EP0223897A1 - Befestigungsvorrichtung für Laufschienen - Google Patents
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- EP0223897A1 EP0223897A1 EP86101880A EP86101880A EP0223897A1 EP 0223897 A1 EP0223897 A1 EP 0223897A1 EP 86101880 A EP86101880 A EP 86101880A EP 86101880 A EP86101880 A EP 86101880A EP 0223897 A1 EP0223897 A1 EP 0223897A1
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- European Patent Office
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- clamping plate
- clamping
- plate
- rail
- eccentric
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
- E01B9/66—Rail fastenings allowing the adjustment of the position of the rails, so far as not included in the preceding groups
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
- E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
- E01B9/32—Fastening on steel sleepers with clamp members
Definitions
- the invention relates to a fastening device for running rails, in particular for crane systems or the like, with a clamping plate which has a clamping section which can be placed against the rail foot from above and a bearing section which lies against the side of the rail foot and which also has an opening for the passage of a screw bolt has for fastening the clamping plate to a substrate, and at least one hole for a washer having the screw bolt, which can be pressed by the screw bolt against the top of the clamping plate, the clamping plate being designed such that it can be displaced relative to the screw bolt on the substrate.
- Running tracks for rail vehicles or handling and conveying devices, such as for crane systems, are subject to constant wear and tear during operation. They are therefore usually releasably attached to their documents, for example sleepers or beams or beams made of concrete or steel, so that they can be replaced.
- tracks for rail vehicles or similar devices a distinction is made between a continuous and a discontinuous rail support.
- the rails are fastened to sleepers made of wood, steel or concrete.
- Such a fastening system is also used in a slightly modified form for fastening crane rails.
- the type of attachment only allows discontinuous, i.e. a punctiform support of the rails.
- the rails are pressed onto the support plates with screwed clamps and held against lateral displacement by lugs, which are formed in one piece with the support plates.
- the support plates are screwed to the sleepers or the mobile beams.
- the support plates are poured under with a suitable mortar for height compensation and then screwed together.
- a rail fastening has some disadvantages.
- discontinuous mounting of the rail requires a rail with a high web and wide base with sufficient bending and torsional rigidity with the appropriate weight.
- Discontinuous rail storage also requires articulated storage, since otherwise a high edge pressure on the support plates will lead to premature destruction of the grout.
- An articulated mounting can be achieved by a spherical design, the support plates or by appropriately shaped, elastic underlays.
- an articulated rail bearing is relatively complex.
- a firm clamping of the rails on the screwed-on support plates prevents any longitudinal movement of the rail.
- longitudinal movements occur during operation, for example due to temperature expansion and braking.
- the anchor bolts of the support plates are stressed accordingly and the screw encapsulation is subjected to high loads. This results in frequent damage to the encapsulation, but also to the support plates and rail breaks. After the support plates and their substructure have been finally screwed on, it is no longer possible to move the rail sideways to regulate the track.
- a one-piece clamping plate which is S-shaped in cross section and which, with its clamping section, engages over the top of the rail foot.
- the section of the clamping plate resting on a support lies against the foot side with a contact section and thereby secures the rail against lateral displacement.
- An elongated hole is formed on the clamping plate at an angle to the rail extension, through which the fastening bolt extends.
- two plates are provided, one of which overlaps the rail head and the other rests on the ground and lies against the side of the rail foot.
- the plates have interacting sloping surfaces.
- the plate lying on the surface has an elongated hole, so that again when the clamping screw is loosened, a relative displacement of the A plant section can be made with respect to the rail foot.
- the invention has for its object to provide a fastening device for rails, in particular for crane systems or the like, which can be produced without great effort and is less susceptible to corrosion in use and which allows easy track adjustment.
- an eccentric disk is arranged in a circular bore of the clamping plate, which has a bore for the screw bolt and the eccentric disk has contact surfaces for a tool.
- the eccentric disk surrounds the screw bolt, the eccentric disk is in turn surrounded by a bore wall of the clamping plate. If the eccentric disc is rotated around the axis of the screw bolt, it thus moves the clamping plate on the base in the direction of the rail foot or away from it.
- the use of an eccentric in a clamping plate has several advantages.
- the rail fastening according to the invention enables continuous or discontinuous rail mounting on an elastic or rigid base.
- the rail does not need to be pressed onto its base, but can be held elastically against lifting off. It can therefore expand as desired in the longitudinal direction without stressing the clamping plate and its anchoring.
- the horizontal forces across the rail are transmitted directly to the clamping plate via contact.
- the horizontal forces are guided into the support plate or support plate via the friction and shear stress of the pre-tensioned clamping screw.
- Rolling tolerances of the rail foot are always compensated for by a tight fit of the clamping plate on the rail foot.
- tracking tolerances can be compensated for. If the eccentric discs are designed accordingly, a track adjustment of - 10 mm and more can be carried out.
- the shape of the clamping plate and eccentric disc is so simple that they can be manufactured relatively cheaply. Gray cast iron, malleable cast iron or cast steel can be used as the material.
- the parts can also be drop-forged. Depending on the application, the suitable material and the type of manufacture can be selected. The simple and smooth design of both parts largely prevent corrosion and dirt deposits.
- the eccentric disc is self-locking due to the relatively long contact surface of the clamping plate on the rail foot.
- the torque generated when the eccentric is in the middle is compensated for by a pair of reaction forces on the rail foot, the force of which is always lower than the horizontal force that generates this moment.
- the eccentric disc cannot be adjusted due to horizontal forces even when the clamping screw is loosened.
- Standard screws can be used as clamping screws. Special screws are usually not required.
- thinner, high-strength clamping screws greater lateral displacement is achieved with the same diameter of the eccentric disc. Becomes a If a M20 screw is replaced by a high-strength M16 screw, the lateral displacement increases by 2 mm.
- a certain type of clamping plate can therefore accommodate different eccentrics that are adapted to the respective requirements.
- Eccentric disc By defining a basic thickness of the eccentric disc and the use of different lining plates under the. Eccentric disc can be adapted to the thickness of the clamping plates, suitable for a clamping screw diameter, without any special effort being required for this.
- the thickness of the clamping plate itself depends on the foot thickness of the rail and the thickness of the rail base.
- eccentric disc By appropriate design of the eccentric disc or by attaching markings, its position can be easily recognized. A desired displacement of the clamping plate can therefore be achieved by a specific rotation of the eccentric disc.
- fastening device according to the invention can also be used in connection with monorail systems.
- the eccentric disc can sit in the bore of the clamping plate without interacting with it in terms of clamping force. With the help of an appropriate clamping disc, the clamping plate is then pressed against the substrate.
- An embodiment of the invention provides that the eccentric disc has a flange which can be placed against an upper surface of the clamping plate.
- the two act together in terms of clamping force and the horizontal forces are derived from the friction of the eccentric disc and the clamping plate on the surface as well as from shear stress on the clamping screw.
- the clamping force of the clamping screw which is preloaded according to plan, is only fed into the clamping plate via the flange.
- the horizontal forces are derived from the friction of the clamping plate on the surface and from shear stress on the clamping screw.
- the clamping force of the clamping screw only acts on the eccentric disc and the horizontal forces are caused by their friction on the surface and derived the shear stress of the screw.
- the clamping screw acts as a non-slip preloaded fitting screw and can be regarded as a non-slip preloaded fitting connection (GVP connection) or as a shear-hole reveal and fitting connection (SLP connection) in the sense of the relevant standards, since the shaft of the clamping screw is always on due to the eccentric effect the bore is in the eccentric disc.
- GVP connection non-slip preloaded fitting connection
- SLP connection shear-hole reveal and fitting connection
- an embodiment of the innovation provides that lateral engagement surfaces for a screwing tool are provided on the flange. These can be formed, for example, by two diametrically opposite recesses in the flange, through which two parallel engagement surfaces are defined. They are also possible as a hexagon, suitable for wrenches.
- a discontinuous rail mounting requires an articulated mounting of the running rail, which in static terms can be referred to as a continuous beam, since otherwise high edge pressures lead to premature destruction of the grouting mortar. It is known to provide an articulated mounting by crowned formation of the supports to reach plates. Such support plates are normally screwed to the sleepers or road beams. In the case of pavement beams made of reinforced concrete, the support plates are leveled with a suitable, largely non-shrinking mortar and then screwed together to compensate for the height. The other possibility is to provide a spherical elastic underlay between the rail foot and the support plate.
- a firm clamping of the rails on screwed spherical support plates largely hinders any longitudinal movement of the rail. Longitudinal movements can occur during braking and thermal expansion. Since the friction between the support plate and grout is often not sufficient to dissipate the horizontal forces, these forces are also guided into the track beams by the anchor bolts. These are subjected to bending and stress the grouting mortar that is not reinforced. Frequent damage to the potting, but also to the support plates and even rail breaks are the result. Moreover, after the support plates have been finally screwed to the substructure, subsequent lateral displacement of the rail to regulate the track or even a change in the support height is not possible.
- the invention eliminates this disadvantage and sees a solution to this problem in that the base is formed by a bearing plate made of iron, which has approaches at opposite ends with holes for the clamping screws.
- Such a rail support consists of a few relatively simple and inexpensive parts. It is designed in such a way that the vertical loads to be derived and the longitudinal and transverse horizontal loads are only conducted into the ground via the grout and not additionally via the anchor bolts. However, this presupposes that the anchor bolts are preloaded according to plan.
- the clamping plates also enable a subsequent stepless regulation, especially if after one a further embodiment of the invention, the bores in the bearing plate accommodate the eccentric disk approximately appropriately.
- the materials used in the rail support according to the invention are not susceptible to corrosion and are subject to virtually no aging.
- the bearing plate according to the invention preferably made of cast steel, has a curvature whose radius depends on the maximum wheel load and the materials of the linearly contacting components: rail and bearing plate.
- the radius can be calculated according to the formulas of Hertz and the corresponding circumstances, taking into account the permissible compressive stress.
- the bearing plate is designed so that the curvature is approximately as wide as the rail foot.
- the preferably flat approaches for supporting the clamping plates are located on both sides of the curvature. If the holes in the lugs are suitable for receiving the eccentric discs, the bearing plate can also be moved laterally together with the clamping plates when the eccentric discs rotate.
- a bore is designed as an elongated hole according to a further embodiment of the invention. This ensures that the clamping plates can always lie on the side of the rail, regardless of the tolerances.
- the largest of the possible displacements can be determined by appropriately selected eccentric and clamping screw diameters.
- the bearing plate can be curved in different ways. In one embodiment of the invention, it rises above the lateral flat surfaces of the lugs. In another alternative, the top edge of the curvature is on the same level as the side lugs. Which alternative is carried out depends on the selected manufacturing method and the material. The width of the curvature depends on the width of the rail foot, taking into account the tolerances. If the curvature is raised, its width must be slightly smaller than the minimum rail foot width. In the other alternative, it must be slightly larger than the maximum rail foot width.
- lining plates of appropriate thickness are compensated, which have holes at the ends for the clamping screws.
- the lining plates can be connected to the support plates against lateral displacement by means of weld seams to be dimensioned accordingly.
- the bearing plate according to the invention can also be used for discontinuously mounted running rails with rail clamps which do not allow lateral displacement.
- the opposite approaches of the bearing plate have simple holes for the clamping screws.
- FIG. 1 and 2 show a running rail 10 with head 11, web 12 and foot 13. In FIG. 2, head 11 is not shown.
- the rail 10 has a conventional profile.
- a clamping plate 14 can also be seen, which has an approximately S-shaped contour in the illustration according to FIG. 2, and therefore in a side view.
- the clamping plate 14 has a clamping section 15 which partially overlaps the foot 13.
- An elastic element 16 is arranged between the clamping section 15 and the upper side of the foot 13.
- the clamping plate 14 rests with a flat underside on a support plate 17 made of steel for the rail 10, an elastic intermediate layer 18 being arranged between the rail foot 13 and the support plate 17.
- Below the clamping section 15 there is a contact section 19 which bears with a contact surface 20 against the facing side of the rail foot 13.
- the clamping plate In the section resting on the support plate 17, the clamping plate has a bore 21 which is circular in cross section. It approximately fits the eccentric section 22 of an eccentric disk 23.
- the eccentric disk 23 has an upper flange section 24 of partially larger diameter than the eccentric section 22.
- the flange section 24 is recessed on opposite sides at 25 or 26, which results in parallel tool engagement surfaces.
- a screw bolt 27, the head 28 of which rests against the underside of the bearing plate 17, extends with its shaft through a hole in the plate 17, a hole in the eccentric disk 23 and through a washer 29 through the clamping plate 14 upwards. With the help of a nut 30, the eccentric washer 23 is pressed against the clamping plate 14 via the washer 29, as a result of which this is pressed against the plate 17.
- the clamping plate is provided with an arcuate contour on the side opposite the rail foot 13, as can be seen at 31 in FIG. 1.
- the clamping section 15 of the clamping plate 14 merges with the roof section via a roof-shaped bevel 32 into the contact section.
- This roof-shaped bevel 32 is circular, as can be seen at 33 in FIGS. 1 and 3.
- One half of the flange 24 of the eccentric disc 13 is received in the recess 33.
- the rail 10 is essentially only secured against vertical forces by the clamping section 15 of the clamping plate 14. Lateral displacement is prevented by the contact section 19 of the clamping plate 14.
- the clamping plate 14 can be adjusted with the aid of the eccentric disc 13.
- the nut 30 is loosened.
- the eccentric disk is rotated by the desired amount with a tool that engages in the recesses 25, 26 until the contact surface 20 on the facing side of the rail foot 13 is properly seated.
- Appropriate markings on the eccentric disk 23 and the clamping plate can also be used to specify the adjustment path. So that the nut 30 does not have to be completely unscrewed, the distance between the engagement surfaces of the cutouts 25, 26 of the eccentric disk 23 is greater than the maximum diameter of the nut 30.
- the bolt 27 can also be attached upside down, so that the washer 29 and the nut 30 are under the plate 17.
- a welding bolt can be used, which is welded onto the plate 17.
- the washer 29 can by a spring washer or other locking device element to be replaced.
- a seal can also be arranged between the flange 24 and the clamping plate 14 in order to protect the eccentric bearing against corrosion.
- the rectangular or square support plate 17 made of rolled steel or cast iron, the size and thickness of which is dimensioned according to the vertical and horizontal loads to be derived, is provided with holes for four anchor bolts 40. After grouting, these are pre-stressed with a non-shrinking mortar 42 for the transfer of horizontal loads. To derive particularly large horizontal forces along and across the rail 10, the support plate 17 can be provided on the underside with thrust knobs.
- a lining plate 43 which is shown in plan view in FIG. 8, can be located above the support plate 17 for height compensation.
- a bearing plate 44 is arranged above the lining plate and below the rail foot.
- the bearing plate includes a central rectangular section 45, which is curved upward as shown in Fig. 9.
- Lugs 46, 47 are formed on both sides of the curved section 45, which are largely flat.
- Bores 48, 49 are formed in projections 46, 47, which receive the lower section of an eccentric disk 23 '.
- the eccentric 23 ' differs from the eccentric 23 according to FIGS. 1 to 3 in that the eccentric section 22' has a greater length. It extends through the bore 48 or 49 through to the lining plate 44. Otherwise, the fastening device, in particular the clamping plates 14 are attached and shaped in the same way as in the embodiment according to FIGS. 1 to 3.
- the curvature in the arched section 45 is above the plane according to the projections 46, 47.
- the arched section 45' is shaped such that the upper edge of the arch with the top of the projections 46 ', 47' coincides.
- the curvature of the bearing plate 44, 44 ' is selected in the radius depending on the maximum wheel load and the materials of the linear contacting components, namely rail 10 and bearing plate 44.
- the curved section 45 is slightly less wide than the rail foot 13. This is necessary so that the clamping plates 14 can bear against the rail foot side.
- FIG. 9 which is also shown in FIGS 6 and 6
- the curved section 45 must be somewhat wider than the rail foot 13.
- the one bore 49 in the extension 47 is otherwise designed as an elongated hole to tolerances of the rail foot, the curved bearing plate, the eccentric, the screw bolts and to compensate for the holes.
- both the clamping plates 14 and the curved bearing plate 44 are laterally displaced. This enables stepless lateral alignment of the rail 10.
- the size of the possible displacement can be determined by appropriately selected eccentrics and clamping screw diameters. Different thicknesses of the curved bearing plate 44, 44 'can also compensate for skin tolerance. A further height compensation takes place with the aid of the chuck plate 43, the external dimensions of which are as large as can be seen from FIG. 4 that they can accommodate the possible displacements of the bearing plate 44, 44 '.
- the position of the lining plate 43 is fixed by the holes 50 for the screw bolts 27.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung für Laufschienen, insbesondere für Krananlagen oder dergleichen, mit einer Klemmplatte, die einen von oben gegen den Schienenfuß anlegbaren Klemmabschnitt sowie einen sich gegen die Seite des Schienenfußes anlegenden Anlageabschnitt aufweist und die ferner eine Öffnung für den Durchtritt eines Schraubenbolzens aufweist zur Befestigung der Klemmplatte an einem Untergrund, und mindestens eine Bohrung für eine den Schraubenbolzen aufweisenden Scheibe, die vom Schraubenbolzen gegen die Oberseite der Klemmplatte anpreßbar ist, wobei die Klemmplatte derart ausgebildet ist, daß sie gegenüber dem Schraubenbolzen auf dem Untergrund verschiebbar ist.
- Laufschienen für Schienenfahrzeuge oder Umschlags- und Fördergeräte, wie zum Beispiel für Krananlagen, sind im Betrieb ständiger Abnutzung und ständigem Verschleiß unterworfen. Sie werden daher meist lösbar auf ihren Unterlagen, zum Beispiel Schwellen oder Balken oder Träger aus Beton oder Stahl, befestigt, damit sie ausgewechselt werden können. Bei Laufschienen für Schienenfahrzeuge oder ähnliche Geräte unterscheidet man , zwischen einer kontinuierlichen und einer diskontinuierlichen Schienenauflage. Beim sogenannten Eisenbahn-Oberbau werden die Schienen auf Schwellen aus Holz, Stahl oder Beton befestigt. Ein derartiges Befestigungssystem wird in geringfügig geänderter Form auch zur Befestigung von Kranschienen verwendet. Die Befestigungsart erlaubt jedoch nur eine diskontinuierliche, d.h. eine punktförmige Auflagerung der Schienen. Die Schienen werden mit festgeschraubten Klemmen auf Auflagerplatten gepreßt und gegen seitliches Verschieben durch Knaggen, die einteilig mit den Auflagerplatten geformt sind, gehalten. Die Auflagerplatten werden mit den Schwellen oder den fahrbaren Balken verschraubt. Bei Fahrbahnbalken aus Stahlbeton werden die Auflagerplatten zum Höhenausgleich durch einen geeigneten Mörtel untergossen und dann verschraubt. Eine derartige Schienenbefestigung hat jedoch einige Nachteile.
- Bei großen vertikalen und horizontalen Raddrücken erfordert eine diskontinuierliche Lagerung der Schiene eine Schiene mit hohem Steg und breitem Fuß mit ausreichender Biege- und Torsionssteifigkeit bei entsprechendem Gewicht. Eine diskontinuierliche Schienenlagerung erfordert darüber hinaus eine gelenkige Lagerung, da sonst eine hohe Kantenpressung der Auflagerplatten zur frühzeitigen Zerstörung des Vergußmörtels führt. Eine gelenkige Lagerung kann durch eine ballige Ausbildung , der Auflagerplatten oder durch entsprechend geformte, elastische Unterlagen erreicht werden. Eine gelenkige Schienenlagerung ist jedoch verhältnismäßig aufwendig.
- Eine feste Klemmung der Schienen auf den festgeschraubten Auflagerplatten behindert jede Längsbewegung der Schiene. Längsbewegungen treten jedoch im Betrieb auf, zum Beispiel durch Temperaturdehnungen und durch Bremsvorgänge. Die Ankerschrauben der Auflagerplatten werden entsprechend.beansprucht und der Schraubenverguß hoch belastet. Häufige Schäden am Verguß,aber auch an den Auflagerplatten und Schienenbrüche sind die Folge. Nach endgültiger Verschraubung der Auflagerplatten mit ihrer Unterkonstruktion ist eine seitliche Verschiebung der Schiene zur Regulierung der Spur nicht mehr möglich.
- Bei einem Befestigungssystem der eingangs genannten Art sind einige der oben beschriebenen Nachteile vermieden.
- Insbesondere gestattet es eine diskontinuierliche und auch eine kontinuierliche Schienenlagerung mit starrer oder elastischer Schienenlagerung und ermöglicht nach Befestigung der Auflagerplatten oder Auflagerlamellen ein seitliches Verschieben der Schienen zur Spurregulierung. Bei einer Ausführungsform der bekannten Schienenbefestigung ist eine einteilige Klemmplatte vorgesehen, die im Querschnitt S-förmig ist und die mit ihrem K1emm÷ abschnitt die Oberseite des Schienenfußes übergreift. Der auf einer Unterlage ruhende Abschnitt der Klemmplatte liegt mit einem Anlageabschnitt gegen die Fußseite an und sichert dadurch die Schiene gegen seitliche Verschiebung. An der Klemmplatte ist ein im Winkel zur Schienenerstreckung verlaufendes Langloch geformt, durch das sich der Befestigungsbolzen hindurcherstreckt. Bei gelöstem Bolzen kann die Klemmplatte relativ zum Bolzen bewegt werden, wodurch die Klemmplatte relativ zum Schienenfuß vor- oder zurückbewegt wird.
- Bei einer anderen Ausführungsform sind zwei Platten vorgesehen, von denen die eine den Schienenkopf übergreift und die andere auf dem Untergrund aufliegt und gegen die Seite des Schienenfußes anliegt. Die Platten haben zusammenwirkende Schrägflächen. Ferner hat die auf dem Untergrund aufliegende Platte ein Langloch, so daß wiederum bei gelöster Klemmschraube eine Relativverschiebung des Anlageabschnitts im Hinblick auf den Schienenfuß erfolgen kann.
- Bei beiden bekannten Vorrichtungen kann eine stufenlose seitliche Verschiebung durchgeführt werden. Nachteilig ist jedoch die verhältnismäßig komplizierte Form der Klemmplattenteile, welche einen nicht unbeträchtlichen Fertigungsaufwand verursacht. Ferner ist das bekannte System korrosionsanfällig bei Anlagen im Freien und bei aggressivem Klima, da ihre Form Wasser- und Schmutzansammlungen gestattet.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung für Laufschienen, insbesondere für Krananlagen oder dergleichen zu schaffen, die ohne großen Aufwand herstellbar und im Einsatz wenig korrosionsanfällig ist und die eine einfache Spurverstellung erlaubt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Kreisbohrung der Klemmplatte eine Exzenterscheibe angeordnet ist, die eine Bohrung für den Schraubenbolzen aufweist und die Exzenterscheibe Angriffsflächen für ein Werkzeug aufweist.
- Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung umgibt die Exzenterscheibe den Schraubenbolzen, wobei die Exzenterscheibe ihrerseits von einer Bohrungswandung der Klemmplatte umgeben ist. Wird die Exzenterscheibe um die Achse des Schraubenbolzens gedreht, bewegt sie somit die Klemmplatte auf dem Untergrund in Richtung Schienenfuß oder von diesem fort.
- Die Verwendung eines Exzenters in einer Klemmplatte hat mehrere Vorteile. Die erfindungsgemäße Schienenbefestigung ermöglicht eine kontinuierliche oder eine diskontinuierliche Schienenlagerung auf elastischer oder starrer Unterlage. Die Schiene braucht nicht auf ihre Unterlage gepreßt zu werden, sondern kann elastisch gegen Abheben gehalten werden. Sie kann sich daher in Längsrichtung beliebig ausdehnen, ohne die Klemmplatte und ihre Verankerung zu beanspruchen. Die Horizontalkräfte quer zur Schiene werden unmittelbar über Kontakt in die Klemmplatte übertragen. Die Horizontalkräfte werden über Reibung und Scherbeanspruchung der planmäßig vorgespannten Klemmschraube in die Auflagerplatte bzw. Auflagerlamelle geleitet. Durch ein sattes Anliegen der Klemmplatte am Schienenfuß werden Walztoleranzen des Schienenfußes immer ausgeglichen. Darüber hinaus können Spurtoleranzen kompensiert werden. Bei entsprechender Ausbildung der Exzenterscheiben kann eine Spurverstellung von - 10 mm und mehr vorgenommen werden.
- Klemmplatte und Exzenterscheibe sind in ihrer Form so einfach gestaltet, daß sie relativ billig hergestellt werden können. Als Material kann Grauguß, Temperguß oder Stahlguß verwendet werden. Ferner können die Teile auch im Gesenk geschmiedet werden. Je nach der Verwendung kann der dazu geeignete Werkstoff und die Herstellungsart gewählt werden. Die einfache und glatte Gestaltung beider Teile verhindern weitgehend Korrosion und Schmutzablagerungen.
- Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung ist die Exzenterscheibe selbsthemmend infolge der verhältnismäßig langen Anlagefläche der Klemmplatte am Schienenfuß. Das bei Mittelstellung des Exzenters entstehende Drehmoment wird durch ein Reaktionskräftepaar am Schienenfuß ausgeglichen, dessen Kraft stets niedriger ist als die Horizontalkraft, die dieses Moment erzeugt. Dadurch kann sich die Exzenterscheibe selbst bei gelöster Klemmschraube nicht infolge von Horizontalkräften verstellen. Darüber hinaus entstehen zwischen Exzenterscheibe und Klemmplatte Reibungskräfte, die zur Sicherung der Befestigung beitragen.
- Als Klemmschrauben können genormte Schrauben verwendet werden. Spezialschrauben sind normalerweise nicht erforderlich. Bei Verwendung dünner hochfester Klemmschrauben wird bei gleichem Durchmesser der Exzenterscheibe eine größere Seitenverschieblichkeit erreicht. Wird zum Beispiel eine Schraube M20 durch eine hochfeste Schraube M16 ersetzt, erhöht sich die Seitenverschieblichkeit um 2 mm. Ein bestimmter Klemmplattentyp kann mithin verschiedene Exzenter aufnehmen, die den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sind.
- Durch Festlegung einer Grunddicke der Exzenterscheibe und die Verwendung verschiedener Futterbleche unter der. Exzenterscheibe läßt sich, für einen Klemmschraubendurchmesser passend, die Dicke der Exzenterscheibe an die Dicke der Klemmplatten anpassen, ohne daß ein besonderer Aufwand hierfür erforderlich ist. Die Dicke der Klemmplatte selbst ist abhängig von der Fußdicke der Schiene und der Dicke der Schienenunterlage.
- Durch eine entsprechende Ausbildung der Exzenterscheibe oder durch Anbringen von Markierungen läßt sich deren Lage ohne weiteres erkennen. Es kann daher eine gewünschte Verschiebung der Klemmplatte durch eine gezielte Drehung der Exzenterscheibe erreicht werden.
- Schließlich sei erwähnt, daß die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung auch in Verbindung mit Hängebahnsystemen verwendet werden kann.
- Die Exzenterscheibe kann in der Bohrung der Klemmplatte einsitzen, ohne klemmkraftmäßig mit dieser zusammenzuwirken. Mit Hilfe einer entsprechenden Klemmscheibe wird dann die Klemmplatte an den Untergrund gepreßt. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,daß die Exzenterscheibe einen Flansch aufweist, der gegen eine obere Fläche der Klemmplatte anlegbar ist.
- Wird die Exzenterscheibe unterhalb ihres Flansches gleich dick ausgeführt wie die Klemmplatte, so wirken beide klemmkraftmäßig zusammen und die Horizontalkräfte werden über Reibung der Exzenterscheibe und der Klemmplatte auf dem Untergrund sowie durch Scherbeanspruchung der Klemmschraube abgeleitet.
- Ist die Exzenterscheibe geringfügig dünner als die Klemmplatte, so wird die Klemmkraft der planmäßig vorgespannten Klemmschraube über den Flansch nur in die Klemmplatte geleitet. In diesem Fall werden die Horizontalkräfte durch die Reibung der Klemmplatte auf dem Untergrund und durch Scherbeanspruchung der Klemmschraube abgeleitet.
- Ist die Exzenterscheibe unterhalb ihres Flansches etwas dicker als die Klemmplatte, so wirkt die Klemmkraft der Klemmschraube nur auf die Exzenterscheibe und die Horizontalkräfte werden durch ihre Reibung auf dem Untergrund und die Scherbeanspruchung der Schraube abgeleitet.
- Alle drei Wirkungsweisen sind möglich. Die Ableitung der Horizontalkräfte ist stets gleich gut. Die Klemmschraube wirkt als gleitfest vorgespannte Paßschraube und kann als gleitfest vorgespannte Paßverbindung (GVP-Verbindung) oder auch als Scher-Lochleibungs- und Paßverbindung (SLP-Verbindung) im Sinne der einschlägigen Normen angesehen werden, da infolge der Exzenterwirkung der Schaft der Klemmschraube stets an der Bohrung in der Exzenterscheibe anliegt.
- An der Exzenterscheibe müssen Mittel vorgesehen sein, um diese mit Hilfe eines Werkzeugs zu verdrehen. Bei Verwendung eines Flansches sieht eine Ausgestaltung der Neuerung vor, daß am Flansch seitliche Angriffsflächen für ein Schraubwerkzeug vorgesehen sind. Diese können zum Beispiel von zwei diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen des Flansches gebildet sein, durch die zwei parallele Angriffsflächen definiert sind. Auch als Sechskant, passend für Schraubenschlüssel, sind sie möglich.
- Wie bereits erwähnt, erfordert eine diskontinuierliche Schienenlagerung eine gelenkige Lagerung der in statischer Hinsicht als Durchlaufträger zu bezeichnenden Laufschiene, da sonst hohe Kantenpressungen zur frühzeitigen Zerstörung des Vergußmörtels führen. Es ist bekannt, eine gelenkige Lagerung durch ballige Ausbildung der Auflagerplatten zu erreichen. Derartige Auflagerplatten werden normalerweise mit den Schwellen oder Fahrbahnbalken verschraubt. Bei Fahrbahnbalken aus Stahlbeton werden die Auflagerplatten zum Höhenausgleich durch einen geeigneten weitgehend schwindfreien Mörtel untergossen und dann verschraubt. Die andere Möglichkeit besteht darin, eine ballige elastische Unterlage zwischen Schienenfuß und Auflaqerplatte vorzusehen.
- Eine feste Klemmung der Schienen auf festgeschraubten balligen Auflagerplatten behindert weitgehend jede Längsbewegung die Schiene. Längsbewegungen können auftreten beim Bremsen und bei Wärmedehnungen. Da die Reibung zwischen Auflagerplatte und Vergußmörtel häufig nicht zur Ableitung der Horizontalkräfte ausreicht, werden diese Kräfte auch durch die Ankerschrauben in die Laufschienenbalken geleitet. Diese werden dabei auf Biegung beansprucht und belasten entsprechend den nicht bewehrten Vergußmörtel. Häufige Schäden am Verguß, aber auch an den Auflagerplatten und sogar Schienenbrüche sind die Folge. Im übrigen ist nach endgültiger Verschraubung der Auflagerplatten mit der Unterkonstruktion eine nachträgliche seitliche Verschiebung der Schiene zur Regulierung der Spur oder gar eine Veränderung der Auflagerhöhe nicht möglich.
- Bei Verwendung von elastischen balligen Unterlagen ist eine horizontale Reguliermöglichkeit bei diskontinuierlicher Auflagerung möglich. Eine nachträgliche Höhenregelung ist hingegen nicht zu erreichen. Elastische Unterlagen unter der Schiene erfordern indessen einen Werkstoff, der ausreichend alterungsbeständig sowie widerstandsfähig gegen UV-Strahlung, Öle, Salze und gegen alle Witterungseinflüsse ist. Derartige Kunststoffmaterialien sind verhältnismäßig aufwendig.
- Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil und sieht eine Lösung dieses Problems darin, daß die Unterlage von einer Lagerplatte aus Eisen gebildet ist, die an gegenüberliegenden Enden Ansätze aufweist mit Bohrungen für die Klemmschrauben.
- Eine derartige Schienenauflagerung besteht aus wenigen verhältnismäßig einfachen und wenig aufwendigen Teilen. Sie ist konstruktiv so gestaltet, daß die abzuleitenden vertikalen Lasten sowie die längs- und querwirkenden Horizontallasten nur über den Vergußmörtel und nicht zusätzlich auch noch über die Ankerschrauben in den Untergrund geleitet werden. Dies setzt allerdings voraus, daß die Ankerschrauben planmäßig vorgespannt werden.
- Die Klemmplatten ermöglichen auch nachträglich eine stufenlose Spurregulierung, insbesondere wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Bohrungen in der Lagerplatte die Exzenterscheibe annähernd passend aufnehmen. Die bei der erfindungsgemäßen Schienenauflagerung verwendeten Werkstoffe sind nicht korrosionsanfällig und unterliegen so gut wie keiner Alterung.
- Die erfindungsgemäße, vorzugsweise aus Gußstahl bestehende Lagerplatte weist eine Wölbung auf, deren Radius abhängig ist von der maximalen Radlast und den Werkstoffen der sich linienförmig berührenden Bauteile: Schiene und Lagerplatte. Nach den Formeln von Hertz und entsprechenden jeweiligen Gegebenheiten unter Beachtung der zulässigen Druckspannung kann der Radius errechnet werden. Die Lagerplatte ist dabei so ausgebildet, daß die Wölbung etwa so breit wie der Schienenfuß ist. Zu beiden Seiten der Wölbung befinden sich die vorzugsweise ebenen Ansätze zur Auflagerung der Klemmplatten. Sind die Bohrungen in den Ansätzen zur Aufnahme der Exzenterscheiben geeignet, erreicht man auch eine Seitenverschieblichkeit der Lagerplatte zusammen mit den Klemmplatten bei Drehung der Exenterscheiben. Da der sowohl von den Klemmplatten seitlich zu haltende Schienenfuß als auch die gewölbte Lagerplatte, der Exzenter, die Klemmschraube sowie die Bohrungen Toleranzen aufweisen können, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Bohrung als Langloch ausgeführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Klemmplatten immer unabhängig von den Toleranzen seitlich am Schienenfuß anliegen können.
- Die größte der möglichen Verschiebungen kann durch entsprechend gewählte Exzenter- und Klemmschraubendurchmesser festgelegt werden.
- Durch unterschiedliche Dicken der Lagerplatte können Höhentoleranzen in gewissem.Umfang ausgeglichen werden.
- Die Wölbung der Lagerplatte kann verschieden ausgeführt werden. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung erhebt sie sich über die seitlichen ebenen Flächen der Ansätze. Bei einer anderen Alternative liegt die Oberkante der Wölbung auf gleicher Ebene wie die seitlichen Ansätze. Welche Alternative ausgeführt wird, hängt von der gewählten Fertigungsmethode und dem Werkstoff ab. Die Breite der Wölbung ist abhängig von der Breite des Schienenfußes unter Berücksichtigung der Toleranzen. Bei erhabener Wölbung muß deren Breite etwas kleiner sein als die minimale Schienenfußbreite. Bei der anderen Alternative muß sie etwas größer als die maximale Schienenfußbreite sein.
- Größere Höhentoleranzen können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch zwischen der Lagerplatte und der Auflagerplatte angeordnete Futterplatten entsprechender Dicke ausgeglichen werden, die an den Enden Bohrungen aufweisen für die Klemmschrauben. Die Futterplatten können gegen seitliches Verschieben durch entsprechend zu bemessene Schweißnähte mit den Auflagerplatten verbunden werden.
- Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Lagerplatte auch für diskontinuierlich gelagerte Laufschienen mit Schienenklemmen verwendet werden können, die keine Seitenverschieblichkeit erlauben. In diesem Fall weisen die gegenüberliegenden Ansätze der Lagerplatte einfache Bohrungen für die Klemmschrauben auf.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Schienenbefestigung nach der Erfindung.
- Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Schienenbefestigung der Fig. 1 entlang der Linie 2-2.
- Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Befestigung nach Fig. 1 entlang der Linie 3-3.
- Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Schienenbefestigung nach der Erfindung.
- Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 4 entlang der Linie 5-5.
- Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 4 entlang der Linie 6-6.
- Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine Lagerplatte einer Schienenbefestigung nach den Figuren 4 bis 6.
- Fig. 8 zeigt ein Futterblech für eine Schienenbefestigung nach den Figuren 4 bis 6.
- Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht der Lagerplatte nach Fig. 7.
- Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht einer abgewandelten Lagerplatte.
- Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von Bedeutung ist.
- In den Figuren 1 und 2 erkennt man eine Laufschiene 10 mit Kopf 11, Steg 12 und Fuß 13. In Fig. 2 ist der Kopf 11 nicht dargestellt. Die Schiene 10 hat herkömmliches Profil.
- In den Figuren ist ferner eine Klemmplatte 14 zu erkennen, die in der Darstellung nach Fig. 2, mithin in einer Seitenansicht, annähernd S-förmige Kontur aufweist. Die Klemmplatte 14 besitzt einen Klemmabschnitt 15, der den Fuß 13 teilweise übergreift. Zwischen Klemmabschnitt 15 und Oberseite Fuß 13 ist ein elastisches Element 16 angeordnet. Die Klemmplatte 14 ruht mit einer flachen Unterseite auf einer Auflagerplatte 17 aus Stahl für die Schiene 10, wobei zwischen Schienenfuß 13 und Auflagerplatte 17 eine elastische Zwischenlage 18 angeordnet ist. Unterhalb des Klemmabschnitts 15 befindet sich ein Anlageabschnitt 19, der mit einer Anlagefläche 20 gegen die zugekehrte Seite des Schienenfußes 13 anliegt.
- Die Klemmplatte weist in dem auf der Auflagerplatte 17 aufliegenden Abschnitt eine im Querschnitt kreisförmige Bohrung 21 auf. Sie nimmt annähernd passend den exzentrischen Abschnitt 22 einer Exzenterscheibe 23 auf. Die Exzenterscheibe 23 hat einen oberen Flanschabschnitt 24 teilweise größeren Durchmessers als der Exzenterabschnitt 22. Der Flanschabschnitt 24 ist an gegenüberliegenden Seiten bei 25 bzw. 26 ausgespart, wodurch sich parallele Werkzeugangriffsflächen ergeben. Ein Schraubenbolzen 27, dessen Kopf 28 sich gegen die Unterseite der Auflagerplatte 17 anlegt, erstreckt sich mit seinem Schaft durch eine Bohrung in der Platte 17, eine Bohrung in der Exzenterscheibe 23 und durch eine Unterlegscheibe 29 durch die Klemmplatte 14 nach oben. Mit Hilfe einer Mutter 30 wird über die Unterlegscheibe 29 die Exzenterscheibe 23 gegen die Klemmplatte 14 gepreßt, wodurch diese gegen die Platte 17 gepreßt wird. Wie erkennbar, ist die Klemmplatte auf der dem Schienenfuß 13 gegenüberliegenden Seite mit einer bogenförmigen Kontur versehen, wie bei 31 in Fig. 1 zu erkennen. Der Klemmabschnitt 15 der Klemmplatte 14 geht an der Oberseite über eine dachförmige Schrägung 32 in den Anlageabschnitt über. Diese dachförmige Schrägung 32 ist kreisförmig ausgenommen, wie bei 33 in den Figuren 1 und 3 zu erkennen. In der Ausnehmung 33 ist die eine Hälfte des Flansches 24 der Exzenterscheibe 13 aufgenommen. Wie erkennbar, ist die Schiene 10 durch den Klemmabschnitt 15 der Klemmplatte 14 im wesentlichen nur gegen vertikale Kräfte gesichert. Eine seitliche Verschiebung wird durch den Anlageabschnitt 19 der Klemmplatte 14 verhindert. Bei einer Veränderung der Lage des Schienenfußes bei einer gewünschten Spurverstellung oder bei Anpassung an entsprechenden Walztoleranzen kann die Klemmplatte 14 mit Hilfe der Exzenterscheibe 13 verstellt werden. Zu diesem Zweck wird die Mutter 30 gelöst. Anschließend wird mit einem Werkzeug, das in den Ausnehmungen 25, 26 zum Eingriff gelangt, die Exzenterscheibe um den gewünschten Betrag verdreht, bis eine satte Anlage der Anlagefläche 20 an der zugekehrten Seite des Schienenfußes 13 erreicht ist. Durch entsprechende Markierungen an der Exzenterscheibe 23 und der Klemmplatte kann im übrigen der Verstellweg vorgegeben werden. Damit die Mutter 30 nicht völlig abgeschraubt werden muß, ist der Abstand der Angriffsflächen der Aussparungen 25, 26 der Exzenterscheibe 23 größer als der maximale Durchmesser der Mutter 30.
- Der Schraubenbolzen 27 kann auch umgekehrt angebracht werden, so daß die Unterlegscheibe 29 und die Mutter 30 unter der Platte 17 sind. Anstelle des Schraubenbolzens 27 mit Kopf 27 kann ein Aufschweißbolzen verwendet werden, der auf die Platte 17 geschweißt wird. Die Unterlegscheibe 29 kann durch einen Federring oder ein sonstiges Sicherungselement ersetzt werden.
- Es kann ferner eine Dichtung zwischen dem Flansch 24 und der Klemmplatte 14 angeordnet werden, um das Exzenterlager gegen Korrosion zu schützen.
- In der Beschreibung der Figuren 4 bis 10 werden diejenigen Teile, die mit denen nach der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- Die rechteckige oder quadratische Auflagerplatte 17 aus Walzstahl oder Gußeisen, deren Größe und deren Dicke nach den abzuleitenden vertikalen und horizontalen Lasten bemessen ist, ist mit Bohrungen für vier Ankerbolzen 40 versehen. Diese werden nach dem VerguB mit einem schwindfreien Mörtel 42 zur Übertragung von horizontalen Lasten planmäßig vorgespannt. Zur Ableitung besonders großer horizontaler Kräfte längs und quer zur Schiene 10 kann die Auflagerplatte 17 an der Unterseite mit Schubknaggen versehen werden.
- Oberhalb der Auflagerplatte 17 kann sich zum Höhenausgleich ein Futterblech 43 befinden, das in Fig. 8 in Draufsicht dargestellt ist. Oberhalb des Futterbleches und unterhalb des Schienenfußes ist eine Lagerplatte 44 angeordnet. Die Lagerplatte, die in Draufsicht in Fig. 7 dargestellt ist, enthält einen mittleren im Umriß rechteckförmigen Abschnitt 45, der nach oben gewölbt ist wie aus Fig. 9 hervorgeht. Zu beiden Seiten des gewölbten Abschnitts 45 sind Ansätze 46, 47 geformt, die weitgehend eben sind. In den Ansätzen 46, 47 sind Bohrungen 48, 49 geformt, welche den unteren Abschnitt einer Exzenterscheibe 23' aufnehmen. Der Exzenter 23' unterscheidet sich von dem Exzenter 23 nach den Figuren 1 bis 3 dadurch, daß der exzentrische Abschnitt 22'eine größere Länge aufweist. Er erstreckt sich durch die Bohrung 48 bzw. 49 hindurch bis zum Futterblech 44. Im übrigen ist die Befestigungsvorrichtung, insbesondere sind die Klemmplatten 14 in gleicher Weise angebracht und geformt wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3.
- Wie aus den Figuren 9 und 10 ersichtlich, ist die Wölbung im gewölbten Abschnitt 45 oberhalb der Ebene nach Ansätze 46, 47. Bei der Lagerplatte 44' ist der gewölbte Abschnitt 45' so geformt, daß die Oberkante der Wölbung mit der Oberseite der Ansätze 46', 47' zusammenfällt. Die Wölbung der Lagerplatte 44, 44' ist im Radius abhängig von der maximalen Radlast und den Werkstoffen der sich linienförmigen berührenden Bauteile, nämlich Schiene 10 und Lagerplatte 44, gewählt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9, die auch in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, ist der gewölbte Abschnitt 45 etwas weniger breit als der Schienenfuß 13. Dies ist notwendig, damit die Klemmplatten 14 gegen die Schienenfußseite anliegen können. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 hingegen muß der gewölbte Abschnitt 45' etwas breiter sein als der Schienenfuß 13. Die eine Bohrung 49 im Ansatz 47 ist im übrigen als Langloch ausgeführt, um Toleranzen des Schienenfußes, der gewölbten Lagerplatte, der Exzenter, der Schraubenbolzen sowie der Bohrungen auszugleichen.
- Werden die Exzenter 23' gedreht, so werden sowohl die Klemmplatten 14 als auch die gewölbte Lagerplatte 44 seitlich verschoben. Dadurch ist ein stufenloses seitliches Ausrichten der Schiene 10 möglich. Die Größe der möglichen Verschiebung kann durch entsprechend gewählte Exzenter und Klemmschraubendurchmesser festgelegt werden. Durch unterschiedliche Dicken der gewölbten Lagerplatte 44, 44' können im übrigen HChentoleranzen ausgeglichen werden. Ein weiterer Höhenausgleich erfolgt mit Hilfe des Futterbleches 43, dessen Außenabmessungen so groß sind, wie aus Fig. 4 ersichtlich, daß sie die möglichen Verschiebungen der Lagerplatte 44, 44' aufnehmen können. Die Lage des Futterbleches 43 ist durch die Bohrungen 50 für die Schraubenbolzen 27 fixiert.
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