DE2953082A1 - Elastische schienenbefestigung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur elastischen Schienenbefestigung bei Eisenbahnen, insbesondere die Befestigung mittels einer Schraube, die eine elastische, eine Feder bildende Metallplatte gegen ein "Klemmplatte" genanntes Zwischenstück verklemmt, welches einerseits auf der Schienenunterlage - im allgemeinen eine Schwelle - und andererseits auf den Fuß oder die Sohle der Schiene abgestützt ist und dadurch die Befestigung durch Verklemmung gegen die Gleisunterlage gewährleistet.

Die Klemmplatte ergibt im allgemeinen auch die seitliche Halterung und Positionierung der Schiene, da sie zwischen der Randkante deren Fußes und einer entsprechenden Randleiste der Schienenunterlage liegt.

Ausführungsformen dieser Art sind Gegenstand der FR-PS 1 573 06 5, wo die Klemmplatte vorteilhafterweise aus einem isolierenden druckfesten Kunststoffmaterial hergestellt ist, wie es unter dem Handelsnamen "Nylon" bekannt ist.

Diese Zwischenlage eines Plastikmaterials zwischen der Federauflagefläche und der Oberfläche des Schienenfußes hat darüber hinaus den Vorteil, die Schiene elektrisch gegenüber ihren Befestigungsmitteln zu isolieren, die Auflagedruckkräfte zu verteilen und jegliche direkte Abstützung der Federplatte auf dem Schienenfuß zu vermeiden, die, wenn diese Abstützung beispielsweise in einer mehr oder weniger spitzen Randzone der Federplatte lokalisiert ist, zu einem vorzeitigen Verschleiß in den entsprechenden Abstützungsbereichen des Schienenfußes führt, indem sie dort die Rißbildung einleitet. Es ist tatsächlich bekannt, daß im Betrieb diese Abstützungsbereiche der Sitz einer verhältnismäßig kleinen, aber dauernden Reibung sind, die durch das Ausdehnen und Zusammenziehen der Schiene und die darüberlaufenden Belastungen bedingt ist , und daß der Schienenfuß, der

- 5 13 0 0 1 A/0909

aus einem weicheren Stahl besteht als die Federplatte, dabei den gesamten Verschleiß erleidet. Diese örtlichen Verschleißerscheinungen sind häufig der Ursprung eines Schienenrisses, der durch die dort örtlich auftretenden Spannungskonzentrationen hervorgerufen wird, die sich bei einem Zusammenziehen der Schiene zufolge einer Abkühlung dort ergeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die erwähnte Lösung zu vervollkommnen, so daß si'? bei äquivalentem Herstellungspreis für die Befestigung es gestattet, eine wesentlich festere Verklemmung zu erzielen, die gleichmäßig über eine größere Fläche des Schienenfußes verteilt bleibt.

Wie bei dieser Lösung, weist sie eine elastische Platte auf, die eine Feder bildet und mittels einer Schraube gegen eine aus einem im allgemeinen synthetischen Plastikmaterial verklemmt ist, die sie teilweise abdeckt und die sie einerseits auf die Schienenunterlage und andererseits auf eine Fläche des Schienenfußes aufpreßt; beim Festklemmen preßt die Verformung der Federplatte diese über die ganze Klemmplattenoberfläche auf, welche diese Druckkraft gleichmäßig auf ihren unteren Auflageflächen, insbesondere auf die Oberfläche des Schienenfußes überträgt.

Erfindungsgemäß weist die Federplatte eine im wesentlichen an sich bekannte dreiecks- oder trapezförmige Gestalt auf, deren große Basis auf dem Schienenfuß aufliegt; die aus Kunststoffmaterial bestehende Klemmplatte trägt eine entsprechende, von der Federplatte abgedeckte Auflagefläche, die gemäß der jeweils gewünschten Verformung der Platte eine bezüglich der Achse der Klemmschraube zentrierte konkave Form aufweist und vorzugsweise deutlich kugelförmig ist. Die Klemmschraube verlauft durch die Federplatte und die Klemmplatte im wesentlichen in dem geometrischen Mittelpunkt deren Oberfläche.

1 3001 A/0909

Während es sich im Falle der erwähnten Patentschrift bei den Verformungen der Federplatte um Biegeverformungen handelte, die genau der Art der verwendeten rechteckigen Platte angepaßt waren, deren begrenzte Breite eine praktisch gleichmäßige Druckkraft übertrug, gestattet es der erfindungsgemäße Aufbau, eine solche Druckkraft über wesentlich größere Flächen zu übertragen.

Bei großen Plattenbreiten und einfacher Durchbiegung blieben die Auflagedruckkräfte im wesentlichen in dem Klemmbereich der Schraube konzentriert. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion biegt sich die Federplatte, die zu Beginn der Verklemmung lediglich in ihren Winkelbereichen abgestützt ist, kreisförmig so weit durch, bis sie sich gleichmäßig an die entsprechende konkave Oberfläche der Klemmplatte anlegt. Daraus ergibt sich über die Gesamtheit der Oberfläche der Platte eine Gewölbewirkung, die diese entsprechend ihrer Verklemmung versteift.

Am Ende der Verklemmung, bei der flächenmäßigen Berührung zwischen der Federplatte und der Klemmplatte hat die Federplatte dann die Gestalt und die Steifigkeit einer vorgespannten Kugelkalotte; sie überträgt den Klemmdruck gleichmäßig über die entsprechende Oberfläche der Klemmplatte auf eine große Oberfläche des Schienenfußes.

Die Genauigkeit der Verklemmung ist durch die Form der Klemmplatte gegeben, die genau im Gußverfahren hergestellt werden kann, sowie dadurch, daß die Verformung der Abdeckung der Platte gesteuert wird. Die Federplatte ist vorteilhafterweise, wie im Falle der erwähnten Patentschrift, eine einfache,ebene, ausgeschnittene Platte, bei der die einfache Herstellung die Wiederholbarkeit der erzielten Verklemmung gewährleistet.

Das Ganze ergibt ein insbesondere zuverlässiges und wirtschaftliches elastisches Schienenbefestigungssystem.

- 7 1300U/0909

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben/ in der:

Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung, geschnitten längs der Linie I/I der Fig. 2 veranschaulicht,

Fig. 2 die gleiche Anordnung in einer Draufsicht zeigt,

Fig. 3 eine perspektivische Skizze der Klemmplatte gemäß der Erfindung veranschaulicht, und

Fig. 4 einen abfallfreien, von Walzbändern ausgehenden Schneidplan de_ erfindungsgemäßen Federplatten zeigt.

1300U/0909

In Fig. 1 liegt der Fuß der Schiene 1 auf dem Gleisoberbau 2, der hier durch eine Betonschwelle gebildet ist, über eine dazwischengelegte elastische Unterlagsplatte 3 aus einem Kunststoffmaterial auf. Zwischen dem Schienenfuß 1 und einer Randleiste der Schwelle 2 ist eine Klemmplatte 4 eingefügt, die aus einem plastischen Kunststoffmaterial besteht, wie es beispielsweise unter dem Warenzeichen "Nylon" vertrieben wird. Die Klemmplatte 4 ist durch eine Federplatte 5 abgedeckt, die hier einfach aufgelegt veranschaulicht ist, und zwar vor dem Festspannen mittels einer Schraube 6, welche in der Schwelle 2 verankert ist und durch ein Loch 7 der Federplatte 5 und der Klemmplatte 4 verläuft.

Erfindungsgemäß weisen die Federplatte 5 und die Klemmplatte 4 eine dreieckige oder trapezförmige Gestalt auf, deren größte Basis in Längsrichtung auf dem Schienenfuß T über eine große Auflagefläche abgestützt ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Achse der Schraube 6 verläuft im wesentlichen durch den geometrischen Mittelpunkt dieser Dreiecksgestalt. Im nicht festgezogenen Zustand liegt die Federplatte 5 auf kleinen Auflageplatten 8 auf, die in den von der Achse der Schraube 6 am weitesten entfernt liegenden Winkelbereichen angeordnet sind. Die übrige Oberfläche der Klemmplatte 4 bildet eine im wesentlichen kugelförmige oder an die Verformung und damit die gewünschte Auflage angepaßte geringe Aushöhlung (Konkavität), die zu der Achse der Schraube 6 zentriert ist. Anlagestücke 9 gewährleisten die richtige Lage der Federplatte 5 auf der Klemmplatte

Beim Festziehen biegt sich die Federplatte 5, nach einer einfachen, von den Auflagewinkelbereichen 8 aus-

- 9 13G0U/0909

gehenden Anfangsdurchbiegung sich zunehmend auf der Umfangsberandung der Klemmplatte 4 abstützend durch, um sich schließlich über ihre gesamte konkave Oberfläche in Gestalt einer vorgespannten sehr steifen Kugelkalotte aufzulegen, wobei sie den gesamten Verformungsdruck gleichmäßig auf die darunterliegenden Auflageflächen und insbesondere auf ihre große Auflagefläche auf dem Schienenfuß 1 überträgt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des beschriebenen Ausführungsbeispieles weist die Federplatte 5 vorteilhafterweise die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes auf, wobei das Loch 7, das im allgemeinen oval ist, um den Durchgang von Hammerkopfschrauben zu ermöglichen, im gleichen Abstand von ihren beiden Basen vorgesehen und mit seiner Ovalität rechtwinklig zu diesen Basen ausgerichtet ist. Diese Anordnung gestattet es, die Federplatten ohne Metallabfälle - mit Ausnahme der von dem Ausschneiden des Loches 7 herrührenden - aus ebenen Bandstreifen auszuschneiden, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Metallersparnis wird noch durch den Umstand begünstigt, daß zur Erzielung eines gleichen Klemmdruckes die erfindungsgemäße Federplatte dünner sein kann als eine äquivalente Kraftklemmplatte, die mit einer einfachen Durchbiegung arbeitet, so daß die zu ihrer Verformung erforderliche Energie und damit die dazu erforderlichen Kosten entsprechend verringert werden.

Die bevorzugte Gestalt nach Fig. 2 ist die eines gleichschenkligen Trapezes, dessen spitze Winkel 60° betragen, während die Achse der Schraube 6 im wesentlichen durch den Mittelpunkt des entsprechenden gleichseitigen Dreieckes verläuft, wobei durch diese Gestalt die größte Auflagefläche auf der Schiene bei richtigem

- 10 1300U/0909

-3,

Festklemmen und ein Minimum an verwendeten Material erzielt werden.

Die Klemmplatte 4 weist an ihrem Umfang eine beträchtliche Verjüngung auf, durch die ihre Herstellung im Gußverfahren erleichtert und ihr im Betrieb eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Zusammendrücken sowie eine gute Auflage verliehen werden.

Durch Veränderung des Durchmessers der zum Festklemmen dienenden Unterlagscheibe 10 können die Klemmbedingungen in an sich bekannter Weise verändert werden.

Die erfindungsgemäße Schienenbefestigung ist für alle Arten von isolierten oder nicht isolierten Schienengleisen und insbesondere für Gleise ohne Bettungsmaterial mit Betonschwellen sowie mit langen Schienen für Züge mit hoher Geschwindigkeit einsetzbar, wo die erzielten verbesserten Klemmverhältnisse, d.h. eine größere Klemmkraft, die über eine größere Fläche des Schienenfußes verteilt ist, diese Art der Schienenbefestigung besonders geeignet machen.

1300U/0909

Claims (9)

Pi-tcnta-twälte Dipl.-Ing. W.. 7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach 34« 22. April 1980 1,Vu.'.'," *,„»..« PA 36 rüeh 359619 Tel·« 07 256610 tmru Telegramm· Palentschutz Essllngenneclor Patentansprüche

1. Einrichtung zur elastischen Schienenbefestigung mit einer elastischen Federplatte, die mittels einer Schraube gegen eine Klemmplatte aus Kunststoff material verklemmt ist, welche sie teilweise abdeckt und die sie einerseits auf die Schienenunterlage und andererseits auf eine Fläche des Schienenfußes preßt, wobei die Federplatte (5) eine an sich bekannte dreiecks- oder trapezförmige Gestalt aufweist, deren große Basis auf dem Schienenfuß (1), parallel zu diesem, abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoffmaterial bestehende Klemmplatte (4), die sie abdeckt, im wesentlichen die gleiche Umfangsgestalt wie die Federplatte (5) aufweist und dieser gegenüber eine entsprechende Auflagefläche trägt, die gemäß der jeweils gewünschten Verformung der Platte kreisförmig konkav (ausgebildet) und bezüglich der Achse der Klemmmittel (6) zentriert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Kiemmittel im wesentlichen im geometrischen Mittelpunkt der gemeinsamen Fläche der Federplatte (5) und der Klemmplatte (4) liegt.

13001 A/0909

ORIGINAL INSPECTED

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatte (5) und die Klemmplatte (4) eine gleichschenklige Trapezgestalt sowie ein mittiges Durchgangsloch (7) für die Klemmmittel (6) aufweisen, das oval ist und an den Enden seiner großen Abmessung im gleichen Abstand von den beiden Basen liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Winkel der Ecken des Trapezes 60° betragen.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (4) in ihren Winkelbereichen Ansätze (8) zur Auflage der Federplatte (5) vor dem Festklemmen aufweist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (4) Anlagestücke (9) zur lagerichtigen Halterung der Federplatte (5) aufweist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (4) eine von ihrer unteren Auflagebasis ausgehend verjüngte Umfangsgestalt aufweist-

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatte (5) eine durch Lochung und Ausschneiden aus einem fortlaufenden Band erzeugte ebene Platte ist.

9. Einrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konkavität der oberen Oberfläche der Klemmplatte im wesentlichen kugelförmig und zu der Achse der Klemmittel zentriert ist.

13001 A/0909 - 3 -