistens wird in diesem Zusammenhang bei dem Steg bzw. I-Steg mit einer Stegbreite von mehr als 8 mm und vorzugsweise sogar einer Stegbreite von mehr als 8,5 mm gearbeitet, sofern ein jeweils U-förmiger Oberflansch und Unterflansch zum Einsatz kommt. Bei T-förmigem Oberflansch und Unterflansch liegt die Stegbreite bei mehr als 6 mm und vorzugsweise mehr als 6,5 mm. Die beiden Flansche verfügen typischerweise über eine übereinstimmende Flanschbreite, die im Bereich von ca. 60 mm bis 80 mm und insbesondere zwischen ca. 69 mm und 70 mm angesiedelt ist.
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Als Folge hiervon stellt sich für die Untergrenze der Stegbreite des Steges bzw. I-Steges von 8 mm sowie bei Berücksichtigung der Flanschbreite von 69 mm bereits ein Verhältnis von 0,12 der Stegbreite im Vergleich zur Flanschbreite ein. Dieses Verhältnis von 0,12 wird im Rahmen der Erfindung nicht unterschritten, sondern stellt die Untergrenze dar, zumindest für Profillaufschienen mit U-förmigem Oberflansch und Unterflansch. Sofern T-förmige Ober- und Unterflansche zum Einsatz kommen, korrespondiert die minimale Stegbreite von 6 mm bei einer Flanschbreite von 69 mm zu einem Verhältnis von 0,09 der Stegbreite im Vergleich zur Flanschbreite.
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Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass der Steg bzw. I-Steg für die Festigkeit der Profillaufschiene den insgesamt neuralgischen Bereich darstellt. Die Erfindung sorgt nun an dieser Stelle im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik, insbesondere nach der DIN 20593-3, für eine gezielte Verstärkung dieses I-Steges. Dadurch wird die Standzeit gegenüber bisherigen Ausgestaltungen erheblich verlängert und kann ohne weiteres um 10% oder noch mehr verlängert werden. Zugleich lässt sich für die erfindungsgemäße Profillaufschiene ein erhöhtes Widerstandsmoment einstellen.
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Dieses Widerstandsmoment drückt aus, dass die erfindungsgemäße Profillaufschiene als Balken mit gegebenem Querschnitt betrachtet werden kann. Dieser Balken erzeugt nun einen bestimmten Widerstand, das Widerstandsmoment, welches einem Biegevorgang bzw. einem damit verbundenen Biegemoment entgegengesetzt wird. So werden für die erfindungsgemäße Profillaufschiene mit U-förmigem Oberflansch und Unterflansch Widerstandsmomente in Querrichtung bzw. Y-Richtung von mehr als 220 cm3 beobachtet. Das Widerstandsmoment in Hochachsen- bzw. Z-Richtung beträgt ca. 50 cm3, insbesondere ca. 52 cm3 oder mehr. Diese Werte beziehen sich auf eine zugehörige Querschnittsfläche der Profillaufschiene, die mehr als 44 cm2 und vorzugsweise sogar mehr als 45 cm2 beträgt. Demgegenüber ist die Querschnittsfläche einer vergleichbaren Profillaufschiene nach DIN 50593-3 unterhalb von 44 cm2 bzw. im Bereich von ca. 44 cm2 angesiedelt.
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Die Steigerung des Querschnittes führt zugleich dazu, dass die längenbezogene Masse der Profillaufschiene mehr als 35 kg/m (bei U-förmigem Oberflansch und Unterflansch) bzw. mehr als 24 kg/m (bei T-förmigem Oberflansch und Unterflansch) beträgt. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Profillaufschiene mit einem vergrößerten Querschnitt und zugleich einer gesteigerten längenbezogenen Masse im Vergleich zu bisherigen Ausführungsformen ausgerüstet, die zusammengenommen dazu korrespondieren, dass die Standzeit insgesamt verlängert ist.
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Der Steg bzw. I-Steg ist im Allgemeinen auf einer Längssymmetrieachse für die Profillaufschiene angeordnet. Außerdem mag das Verhältnis der jeweiligen Flanschbreite zur Schienenhöhe im Bereich von ca. 0,2 bis 0,6 angesiedelt sein. Ferner wird man meistens so vorgehen, dass sowohl der Oberflansch als auch der Unterflansch im Querschnitt U-förmig oder T-förmig ausgelegt sind. Der Unterflansch ist im Wesentlichen umgekehrt U-förmig oder T-förmig ausgebildet und stellt auf diese Weise beidseitig des Steges bzw. I-Steges Laufflächen für eine entlang der Profillaufschiene geführte Laufkatze zur Verfügung.
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Eine solche Laufkatze weist einen bestimmten Abstand der Laufrollen zueinander auf, welcher im Rahmen der Erfindung von dem dazwischen befindlichen Steg respektive I-Steg vollständig oder nahezu vollständig ausgefüllt wird. Demgegenüber war die Auslegung bei den bisherigen Profillaufschienen so getroffen, dass ein mehr oder minder großes Spiel zwischen den Laufrollen und jeweiligen Seitenflanken des Steges respektive I-Steges beobachtet wird. Dieses Spiel ist nun erfindungsgemäß auf ein Minimum reduziert worden mit dem zusätzlichen Vorteil, dass die erfindungsgemäßen Profillaufschienen mit denjenigen entsprechend der DIN 20593-3 kompatibel sind.
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D. h., die erfindungsgemäßen Profillaufschienen können gegenüber herkömmlichen Profillaufschienen ausgetauscht werden, ohne dass Probleme bei der Fahrt einer Laufkatze oder allgemein einer Einschienenhängebahn zu befürchten sind. Zugleich verfügen die erfindungsgemäßen Profillaufschienen über eine erhöhte Standzeit, die wenigstens 10% über derjenigen der bisher eingesetzten Profillaufschienen angesiedelt ist. Das lässt sich im Wesentlichen auf die gesteigerte Querschnittsfläche und auch die größere längenbezogene Masse der erfindungsgemäßen Profillaufschienen zurückführen.
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Darüber hinaus wird im Allgemeinen für die Herstellung der beschriebenen Profillaufschienen ein Stahl mit einer Streckgrenze von zumindest 300 N/mm2 eingesetzt. Vorzugsweise verfügt der Stahl sogar über eine Streckgrenze von mehr als 350 N/mm2 und insbesondere sogar über eine Streckgrenze von 400 N/mm2 oder mehr. Darüber hinaus wird typischerweise ein Stahl mit einer Dichte von 7,85 kg/cm3 eingesetzt.
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Außerdem hat es sich bewährt, wenn das Stahlprofil in zumindest einem Arbeitsgang gewalzt wird. Dabei kann mit sich gegenüberliegenden Walzeneinheiten gearbeitet werden.
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Im Ergebnis wird eine Profillaufschiene für Einschienenhängebahnen in E- oder V-förmiger Ausführungsform zur Verfügung gestellt, die besonders vorteilhaft für den untertägigen Einsatz und hier den Einsatz in korrodierender Umgebung geeignet ist. Denn durch die erfindungsgemäß verfolgte gezielte Querschnittsvergrößerung und Anhebung der längenbezogenen Masse wird der Korrosion gleichsam mehr Angriffsfläche als zuvor entgegengesetzt. Außerdem gelingt durch die gezielte Verstärkung des an sich bekannten Profils der Profillaufschiene im Bereich des I-Steges eine gezielte Steigerung des Widerstandsmomentes insbesondere in Quer- bzw. Y-Richtung. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Profillaufschiene in Seitenansicht mit einer ihren Stoßbereich oberflanschseitig und unterflanschseitig überbrückenden jeweiligen gelenkigen Schienenverbindung,
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2 einen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Profillaufschiene in V-förmiger Ausführungsform und
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3 eine Profillaufschiene nach der Erfindung in E- bzw. T-förmiger Gestaltung.
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In den Figuren ist eine Profillaufschiene 1 für eine Einschienen-Hängebahn dargestellt. Diese Profillaufschiene 1 verfügt über einen I-förmigen Querschnitt mit einem Oberflansch 2 und einem Laufflächen 4 bildenden Unterflansch 3. Der Oberflansch 2 weist auf seiner Oberseite eine im Querschnitt taschenförmige Ausnehmung 5 unter Bildung eines im Wesentlichen gabelförmigen bzw. U-förmigen Oberflansches 2 auf. Der Unterflansch 3 ist ebenfalls mit einer taschenförmigen Ausnehmung 6 ausgerüstet. Auf diese Weise verfügt der Unterflansch 3 über einen im Wesentlichen umgekehrt gabelförmigen bzw. U-förmigen Charakter (vgl. 2).
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Auf diese Weise stehen beidseitig eines I-Steges 10 Laufflächen 4 für die Einschienenhängebahn bzw. eine Laufkatze zur Verfügung. Die taschenförmige Ausnehmung 5 im Oberflansch 2 ist zur teilweisen Aufnahme von Aufhängeelementen einer Aufhängevorrichtung 7 an den Schienenenden eingerichtet. Die taschenförmige Ausnehmung 6 im Unterflansch ist zur teilweisen Aufnahme von Gelenkteilen einer gelenkigen Schienenverbindung 8 an den Schienenenden unterflanschseitig eingerichtet.
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Sowohl der U-förmige Oberflansch 2 als auch der U-förmige Unterflansch 3 weisen sich innenseitig gegen die U-Basis konisch erweiternde U-Schenkel 9 auf. Die gesamte dargestellte Profillaufschiene 1 ist als gewalztes Stahlprofil ausgebildet und wird typischerweise aus einem Stahl mit einer Streckgrenze von wenigstens 300 N/mm2 hergestellt. Außerdem verfügt der eingesetzte Stahl im Allgemeinen über eine Dichte von 7,85 kg/dcm3. Das ist selbstverständlich nur als bevorzugte und nicht zwingende Variante aufzufassen.
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Anhand der Schnittdarstellungen in den 2 und 3 erkennt man, dass der Oberflansch 2 und der Unterflansch 3 im Wesentlichen gleich ausgebildet sind und zueinander fluchtende Seitenkanten aufweisen. Das wird anhand der strichpunktierten Verbindung dieser Seitenkanten untereinander deutlich. Auf diese Weise sind der Oberflansch 2 ebenso wie der Unterflansch 3 mit einer vorgegebenen und übereinstimmenden Flanschbreite b1 respektive b2 ausgerüstet. D. h., im dargestellten Beispielfall gilt b1 = b2. Außerdem ist noch eine Schienenhöhe H dargestellt, die vorliegend im Bereich von ca. 150 mm bis 250 mm angesiedelt sein mag. Für die Flanschbreiten b1, b2 gilt, dass diese ca. 70 mm betragen.
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Das Verhältnis der jeweiligen Flanschbreite b1, b2 im Vergleich zur Schienenhöhe H ist im Bereich von ca. 0,2 bis 0,6 angesiedelt. D. h., die Flanschbreite b1, b2 der Profillaufschiene 1 beträgt minimal ca. 1/5 der Schienenhöhe H. Maximal kann die Flanschbreite b1, b2 in etwa die Hälfte der Schienenhöhe H oder sogar noch geringfügig mehr (ca. 60%) betragen.
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Neben der bereits angesprochen Flanschbreite b1 für den Oberflansch 2 und b2 für den Unterflansch 3 ist für die nachfolgenden Betrachtungen noch eine Stegbreite s des Steges bzw. I-Steges 10 von Bedeutung. Tatsächlich weist der Steg bzw. I-Steg 10 im Ausführungsbeispiel nach 2 eine Stegbreite (s) von mehr als 8 mm, insbesondere mehr als 8,5 mm, auf. Auf diese Weise stellt sich ein Verhältnis der Stegbreite s zur schmalsten Flanschbreite b1, b2 von wenigstens 0,12 (8/69) ein. Meistens wird aber mit noch größeren Verhältnissen als 0,12 für die Stegbreite s des I-Steges 10 im Vergleich zur Flanschbreite b1, b2 bei der Ausführungsform nach 2 gearbeitet.
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Wie bereits erläutert, weisen beide Flansche 2, 3 eine übereinstimmende Flanschbreite b1, b2 auf, was grundsätzlich nicht zwingend ist. Außerdem ist der Steg bzw. I-Steg 10 üblicherweise auf einer Längssymmetrieachse L angeordnet. Der Querschnitt Q der Schiene bzw. Profillaufschiene 1 (jeweils schraffiert in den 2 und 3 dargestellt) beträgt bei der Ausführungsform nach 2 mit U-förmigem Oberflansch 2 und Unterflansch 3 mindestens 44 cm2, ist vorzugsweise sogar größer als 45 cm2 ausgelegt. Als Folge hiervon stellt sich bei diesem Beispiel die längenbezogene Masse der Profillaufschiene 1 so dar, dass diese größer als 35 kg/m ausgelegt ist. Dieser Wert stellt sich aufgrund der angegebenen Querschnittsfläche bzw. des Querschnittes Q und unter Berücksichtung der Dichte für den eingesetzten Stahl bzw. die Stahlsorte ein.
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Wie bereits erläutert, kann die Flanschbreite b1 des Oberflansches 2 bzw. b2 des Unterflansches 3 insgesamt im Bereich zwischen ca. 60 mm und 80 mm angesiedelt sein. Im Ausführungsbeispiel wird eine Flanschbreite von ca. 69 mm bis ca. 70 mm beobachtet.
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Vergleichbare Dimensionierungen und Auslegungen gelten auch für die E-Profillaufschienen 1 nach dem Beispiel entsprechend der 3. Hier sind der Oberflansch 2 und der Unterflansch 3 jeweils T-förmig gestaltet. In diesem Fall bemisst sich die Stegbreite s zu wenigstens 6 mm, ist meistens größer als 6,5 mm ausgelegt. Dadurch stellt sich ein Verhältnis von zumindest 0,09 für die Stegbreite s im Vergleich zur Flanschbreite b1, b2 bzw. im Vergleich zur schmalsten Flanschbreite b1, b2 ein. Im Vergleich zur Variante nach 2, bei welcher ein Querschnittszuwachs von ca. 2% im Vergleich zum Stand der Technik und mehr beobachtet wird, bemisst sich der Querschnittszuwachs bei der Ausführungsform nach 3 zu mehr als 3% im Vergleich zum Stand der Technik nach der DIN 20593-3. Die längenbezogene Masse ist im Bereich von 24 kg/m und mehr angesiedelt. Ansonsten sind die Abmessungen und der eingesetzte Stahl gleich ausgelegt wie im Beispiel der 2.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 20593-3 [0002]
- DIN 20593-3 [0008]
- DIN 50593-3 [0009]
- DIN 20593-3 [0012]
- DIN 20593-3 [0029]
