DE3832677A1 - Einrichtung zur elastischen und schalldaemmenden lagerung von schienen - Google Patents
Einrichtung zur elastischen und schalldaemmenden lagerung von schienenInfo
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- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
- E01B9/68—Pads or the like, e.g. of wood, rubber, placed under the rail, tie-plate, or chair
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- E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elastischen und
schalldämmenden Lagerung von Schienen.
Zur Körperschalldämmung im Schienenverkehr werden für U-, S-
und Bundesbahnstrecken, Tunnel und Brücken zunehmend
Unterschottermatten (auch Gleisbettmatten genannt) eingesetzt,
die sich zwischen dem Betonfundament (z. B. Tunnelsohle) und
Schotterbett befinden (DE-C-27 51 346, DE-A-34 03 234, DE-A
35 24 719). In der Oberfläche des Schotterbetts sind die
Schienenschwellen eingelagert, die wiederum den Schienenstrang
tragen.
Aufgabe der Erfindung ist es, im Rahmen einer Sanierung einer
derartigen Schienenstrecke die elastische und schalldämmende
Lagerung von Schienen zu verbessern, ohne daß ein Austausch
der sich unter dem Schotterbett befindenden Altmatten erfolgt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruchs 1.
Die Erfindung beschreibt das Schwingungsverhalten des Systems
"Schienenlager/Schotter/Unterschottermatte" (Fig. 1), das
über die unabgefederten Radsatzmassen zu Schwingungen angeregt
wird. Dieses System entspricht vereinfacht einem
Zweimassenschwinger. Das Schwingungsverhalten dieses
Zweimassenschwingers läßt sich durch eine Kraftübertragungs
funktion Fa/Fe darstellen (Fig. 2), die das Verhältnis von
übertragener Kraft zu Erregerkraft in Abhängigkeit von der
Frequenz beschreibt.
Aus der Annahme eines Zweimassenschwingers folgt nun zwingend,
daß zwei Resonanzfrequenzen und damit auch zwei
Resonanzüberhöhungen existieren. Die Lage der Resonanzfrequenzen
und die Resonanzüberhöhungen werden für die Beurteilung der
Isolier- oder Dämmwirkung des Schwingungssystems herangezogen.
Sie sind unter anderem abhängig von folgenden Parametern:
a) Lager-, Schotter- und Mattensteifigkeit,
- b) Lager-, Schotter- und Mattenverlustwinkel,
- c) Erreger- und Schottermasse.
Die Kurve 1 der Fig. 2 zeigt die Kraftübertragungsfunktion des
einfachen Mattensystems (d. h. ohne Schienenlager). Diese
Funktion zeigt den typischen Amplitudenverlauf eines
Einmassenschwingers, welche nur eine Resonanzüberhöhung bei
ca. 14 Hz aufweist. Die Dämmwirkung dieses Systems beginnt
entsprechend bei 14X2 Hz = 20 Hz. Ab dieser Frequenz ist
die übertragende Kraft kleiner als die Erregerkraft.
Beim Einbau eines Schienenlagers entsteht nun eine zusätzliche
Resonanzüberhöhung (Fig. 2, Kurve 2). Wichtige Einflußgrößen
hinsichtlich der Resonanzüberhöhungen sind die Lagersteifigkeit
und der Lagerverlustwinkel. Die Lagersteifigkeit beeinflußt
sowohl die Lage der Resonanzüberhöhungen als auch die Beträge
der Überhöhungen, der Lagerverlustwinkel dagegen im
wesentlichen nur die Beträge der Überhöhungen.
Die Steifigkeit des Schienenlagers sollte möglichst gering sein,
vorzugsweise kleiner als 10 KN/mm, damit die zweite
Resonanzstelle nicht in den wichtigen Frequenzbereich um
63 Hz fällt.
Bei der hier angegebenen Konfiguration (mit der Mattensteife
von C M = 28 KN/mm) und einer Lagersteifigkeit von C L = 7 KN/mm
liegt diese Resonanz unterhalb von 50 Hz und damit außerhalb
des obengenannnten Bereiches (Kurve 2).
Üblicherweise wird bei Ein-Massen-Systemen zur Erzielung hoher
Dämmwirkungen ein Werkstoff (z. B. Gummi) mit geringem
Verlustwinkel (z. B. 4°) eingesetzt. Bei diesem Beispiel
wird dagegen für das Schienenlager ein hoher Verlustwinkel
von ϕ 2=10° ausgewählt. Hierdurch wird erreicht, daß die
Überhöhung Y 2 bei der zweiten Resonanzstelle X 2 noch unterhalb
der Dämmwerte für ein Ein-Massen-System liegt.
Durch die hier dargestellte Kombination wird erreicht, daß
die erste Resonanzfrequenz X 1 sich noch zu tieferen Frequenzen,
vorzugsweise unter 10 Hz, verschiebt, das bisher nur mit den
sogenannten Masse-Feder-Systemen möglich war. Weiterhin
liest man aus den Kurven, daß die Isolationswirkung durch
den Einbau eines Schienenlagers ab ca. 8 Hz bei jeder der
darüber liegenden Frequenzen besser ist als ohne dieses Lager.
Aufgrund dieser guten Ergebnisse dürfte somit eine
kostengünstigere Alternative zu den herkömmlichen Masse-
Feder-Systemen vorliegen.
Als elastisches Schienenlager kann beispielsweise das nach
der EP-A-01 98 158 verwendet werden.
Claims (3)
1. Einrichtung zur elastischen und schalldämmenden Lagerung
von Schienen, gekennzeichnet, durch die Kombination
(Reihenschaltung) folgender Teilsysteme:
- a) Schienenlager (z. B. Gummi-Metall-Lager),
- b) Schotter oder Betontröge und
- c) Unterschottermatte aus Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagersteifigkeit so gering wie möglich sein soll,
vorzugsweise bis zu 10 KN/mm.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kombinationssystem eine erste Resonanzfrequenz
(X 1) von maximal 10 Hz aufweist und daß die Isolations
wirkung durch den zusätzlichen Einbau eines Schienenlagers
über den gesamten Frequenzbereich günstiger ist als ohne
dieses Lager.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883832677 DE3832677A1 (de) | 1987-10-10 | 1988-09-27 | Einrichtung zur elastischen und schalldaemmenden lagerung von schienen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3734348 | 1987-10-10 | ||
DE19883832677 DE3832677A1 (de) | 1987-10-10 | 1988-09-27 | Einrichtung zur elastischen und schalldaemmenden lagerung von schienen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3832677A1 true DE3832677A1 (de) | 1989-04-20 |
Family
ID=25860667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883832677 Withdrawn DE3832677A1 (de) | 1987-10-10 | 1988-09-27 | Einrichtung zur elastischen und schalldaemmenden lagerung von schienen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3832677A1 (de) |
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1988
- 1988-09-27 DE DE19883832677 patent/DE3832677A1/de not_active Withdrawn
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