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Verfahren zur Herstellung eines spannungsregulierten, fugenlosen Langgleises
Die Entwicklung des Eisenbahnoberbaues führt geradlinig zur weitgehendsten Beseitigung
des Schienenstoßes, der die Hauptquelle der Gleis- und Fahrzeugzerstörung darstellt.
Das einfachste Mittel zur Erreichung dieses Zieles ist die Einführ#ing des durchgehend
#"-eschweißten, fugenlosen Eisenbahnlanggleises. Neuerdings jedoch werden auch verschiedene
Vorschläge gemacht, die Stoßlücken durch fugenlose, starre. mechanische Verbindung
zu beseitigen.
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Bei einem ftigenlosen Eisenbahnlanggleis können sich die Schienen
nicht mehr entsprechend den wechselnden Temperaturen des Tages bzw. der Jahreszeit
läng ,en oder kürzen. Dieser Vorgang, vom Gleisbaufachmann Atmen genannt, wird bei
sehr langen Schienen durch die festeVerankerung zwischen Schienen und Schwellen
sowie durch die -feste Lagerung der Schwellen in der Bettung im ZD mittleren 'feil
der Schiene unterdrückt. Nudie beiden Enden der Langschiene vermögen noch zti atmen.
Die Atmungslänge richtet sieh nach der Höhe der Temperaturänderung und nachder Güte
des Oberbaues.
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Da im mittleren, d. h. also größten Teil solcher Langschienen
keinerlei Bewegung möglich ist, so müssen sich hier sämtliche Temperaturänderungen
in innere mechanische Spannungen umsetzen. Bei vollkommen verhinderter Bewegung
entspricht eine Temperaturänderung um i ' C einer Änderung der inneren mechanischen
Spannung Um 24 kg/CM2. Die Folge hiervon ist, daß solche Langschienen im Sommer
normalerweise unter Druckspannungen, im kalten Winter dagegen unter Zugspannungen
stehen. Da von den Schienen außer den Tem'peraturspannungen noch die sog. Einzwängspannungen
sowie die Betrieb#sbelastungen aufzunehmen sind, deren Zusammenwirken -den Schieneniverkstoff
bis nahe an die zulässige Belastungsgrenze beansprucht, so ist vorn Gesichtspunkt
der Betriebssicherheit Vorsicht geboten. Während die Einzwängspannungen sowie die
Betrieb-shelastungen für den Gleiswirt unabänderliche Größen darstellen, hat er
die Temperaturspannungen bis zum gewissen Grade in der Hand. Uni im fugenlosen Langgleis
im Sommer zur Vermeidung von Gleisverwerfungen die Druckspannungen und im Winter
zur Vermeidung von Schienenbrüchen dieZugspannunggen nicht allzu hoch ansteigen
zu lassen, wählt er deshalb den Mittelwed und setzt beide Höchstspannungen in ein
durc4 oberbautechnische Erwägungen bestimmtes, Verhältnis zueinander. Praktisch
wird dies erreicht, indein man das fugenlose Gleis bei einer von diesem Spannungsverhältnis
abhängigen neutralen Temperatur endgültig festmacht. In Deutschland. neigt man im
allgemeinen #dazu, die neutrale Teniperatur bei ungefähr 15' C zu wählen,
jedoch geht man auch neuerdings dazu über, zugunsten geringerer Druckspannungen
im Sommer größere Zugspannungen im Winter in Kauf zu nehmen und die neutrale Temperatur
höher als, bei i5' C festzulegen. Da nun in Deutschland die durchschnittliche
höchste
Sammertemperatur der Schienen bei etwa 1- 55#;-, die niedrigste Wititerternpera,tur
der Schienen bei etwa -:25' C
liegt, sa stellt der Teinperaturpunkt 15' Q-genau
die Mitte dar. Infolgedessen wäre WäP s trenger Eihhaltung der Verlegungste#npe
tur von 15' C das Spannungsverhältnis = i. Da die genaue Einhaltung
der neutralen Teinperatur jedoch schwer möglich ist, so begn igt sich der Gleisbauer
auch mit einem Intervall der neutralenTemperatur, beispiels-,veise zwischen 14 bis
20' C.
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Nachdem dieErkenntnis #durchgedrungen ist, daß das fugenlose Langgleis
oberbaütechnisch zulässig ist, bleibt bei seiner Herstellung nur die von obigen
Gesichtspunkten aus notwendige Spannungsregulierung ein Problem, dies um sa mehr,
als die Gleisbauarbeiten ja nicht auf Tage beschränkt werden können, an denen zufällig
die neutrale Tages- bz-,v. Scluenentemperatur genau oder annähernd herrscht. Es
ist das Bestreben des Gleishauers, zu. jeder beliebigen Zeit, unabhängig von der
herrschenden Tages- bzw. Schienentemperatur, auch ein fugenloses Gleis fertigstellen
zu können, das, in bezug auf die möglichen Temperaturspannungen- ausreguliert ist.
Hierfür hat man schon verschiedene Methoden vorgeschlagen. und ausprobiert.
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i. Die Herstellung eines fugenlosen Langgleise# unter Berücksichtigung
der Spatinungsregulierung wurde bereits derart versucht, daß man auf der Strecke
zunächst Langschienen von etwa i2o m Länge durch Aneinanderschweißen normaler Längen
herstellte, diese Langschie-nen mit solchen Lükken verlegte, daß bei Eintritt der
neutralen Temperatur Lückenschluß zu erwarten war, und die Reststöße nach Lösen
der Befesti-Z, Crungsmittel auf eine bestimmte Länge der Langschiene verschweißte
oder auf andere Art lückenlos und starr verband an einern Tage, an dem #ie gewünschte
neutrale Temperatur herrschte. Am gleichen Tage bzw. bei der gleichen neutralen
Temperatur der Schienen mußte dann das ganze fugenlose Gleis festgemacht wer-den,
so daß sich von diesem Zeitpunkt an
jede Teinperaturäilderung als Druck oder
Zug in den Schienen auswirken Mußte. Diese Methode hat den Nachteil, daß die Langschienen
nur unterhalb der- neutralen Temperatur verlegt werden können, da bereits bei neutraler
Temperatur Lückenschluß herrschen müßte, während bei Temperaturen oberhalb der neutralen
Temperatur die Schienen bereits mit Druckspannung ausgerüstet sein müßten, was nicht
ohne weiteres möglich ist. Die Verlegung unterhalb der neutralen Temperatur nach
dieser Methode ist jedoch wiederum nur in einem sehr engen Temperaturbereich möglich,
denn
je weiter die Verlegungstemperatur
z>
unter der neutralen liegt,
um so, größer wer-.den bei Verwendung längerer Teilschienen
| Verlegung "slück-en. Nach oberbautech- |
| .h",rg,zhen Regeln ist aber nur ein beschränktes |
| (max. etwa 16 bis 20 MM) ZU1äSSig. |
| ,-#z2: Aus diesen Erwägungen heraus hat man |
auch versucht, Schienen normaler Länge
ge-
mäß vorgeschriebener Lückentabelle
betriebsfertig zu verlegen, das Gleis dem Betrieb zu übergeben und es unabhängig
von der herrschenden Temperatur in verleutem Zustand zu verschweißen oder sonstwie
fugenlos
zu
verbinden, wobei man die Spannungsregulierung so vornahm, daß
man durch Anwendung besonderer Pressen den Schienen nach Maßgabe,der herrschenden
Temperatur auf künstlichern Wege Druck- oder Zugspannungen mitteilte, Dieses Verfahren
erfordert zu seiner Durchführung tiefe Fachkenntnis, schwierige theoretische Erwägungen,
peinlichste Einhaltung der Arbeitsvorschriften, besondere Maschinen usw.
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3. Zur Umgehung dieser Schwierigkeiten kann man ein fugenloses
Langgleis mit Rücksicht auf die erforderliche Spannungsregulierung auch so herstellen,
daß man die beiden Schienenstränge neben dem Gleisbett auf die erforderliche Länge
verschweißt oder auf andere Art fugenlos verbindet, sie dann bei Eintritt der neutralen
Temperatur in ihrer ganzen Länge in kürzester Zeit einschwenkt und sofort festmacht.
Dieses Verfahren bedingt ein starkes Aufgebot an Arbeitern, außerdem erfordert das
Abwarten ;des Eintritts der neutralen Temperatur und der schlagartige Einsatz der
zahlreichen Arbeitskräfte ständige Bereitschaft ' Mit all ihrem Aufwand.
Hinzu kommt noch, daß solche Bauarbeiten niemals in einem unter Betrieb stehenden
Abschnitt gemacht werden können, daß vielmehr eine solche Arbeitsstelle durchaus
als Neubaustrecke zu betrachten ist.
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Alle diese Unzulänglichkeiten und Schwierigkeiten werden umgangen
bei Anwendung des neuen Verfahrens gemäß der Erfindung. Dem Verfahren liegt ebenfalls
die Aufgabe zugrunde, ein spannungsreguliertes, fugenloses Gleis herzustellen. Es
löst die Aufgabe jedoch auf viel einfachere Weise, unter günstigeren Arbeitsbedingungen
und mit geringsten Unkosten.
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Das neue Verfahren zerlegt sich eigentlich in zwei, Arbeitsgänge:
Zunächst wird bei beliebiger Temperatur abwechselnd aus Langschienen und verhältnismäßig
kurzen Schienen durch rein mechanische Laschenverbindung ein betriebsfertiges Gleis
hergestellt. Dabei können die Schienen lückenlos verlegt werden. Nunmehr kann der
Betrieb über dieses Gleis hinweggehen.
Bei Eintrittder neutralen
Temperatur werden die Laschenverbindungen gelöst und die Kurzschienen herausgeworfen,
sodann die beiden benachbarten Langschienen bis je zu ihrer Mitte von den
Schwellen gelöst, so daß sie ungehindert und vollständig ausatmen können. Es istvorteilhaft,
dieseMaßnahme gleich beiln erstmaligen Eintritt der neutralen Ternperatur zu treffen,
jedoch spricht nichts dagegen, daß auch ein ein- oder mehn-naliges Über- bzw.Unterschreiten
des neutralenTemperaturintervalls in Kauf genommen werden kann. Normalerweise sind
bei Beginn wäriner-er oder kälterer Jahreszeiten die Temperaturbewegungen schwingungsförmig,
so daß immer wieder ein Eintreten derb gewünschten neutralen Temperatur zu erwarten
ist. Nunmehr wird eine in die neu entstandene Schienenlücke genau passende, #d.
h. fugenlos abschließende Ausgleichschielie eingelegt und an beiden Enden. mit den
Langschieneil verschweißt oder auf andere Art fugenlos verbunden.
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Findet die Verlegungder abwechselnd angeordneten Lang- und Kurzschienen
unterhalb der neutralen Temperatur bzw. des neutralen Temperaturintervalls statt,
so erweist es sichvon ganz besonderem.Vorteil, an jedem Stoß zunächst eine, Lücke
einzurichten, die der Dehnung der Langschiene bis zum Erreichen der neutralen Temperatur
genau entspricht. Die Dehnung der Kurzschiene fällt gegen diejenige der Langschiene
kaum ins Gewicht. Bei Eintritt der neutralen Temperatur steht dann die Ausgleichschiene
nicht unter Druckspannung, so daß ihr Herausnehmen nicht mit Gefahr für die Arbeiter
verbunden ist.
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Da außerdem unter den gemachten Voraussetzungen bei neutraler Temperatur
die Lül<-ken gerade gleich Null ge-,vorden sind, so-. erübrigt sich sogar das
Auswechseln der Kurzschienen'gegen eine Ausgleichschiene. Diese Maßnahme ist jedoch
nur bei Verlegungstemperaturen unterhalb der neutralen Temperatur möglich. Das so
ausgeführte Verfahren .erinnert an das unter i beschriebene und bekannte Verfahren,
unterscheidet sich aber ganz wesentlich von ihm dadurch, daß neben jeder Langschiene
eine Schiene liegt, die im Verhältnis zur Langschiene ziemlich kurz ist und deren
Längenänderung infolge Temperaturwechsels im Vergleich zu der der Langschiene fast
vernachlässigt werden kann. Infolgedessen sind die auftretenden Längenänderungen
und somit sämtliche Lückenmaße nur etwa halb so groß wie bei Verwendung von nur
Langschienen, wo unzulässig große Lücken entstehen können. Dieses Vezfahren bewirkt
also eine Aufteilung der unzulässig großen Lücke in zwei kleinere, zulässige Lücken.
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Die Zeichnung stellt ein solches mittels Ausgleichschiene fugenlos
herzustellendes Gleis dar. 'c und c, sind die Ausgleichschienen, a, b und
al, b, sind- die beiderseits liegend-en Langschienen.
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Ein nachdem neuen Verfahren hergestelltes fugenloses# Langgleis ist
zunächst spannungslos und hat bei anderen als der neutralen Temperatur immer die
Spannung, die es haben muß. Seine Herstellung ist im Verhältnis zu den anderen bekannten
Verfahren mit den geringsten Schwierigkeiten, dem geringsten Aufwand und den geringsten
Kosten verbunden. Theoretische Erwägungen sowie Berechnungen sind gänzlich überflüssig.
Für die Durchführung ler Spannungsregulierung ist lediglich das Abwarten des neutralen
Temperaturintervalls erforderlich, was man jedem auch =geschulten Mann überlassen
kann. Irgeaidwelche Apparate sind nicht nötig, die Betriebsfähigkeit des Gleises
wird nicht unterbrochen, die Arbeiten können evtl. sogar während einer längeren
Betriebspause ausgeführt werden.