EP0295685A1 - Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahn-Schienen auf fester Fahrbahn - Google Patents
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- EP0295685A1 EP0295685A1 EP88109656A EP88109656A EP0295685A1 EP 0295685 A1 EP0295685 A1 EP 0295685A1 EP 88109656 A EP88109656 A EP 88109656A EP 88109656 A EP88109656 A EP 88109656A EP 0295685 A1 EP0295685 A1 EP 0295685A1
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Definitions
- the invention relates to a device for fastening railroad tracks to a solid carriageway comprising supports, i.e. a rail fastening for ballastless superstructure.
- the superstructure on a solid carriageway is becoming increasingly important with the increase in axle loads and the increase in top speeds. It is essential for the superstructure on a solid roadway that the required track deflection is achieved by intermediate plates or intermediate layers made of elastic material arranged between the carrier and the rails.
- An already implemented rail fastening of this type comprises a steel base plate, which is very wide with respect to the rail axis, on which the rail is fastened by two clamps acting on its base, which are tensioned by hook screws with nuts.
- the base plate itself is together with the elastic intermediate plate underneath, held in a correspondingly wide V-shaped trough of the concrete beam by angular guide plates arranged on both sides, each of which has an inclined surface at its end facing away from the rail, which abuts the corresponding inclined surface of the beam.
- Angle guide plate and base plate are each clamped with an elastic clamp, which acts on the base plate on the one hand and presses down the angle guide plate on the other.
- the respective clamp of the angle guide plates is pre-tensioned by a screw in such a way that the resulting force from the horizontal force transmitted from the rail to the base plate and from there to the angle guide plate during driving and the screw tightening force is directed against the inside of the carrier via the inclined surfaces of the angle guide plate and carrier is.
- the rail fastening described is known under the name Ioarv 180, while the angle guide plates used are the subject of DE patent 1 257 817.
- the clamps used are essentially W-shaped. The basic embodiment of these clamps is the subject of DE patent 1 261 151.
- the known rail fastening has three tolerance levels, namely the contact surfaces between the carrier and the angle guide plate on the one hand and between the angle guide plate and the rib plate on the other hand and the clamp fastening between the rail and the rib plate. This does not mean that the necessary accuracy of the rail position can be impaired. Furthermore it was found that the bedding resistance required for the signal-audio frequency circuit is difficult to achieve. Finally, this rail fastening is relatively complex due to the use of four clamps per fastening point.
- a ribbed plate is located in a V-shaped recess in the beam, which is held on both sides by ribbed wedges, each of which is supported with a sloping surface on a corresponding sloping surface of the beam.
- the rail including the rib plate and the rib track wedges are pressed down by two clamps arranged on both sides of the rails, which are each clamped between the rib plate and the rib track wedge by means of associated screws.
- This rail fastening is called Ioarv 207.
- the clamps correspond essentially to those used for the Ioarv 180 rail fastening.
- This rail fastening also has three tolerance levels, namely the contact surfaces between the ribbed wedge and the beam on the one hand and between the ribbed wedge and the ribbed plate on the other hand, and between the rail and the ribbed plate. Since the ribbed wedges are only held down on the carrier, but are not fixed in their position, it is not excluded when tightening the screws that the ribbed wedges twist about the horizontal axis, with the result that the inaccuracies on one side of the ribbed plate move Can add rail.
- the spring deflection of the elastic intermediate layer transversely to the longitudinal axis of the rail can be different if the clamp screws are tightened differently, resulting in a different inclination of the two rails.
- the design of the middle loops of the clamps used gives the possibility of a relative movement between the screw head and the clamp in the direction of the rail, the shaft of the screws being able to bend.
- This rail fastening also for firm carriageway, comprises a base plate resting on the concrete beam, on which the rail is supported with the interposition of an elastic intermediate layer.
- a guide plate is arranged on both sides of the rail, which engages with a projection in a corresponding recess in the base plate with respect to the horizontal.
- Rail base and guide plates are pressed onto the base plate by a clamp, which is pre-tensioned by a screw.
- angle guide plates according to DE patent 1 257 817 have proven themselves over a long period of time in ballast superstructures using concrete sleepers.
- the advantage of this rail fastening is that between the concrete sleeper and the rail only one component is provided on each side for removing the horizontal forces, namely the so-called angle guide plate, with the help of which the said horizontal forces are safely derived into the concrete of the sleeper.
- the elastic intermediate plate is wider perpendicular to the rail axis than the foot of the rail and accordingly projects under it on both sides; for this purpose, the guide plates each have a receiving space that is open toward the foot of the rail and into which the elastic intermediate plate projects.
- the rail fastening according to the invention allows a sufficiently large dimensioning of the elastic intermediate plate so that a high moment of resistance against horizontal forces is achieved.
- the possibility of the sufficiently large dimensioning of the elastic intermediate plate is made possible according to the invention in that appropriately modified guide plates are used which have an open receiving space into which the elastic intermediate plate can protrude.
- the rail fastening according to the invention can be created inexpensively because it has few components needs, especially measured on the Ioarv 180 rail fastening.
- the absorption of the horizontal forces is avoided while avoiding rail inclination errors in that a rigid pressure distribution plate is arranged between the foot of the rail and the elastic intermediate plate.
- a rigid pressure distribution plate is arranged between the foot of the rail and the elastic intermediate plate.
- the pressure distribution plate is flat and therefore simple and can be produced inexpensively in rolled steel, while in the known rail fastenings relatively expensive rib plates, which are preferably produced in the forging process, are used.
- Another proposal of the invention is that the length and / or the width of the pressure distribution plate are larger than the corresponding dimensions of the elastic intermediate plate. This avoids that Deformation of the elastic intermediate plate protrudes beyond the pressure distribution plate and is therefore subject to increased wear.
- This intermediate layer can e.g. be electrically insulating.
- the guide plate in the region of the rail foot side opening of the receiving space has a support element which rests on the support and via which the force of the clamp is at least substantially removed from the guide plate on the support.
- This configuration also allows very high forces to be transferred from the clamp to the carrier via the guide plate without the risk of overloading the guide plate.
- This configuration enables the guide plates to be produced from a suitable plastic, which further reduces the cost of the rail fastening according to the invention.
- a further proposal for the configuration of the guide plates used according to the invention is that a contact surface for the shaft of the screw is provided in these at least on the rail side. This effectively counteracts bending of the shaft of the terminal screws.
- This investment area can be made from plastic without making the guide plates more expensive due to the corresponding design of the injection molding tool for the production of the guide plates. This is achieved in a particularly simple manner when the contact surface for the shaft of the screw is formed on the support element.
- the receiving space provided in the guide plate is formed by a U-profile that is open towards the support and that the clear height of this receiving space is greater than the total thickness of the elastic intermediate plate and rigid pressure distribution plate.
- the elastic intermediate plate has sufficient freedom of movement in the vertical direction with respect to the guide plates.
- the pressure distribution plate or the intermediate plate has an elongated hole running perpendicular to the rail axis for the passage of the screw. This measure makes it easy to maintain the appropriate dimensions and also enables the rail fastening to be installed without problems.
- the guide plate has an inclined surface at its end facing away from the rail, which comes to rest on a corresponding inclined surface of the carrier.
- this clamp has essentially a W-shape, the middle loop partially encompasses the shaft of the screw and comes to rest on the guide plate in the region of its support element. According to its basic concept, this clamp is the subject of DE patent 1 261 151.
- 1 and 2 show a symmetrically designed device for fastening a rail 1 of a pair of rails forming a railroad track. Through this, the rail 1 is clamped with its foot 2 on both sides on a threshold 3 forming the support. 1 shows the rail fastening in the left half in the final assembled, i.e. tensioned state in vertical section perpendicular to the longitudinal axis of the rail, in the right half in the pre-assembled, i.e. not yet tensioned state in the view.
- the threshold 3 which is preferably made of concrete, has an elongated depression 4, which extends perpendicular to the longitudinal axis of the threshold, in the area in which a rail 1 is received. It comprises a flat receiving surface 5 and at its ends two bead-shaped recesses 6, 7 which merge into inclined surfaces 8, 9.
- the threshold 3 accommodates in its end regions of its recess 4 lying transversely to the rail 1 in each case a so-called angle guide plate 10, 11, each of which has a cross-sectional profile 12, 13 on its end parts facing away from the rail 1, which has the bead-shaped recesses 6, 7 and the Sloping surfaces 8, 9 in the threshold 3 are adapted. They are therefore in part on the surfaces of the recesses 6, 7 and the inclined surfaces 8, 9 and thus bind into the threshold 3.
- the angle guide plates 10, 11 each have a U-profile 14, 15 towards the rail 1, seen in vertical section parallel to the longitudinal axis of the rail, which is open towards the threshold 3 and whose legs rest on the receiving surface 5 within the recess 4 of the threshold 3 . This forms 3 pocket-like receiving spaces 16, 17 between the inner surface of the U-profiles 14, 15 and the receiving surface 5 of the threshold.
- the angle guide plates 10, 11 comprise end faces 18, 19 oriented parallel to the longitudinal axis of the rail, which form guides for the rail foot 2 with respect to horizontal forces.
- angle guide plates 10, 11 each have on their upper surface a rib 20 or 21 running parallel to the longitudinal axis of the rail and two correspondingly oriented beads 22, 23 or 24, 25.
- the angle guide plates 10, 11 are provided in the area of the receiving spaces 16, 17 with bores 26, 27, through which sleeper screws 28 extend. These each have a square head 29, a plate 30, a shaft 31 and a threaded part 32 which is screwed into a dowel 33 inserted into the sleeper 3 below the respective angle guide plate.
- the angle guide plates 10, 11 each further comprise a support element 48, 49, which is arranged in the region of the opening of the receiving space 16, 17 on the rail foot side and via which the angle guide plate 10, 11 is additionally supported on the receiving surface 5 of the threshold 3.
- the rail 1 is inserted with its foot 2 between the end faces 18, 19 of the angle guide plates 10, 11.
- the rail foot 2 rests on a plate and layer package which consists of an elastic intermediate plate 34 resting on the concrete of the sleeper receiving surface 5, a rigid pressure distribution plate 35 and a non-elastic but insulating plastic intermediate layer 36.
- the intermediate plate 34 and the pressure distribution plate 35 of this package extend in the direction of the threshold longitudinal axis on both sides beyond the width of the rail foot 2 and engage with their end parts in the receiving spaces 16, 17 of the angle guide plates 10, 11, on the longitudinal walls of which they bear in a form-fitting manner.
- the clear height of the receiving spaces 16, 17 is dimensioned larger than the total thickness of the intermediate plate 34 and pressure distribution plate 35.
- the intermediate plate 34 and the pressure distribution plate 35 each have an elongated hole 37 oriented in the longitudinal axis of the threshold.
- a clamping clamp 38 is located on each of the angle guide plates 10, 11. This is made of steel bar with a round cross section in a W-shape and includes a shaft 31 of the sleeper screw 28 looping middle loop 39 and freely running legs 40, 41, which are convexly curved upwards and the ends of which are bent towards one another, so that they point coaxially to one another. Flats 42, 43 are provided on the center loop 39, which cooperate in the tensioned state with the underside of the plate 30 of the sleeper screws 28.
- the tensioning clamp 38 assumes the position that is given during the final assembly of the rail 1 on the threshold 3.
- the clamp presses with its legs 40, 41 onto the foot 2 of the rail 1, while it presses down the angle guide plate 10, 11 with its bends 44 lying between these legs 40, 41 and the center loop 39.
- its bends 44 lie in the beads 23, 24 of the angle guide plate 10.
- the angle guide plate 10, 11 has one in the area of this center loop 39 the congruent bead 45 in the area of the rib 20, 21.
- the mentioned support element 48, 49 is arranged below the area in which the center loop 39 of the tensioning clamp 38 presses on the angle guide plate 10 or 11, the mentioned support element 48, 49 is arranged. In this way, the force acting on the angle guide plate 10, 11 of the tensioning clamp 38 is essentially transferred to the threshold without the elastic intermediate plate 34 experiencing an uneven deflection which can lead to the rail inclination error already mentioned.
- FIG. 1 and 2 shows the tension clamp in position 38 ', i.e. the pre-assembly position. There it is rotated by 180 ° with respect to the mounting position, so that it rests on the one hand on the angle guide plate 10, 11 and on the other hand on an area of the threshold 3 facing away from the rail.
- its bends 44 lie between the rib 21 and opposing lugs 46.
- the sleepers shown in the same manner in the manner of the sleeper 3 shown in the figures are supplied by the sleeper mechanism in such a way that all tension clamps 38 on the right-hand side show the position 38 'in the right half of FIGS. 1 and 2 and on the left-hand side one take a mirror-image position.
- the threshold screws 28 are only tightened so far that their plates 30 come to rest against the center loop 39 of the tension clamps 38 and thus the angle guide plates 10, 11 and the intermediate plates 34 and the pressure distribution plates 35 and the clamps 38 on the respective threshold 3 during their Transport and their laying on the track surface are captively secured.
- the tension clamps 38 are rotated by 180 ° around the shaft 31 of the respective sleeper screw 28 , until e.g. 1 and 2 in the right half shown in the preassembled state clamp 38 is transferred from its position 38 'into a position which is a mirror image of the position of the clamp 38 shown in FIGS. 1 and 2 in the left half in the finally assembled state .
- the sleeper screws 28 are then tightened until the center loops 39 of the tensioning clamps 38, which are gripped by the plates 30 on the flats 42, 43, are pressed with their apex onto the ribs 20 and 21 of the angle guide plates 10 and 11, respectively.
- the angle guide plates 10, 11 are held down and fixed on the sleeper 3 and the foot 2 of the rail 1 is clamped onto the sleeper 3 via the plate assembly 34, 35, 36.
- the elastic intermediate plate in the longitudinal axis of the threshold is extended far beyond the width of the rail base, as a result of which it causes a large section modulus in relation to the horizontal forces exerted on the rail, which would otherwise allow the rail to tilt inadmissibly.
- the pressure distribution plate 35 also makes a particular contribution to this. In contrast to the ribbed plates, this is flat and can therefore be produced in a simple manner in rolled steel.
- the horizontal forces which are exerted on the rail 1 transversely to its longitudinal axis are transmitted from the angle guide plates 10, 11 to the inclined surfaces 8, 9 of the sleeper 3 and are diverted into the concrete of the sleeper.
- the engagement of the angle guide plates 10, 11 in the beads 6, 7 of the sleeper 3 also causes them to be secured against rotation when tensioning on the sleeper 3.
- Between the foot 2 of the rail 1 and the inclined surfaces 8, 9 of the sleeper 3, which absorb the horizontal forces with the angle guide plate 10, 11 only one component is required per rail side, which makes the construction simple and inexpensive and reduces the tolerances.
- the shaft 31 of the sleeper screws 28 is guided exactly when they are turned through the bores 26 and 27 of the angle guide plates 10, 11, thereby preventing the sleeper screws from bending when the rail 1 is tensioned on the sleeper 3. This is particularly due to the fact that the surface of the support element 48, 49 of the angle guide plate 10, 11 facing away from the rail forms a contact surface 47 for the shaft 31 of the sleeper screw 28.
- the rail fastening according to the invention can furthermore only be used in connection with sleepers which form the supports, but can also be used on appropriately designed support plates.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahn-Schienen auf einer Träger umfassenden festen Fahrbahn, d.h. eine Schienenbefestigung für schotterlosen Oberbau.
- Der Oberbau auf fester Fahrbahn gewinnt mit der Erhöhung der Achslasten und der Anhebung der Höchstgeschwindigkeiten zunehmende Bedeutung. Wesentlich für den Oberbau auf fester Fahrbahn ist es, daß die erforderliche Gleiseinfederung durch zwischen Träger und Schienen angeordnete Zwischenplatten bzw. Zwischenlagen aus elastischem Material erzielt wird. Von den hierzu existierenden Vorschlägen wurden einige bereits zumindest für Versuchszwecke realisiert.
- Eine schon verwirklichte Schienenbefestigung dieser Art umfaßt eine in bezug auf die Schienenachse sehr breite Unterlagsplatte aus Stahl, auf der die Schiene durch zwei auf ihren Fuß wirkende Klemmen befestigt ist, die durch Hakenschrauben mit Muttern gespannt sind. Die Unterlagsplatte selbst ist, zusammen mit der darunter befindlichen elastischen Zwischenplatte, in einer entsprechend breiten V-förmigen Mulde des Beton-Trägers durch beidseitig angeordnete Winkelführungsplatten gehalten, von denen jede an ihrem von der Schiene abgewandten Ende eine Schrägfläche besitzt, die an der korrespondierenden Schrägfläche des Trägers anliegt. Winkelführungsplatte und Unterlagsplatte werden mit je einer elastischen Klemme verspannt, die einerseits auf die Unterlagsplatte wirkt und andererseits die Winkelführungsplatte niederdrückt. Die jeweilige Klemme der Winkelführungsplatten wird durch eine Schraube derart vorgespannt, daß die resultierende Kraft aus der beim Fahrbetrieb von der Schiene auf die Unterlagsplatte und von dort auf die Winkelführungsplatte übertragene Horizontalkraft und die Schraubenanzugskraft über die Schrägflächen von Winkelführungsplatte und Träger gegen das Innere des Trägers gerichtet ist. Die geschilderte Schienenbefestigung ist unter der Bezeichnung Ioarv 180 bekannt, während die dabei eingesetzten Winkelführungsplatten Gegenstand des DE-Patents 1 257 817 sind. Die verwendeten Klemmen weisen im wesentlichen eine W-Form auf. Die grundlegende Ausführungsform dieser Klemmen ist Gegenstand des DE-Patents 1 261 151.
- Systembedingt weist die bekannte Schienenbefestigung drei Toleranzgrade auf, nämlich die Anlagenflächen zwischen Träger und Winkelführungsplatte einerseits und zwischen Winkelführungsplatte und Rippenplatte andererseits sowie die Klemmenbefestigung zwischen Schiene und Rippenplatte. Dadurch ist es nicht ausgeschlossen, daß die nötige Exaktheit der Schienenlage beeinträchtigt werden kann. Des weiteren wurde festgestellt, daß der für den Signal-Tonfrequenzkreis erforderliche Bettungswiderstand nur schwer erreicht werden kann. Schließlich ist diese Schienenbefestigung aufgrund des Einsatzes von vier Klemmen je Befestigungspunkt relativ aufwendig.
- Bei einer weiteren, ebenfalls schon im Versuch erprobten Schienenbefestigung für eine feste Fahrbahn liegt in einer V-förmigen Vertiefung des Trägers eine Rippenplatte, die beidseitig durch Rippenspurkeile gehalten ist, die sich jeweils mit einer Schrägfläche an einer korrespondierenden Schrägfläche des Trägers abstützen. Die Schiene einschließlich Rippenplatte und die Rippenspurkeile werden durch zwei beidseits der Schienen angeordnete Klemmen niedergedrückt, die jeweils zwischen der Rippenplatte und dem Rippenspurkeil mittels zugehöriger Schrauben verspannt sind. Diese Schienenbefestigung trägt die Bezeichnung Ioarv 207. Die Klemmen entsprechen im wesentlichen denen, die bei der Schienenbefestigung Ioarv 180 eingesetzt sind.
- Diese Schienenbefestigung weist ebenfalls drei Toleranzgrade auf, nämlich die Anlageflächen zwischen Rippenspurkeil und Träger einerseits und zwischen Rippenspurkeil und Rippenplatte andererseits, sowie zwischen Schiene und Rippenplatte. Da die Rippenspurkeile auf dem Träger nur niedergehalten, jedoch in ihrer Lage nicht fixiert sind, ist es beim Anziehen der Schrauben nicht ausgeschlossen, daß sich die Rippenspurkeile um die Horizontalachse verdrehen mit der Folge, daß sich unter Verschiebung der Rippenplatte die Ungenauigkeiten auf einer Seite der Schiene addieren können.
- Nachdem des weiteren die Anzugskraft der Klemmenschrauben über die Rippenplatte auf die elastische Zwischenlage wirkt, kann bei unterschiedlich festem Anziehen der Klemmenschrauben die Einfederung der elastischen Zwischenlage quer zur Schienenlängsachse unterschiedlich sein mit der Folge einer unterschiedlichen Neigung der beiden Schienen. Schließlich ist bei Anziehen der Klemmenschrauben aufgrund der Ausgestaltung der Mittelschlaufen der eingesetzten Klemmen die Möglichkeit einer Relativbewegung zwischen dem Schraubenkopf und der Klemme in Richtung der Schiene gegeben, wobei sich der Schaft der Schrauben verbiegen kann.
- Aus der Literatur ist schließlich eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art bekannt (DE-Patent 1 261 151, Fig. 7). Diese Schienenbefestigung, ebenfalls für feste Fahrbahn, umfaßt eine auf dem Betonträger aufliegende Grundplatte, auf der sich die Schiene unter Zwischenschaltung einer elatischen Zwischenlage abstützt. Zu beiden Seiten der Schiene ist jeweils eine Führungsplatte angeordnet, die mit einem Vorsprung in eine entsprechende Ausnehmung der Grundplatte in bezug auf die Horizontale formschlüssig eingreift. Schienenfuß und Führungsplatten werden auf die Grundplatte durch jeweils eine Klemme gepreßt, die durch eine Schraube vorgespannt wird. Auch bei dieser Schienenbefestigung besteht die Gefahr des Kippens der Schiene unter horizontaler Last aufgrund des mangelnden Widerstandsmoments der elastischen Zwischenlage, deren Breite in etwa der Breite des Schienenfußes entspricht. Ferner ist hier ebenfalls nicht die Möglichkeit ausgeschlossen, daß bei unterschiedlich stark angezogenen Klemmenschrauben die elastische Zwischenlage ungleichmäßig eingefedert wird, so daß Schienenneigungsfehler entstehen können.
- Die bereits erwähnten Winkelführungsplatten nach dem DE-Patent 1 257 817 haben sich beim Schotter-Oberbau unter Verwendung von Betonschwellen in langem Einsatz bewährt. Der Vorteil dieser Schienenbefestigung besteht darin, daß zwischen Betonschwelle und Schiene je Seite nur ein Bauteil zum Abtragen der Horizontalkräfte vorgesehen ist, nämlich die sogenannte Winkelführungsplatte, mit deren Hilfe die besagten Horizontalkräfte sicher in den Beton der Schwelle abgeleitet werden.
- Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die bei Schotteroberbau sehr bewährte Konzeption mit Führungsplatten aufzugreifen und für Schienenbefestigungen auf fester Fahrbahn derart auszulegen, daß auch bei großen Achslasten und hohen Fahrgeschwindigkeiten eine exakte Schienenlage erzielt ist.
- Diese Aufgabe wird bei einer Befestigungsvorrichtung der vorausgesetzten Art dadurch gelöst, daß die elastische Zwischenplatte senkrecht zur Schienenachse breiter ist als der Fuß der Schiene und entsprechend unter diesem beidseitig vorsteht; dazu weisen die Führungsplatten jeweils einen zum Fuß der Schiene hin offenen Aufnahmeraum auf, in die die elastische Zwischenplatte hineinragt.
- Die erfindungsgemäße Schienenbefestigung erlaubt eine ausreichend große Dimensionierung der elastischen Zwischenplatte, so daß ein hohes Widerstandsmoment gegen Horizontalkräfte erreicht wird. Die Möglichkeit der ausreichend großen Dimensionierung der elastischen Zwischenplatte wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß entsprechend modifizierte Führungsplatten eingesetzt werden, die einen offenen Aufnahmeraum aufweisen, in die die elastische Zwischenplatte hineinragen kann.
- Zugleich werden durch diese Ausbildung der Führungsplatten im wesentlichen Umfang die von der Klemme auf die Führungsplatte ausgeübten Kräfte von dieser unmittelbar auf den Träger abgeleitet, so daß die elastische Zwischenplatte keine ungleichmäßige Vorspannung durch diese Kräfte erfährt, die bei den bekannten Anordnungen zu einer unterschiedlich großen Einfederung der elastischen Zwischenplatte und damit zu Schienenneigungsfehlern führten. Vielmehr ist bei dem erfindungsgemäßen Konzept eine exakte Schienenneigung gewährleistet.
- Die erforderliche exakte Fixierung der Schiene zwischen den Führungsplatten wird dadurch gewährleistet, daß letztere in bezug auf die Horizontalkräfte formschlüssig in den Träger einbinden, so daß durch Andrehen der Klemmenschrauben die Führungsplatten in ihrer Lage eindeutig fixiert werden.
- Die erfindungsgemäße Schienenbefestigung läßt sich preisgünstig erstellen, weil sie mit wenig Bauteilen auskommt, insbesondere gemessen an der Schienenbefestigung Ioarv 180.
- Sie ermöglicht des weiteren eine einfache Regulierbarkeit der Schiene in Höhe und Richtung. Dabei ist ein seitliches Einstellen der Schienen durch entsprechend breit dimensionierte Führungsplatten möglich, während die Höhenregulierung durch entsprechend dicke Zwischenlagen zwischen Schiene und Träger erzielt wird.
- Bei der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung wird die Aufnahme der Horizontalkräfte unter Vermeidung von Schienenneigungsfehlern noch dadurch optimiert, daß zwischen dem Fuß der Schiene und der elastischen Zwischenplatte eine steife Druckverteilungsplatte angeordnet ist. Dadurch wird das Widerstandsmoment in bezug auf Horizontalkräfte noch weiter erhöht und es werden die Kräfte besonders gleichmäßig auf die elastische Zwischenplatte übertragen mit der Folge, daß diese auch gleichmäßig über ihre gesamte Hauptfläche einfedert. Die Druckverteilungsplatte ist plan und deshalb einfach ausgebildet und kann preisgünstig in Walzstahl erzeugt werden, während bei den bekannten Schienenbefestigungen relativ teure Rippenplatten, die bevorzugt im Schmiedeverfahren hergestellt werden, eingesetzt werden.
- Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß die Länge und/oder die Breite der Druckverteilungsplatte größer sind bzw. ist als die entsprechenden Abmessungen der elastischen Zwischenplatte. Dadurch wird vermieden, daß bei Verformung der elastischen Zwischenplatte diese über die Druckverteilungsplatte hinaussteht und dadurch einem erhöhten Verschleiß unterliegt.
- Ferner empfiehlt sich, wenn zwischen dem Fuß der Schiene und der Druckverteilungsplatte eine weitere Zwischenschicht angeordnet ist, deren Breite im wesentlichen der Breite des Fußes der Schiene ist. Diese Zwischenschicht kann z.B. elektrisch isolierend ausgebildet sein.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung besteht darin, daß die Führungsplatte im Bereich der schienenfußseitigen Öffnung des Aufnahmeraums ein Abstützelement aufweist, das auf dem Träger aufliegt und über das die Kraft der Klemme zumindest im wesentlichen von der Führungsplatte auf den Träger abgetragen wird. Durch diese Ausgestaltung können auch sehr hohe Kräfte von der Klemme über die Führungsplatte auf den Träger abgetragen werden, ohne daß die Gefahr einer Überbelastung der Führungsplatte besteht. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Herstellung der Führungsplatten aus einem geeigneten Kunststoff, womit eine weitere Verbilligung der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung erreicht wird.
- Ein weiterer Vorschlag zur Ausgestaltung der erfindungsgemäß eingesetzten Führungsplatten besteht darin, daß in diesen zumindest schienenseitig eine Anlagefläche für den Schaft der Schraube vorgesehen ist. Dadurch wird wirksam einem Verbiegen des Schafts der Klemmen-Schrauben begegnet. Diese Anlagefläche kann ohne Verteuerung der Führungsplatten aufgrund entsprechender Gestaltung des Spritzguß-Werkzeugs für die Herstellung der Führungsplatten aus Kunststoff erzeugt werden. Dies wird in besonders einfacher Weise dann erreicht, wenn die Anlagefläche für den Schaft der Schraube an dem Abstützelement ausgebildet ist.
- Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung ist darin zu sehen, daß der in der Führungsplatte vorgesehene Aufnahmeraum durch ein zum Träger hin offenes U-Profil gebildet ist und die lichte Höhe dieses Aufnahmeraums größer ist als die Gesamtdicke von elastischer Zwischenplatte und starrer Druckverteilungsplatte. Auf diese Weise hat die elastische Zwischenplatte einen ausreichenden Bewegungsspielraum in vertikaler Richtung in bezug auf die Führungsplatten.
- Es ist des weiteren zweckmäßig, wenn die Druckverteilungsplatte bzw. die Zwischenplatte ein senkrecht zur Schienenachse verlaufendes Langloch für den Durchtritt der Schraube besitzt. Durch diese Maßnahme ist es einfach, die entsprechenden Abmessungen einzuhalten, und sie ermöglicht des weiteren eine problemlose Montage der Schienenbefestigung.
- Ferner ist es von Vorteil, wenn die Führungsplatte an ihrem von der Schiene abgewandten Ende eine Schrägfläche aufweist, die an einer entsprechenden Schrägfläche des Trägers zur Anlage gelangt. Damit wird auch für die schotterlose Schienenbefestigung das bewährte Konzept nach dem DE-Patent 1 257 817 für den Oberbau auf fester Fahrbahn aufgegriffen.
- Eine besonders exakte Fixierung der Führungsplatten in bezug auf den Träger und damit eine spurgetreue Halterung der Schienen ergibt sich dann, wenn die Führungsplatte einen parallel zur Schienenachse verlaufenden Vorsprung besitzt, der in eine entsprechende Ausnehmung in den Träger eingreift.
- Schließlich empfiehlt sich der Einsatz an sich bekannter Klemmen; dabei besitzt diese Klemme im wesentlichen eine W-Form, deren Mittelschleife teilweise den Schaft der Schraube umfaßt und auf der Führungsplatte im Bereich von deren Abstützelement zur Auflage gelangt. Diese Klemme ist nach ihrem Grundkonzept Gegenstand des DE-Patents 1 261 151.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Schienenbefestigung, bei welchem die linke Seite der Schienenbefestigung im endmontierten Zustand im Schnitt und die rechte Seite der Schienenbefestigung im vormontierten Zustand in Ansicht gezeichnet sind,
- Fig. 2 die Anordnung der Fig. 1 in Draufsicht,
- Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 längs der Linie III-III, und
- Fig. 4 eine Draufsicht auf eine bei der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung eingesetzte Winkelführungsplatte.
- In Fig. 1 und 2 ist eine symmetrisch ausgebildete Vorrichtung zur Befestigung einer Schiene 1 eines ein Eisenbahn-Gleis bildenen Schienenpaares dargestellt. Durch diese wird die Schiene 1 mit ihrem Fuß 2 beidseitig auf eine den Träger bildenden Schwelle 3 gespannt. Dabei zeigt die Fig. 1 die Schienenbefestigung in der linken Hälfte im endmontierten, d.h. gespannten Zustand im Vertikalschnitt senkrecht zur Schienenlängsachse, in der rechten Häfte im vormontierten, d.h. noch nicht gespannten Zustand in der Ansicht.
- Die vorzugsweise aus Beton bestehende Schwelle 3 weist jeweils in dem Bereich, in dem eine Schiene 1 aufgenommen wird, eine längliche, senkrecht zur Schwellenlängsachse verlaufende Vertiefung 4 auf. Sie umfaßt eine plane Aufnahmefläche 5 und an ihren Enden zwei sickenförmige Ausnehmungen 6, 7, die in Schrägflächen 8, 9 übergehen.
- Die Schwelle 3 nimmt in ihrem quer zur Schiene 1 liegenden Endbereichen ihrer Vertiefung 4 jeweils eine sog. Winkelführungsplatte 10, 11 auf, die jeweils an ihren von der Schiene 1 abgewandten Endteilen ein Querschnittsprofil 12, 13 aufweisen, das den sickenförmigen Ausnehmungen 6, 7 sowie den Schrägflächen 8, 9 in der Schwelle 3 angepaßt sind. Sie liegen daher an den Flächen der Ausnehmungen 6, 7 teilweise sowie den Schrägflächen 8, 9 satt an und binden somit in die Schwelle 3 ein.
- Die Winkelführungsplatten 10, 11 weisen zur Schiene 1 hin jeweils ein - im Vertikalschnitt parallel zur Schienenlängsachse gesehen - U-Profil 14, 15 auf, das zur Schwelle 3 hin offen ist und dessen Schenkel innerhalb der Vertiefung 4 der Schwelle 3 auf deren Aufnahmefläche 5 aufliegen. Hierdurch bilden sich zwischen der inneren Fläche der U-Profile 14, 15 und der Aufnahmefläche 5 der Schwelle 3 taschenartige Aufnahmeräume 16, 17.
- Zur Schiene 1 hin umfassen die Winkelführungsplatten 10, 11 parallel zur Schienenlängsachse orientierte Stirnflächen 18, 19, die Führungen für den Schienenfuß 2 in bezug auf Horizontalkräfte bilden.
- Ferner besitzen die Winkelführungsplatten 10, 11 an ihrer oberen Fläche jeweils eine parallel zur Schienenlängsachse verlaufende Rippe 20 bzw. 21 sowie jeweils zwei entsprechend orientierte Sicken 22, 23 bzw. 24, 25.
- Die Winkelführungsplatten 10, 11 sind im Bereich der Aufnahmeräume 16, 17 mit Bohrungen 26, 27 versehen, durch welche Schwellenschrauben 28 hindurchgreifen. Diese besitzen jeweils einen Vierkantkopf 29, einen Teller 30, einen Schaft 31 und ein Gewindeteil 32, das in einen unterhalb der jeweiligen Winkelführungsplatte in die Schwelle 3 eingesetzten Dübel 33 eingeschraubt wird.
- Die Winkelführungsplatten 10, 11 umfassen des weiteren je ein Abstützelement 48, 49, das jeweils im Bereich der schienenfußseitigen Öffnung des Aufnahmeraums 16, 17 angeordnet ist und über das sich die Winkelführungsplatte 10, 11 zusätzlich auf der Aufnahmefläche 5 der Schwelle 3 abstützt.
- Zwischen die Stirnflächen 18, 19 der Winkelführungsplatten 10, 11 wird - wie bereits erwähnt - die Schiene 1 mit ihrem Fuß 2 eingesetzt. Der Schienenfuß 2 ruht auf einem Platten- und Schichtpaket, das aus einer auf dem Beton der Schwellen-Aufnahmefläche 5 aufliegenden, elastischen Zwischenplatte 34, einer steifen Druckverteilungsplatte 35 und einer nicht elastischen, jedoch isolierenden Kunststoff-Zwischenlage 36 besteht. Die Zwischenplatte 34 und die Druckverteilungsplatte 35 dieses Pakets erstrecken sich in Richtung der Schwellenlängsachse beidseitig über die Breite des Schienenfußes 2 hinaus und greifen mit ihren Endteilen in die Aufnahmeräume 16, 17 der Winkelführungsplatten 10, 11 ein, an deren Längswänden sie formschlüssig anliegen. Die lichte Höhe der Aufnahmeräume 16, 17 ist größer bemessen als die Gesamtdicke von Zwischenplatte 34 und Druckverteilungsplatte 35. Zum Durchtritt der Schwellenschrauben 28 weisen die Zwischenplatte 34 und die Druckverteilungsplatte 35 je ein in Schwellenlängsachse orientiertes Langloch 37 auf.
- Auf den Winkelführungsplatten 10, 11 befindet sich je eine Spannklemme 38. Diese ist aus Stabstahl mit rundem Querschnitt in W-Form ausgebildet und umfaßt eine den Schaft 31 der Schwellenschraube 28 umschlingende Mittelschleife 39 und frei auslaufende Schenkel 40, 41, die nach oben konvex gekrümmt sind und deren Enden zueinander umgebogen sind, so daß sie gleichachsig zueinander weisen. An der Mittelschleife 39 sind Abflachungen 42, 43 vorgesehen, die im gespannten Zustand mit der Unterseite der Teller 30 der Schwellenschrauben 28 zusammenwirken.
- In der linken Hälfte von Fig. 1 und 2 nimmt die Spannklemme 38 die Lage ein, die bei der Endmontage der Schiene 1 auf der Schwelle 3 gegeben ist. Dabei drückt die Klemme mit ihren Schenkeln 40, 41 auf den Fuß 2 der Schiene 1, während sie mit ihren zwischen diesen Schenkeln 40, 41 und der Mittelschleife 39 liegenden Umbiegungen 44 die Winkelführungsplatte 10, 11 niederdrückt. Um die Spannklemme 38 gegen Verdrehung zu sichern, liegen ihre Umbiegungen 44 in den Sicken 23, 24 der Winkelführungsplatte 10. Zu dem gleichen Zweck und zur Vergrößerung der Auflagefläche der Mittelschleife 39 der Spannklemme 38 besitzt die Winkelführungsplatte 10, 11 im Bereich dieser Mittelschleife 39 eine dazu kongruente Sicke 45 im Bereich der Rippe 20, 21. Unterhalb des Bereiches, in dem die Mittelschleife 39 der Spannklemme 38 auf die Winkelführungsplatte 10 bzw. 11 drückt, ist das erwähnte Abstützelement 48, 49 angeordnet. Auf diese Weise wird die auf die Winkelführungsplatte 10, 11 wirkende Kraft der Spannklemme 38 im wesentlichen auf die Schwelle abgetragen, ohne daß die elastische Zwischenplatte 34 eine ungleichmäßige Einfederung erfährt, die zu dem schon erwähnten Schienenneigungsfehler führen kann.
- Die rechte Seite der Figuren 1 und 2 zeigt die Spannklemme in der Position 38′, d.h. der Vormontagestellung. Dort ist sie in bezug auf die Montagestellung um 180° gedreht, so daß sie einerseits auf der Winkelführungsplatte 10, 11 und andererseits auf einem von der Schiene abgewandten Bereich der Schwelle 3 aufliegt. Um die Spannklemme 38′ auch in der Vormontagestellung gegen Verdrehung zu sichern, liegen ihre Umbiegungen 44 zwischen der Rippe 21 und gegengeordneten Nasen 46.
- Zur Verlegung eines Schienenpaares werden die nach Art der in den Abbildungen gezeigten Schwelle 3 in gleicher Weise ausgestatteten Schwellen vom Schwellenwerk in der Weise angeliefert, daß alle Spannklemmen 38 rechtsseitig die in der rechten Hälfte von Fig. 1 und 2 dargestellte Position 38′ und linksseitig eine hierzu spiegelbildliche Position einnehmen. Die Schwellenschrauben 28 sind dabei nur soweit angezogen, daß ihre Teller 30 an der Mittelschleife 39 der Spannklemmen 38 leicht zum Anliegen kommen und somit die Winkelführungsplatten 10, 11 sowie die Zwischenplatten 34 und die Druckverteilungsplatten 35 und die Spannklemmen 38 auf der jeweiligen Schwelle 3 während ihres Antransports und ihres Auslegens auf den Gleisuntergrund unverlierbar gesichert sind.
- Wenn die Schwellen 3 auf dem Gleisuntergrund ausgelegt sind, werden die Schienen 1 des ein Gleis bildenden Schienenpaares zwischen den Stirnflächen 18, 19 der Winkelführungsplatten 10, 11 verlegt, wobei noch die Kunststoff-Zwischenlagen 36 eingebracht werden.
- Zum Festspannen des Schienenfußes 2 auf dem Plattenpaket 34, 35, 36 und gleichzeitig auch zum endgültigen Festspannen der Winkelführungsplatten 10, 11 auf der Schwelle 3 werden nach leichtem Lockern der Schwellenschrauben 28 die Spannklemmen 38 um den Schaft 31 der jeweiligen Schwellenschraube 28 um 180° gedreht, bis z.B. die in Fig 1 und 2 in der rechten Hälfte im vormontierten Zustand gezeigte Spannklemme 38 aus ihrer Position 38′ in eine Lage überführt ist, die spiegelbildlich zur Lage der in Fig. 1 und 2 in der linken Hälfte im endgültig montierten Zustand gezeigten Spannklemme 38 ist. Anschließend werden die Schwellenschrauben 28 so weit angedreht, bis die durch die Teller 30 an den Abflachungen 42, 43 erfaßten Mittelschleifen 39 der Spannklemmen 38 mit ihrem Scheitelpunkt auf die Rippen 20 bzw. 21 der Winkelführungsplatten 10 bzw. 11 niedergedrückt werden. Dadurch werden die Winkelführungsplatten 10, 11 auf die Schwelle 3 niedergehalten und fixiert und der Fuß 2 der Schiene 1 über das Plattenpaket 34, 35, 36 auf die Schwelle 3 festgespannt.
- Die beschriebene Schienenbefestigung besitzt eine Reihe von Vorteilen, die im folgenden näher dargelegt werden.
- Ein Zusammenpressen der Endteile der elastischen Zwischenplatte 34 beim Niederdrücken der Winkelführungsplatten 10, 11 auf die Schwelle 3 wird im wesentlichen vermieden, da sie in den Aufnahmeräumen 16, 17 der Winkelführungsplatten 10, 11 liegen. Vielmehr wird die von der Spannklemme 38 aufgebrachte Kraft über die Winkelführungsplatte 10, 11 im wesentlichen direkt auf die Schwelle 3 übertragen. Dadurch ist gewährleistet, daß der Schienenneigungswinkel in der geforderten Exaktheit eingehalten wird, und zwar auch dann, wenn die zwei Spannklemmen eines Befestigungspunktes eventuell ungleich stark vorgespannt werden.
- Darüber hinaus ist die elastische Zwischenplatte in Schwellenlängsachse weit über die Breite des Schienenfußes hinaus verlängert, wodurch sie ein großes Widerstandsmoment in bezug auf die auf die Schiene ausgeübten Horizontalkräfte bewirkt, die anderenfalls ein unzulässiges Kippen der Schiene ermöglichen würden. Dazu trägt im besonderen Maße noch die Druckverteilungsplatte 35 bei. Diese ist im Gegensatz zu den Rippenplatten plan ausgebildet und ist deshalb in einfacher Weise in Walzstahl herstellbar.
- Die Horizontalkräfte, die auf die Schiene 1 quer zu ihrer Längsachse ausgeübt werden, werden von den Winkelführungsplatten 10, 11 auf die Schrägflächen 8, 9 der Schwelle 3 übertragen und in den Beton der Schwelle abgeleitet. Der Eingriff der Winkelführungsplatten 10, 11 in die Sicken 6, 7 der Schwelle 3 bewirkt gleichzeitig auch ihre Sicherung gegen Verdrehung beim Spannen auf die Schwelle 3. Zwischen dem Fuß 2 der Schiene 1 und den die Horizontalkräfte aufnehmenden Schrägflächen 8, 9 der Schwelle 3 ist mit der Winkelführungsplatte 10, 11 je Schienenseite nur ein einziges Bauteil erforderlich, was die Konstruktion einfach und kostengünstig gestalten läßt sowie die Toleranzen erniedrigt.
- Der Schaft 31 der Schwellenschrauben 28 wird bei deren Andrehen durch die Bohrungen 26 bzw. 27 der Winkelführungsplatten 10, 11 exakt geführt, wodurch ein Verbiegen der Schwellenschrauben beim Spannen der Schiene 1 auf die Schwelle 3 verhindert wird. Dazu trägt im besonderen Maße bei, daß die von der Schiene abgewandte Fläche des Abstützelements 48, 49 der Winkelführungsplatte 10, 11 eine Anlagefläche 47 für den Schaft 31 der Schwellenschraube 28 bildet.
- Natürlich kann das beschriebene Ausführungsbeispiel modifiziert werden, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.
- So ist es möglich, anstelle der Winkelführungsplatten 10, 11, die sich mit ihren Schrägflächen 12, 13 an entsprechenden Schrägflächen 8, 9 im Träger abstützen, Führungsplatten zu verwenden, die auf andere Weise in bezug auf Horizontalkräfte formschlüssig in den Träger einbinden.
- Anstelle der W-förmigen Spannklemmen 38 können auch andere Klemmen eingesetzt werden.
- Die erfindungsgemäße Schienenbefestigung kann des weiteren nur im Zusammenhang mit Schwellen, die die Träger bilden, eingesetzt werden, sondern auch auf entsprechend ausgebildeten Trägerplatten verwendet werden.
Claims (12)
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-Kennzeichen-
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