EP0545123B1 - Schienenbefestigungsanordnung - Google Patents

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EP0545123B1
EP0545123B1 EP92119501A EP92119501A EP0545123B1 EP 0545123 B1 EP0545123 B1 EP 0545123B1 EP 92119501 A EP92119501 A EP 92119501A EP 92119501 A EP92119501 A EP 92119501A EP 0545123 B1 EP0545123 B1 EP 0545123B1
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EP
European Patent Office
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plate
rail fastening
rail
insert
fastening
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EP92119501A
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English (en)
French (fr)
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EP0545123A1 (de
Inventor
Sebastian Benenowski
Albrecht Dipl.-Ing. Demmig
Hans-Ulrich Dr.-Ing. Dietze
Alfred Kais
Erich Dipl.-Ing.(Fh) Nuding
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Butzbacher Weichenbau GmbH
Voestalpine Turnout Technology Germany GmbH
Original Assignee
Voestalpine BWG GmbH
Butzbacher Weichenbau GmbH
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Publication date
Application filed by Voestalpine BWG GmbH, Butzbacher Weichenbau GmbH filed Critical Voestalpine BWG GmbH
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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
    • E01B9/62—Rail fastenings incorporating resilient supports
    • 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
    • E01B9/38—Indirect fastening of rails by using tie-plates or chairs; Fastening of rails on the tie-plates or in the chairs

Definitions

  • the invention relates to a rail fastening arrangement for fastening a rail section of a track to be arranged on a support such as a threshold, comprising a rail fastening plate such as a ribbed plate, an electrically insulating intermediate plate running at least in regions between the support and the rail fastening plate and surrounding and holding the rail fastening plate at least in regions and at least one fastening element passing through the intermediate plate, such as bolts for fixing the rail fastening plate in position on the threshold, which passes through the rail fastening plate at a distance.
  • a rail fastening plate such as a ribbed plate
  • an electrically insulating intermediate plate running at least in regions between the support and the rail fastening plate and surrounding and holding the rail fastening plate at least in regions and at least one fastening element passing through the intermediate plate, such as bolts for fixing the rail fastening plate in position on the threshold, which passes through the rail fastening plate at a distance.
  • Rails are normally fastened to ribbed plates, which in turn are connected directly or indirectly to a base which is referred to below as a threshold for reasons of simplicity.
  • a ballastless superstructure is becoming increasingly popular, so that problems arise with regard to both vibration damping and noise generation, particularly on high-speed routes.
  • a rail fastening arrangement of the type mentioned at the outset can be found in US 4,615,484.
  • the rail fastening arrangement has a base plate with a raised edge, within which an intermediate plate made of insulating material is arranged is. On the outside, the base plate is also provided with an all-round apron made of insulating material. This is to ensure that leakage currents cannot flow to a rail received by the rail fastening arrangement.
  • the present invention is therefore based on the problem of developing a rail fastening arrangement of the type mentioned above in such a way that, with a simple structure, there is high stability, in particular against shear forces, while simultaneously reducing high-frequency vibrations and reducing noise. Corrosion due to leakage currents should also be avoided.
  • the intermediate plate has a substantially inherently rigid trough-shaped insert which extends below the rail fastening plate, and in that the intermediate plate is pre-tensioned in position by the fastening element.
  • the teaching according to the invention has the advantage that the dynamic forces which cause high-frequency vibrations are reduced by the elastic intermediate plate, whereas the static forces are derived directly into the base such as a threshold, preferably a concrete threshold, via the connecting element.
  • the insert has a trough shape such that the edge regions are raised, that is to say they extend away from the threshold in the direction of the top of the intermediate plate.
  • the desired preload of the intermediate plate which resembles a spring preload, is achieved according to a further embodiment of the invention in that the fastening element is a screw such as a bolt screw which is surrounded by a sleeve which is supported on the one hand on the threshold or the insert and on the on the other hand, a screw head or a screw nut is in direct or indirect contact.
  • the length difference between the intermediate layer height in the relaxed state and the height of the sleeve consequently predefines the intermediate layer. This in turn is one of the reasons for the absorption of the dynamic forces and thus the reduction of the high-frequency vibrations.
  • the metal insert extends at least below the rail fastening plate and is also penetrated by the fastening element.
  • the metal insert preferably has an areal extension which is slightly smaller in plan view than that of the intermediate plate.
  • the rail fastening plate and possibly also the insert are vulcanized into the intermediate plate at least in some areas.
  • Other types of connection are of course also possible.
  • the intermediate plate has a circumferential nose-shaped section directed towards the sleeper, which functions as a drip edge.
  • a rail fastening arrangement (10) is shown in section, which is intended in particular for the ballastless superstructure.
  • the rail fastening arrangement (10) comprises as essential components a rail fastening plate in the form of a ribbed plate (12), an intermediate plate (14) made of elastic material such as elastomer, a self-rigid insert (16) running in some areas in the bottom area thereof, and a base in the form of e.g. B. a concrete sleeper (18) on which the rail fastening arrangement (10) via screw bolts (20) (one shown) is fastened. Furthermore, between the intermediate plate (14) and the concrete sleeper (18) there can be a compensating plate (22) which consists of a non-elastic material, preferably of metal.
  • the ribbed plate (12) is received in a fixed position by the intermediate plate (14).
  • the ribbed plate (12) can be vulcanized into the intermediate plate (14).
  • Ribs (24) and (26) protrude from the intermediate plate (14), via which a rail, not shown, is attached in a known manner.
  • This intermediate layer which shows a trough-shaped geometry, gives the intermediate plate (14) the necessary stability, in particular to limit the shear forces that occur.
  • the trough-shaped geometry of the insert (16) is achieved in that the edges (28) and (30) are bent away from the threshold (18), ie extend in the direction of the upper surface of the intermediate plate (14).
  • the horizontally extending plate (32) of the rib plate (12) is completely vulcanized into the intermediate plate (14) from which the ribs (24) and (26) protrude.
  • the rail foot of a rail, not shown, defined by the ribs (24), (26) runs on the free surface (34) of the intermediate plate (14).
  • the intermediate plate (14) has a peripheral drip edge (38).
  • the intermediate plate (14) is always preloaded. This is achieved by the bolt screw (20) and a sleeve element (40) concentrically surrounding it.
  • the sleeve element (40) in turn is supported with a shoulder (42) on the insert (16), which takes a fixed and essentially unchangeable distance from the threshold (18).
  • a metal washer (46) is supported on the upper edge (44) of the sleeve (40) and force is introduced in the direction of the threshold (18) via the screw nut (50) of the stud screw (20). Between the metal disc (46) and the nut (50) there can also be a shim (48).
  • the nut (50) is tightened to such an extent that the washer (46), which lies flat on the surface (34) of the intermediate plate (14), is supported on the upper edge (44) of the sleeve (40).
  • the distance between the step (42) and the upper edge (44) of the sleeve (40) is less than the height of the intermediate plate (14) in the relaxed state.
  • the bolt screw (20) In order to prevent the bolt screw (20) from being torn out of the concrete sleeper (18) when the nut (50) is tightened, the bolt screw (20) has a collar (52) which is supported in the region (54) of the compensating plate (22).

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schienenbefestigungsanordnung zum Befestigen eines auf einer Unterlage wie Schwelle anzuordnenden Schienenabschnitts eines Gleises, umfassend eine Schienenbefestigungsplatte wie Rippenplatte, eine zwischen der Unterlage und Schienenbefestigungsplatte zumindest bereichsweise verlaufende elektrisch isolierende, die Schienenbefestigungsplatte zumindest bereichsweise umgebende und diese haltende Zwischenplatte aus elastischem Material sowie zumindest ein die Zwischenplatte durchsetzendes Befestigungselement wie Bolzen zum Lagefixieren der Schienenbefestigungsplatte auf der Schwelle, das die Schienenbefestigungsplatte beabstandet durchsetzt.
  • Normalerweise werden Schienen auf Rippenplatten befestigt, die ihrerseits mittelbar oder unmittelbar mit einer nachstehend aus Gründen der Einfachheit als Schwelle bezeichneten Unterlage verbunden sind. In immer zunehmendem Umfang setzt sich ein schotterloser Oberbau durch, so daß Probleme hinsichtlich sowohl der Schwingungsdämpfung als auch der Geräuschbildung insbesondere auf Schnellfahrstrecken entstehen.
  • Veröffentlichungen die sich auf Schienenbefestigungen beziehen bzw. elastische Schienenlager zum Gegenstand haben, sind die DE-B-1 240 544, DE-U-84 34 618, EP-A-0 106 952, DE-U-85 10 654 oder die US-A- 2 076 019.
  • Eine Schienenbefestigungsanordnung der eingangs genannten Art ist der US 4,615,484 zu entnehmen. Dabei weist die Schienenbefestigungsanordnung eine Basisplatte mit hochgezogenem Rand auf, innerhalb der eine Zwischenplatte aus isolierendem Material angeordnet ist. Außenseitig ist die Basisplatte mit einer umlaufenden Schürze ebenfalls aus isolierendem Material versehen. Hierdurch soll sichergestellt sein, daß Kriechströme nicht zu einer von der Schienenbefestigungsanordnung aufgenommen Schiene fließen können.
  • Eine vom Aufbau ähnliche Anordnung ist der DE-OS 2 350 815 mit dem Unterschied zu entnehmen, daß die Basisplatte weder einen hochgezogenen Rand, noch eine umlaufende gesonderte Schürze umfaßt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Schienenbefestigungsanordnung der zuvor genannten Art so weiterzubilden, daß bei einfachem Aufbau eine hohe Stabilität insbesondere gegen Scherkräfte bei gleichzeitigem Abbau hochfrequenter Schwingungen sowie Geräuschreduzierung besteht. Auch soll eine Korrosion durch Kriechströme vermieden werden.
  • Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenplatte eine im wesentlichen eigensteife wannenförmige Einlage aufweist, die sich unterhalb der Schienenbefestigungsplatte erstreckt, und daß die Zwischenplatte vorgespannt von dem Befestigungselement lagefixiert ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich der Vorteil, daß die dynamischen, die hochfrequenten Schwingungen hervorrufenden Kräfte durch die elastische Zwischenplatte abgebaut werden, wohingegen über das Verbindungselement die statischen Kräfte unmittelbar in die Unterlage wie Schwelle, vorzugsweise Betonschwelle abgeleitet werden.
  • Durch Fehlen einer unmittelbaren Verbindung zwischen der Schwelle und der Schienenbefestigungsplatte wie insbesondere Rippenplatte kann ein elektrochemisches Potential nicht aufgebaut werden, so daß hierdurch bedingte Korrosionen unterbleiben.
  • Auch wenn die Schienenbefestigungsplatte von einem elastischen Element aufgenommen und gehalten ist, ist eine eindeutige Lagefixierung sichergestellt, d. h. ein unkontrolliertes Verschieben der Schienenbefestigungsplatte und damit der von dieser ausgehenden Schiene ist ausgeschlossen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die elastische Zwischenplatte die wannenförmige eigensteife Einlage aufweist.
  • Dabei weist die Einlage eine derartige Wannenform auf, daß die Randbereiche hochgezogen sind, also sich von der Schwelle weg in Richtung der Oberseite der Zwischenplatte erstrekken.
  • Die gewünschte Vorspannung der Zwischenplatte, die einer Federvorspannung gleicht, wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, daß das Befestigungselement eine Schraube wie Bolzenschraube ist, welches von einer Hülse umgeben ist, die einerseits auf der Schwelle oder der Einlage abgestützt ist und auf der andererseits mittelbar oder unmittelbar ein Schraubenkopf oder eine Schraubenmutter anliegt. Durch die Längendifferenz zwischen der Zwischenlagenhöhe im entspannten Zustand und der Höhe der Hülse wird folglich die Vorspannung der Zwischenlage vorgegeben. Diese wiederum ist mit ursächlich für die Aufnahme der dynamischen Kräfte und damit des Abbaus der hochfrequenten Schwingungen.
  • Die Metalleinlage erstreckt sich zumindest unterhalb der Schienenbefestigungsplatte und wird zudem von dem Befestigungselement durchsetzt. Vorzugsweise zeigt die Metalleinlage eine flächige Erstreckung, die in Draufsicht geringfügig kleiner als die der Zwischenplatte ist.
  • Insbesondere ist die Schienenbefestigungsplatte und gegebenenfalls auch die Einlage zumindest bereichsweise in der Zwischenplatte einvulkanisiert. Andere Verbindungsarten sind selbstverständlich auch möglich.
  • Um zu vermeiden, daß Kriechwasser von dem Schwellenbereich zur Schienebefestigungsplatte und umgekehrt gelangt, ist nach einem weiteren Vorschlag vorgesehen, daß die Zwischenplatte randseitig einen umlaufenden in Richtung der Schwelle gerichteten nasenförmigen Abschnitt aufweist, der die Funktion eines Tropfrandes ausübt.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diese zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden Ausführungsbeispiels.
  • In der einzigen Figur ist eine Schienenbefestigungsanordnung (10) im Schnitt dargestellt, die insbesondere für den schotterlosen Oberbau bestimmt ist.
  • Die Schienunbefestigungsanordnung (10) umfaßt als wesentliche Bestandteile eine Schienenbefestigungsplatte in Form einer Rippenplatte (12), eine aus elastischem Material wie Elastomer bestehende Zwischenplatte (14), eine bereichsweise in deren Bodenhereich verlaufende eigensteife Einlage (16) sowie eine Unterlage in Form von z. B. einer Betonschwelle (18), auf der die Schienenbefestigungsanordnung (10) über Schraubenbolzen (20) (einer dargestellt) befestigt ist. Ferner kann sich zwischen der Zwischenplatte (14) und der Betonschwelle (18) eine Ausgleichsplatte (22) befinden, die aus einem nicht elastischen Material, vorzugsweise aus Metall besteht.
  • Erfindungsgemäß ist die Rippenplatte (12) von der Zwischenplatte (14) lagefixiert aufgenommen. Hierzu kann die Rippenplatte (12) in der Zwischenplatte (14) einvulkanisiert sein. Aus der Zwischenplatte (14) ragen Rippen (24) und (26) hervor, über die in bekannter Weise eine nicht dargestellte Schiene befestigt wird.
  • Die aus Metall bestehende Einlage (16), die bodenseitig unbedeckt sein kann, hat eine flächige Erstreckung, die in Draufsicht in etwa der Zwischenplattenfläche entspricht. Durch diese Zwischenlage, die eine wannenförmige Geometrie zeigt, erfährt die Zwischenplatte (14) die notwendige Stabilität, insbesondere zur Begrenzung von auftretenden Scherkräften.
  • Die wannenförmige Geometrie der Einlage (16) wird dadurch erreicht, daß die Ränder (28) und (30) von der Schwelle (18) weg umgebogen sind, also sich in Richtung der oberen Fläche der Zwischenplatte (14) erstrecken.
  • Wie die Darstellung verdeutlicht, ist die horizontal verlaufende Platte (32) der Rippenplatte (12) vollständig in der Zwischenplatte (14) einvulkanisiert, aus der die Rippen (24) und (26) abragen. Hierdurch bedingt verläuft der von den Rippen (24), (26) festgelegte Schienenfuß einer nicht dargestellten Schiene auf der freien Oberfläche (34) der Zwischenplatte (14).
  • Die Rippenplatte (12) wird von Bolzenschrauben (20) durchsetzt, wie der im linken Bereich der Zwischenplatte (14) vorhandene Abschnitt (36) der Rippenplatte (12) verdeutlichen soll.
  • Um zu verhindern, daß Kriechwasser von der Schwelle (18) zu den Backen (24) und (26) bzw. umgekehrt gelangt, weist die Zwischenplatte (14) einen umlaufenden Tropfrand (38) auf.
  • Gemäß der Erfindung ist die Zwischenplatte (14) stets vorgespannt. Dies wird durch die Bolzenschraube (20) und ein dieses konzentrisch umgebendes Hülsenelement (40) erreicht. Das Hülsenelement (40) stützt sich seinerseits mit einem Absatz (42) auf der Einlage (16) ab, die zur Schwelle (18) einen festen und im wesentlichen unveränderbaren Abstand einnimmt.
  • Auf dem oberen Rand (44) der Hülse (40) stützt sich eine Metallscheibe (46) ab, die über die Schraubenmutter (50) der Bolzenschraube (20) eine Krafteinleitung in Richtung der Schwelle (18) erfolgt. Zwischen der Metallscheibe (46) und der Mutter (50) kann sich ferner eine Ausgleichsscheibe (48) befinden.
  • Die Mutter (50) wird in einem Umfang angezogen, bis daß sich die Scheibe (46), die flächig auf der Oberfläche (34) der Zwischenplatte (14) liegt, auf den, oberen Rand (44) der Hülse (40) abstützt. Der Abstand zwischen der Stufe (42) und dem oberen Rand (44) der Hülse (40) ist geringer als die Höhe der Zwischenplatte (14) im entspannten Zustand. Dies bedeutet, daß durch die zuvor beschriebene Maßnahmen, also dann, wenn die Scheibe (46) am oberen Rand (44) der Hülse (40) anliegt, die Zwischenplatte (14) eine fortwährende Vorspannung erfährt.
  • Um ein Herausreißen der Bolzenschraube (20) beim Anziehen der Mutter (50) aus der Betonschwelle (18) auszuschließen, weist die Bolzenschraube (20) einen Bund (52) aus, der sich im Bereich (54) der Ausgleichsplatte (22) abstützt.

Claims (7)

  1. Schienenbefestigungsanordnung (10) zum Befestigen eines auf einer Unterlage wie Schwelle anzuordnenden Schienenabschnitts eines Gleises, umfassend eine Schienenbefestigungsplatte wie Rippenplatte (12), eine zwischen der Unterlage und Schienenbefestigungsplatte zumindest bereichsweise verlaufende elektrisch isolierende, die Schienenbefestigungsplatte zumindest bereichsweise umgebende und diese haltende Zwischenplatte (14) aus elastichem Material sowie zumindest ein die Zwischenplatte durchsetzendes Befestigungselement (20) wie Bolzen zum Lagefixieren der Schienenbefestigungsplatte auf der Schwelle, das die Schienenbefestigungsplatte beabstandet durchsetzt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zwischenplatte (14) eine im wesentlichen eigensteife wannenförmige Einlage (16) aufweist, die sich unterhalb der Schienenbefestigungsplatte (12) erstreckt, und daß die Zwischenplatte vorgespannt von dem Befestigungselement (20) lagefixiert ist.
  2. Schienenbefestigungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Befestigungselement (20) eine Schraube wie Bolzenschraube ist, welche von einer Hülse (40) umgeben ist, die einerseits auf der Unterlage (18) oder der Einlage (16) abgestützt ist und auf der andererseits mittelbar oder unmittelbar ein Schraubenkopf oder eine Schraubenmutter (50) anliegt, wobei die Zwischenplatte (14) im Bereich der Hülse im entspannten Zustand eine größere Höhe als die Hülse aufweist.
  3. Schienenbefestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einlage hochgezogene Längs- und Querränder (28, 30) aufweist.
  4. Schienenbefestigungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einlage (16) aus Metall ist und zumindest bereichsweise bodenseitig von der Zwischenplatte (14) unbedeckt ist.
  5. Schienenbefestigungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schienenbefestigungsplatte (12) und/oder die Einlage (16) zumindest bereichsweise in der Zwischenplatte (14) einvulkanisiert ist.
  6. Schienenbefestigungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zwischenplatte (14) randseitig einen umlaufenden in Richtung der Unterlage (18) gerichteten nasenförmigen Abschnitt (38) aufweist.
  7. Schienenbefestigungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Befestigungselement (20) einen sich an einem oberhalb der Unterlage (18) verlaufenden Element wie Ausgleichsplatte (22) abstützenden Bund (52) aufweist.
EP92119501A 1991-11-23 1992-11-14 Schienenbefestigungsanordnung Expired - Lifetime EP0545123B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4138576 1991-11-23
DE4138576A DE4138576A1 (de) 1991-11-23 1991-11-23 Schienenbefestigungsanordnung

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EP0545123A1 EP0545123A1 (de) 1993-06-09
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