DE2421553A1

DE2421553A1 - Elastisches halteelement zur schienenbefestigung

Info

Publication number: DE2421553A1
Application number: DE2421553A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ressorts du Nord SA
Current assignee: Ressorts du Nord SA
Priority date: 1973-05-03
Filing date: 1974-05-03
Publication date: 1974-11-21
Also published as: BR7403621D0; JPS5069704A; IT1014091B; AT331834B; ZA742778B; LU69960A1; AU6859674A; OA04660A; GB1471023A; FR2228134B1; FR2228134A1; DK143353B; BE814358A; ATA364674A; CA1007216A; ES425931A1; NL7405893A; US3888414A; DK143353C

Description

Patentanwälte Dipl.-!ng. E. Eder

β Mündien 13, Ell8abeth9tra8e34

RESSORTS DU WORD S. A. 6, Rue Daru, Pari s / Frankreich

Elastisches Halteelement zur Schienenbefestigung

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Halteeiement zur Schienenbefestigung, insbesondere für eine Vorrichtung zur Befestigung einer Schiene auf einer Schwelle.·

Angesichts der immer höheren Geschwindigkeiten unserer Züge und der damit verbundenen ständig erforderlichen Verbesserung des Reisekomforts, ist man dazu übergangen, zwischen der Schiene und der sie tragenden Schwelle immer dickere, elastische Zwischensohlen vorzusehen. Dadurch hat sich der Grad der Vertikalbewegung der Schiene erhöht, was natürlich die Verwendung immer flexiblerer Halterungen zur Befestigung auf der Schwelle erfordert.

Im übrigen muß die Befestigung der Schiene den durch die auf den Schienenkop.f/einwirkenden Seitenkräfte verursachten

409847/0914 "²"

Schwingbewegungen der Schiene entgegenwirken, d.h. die Halterung muß derart belastbar sein, daß sie jegliches Anheben des Schienenfußes verhindert.

Zu diesem Zweck erfolgt die Befestigung der Schienen im allgemeinen über eine Halterung in Form von Blattfedern, die am einen Ende den Schienenfuß und am anderen Ende die Schwelle beaufschlagen und eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme eines Festspannelementes aufweisen. Die Flexibilität dieser herkömmlichen Halterungen ist aber für die heutigen Anforderungen nicht mehr ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schienenhalterung äußerster Flexibilität bei hoher Belastbarkeit zu schaffen, \\^relche auch eine auf einer sehr* biegsamen Sohle gelagerten Schiene fest niederhält.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein elastisches Halterelement - zur Befestigung einer Schiene auf einer Schwelle vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus mindestens einem einerseits den Schienenfuß und andererseits* die Schwelle beaufschlagenden Federblatt besteht, welches eine durchgehende öffnung zur Aufnahme eines Festspannelementes besitzt und in seiner Mittelpartie koaxial zur Öffnung eine eine abgerundete Überhöhung bildende Verdickung aufweist zur Anlage gegen das Festspannelement in einem Punkt zwischen dem Auflagepunkt oder den Auflagepunkten auf dem Schienenfuß einerseits und dem Auflagepunkt oder den Auflagepmnkten auf der Schwelle andererseits, wobei das Federblatt ein sich von der. Überhöhung zu seinen freien Enden hin allmählich verjüngendes Profil besitzt.

Vorzugsweise läuft das Federblatt an jedem seiner Enden über den Bereich der Profilverjüngung hinaus in dünne Laschen von im wesentlichen, gleichbleibender Dicke aus.

Durch die Überhöhung der Mittelpartie kann die Halterung um ihren Berührungspunkt mit dem Festspannelement schwingen. Bei

409847/0914

Einwirkung von Druck auf die elastische, die Schiene tragende Sohle entspannt sich das Halteelement und trägt in seiner Gesamtheit zum Niederhalten der Schiene bei. Außerdem verleiht die Profilverjüngung der beiden Federarme dem auf der Schwelle aufliegenden Federarm die gleiche Felxibilität wie dem auf dem Schienenfuß aufliegenden Arm, so daß das Halteelement maximale Flexibilität besitzt. Bei. unbelasteter Schiene liegt dagegen das Federblatt gegen den Kopf des Festspannelements an, nicht nur mit seinem dicksten Profilbereich, sondern auch mit seinen angrenzenden, zwischen der Überhöhung und dem Schienenfuß liegenden Flächen, wodurch eine vollständige Festlegung der Schiene gegen jegliche Seitenschwingung gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein elastisches Halteelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Halteelment nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Schienenbefestigung unter Verwendung des Halteelements nach . Fig. 1; ^!

Fig. 4 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 3;

5 jeweils einen Schnitt durch, zwei weitere Ausführungs ¹¹³³ formen der Vorrichtung;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform des Halteelements gemäß der Erfindung;

409847/09U

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Halteelement nach Fig. 7·

Wie aus Fig. 1 ersichtlich , besteht das Halteelement aus einem Federblatt 1 aus Metall mit einer mittigen durchgehenden öffnung 2 zur Aufnahme eines Festspanneleraents. Dieses Federblatt besitzt eine zur öffnung 2 koaxiale Verdickung, die auf seiner einen Fläche eine Überhöhung 4 bildet. Beiderseits dieser Überhöhung nimmt die Profildicke des Federblattes zu dessen Enden hin allmählich ab. Diese Profilverjüngung endet aber vorzugsweise bei 6 und 8, in einem bestimmten Abstand zu den freien Enden, so daß das Federblatt 1 aus sich beiderseits der Überhöhung 4 erstreckenden Federarmen 11 und 13 mit gleichmäßig abnehmender Profildicke besteht, welche in zwei dünne, äußerst flexible Laschen 10, 12 von im wesentlichen gleichbleibender Dicke übergehen.

Auf der der Überhöhung 4 entgegengesetzten Fläche 14 ist das Federblatt 11 vorzugsweise eben. Diese Fläche 14 besitzt bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform Rechteckgestalt, wobei die Laschen 10 und 12 die gleiche Breite wie die Mittelpartie des Blattes aufweisen. Ebensogut kann diese Fläche auch eine andere Gestalt besitzen, wobei die Laschen 10 und 12 entweder breiter oder schmäler als der Rest des Blattes sein können.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Befestigungsvorrichtung liegt das Blatt 1 auf seiner einen Seite auf dem' Fuß 16 der Schiene 18 auf, während es mit feinem anderen Ende über die Lasche 12 die Schienenschwelle T beaufschlagt.

Die Schwellenschraube 20 ist so nahe am Schienenfuß 16 angeordnet, daß sie diesen mit ihrem Kopf 22 überlagert, so daß die Klemmwirkung durch die Anlage des Federblattes 1 am Randbereich 17 des Schienenfußes begrenzt wird. In dieser Stellung ist die Lasche 10 des Halteelements auf dem Schienen-

-5-409847/0914

fuß 16 festgespannt und liegt über ihrer gesamten Länge mit gleichmäßig verteilter Druckwirkung auf diesem auf. Der Kopf 22 der Schwellenschraube beaufschlagt nicht nur die Überhöhung 4, sondern, wie aus der Zeichnung ersichtlich, auch den angrenzenden Bereich des Federblattes 1, d.h. die dickste Partie des Federarms 11. Es ist daher keinerlei Anhubbewegung der.Schiene 18 möglich. Auf der anderen Seite der Schwellenschraube 20 hingegen verbleibt zwischen dem Kopf 22 und den Federarm 13 ein freies Spiel 24, während die Lasche 12" die Schwelle mit gleichmäßig verteiltem Druck voll beaufschlagt.

Die Schiene 18 ist auf der Schwelle T über eine Zwischensohle 25 aus sehr biegsamem, elastischen Material montiert. Wird die Sohle 24 unter dem Gewisht eines darüber fahrenden Zuges zusammengedrückt, so daß der Schienenfuß 16 näher an die Schwelle T gelangt, so wird der Federarm 11 freigegeben und verläßt seine Anlagestellung gegen den Kopf 22, wobei lediglich die oberste Kuppe der Überhöhung 4 mit diesem Kopf in Kontakt bleibt. Dadurch entspannt sich das Federblatt 1 und es erfolgt eine Schwingbewegung des Halteelements um den einzigen Berührungspunkt, mit dem Kopf 22. Die Dicke der Überhöhung 4 begünstigt diese■Schwingbewegung und ü" rnimmt die Funktion eines Gelenks, so daß das gesamte Federblatt zur Flexibilität beiträgt, sowohl der Arm 13 als auch der Arm 11, wobei lediglich die Lasche 12 starr bleibt. Die Kraft des Festspannelements bleibt auf dessen Aüflagebereich auf dem Federblatt beschränkt, und die auf die Schiene und die Schwelle wirkenden Gegenkräfte beschränken sich auf die Bereiche der Laschen 10 und 12.

Somit ergibt sich eine Befestigung sehr hoher Elastizität, bei großer Belastbarkeit. Es läßt sich somit ohne weiteres ' ein Halt-eelement mit maximaler Flexibilität herstellen, also ein Halteelement, bei dem ^eder Abschnitt einen dem aufgebrachten Biegungsmoment proportionalen Trägheitsmodul besitzt, wobei die im Bereich der Öffnung vorgesehene Verdickung ^ie Abnahme der ÜTutzbreite ausgleicht.

.40 9-8 47/0914 ~⁶~

Statt der kreiförmigen Öffnung 2 in Fig. 2 kann natürlich zur Erleichterung der Montage auch ein Langlocft vorgesehen werden, ohne daß sich dadurch die Belastbarkeit der G-esamtanordnung merklich ändert. Hierzu braucht lediglich die Gestalt der Oberfläche des die Schwelle überlagernden Federarms 13 beibehalten zu werden.

In manchen Fällen kann es sich als vorteilhafter erweisen, auch die Unterseite 14 des Federblattes 1 mit einer der Überhöhung 4 entsprechenden lokalen Verdickung entgegengesetzter Richtung auszubilden. Diese zweite Überhöhung stellt einen Auflagepunkt auf der Schwelle T dar und begrenzt zwischen diesem Auflagepunkt und der die Schwelle beaufschlagenden Lasche 12 ein freies Spiel. Diese untere Überhöhung ist der oberen Überhöhung vorzugsweise diametral entgegengesetzt und wie diese koaxial mit der Öffnung 2 ausgebildet; die obere Überhöhung kann aber ebensogut gegenüber der Öffnung 2 seitlich versetzt sein. Fig. 4 zeigt eine derartige Ausführungsform, und zwar in "Verbindung mit einer Vorrichtung zur Schienenbefestigung auf einer Betonschwelle T1. Das Halteelement besteht hier aus einem Federblatt 31 * welches wie das Federblatt 11 auf seiner Oberseite in seinem an die ein Festspannelement 30 aufnehmende öffnung 32 angrenzenden Bereich eine Überhöhung 26 aufweist, aber diese Überhöhung ist nicht mittig mit dieser Öffnung ausgebildet. Sie ist gegenüber dieser auf dem den Schienenfuß 15 beaufschlagenden Federarm 27 des Halteelements seitlich versetzt. Außerdem weist dieses Federblatt 31 auf seiner Unterseite eine zweite ebenfalls gegenüber der Öffnung 32 seitlich versetzte Überhöhung 28 auf, die aber in entgegengesetzter Richtung, d.h. des die Schwelle beaufschlagenden Federarms 29 versetzt ist.

Die Schiene 18 lagert in einer Ausnehmung 34 der aus Beton bestehenden Schwelle T1 auf- einer Sohle 35 "und ist seitlich durch Hemmschuhe 36 blockiert, welche vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material bestehen und die Ausnehmung 34 zu beiden ·

—7— A09847/09U

Seiten der Schiene 18 ausfüllen und sich bis über die Oberseite des Schienenfußes 16 erstrecken.

Der Arm 2? des Federblattes 31 wird gegen diese Isolierschicht 36 mittels einer auf den Bolzen 30 aufgeschraubten Mutter festgezogen. Die Mutter 38 gelangt in .Anlage gegen die überhöhung 26 und den angrenzenden Bereich des Federblattes 31· Auf der anderen Seite des Bolzens 30 verbleibt jedoch ein freies Spiel 40 zwischen .dem Bolzen und dem sich unmittelbar über der Überhöhung 28 befindlichen Bereich des Federblattes 31. Wie bei der Vorrichtung nach Fig. 3 schwingt das Federblatt beim Zusammenpressen der Sohle 35 unter dem Druck des Schienenfußes um den Auflagepunkt zwischen der Überhöhung und der Mutter 38, wodurch sich die Überhöhung 28 aus der Anlagestellung abhebt, so daß das gesamte Halteelement an der Abfederung der Befestigung teilnimmt. In der gezeigten Stellung der Vorrichtung bildet jedoch das Halteelement zwischen der Überhöhung 28 und dem Schienenfuß 16 ein verhältnismäßig dickes Element, das starr genug ist, um die Schiene gegen jede seitliche Schwingbewegung zu sichern, obwohl die Mutter 38 den Schienenfuß 16 nicht überlagert.

Das in seiner Mittelpartie mit einer Verdickung versehene Halteelement kann auch für andere Schwellentypen verwendet werden. Insbesondere eignet es sich auch zur Montage auf Metallschwellen, die mit seitlichen Anschlägen beiderseits der Schiene versehen sind, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt. In diesem Fall erstreckt sich das Federblatt 41 über den Anschlag hinaus, und der Befestigungsbolzen 42 erstreckt sich durch zwei aneinander anschließende Öffnungen im Federblatt und im Anschlag 48. Das Federblatt 41 ist hier nicht nur mit ProfilVerjüngung, sondern such gekrümmt ausgebildet, derart, daß die freie Lasche 46 am Federarm 45 die Schwelle beaufschlagt, während die Lasche 44 des anderen Federarms 43 auf der anderen Seite des Anschlags den Schienenfuß 16 überlagert. Dieses Halteelement

-8-409847/09U

weist eine Überhöhung 50 auf, welche vom Spannbolzen überlagert wird, und vorzugsweise auch eine entgegengesetzte untere Überhöhung 52, welche auf dem Anschlag 48 aufliegt. Ein seitlicher Hemmschuh 54- in Form eines elektrisch isolierenden Überzuges ist zwischen dem Schienenfuß 16, dem Anschlag 48 und dem Federarm 43 des Federblattes 41 vorgesehen. Der Federarm 43 ist gegen den Schienenfuß 16 festgespannt und beaufschlagt diesen geradlinig zur Lasche 44 und den Randbereich 17 des Schienenfußes. Da der Arm 45 lediglich-mit seiner Lasche 46 die Schwelle beaufschlagt, kann dieses Halteelement bei Aujbringung von Druck auf die Sohle 35 gegenüber dem Bolzen 42 ebensogut schwingen wie die Ealteelement 1 und 21,

Der Seitenanschlag kann entweder einstückig mit der Schwelle als Profilerhöhung 48 oder als getrenntes, "in die Ausnehmung 56 in der Schwelle einsetzbares Stück 58 vorgesehen sein

(Fig. 6). Dieses Anschlagstück 58 ist hohl ausgebildet und wird gleichzeitig mit dem Halteelement 41 durch das Festspannelement 42 befestigt.

Das Halteelement kann sowohl aus einem einzigen Federblatt als. auch aus mehreren übereinander liegenden Federblättern bestehen, die gemeinsam die die obere und eventuell untere Überhöhung bildende Verdickung (Fig. 7 und 8) ergeben. Z.B. kann ein Halteelement 60 aus einem unteren Federblatt 62 durchgehend einheitlicher Dicke bestehen, welches auf der einen Seite die Schwelle und. auf der anderen- Seite den Schienenfuß beaufschlagt, und einem zugeordneten zweiten Federblatt 64 unterschiedlicher Dicke, dessen Mittelpartie 65 am dicksten ist. Eine Öffnung 66 zur Aufnahme eines Festspannelements erstreckt sich durch die Mittelpartie dieser beiden Federblätter. Die Dicke des zweiten Federbiattes 64 nimmt von der öffnung aus zu'seinen Enden hin allmählich ab. Seine Länge ist geringer als die des Federblattes 62, so daß dessen freie Enden beiderseits des Federblattes 64 als zwei dünne Laschen gleich-

-9-409847/0914

— Q —

bleibender Dicke überstehen. Die Breite des Federblattes 64 kann gleich der Breite des Federblattes 62 oder schmäler als dieses sein und gleichzeitig mit der Profilverjüngung ebenfalls in Richtung der Enden des Halteelements abnehmen.

Über den Federblättern 62 und 64. können auch noch weitere Federblätter liegen,und in manchen Fällen kann das Halteelement aus mehreren Federblättern unterschiedlicher Dicke und eventuell auch unterschiedlicher Breite bestehen. Eine solche Anordnung übereinander liegender Federblätter ergibt, ebensogut wie ein einzelnes Federblatt, ein hoch belastbares Halteelement hoher Flexibilität. Vorzugsweise werden Dicke und Breite der Federblätter so gewählt, daß jeder Abschnitt einen zum aufgebrachten Biegungsmoment proportionalen Trägheit smodul besitzt, wodurch sich maximale Flexibilität ergibt.

äfta

t>ip!---!no. E. EdeF Dipl.-Ing. K. Öchieschkd

• Mönchen 13,Ois:tifcil»iraSe z4

409847/G9U

Claims

rs* π. · :<:
€V . - ι ;-or

«'':■- \. ..». V^P- Äiita-ie ntansprüche

1.) Elastisches Halteelement zur Befestigung einer Schiene
^— auf einer Schwelle, gekennzeichnet durch mindestens ein
einerseits den Schienenfuß (16) und andrerseits die
Schwelle (T) beaufschlagendes Federblatt (1), welches
eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme eines Festspannelements besitzt und in seiner Mittelpartie koaxial zur
Öffnung (2) eine eine abgerundete Überhöhung (4) "bildende Verdickung aufweist zur Anlage gegen das Festspannelement in einem Punkt zwischen dem Auflagepunkt oder den Auflagepunkten auf dem Schienenfuß (16) einerseits und dem Auflagepunkt oder den Auflagepunkten auf der Schwelle (T)
andrerseits, wobei das Federblatt (1) ein sich von der
Überhöhung (4) aus zu seinen freien Enden hin allmählich verjüngendes Profil 'besitzt.

2. Halteelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblatt (1) an seinen Enden in Laschen gleichbleibender Dicke übergeht, wobei sich seine Profildicke zwischen der Überhöhung (4) und den beiden Laschen (10,12)
verjüngt.

. 3- Halteelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, daß das Federblatt (31) eine zweite Überhöhung (28) auf- der der ersten Überhöhung entgegengesetzten Seite besitzt.

4. Halteelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Überhöhungen (26,28) einander diametral entgegengesetzt sind.

-2- 409847/0914

5. Halteelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Überhöhungen (26, 28) gegeneinander und gegenüber der das Festspannelement (JO) aufnehmenden öffnung (32) seitlich versetzt sind, jeweils in Richtung eines der frei endenden Federaarme. (27, 29).

6. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anzahl übereinander liegender Federblätter, wovon zumindest das oberste Federblatft in seiner Mittelpartie eine Verdickung aufweist.

7. Halteelement nach Anspruch 6., gekennzeichnet durch mindestens ein Federblatt (60) gleichbleibender Dicke und ein Federblatt (64) unterschiedlicher Dicke.

8. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhöhung beiderseits der durchgehenden Öffnung zum jeweiligen freien Ende hin abnehmende Breite aufweist.

9. Torrichtung zur Befestigung einer auf einer elastischen Zwischensohle lagernden Schiene auf einer Schwelle mittels eines Halteelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei das eine Ende des Haltelements den Schienenfuß und das andere'Ende die Schwelle beaufschlagt und mittels eines sich durch das Halteelement erstreckenden und in der Schwelle befestigbaren Festspannelements, dadurch gekennzeichnet, daß die Überhöhung (4; 26) und ein Teil des den Schienenfuß (16) beaufschlagenden Fäderarms (11\ 27) durch das Festspannelement (22; 38) beaufschlagbar sind und daß zwischen dem Festspannelement (22; 28) und dem anderen mit seinem Laschenende (12) frei auf der Schwelle aufliegenden Federarm (13; 29) ein freies Spiel (24; 40) besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch einen Anschlag zur Begrenzung der seitlichen Verschiebung der

409847/0914

-3-

Schiene (18), welcher mit der Schwelle (T^) fest verbunden zwischen der Schiene 18 und dem Festspannelement (42; 52) ausgebildet ist, durch einen seitlichen Hemmschuh (54) aus elektrisch isolierendem Material, welcher zwischen der Seltener Schiene (18) und dem Ansöhlag eingespannt ist und die Oberseite des Schienenfüße,! (16) überdeckt, und durch ein Ealteelement (41), welches einerseits auf der Isolierschicht und andrerseits auf der Schwelle (T^) aufliegt und eine durch das Festspannelement (42) beaufschlagbare Überhöhung (50) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch die eine Seite einer einstückig mit der · Schwelle ausgebildeten Profilerhöhung (48) gebildet ist, wobei das Festspannelement (42) in dieser Profilerhöhung befestigbar i/st.

12. Vorrichtung/nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch die eine Seite eines in die Schwelle einsetzban?en und mit dieser über das Festspannelement (42)

-—. fest verbindbaren Stückes (58) gebildet ist. _t

Patsnianv.'S.ita ■ D;-jL-!ij. K. Eder

DIpL-I·;--. K. Schieschke : 8Münchenl3,Ll;sabethstraßeS<

■ v ■ ■ ·

409847/09U

Leers bite