EP2542717B1 - Hakenbolzen zur schienenbefestigung auf hohlschwellen - Google Patents

Hakenbolzen zur schienenbefestigung auf hohlschwellen Download PDF

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EP2542717B1
EP2542717B1 EP10707004.7A EP10707004A EP2542717B1 EP 2542717 B1 EP2542717 B1 EP 2542717B1 EP 10707004 A EP10707004 A EP 10707004A EP 2542717 B1 EP2542717 B1 EP 2542717B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hook
threaded
bolt
receiving
receiving chamber
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP10707004.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2542717A1 (de
Inventor
Eugen Gart
Sebastian Schäfer
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Vossloh Werke GmbH
Original Assignee
Vossloh Werke GmbH
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • E01B9/34—Fastening on steel sleepers with clamp members by resilient steel clips

Definitions

  • the invention relates to a hook bolt for rail mounting on hollow sleepers, especially steel sleepers, and a rail fastening system using such hook bolts.
  • Common railway sleepers may be made of either solid material, e.g. Wood or concrete, or else designed as hollow sleepers. While in the use of wooden sleepers, the rail fastening on the threshold is often done by directly screwing fasteners into the wood material, anchors are poured in concrete sleepers in the concrete material, in turn, are screwed suitable fastening screws a rail fastening system.
  • hook bolts in the prior art are made of cast iron. The high side forces, especially in heavy load, the lower, hook-shaped part of the bolt can accommodate without problems due to the structural design.
  • a hook bolt is used for rail mounting on hollow sleepers. With the help of bolts, the hook bolt is deformed and pulled against the underside of the threshold plate.
  • the DE 46755 C represents the closest prior art.
  • the invention has for its object to provide a hook bolt for rail mounting, which withstands higher loads at low cost manufacturing.
  • the hook bolt for fastening rails on hollow sleepers comprises an engagement element made of cast metal, which comprises a hook-shaped insertion section and a support section, which is formed with a receiving space for receiving a threaded element.
  • the threaded element has a threaded bolt and a receiving shoe, wherein the receiving shoe is dimensioned so as to be positively inserted into the receiving space of the support portion.
  • the receiving space of the engagement member according to the invention is designed so that the receiving shoe of the threaded element can be inserted by a lateral movement in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the threaded bolt in the receiving space.
  • a simple, horizontal translational movement when inserting the pick-up shoe is both easy to perform, but also has the advantage that when in the mounted state of the rail mounting the pick-up shoe is pulled relative to the receiving space in the vertical direction up, in this way in addition to the positive connection also forms a frictional connection between the top of the receiving shoe in the installed position and correspondingly shaped upper, inner wall portions of the receiving space.
  • Such a frictional connection has the additional advantage that automatically a relative movement between the receiving shoe and the receiving space is counteracted in the horizontal direction and thus an automatic release of the connection between the engagement element and the threaded element is prevented.
  • the hook bolt according to the invention is thus made of two parts.
  • the engagement element is connected to the threaded element by the receiving shoe of the threaded element is positively inserted into the receiving space of the engagement member.
  • the engagement element made of cast metal which due to the complex shape of the hook-shaped Insertion section is advantageous, especially since the engagement element due to the structural design and high side forces, as they occur especially in heavy load, can easily accommodate.
  • the threaded element is preferably made of steel, which has the advantage that the threaded element can absorb very high loads with a threaded bolt dimensioned in the usual range, so that the hook bolt according to the invention can absorb significantly increased lateral forces compared to a hook bolt made of cast metal known in the prior art ,
  • the rail fastening system comprises at least one hollow sleeper with passage openings and hook bolts according to the invention, which engage with their hook-shaped insertion section into the passage openings of the at least one hollow sleeper.
  • the rail fastening system further comprises angled guide plates, through which each of the threaded bolt of the hook bolt passes as well as clamping clamps, which are fixed in each case by fastening elements on the threaded bolt.
  • the threaded element consists of steel.
  • a high load can be absorbed in this way with usual dimensioning of the threaded bolt.
  • other materials are conceivable that are available at low cost and have increased strength values compared with cast metal.
  • the hook-shaped engagement element consists of gray cast iron or Kugelgrafitguss.
  • the hook-shaped insertion portion of the engagement element on a locking lug which has a substantially oriented in a further plane perpendicular to the longitudinal axis of the threaded bolt stop surface.
  • a locking lug can abut adjacent to the passage opening after the proper insertion of the hook-shaped insertion section through a suitably dimensioned passage opening in the threshold at the inner cavity of the hollow sleeper ago upper wall and therefore provides additional security against the unintentional leakage of the insertion of the passage opening the hollow threshold is.
  • the selected shape of a locking lug supports the insertion of the insertion through the passage opening in the inner cavity of the hollow sleeper, while the reverse path is desired prevented by the stop surface.
  • the locking lug is formed on the outer radius of the substantially arcuate insertion section.
  • a contact surface between the male and female walls of the hollow sleeper which in addition to an improved introduction of the forces in the material of the hollow sleeper above all represents the most effective position to an undesirable To prevent slippage of the insertion from the hollow sleeper.
  • the hook bolt in addition to a plastic cover which extends over the support portion and arranged in the receiving space receiving shoe and having a passage opening for the threaded bolt.
  • a plastic cover has several advantages. On the one hand, it is used for electrical insulation, which is of great importance in relation to the use of metal sleepers. Another advantage is that the penetration of water into the hollow sleeper is prevented or at least made more difficult.
  • the essential advantage of the plastic cover is to prevent slipping out of the threaded element and in particular of the pick-up shoe from the receiving space in the unloaded state of the hook bolt.
  • the plastic cover has a passage opening for the threaded bolt, but does not allow any significant sliding movement between the threaded member and the engaging member and therefore prevents the threaded member from being able to disengage from the engaging member.
  • Fig. 1 shows a rail fastening system using hook bolts, wherein the in the plane of the Fig. 1 on the left is shown in the mounting position and in the plane of the Fig. 1 Right illustrated rail fastening is shown in the pre-assembly.
  • Fig. 1 shows only the relevant here, upper wall portion of a hollow sleeper 12, the passage openings 13, which serve to receive an engaging member 20 of a hook bolt 40.
  • the railroad track 22 is placed on the threshold 12 via an elastic rail intermediate layer 9 made of plastic and is laterally fixed by guide plates 10 and 11.
  • the guide plates are made of plastic for the purpose of sufficient electrical insulation.
  • In the guide plates are openings for the passage of the Threaded bolt of the hook bolt 40, on which a fastening nut 8 is screwed to secure a tensioning clamp 4, optionally with the interposition of a Isolierkragenbuchse 6 made of plastic, which is plugged onto the threaded bolt and optionally to the fastening nut 8 and towards the tensioning clamp 4 through additional steel washers and 7 can be added.
  • the shaping of the guide plates and tension clamps in Fig. 1 are only to be understood as an example and may have a different, coordinated geometry in the same way.
  • Essential is the principle of the hook bolt with an entering into the cavity of the hollow sleeper and through the passage opening 13 engaging portion 20 which is arcuate and rests against the underside of the top wall of the hollow sleeper and in this way allows the tensioning of the tension clamp 4 against the rail.
  • the one on the left side of the Fig. 1 shown rail fastening is in the assembled state, while the on the right side in Fig. 1 shown rail fastening in the pre-assembled state, in which the fastening nut 8 has not yet been tightened and in which the tensioning clamp 4 does not yet rests on the foot of the railroad track 22.
  • Fig. 2 and 3 show the two separate components of the hook bolt according to the invention.
  • the threaded element 24 has a threaded bolt 30 with common dimensions and common metric thread, such as an M20 external thread.
  • the thread passes over a transition region in a square section 28, to which a receiving shoe 26 connects, which is dimensioned and designed to be inserted into the receiving space of the engagement element described later.
  • the threaded element is preferably made of steel and may be forged in relation to its raw form, whereupon in final manufacturing steps the exact Refurbished shape of the pick-up shoe 26 and the external thread on the threaded bolt 30 can be cut.
  • the second element of the hook bolt according to the invention is the engagement element 18, which consists of cast metal, preferably gray cast iron or Kugelgrafitguss. Cast material has proven to be very favorable due to its high toughness.
  • the engagement member 18 consists of a male portion 20 and a support portion 21 having a receiving space 22 which is dimensioned and designed so that the receiving shoe 26 of the threaded member 24 can be positively received in this.
  • the insertion portion 20 is substantially arcuate in shape and has a first abutment surface 19, which, as in Fig. 1 it can be seen, in the assembled state of the rail fastening system against the inside of the passage opening 13 surrounding wall of the hollow sleeper 12 is present.
  • the insertion portion 20 is provided with a locking lug 23, which is also provided with a stop surface 23a, which rests in the installed state, as well as the surface 19 described above, against the underside of the upper wall of the hollow sleeper 12.
  • the support portion 21 In the inserted state of the support portion 21 is used to rest on the top of the hollow sleeper.
  • FIG. 4 and FIG. 5 show the hook bolt 40 according to the invention in the assembled state, ie after insertion of the threaded member 24 in the engaging member 18.
  • FIG Fig. 5 can be seen as the receiving shoe 26 of the threaded member 24 is positively received in the receiving space 22 and how the circular segment-shaped cross-sectional shape of the pick-up shoe 26 in the present example with a small clearance in the complementary cross-sectional shaped receiving space 22 engages and is held in this form-fitting manner.
  • the pick-up shoe 26 is replaced by a horizontal Moving movement in the direction of arrow A (see Fig. 4 ) is inserted into the receiving space 22 of the engagement element 21.
  • the threaded element 24 can also be removed from the engagement element 18 again only by a displacement movement opposite to the direction of the arrow A.
  • Fig. 6 shows in plan view the hook bolt 40 and makes in particular the shape of the support portion 21 as well as the opening shape of the receiving space 22 clearly.
  • FIGS. 7 and 8 differs from the one after 4 and 6 merely in that in addition a cover member 50 is provided, which extends over the support portion 21 and the receiving space 22 and, as seen Fig. 8 it can be seen, an opening 52 which serves the passage of the threaded bolt 30.
  • a cover member 50 is provided, which extends over the support portion 21 and the receiving space 22 and, as seen Fig. 8 it can be seen, an opening 52 which serves the passage of the threaded bolt 30.
  • the plastic cover has a downwardly extending nose 54 which, as shown by a differently shaped cover in Fig. 1 it can be seen, engages in the passage opening 13 of the hollow sill 12 and at least partially closes after the proper insertion of the hook bolt remaining free area of the passage openings.
  • the nose 54 thus has the additional function of preventing displacement of the hook bolt within the passage opening of the hollow sleeper, which assists the secure positioning of the hook bolt.
  • the nose 54 has a cross-sectional shape in order to fill in the best possible way the free opening cross-section of the hollow sleeper and to minimize the range of motion of the hook bolt. This also serves to counteract premature wear. in the Embodiment after Fig. 9
  • the nose has a moon-shaped cross-sectional shape.
  • the plastic cover 50 in addition to the function of electrical insulation and the above-mentioned function, to prevent the emergence of the pick-up shoe from the receiving space, nor the additional task of preventing the penetration of moisture into the cavity of the hollow sleeper, or at least reduce.
  • the individual parts can be manufactured inexpensively and significantly increase the transferable loads compared to a hook bolt made entirely of cast iron with a simple design. For this reason, the hook bolt according to the invention is also at high lateral forces, as they occur especially in heavy load, can be used.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hakenbolzen zur Schienenbefestigung auf Hohlschwellen, insbesondere Stahlschwellen, sowie ein Schienenbefestigungssystem unter Verwendung derartiger Hakenbolzen.
    • Stand der Technik
  • Gängige Eisenbahnschwellen können entweder aus Vollmaterial wie z.B. Holz oder Beton bestehen, oder aber auch als Hohlschwellen ausgestaltet sein. Während bei der Verwendung von Holzschwellen die Schienenbefestigung auf der Schwelle häufig durch das direkte Einschrauben von Befestigungselementen in das Holzmaterial erfolgt, werden bei Betonschwellen Dübel in das Betonmaterial eingegossen, in welche wiederum geeignete Befestigungsschrauben eines Schienenbefestigungssystems eingeschraubt werden.
  • Derartige Techniken können bei Hohlschwellen nicht eingesetzt werden. Hier reicht die Wandstärke der Schwelle nicht aus, um ein Befestigungselement für das Schienenbefestigungssystem sicher zu befestigen, damit die erforderlichen Kräfte in die Hohlschwelle übertragen werden können. Daher ist es bekannt, bei Hohlschwellen Hakenbolzen zu verwenden, die einen hakenförmigen Ansatz aufweisen, der durch eine Durchtrittsöffnung in die Hohlschwelle eingeführt werden kann und in der korrekten Montageposition des Hakenbolzens im Schienenbefestigungssystem formschlüssig in der Hohlschwelle arretiert ist. Hakenbolzen im Stand der Technik werden aus Guss hergestellt. Die hohen Seitenkräfte, insbesondere bei Schwerlast, kann der untere, hakenförmige Teil des Bolzens aufgrund der konstruktiven Gestaltung ohne Probleme aufnehmen. Limitierend für die gesamte Festigkeit herkömmlicher Hakenbolzen aus Guss ist allerdings der Gewindeteil, der aus geometrischen Gründen im gesamten Schienenbefestigungssystem nur eine vorgegebene Maximaldimensionierung besitzen kann. Aufgrund der guten Materialeigenschaften warm geformter Hakenschrauben werden diese aber standardmäßig eingesetzt, wenn auch die maximalen, übertragbaren Kräfte durch die Materialeigenschaften und die Beschränkungen bei der Dimensionierung limitiert sind.
  • Bei der Schienenbefestigung nach der DE 46475 C wird ein Hakenbolzen zur Schienenbefestigung auf Hohlschwellen eingesetzt. Mit Hilfe von Schraubbolzen wird der Hakenbolzen verformt und gegen die Unterseite der Schwellenplatte gezogen.
  • Aus der DE 90 11 846 U1 ist eine weitere Schienenbefestigung bekannt, bei der der Bolzenkopf eines Befestigungsbolzens zwischen zwei Halteklauen gehalten und gegen Verdrehen gesichert wird. Zusätzlich ist der Bolzenkopf durch die Halteklauen gegen ein unbeabsichtigtes Herausrutschen geschützt, da die Halteklauen die zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Schraubenkopfes umgreifen.
  • Die DE 46755 C stellt den nächstkommenden Stand der Technik dar.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hakenbolzen zur Schienenbefestigung vorzuschlagen, der bei kostengünstiger Fertigung höheren Belastungen standhält.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Hakenbolzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Schienenbefestigungssystem unter Verwendung erfindungsgemäßer Hakenbolzen wird durch die Merkmale des Anspruchs 8 beschrieben.
  • Erfindungsgemäß umfasst der Hakenbolzen zur Schienenbefestigung auf Hohlschwellen, insbesondere Stahlschwellen, ein Eingriffselement aus Gussmetall, das einen hakenförmigen Einsteckabschnitt sowie einen Auflageabschnitt umfasst, der mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Gewindeelements ausgebildet ist. Das Gewindeelement weist einen Gewindebolzen sowie einen Aufnahmeschuh auf, wobei der Aufnahmeschuh so dimensioniert ist, um formschlüssig in den Aufnahmeraum des Auflageabschnitts einsetzbar zu sein. Der Aufnahmeraum des Eingriffselements ist erfindungsgemäß so gestaltet, dass der Aufnahmeschuh des Gewindeelements durch eine seitliche Bewegung in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Gewindebolzens in den Aufnahmeraum einschiebbar ist. Bei einer horizontalen Anordnung der zugehörigen Stahlschwelle ist der Aufnahmeschuh des Gewindeelements somit durch eine horizontale Verschiebebewegung in den Aufnahmeraum des Eingriffselements einschiebbar. Eine einfache, horizontale Translationsbewegung beim Einsetzen des Aufnahmeschuhs ist zum einen einfach durchzuführen, bietet aber auch den Vorteil, dass, wenn im montierten Zustand der Schienenbefestigung der Aufnahmeschuh relativ zum Aufnahmeraum in vertikaler Richtung nach oben gezogen wird, sich auf diese Weise zusätzlich zu dem Formschluss auch eine reibschlüssige Verbindung zwischen der in Einbauposition oben gelegenen Seite des Aufnahmeschuhs und dementsprechend geformten oberen, inneren Wandabschnitten des Aufnahmeraums bildet. Eine derartige reibschlüssige Verbindung hat den zusätzlichen Vorteil, dass automatisch einer Relativbewegung zwischen Aufnahmeschuh und Aufnahmeraum in horizontaler Richtung entgegengewirkt wird und somit ein selbsttätiges Lösen der Verbindung zwischen Eingriffselement und Gewindeelement verhindert wird.
  • Der erfindungsgemäße Hakenbolzen wird somit aus zwei Teilen hergestellt. Das Eingriffselement wird dabei mit dem Gewindeelement verbunden, indem der Aufnahmeschuh des Gewindeelements formschlüssig in den Aufnahmeraum des Eingriffselements eingesetzt ist. Auf diese Weise ist es möglich, das Eingriffselement und das Gewindeelement aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen, die in Bezug auf deren Gesamtkosten einerseits und die aufnehmbaren Belastungen andererseits optimiert sind. So ist erfindungsgemäß das Eingriffselement aus Gussmetall, was aufgrund der komplexen Formgebung des hakenförmigen Einsteckabschnitts vorteilhaft ist, zumal das Eingriffselement aufgrund der konstruktiven Gestaltung auch hohe Seitenkräfte, wie sie insbesondere bei Schwerlast auftreten, problemlos aufnehmen kann. Das Gewindeelement wird hingegen vorzugsweise aus Stahl gefertigt, was den Vorteil besitzt, dass das Gewindeelement mit einem im üblichen Bereich dimensionierten Gewindebolzen sehr hohe Belastungen aufnehmen kann, so dass der erfindungsgemäße Hakenbolzen gegenüber einem im Stand der Technik bekannten Hakenbolzen aus Gussmetall deutlich erhöhte Seitenkräfte aufnehmen kann.
  • Das erfindungsgemäße Schienenbefestigungssystem umfasst mindestens eine Hohlschwelle mit Durchtrittsöffnungen sowie erfindungsgemäße Hakenbolzen, die mit ihrem hakenförmigen Einsteckabschnitt in die Durchtrittsöffnungen der mindestens einen Hohlschwelle eingreifen. Das Schienenbefestigungssystem weist ferner Winkelführungsplatten auf, durch welche jeweils der Gewindebolzen der Hakenbolzen hindurchtritt sowie Spannklemmen, die jeweils durch Befestigungselemente auf den Gewindebolzen fixiert sind.
  • Bevorzugte Ausführungsformen folgen aus den übrigen Ansprüchen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Gewindeelement aus Stahl. Wie bereits erläutert wurde, lässt sich auf diese Weise bei üblicher Dimensionierung des Gewindebolzens eine hohe Belastung aufnehmen. Alternativ sind aber auch andere Materialien denkbar, die kostengünstig verfügbar sind und gegenüber Gussmetall erhöhte Festigkeitswerte aufweisen.
  • Vorzugsweise besteht das hakenförmige Eingriffselement aus Grauguss oder Kugelgrafitguss.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der hakenförmige Einsteckabschnitt des Eingriffselements eine Arretiernase auf, die eine im Wesentlichen in einer weiteren Ebene senkrecht zur Längsachse des Gewindebolzens orientierte Anschlagfläche besitzt. Eine derartige Arretiernase kann nach dem ordnungsgemäßen Einsetzen des hakenförmigen Einsteckabschnitts durch eine geeignet dimensionierte Durchtrittsöffnung in der Schwelle an der vom inneren Hohlraum der Hohlschwelle her gesehen oberen Wand angrenzend an die Durchtrittsöffnung anstoßen und stellt daher eine zusätzliche Sicherheit gegen das unbeabsichtigte Austreten des Einsteckabschnitts aus der Durchtrittsöffnung der Hohlschwelle dar. Die gewählte Form einer Arretiernase unterstützt dabei das Einsetzen des Einsteckabschnitts durch die Durchtrittsöffnung in den inneren Hohlraum der Hohlschwelle, während der umgekehrte Weg wunschgemäß durch die Anschlagfläche unterbunden wird.
  • Vorzugsweise ist die Arretiernase am Außenradius des im Wesentlichen bogenförmigen Einsteckabschnitts gebildet. Auf diese Weise liegt im Wesentlichen diametral entgegengesetzt auf beiden Seiten der Durchtrittsöffnungen der Hohlschwelle eine Kontaktfläche zwischen dem Einsteckabschnitt und der Wandung der Hohlschwelle vor, was neben einer verbesserten Einleitung der Kräfte in das Material der Hohlschwelle vor allen Dingen die wirksamste Position darstellt, um ein unerwünschtes Herausrutschen des Einsteckabschnitts aus der Hohlschwelle zu verhindern.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hakenbolzen zusätzlich eine Kunststoffabdeckung auf, die sich über den Auflageabschnitt sowie den in den Aufnahmeraum angeordneten Aufnahmeschuh erstreckt und eine Durchtrittsöffnung für den Gewindebolzen aufweist. Eine derartige Kunststoffabdeckung besitzt mehrere Vorteile. Zum einen dient sie der elektrischen Isolierung, die gerade in Bezug auf die Verwendung von Hohlschwellen aus Metall große Wichtigkeit besitzt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Eindringen von Wasser in die Hohlschwelle verhindert oder zumindest erschwert wird. Der wesentliche Vorteil der Kunststoffabdeckung besteht aber darin, ein Herausrutschen des Gewindeelements und insbesondere des Aufnahmeschuhs aus dem Aufnahmeraum im unbelasteten Zustand des Hakenbolzens zu verhindern. Zu diesem Zweck weist die Kunststoffabdeckung eine Durchtrittsöffnung für den Gewindebolzen auf, die aber keine nennenswerte Verschiebebewegung zwischen dem Gewindeelement und dem Eingriffselement ermöglicht und daher verhindert, dass sich das Gewindeelement vom Eingriffselement lösen kann.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren im Detail beschrieben, worin
    • Fig. 1
    allgemein eine Schienenbefestigung unter Verwendung von Hakenbolzen zeigt;
    Fig. 2
    das Gewindeelement eines erfindungsgemäßen Hakenbolzens darstellt;
    Fig. 3
    das Eingriffselement eines erfindungsgemäßen Hakenbolzens darstellt;
    Fig. 4
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hakenbolzens zeigt;
    Fig. 5
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hakenbolzens zeigt;
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Hakenbolzen darstellt;
    Fig. 7
    den in Fig. 4 dargestellten Hakenbolzen zusätzlich mit einer Kunststoffabdeckung darstellt;
    Fig. 8 und 9
    eine Draufsicht und eine Unteransicht auf die in Fig. 7 dargestellte Anordnung aus Hakenbolzen mit Kunststoffabdeckung darstellen.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In den nachfolgenden Figuren werden jeweils dieselben Elemente mit denselben Referenzziffern bezeichnet.
  • Fig. 1 zeigt ein Schienenbefestigungssystem unter Verwendung von Hakenbolzen, wobei die in der Zeichenebene der Fig. 1 links dargestellte Schienenbefestigung in der Montagestellung ist und die in der Zeichenebene der Fig. 1 rechts dargestellte Schienenbefestigung in dem Vormontagezustand dargestellt ist.
  • Fig. 1 zeigt lediglich den hier relevanten, oberen Wandabschnitt einer Hohlschwelle 12, die Durchtrittsöffnungen 13 aufweist, die der Aufnahme eines Eingriffselements 20 eines Hakenbolzens 40 dienen. Die Eisenbahnschiene 22 ist über eine aus Kunststoff bestehende, elastische Schienenzwischenlage 9 auf die Schwelle 12 aufgelegt und wird durch Führungsplatten 10 und 11 seitlich fixiert. Die Führungsplatten bestehen aus Kunststoff zum Zwecke einer ausreichenden elektrischen Isolierung. In den Führungsplatten befinden sich Öffnungen zum Durchtritt des Gewindebolzens des Hakenbolzens 40, auf den eine Befestigungsmutter 8 aufgeschraubt wird, um eine Spannklemme 4 zu befestigen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Isolierkragenbuchse 6 aus Kunststoff, die auf den Gewindebolzen aufgesteckt wird und gegebenenfalls zur Befestigungsmutter 8 hin sowie zur Spannklemme 4 hin durch zusätzliche Stahlunterlegscheiben 5 und 7 ergänzt werden kann. Die Formgebung der Führungsplatten und Spannklemmen in Fig. 1 sind nur beispielhaft zu verstehen und können in gleicher Weise eine andere, aufeinander abgestimmte Geometrie besitzen. Wesentlich ist das Prinzip des Hakenbolzens mit einem in den Hohlraum der Hohlschwelle und durch die Durchtrittsöffnung 13 hindurch tretenden Eingriffsabschnitt 20, der bogenförmig ist und gegen die Unterseite der oberseitigen Wand der Hohlschwelle anliegt und auf diese Weise das Verspannen der Spannklemme 4 gegen den Schienenfuß erlaubt. Die auf der linken Seite der Fig. 1 gezeigte Schienenbefestigung ist dabei im montierten Zustand, während die auf der rechten Seite in Fig. 1 dargestellten Schienenbefestigung im Vormontagezustand ist, in dem die Befestigungsmutter 8 noch nicht angezogen wurde und in dem die Spannklemme 4 noch nicht auf dem Fuß der Eisenbahnschiene 22 aufliegt.
  • Fig. 2 und 3 zeigen die beiden separaten Bestandteile des erfindungsgemäßen Hakenbolzens. In Fig. 2 ist das Gewindeelement 24 dargestellt, während in Fig. 3 das Eingriffselement 18 gezeigt ist. Das Gewindeelement 24 weist einen Gewindebolzen 30 mit gängigen Abmessungen und gängigem metrischen Gewinde auf, wie z.B. ein M20 Außengewinde. Das Gewinde geht über einen Übergangsbereich in einen Vierkantabschnitt 28 über, an den sich ein Aufnahmeschuh 26 anschließt, der dimensioniert und gestaltet ist, um in den später beschriebenen Aufnahmeraum des Eingriffselements eingeschoben zu werden. Das Gewindeelement ist bevorzugt aus Stahl und kann in Bezug auf seine Rohform geschmiedet sein, woraufhin in abschließenden Fertigungsschritten die genaue Form des Aufnahmeschuhs 26 nachgearbeitet und das Außengewinde am Gewindebolzen 30 geschnitten werden kann.
  • Das zweite Element des erfindungsgemäßen Hakenbolzens ist das Eingriffselement 18, das aus Gussmetall, bevorzugt Grauguss oder Kugelgrafitguss besteht. Gussmaterial hat sich hierbei aufgrund seiner hohen Zähigkeit als sehr günstig erwiesen. Das Eingriffselement 18 besteht aus einem Einsteckabschnitt 20 und einem Auflageabschnitt 21 mit einem Aufnahmeraum 22, der dimensioniert und gestaltet ist, damit der Aufnahmeschuh 26 des Gewindeelements 24 formschlüssig in diesen aufgenommen werden kann.
  • Der Einsteckabschnitt 20 ist im Wesentlichen bogenförmig gestaltet und weist eine erste Anlagefläche 19 auf, die, wie in Fig. 1 ersichtlich ist, in montiertem Zustand des Schienenbefestigungssystems gegen die Innenseite der die Durchtrittsöffnung 13 umgebenden Wandung der Hohlschwelle 12 anliegt. Darüber hinaus ist der Einsteckabschnitt 20 mit einer Arretiernase 23 versehen, die ebenfalls mit einer Anschlagfläche 23a versehen ist, die im eingebauten Zustand, wie auch die zuvor beschriebene Fläche 19, gegen die Unterseite der oberen Wand der Hohlschwelle 12 anliegt. Im eingesetzten Zustand dient der Auflageabschnitt 21 dazu, um auf der Oberseite der Hohlschwelle aufzuliegen.
  • Fig. 4 und Fig. 5 zeigen den erfindungsgemäßen Hakenbolzen 40 in zusammengebautem Zustand, d.h. nach dem Einschieben des Gewindeelements 24 in das Eingriffselement 18. Dabei ist insbesondere aus der Darstellung in Fig. 5 ersichtlich, wie der Aufnahmeschuh 26 des Gewindeelements 24 formschlüssig in den Aufnahmeraum 22 aufgenommen ist und wie die im vorliegenden Beispiel kreissegmentförmige Querschnittsform des Aufnahmeschuhs 26 mit geringem Spiel in den im Querschnitt komplementär hierzu geformten Aufnahmeraum 22 eingreift und in diesem formschlüssig gehalten wird. Der Aufnahmeschuh 26 wird durch eine horizontale Verschiebebewegung in Pfeilrichtung A (siehe Fig. 4) in den Aufnahmeraum 22 des Eingriffselements 21 eingeschoben. Entsprechend kann das Gewindeelement 24 auch nur durch eine Verschiebebewegung entgegengesetzt der Pfeilrichtung A wieder aus dem Eingriffselement 18 entnommen werden.
  • Fig. 6 zeigt in Draufsicht den Hakenbolzen 40 und macht dabei insbesondere die Form des Auflageabschnitts 21 sowie auch die Öffnungsform des Aufnahmeraums 22 deutlich.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 4 und 6 lediglich dadurch, dass zusätzlich ein Abdeckelement 50 vorgesehen ist, das sich über den Auflageabschnitt 21 sowie Aufnahmeraum 22 erstreckt und, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, eine Öffnung 52 aufweist, die dem Durchtritt des Gewindebolzens 30 dient. Durch das Vorsehen der Öffnung 52 im Abdeckelement 50 wird im montierten Zustand verhindert, dass sich das Gewindeelement 24 entgegen der Pfeilrichtung A (siehe Fig. 4) aus dem Aufnahmeraum 22 des Eingriffselements 18 herausbewegen kann.
  • Die Kunststoffabdeckung weist eine sich nach unten erstreckende Nase 54 auf, die, wie anhand einer unterschiedlich geformten Abdeckung in Fig. 1 ersichtlich ist, in die Durchtrittsöffnung 13 der Hohlschwelle 12 eingreift und den nach dem ordnungsgemäßen Einsetzen des Hakenbolzens freibleibenden Bereich der Durchtrittsöffnungen zumindest teilweise schließt. Die Nase 54 besitzt somit die zusätzliche Funktion, ein Verschieben des Hakenbolzens innerhalb der Durchtrittsöffnung der Hohlschwelle zu verhindern, was die sichere Positionierung des Hakenbolzens unterstützt. Wie aus der Darstellung in Fig. 9 ersichtlich ist, besitzt die Nase 54 eine Querschnittsform, um in bestmöglicherweise den freien Öffnungsquerschnitt der Hohlschwelle zu füllen und den Bewegungsspielraum des Hakenbolzens zu minimieren. Dies dient auch dazu, um einem frühzeitigen Verschleiß entgegenzuwirken. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 besitzt die Nase eine mondförmige Querschnittsform.
  • Die Kunststoffabdeckung 50 hat neben der Funktion einer elektrischen Isolierung und der oben angesprochenen Funktion, das Heraustreten des Aufnahmeschuhs aus dem Aufnahmeraum zu verhindern, noch die zusätzliche Aufgabe, das Eindringen von Nässe in den Hohlraum der Hohlschwelle zu verhindern oder zumindest zu verringern.
  • Durch die zweiteilige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hakenbolzens lassen sich bei einfacher Bauform die Einzelteile kostengünstig fertigen und die übertragbaren Belastungen gegenüber einem vollständig aus Guss hergestellten Hakenbolzen deutlich erhöhen. Aus diesem Grund ist der erfindungsgemäße Hakenbolzen auch bei hohen Seitenkräften, wie sie insbesondere bei Schwerlast auftreten, einsetzbar.

Claims (8)

  1. Hakenbolzen zur Schienenbefestigung auf Hohlschwellen (12), insbesondere Stahlschwellen, umfassend:
    - ein Eingriffselement (18) mit einem hakenförmigen Einsteckabschnitt (20) sowie ein Gewindeelement (24) mit einem Gewindebolzen (30), wobei das Eingriffselement (18) einen Auflageabschnitt (21) umfasst, der mit einem Aufnahmeraum (22) zur Aufnahme des Gewindeelements (24) ausgebildet ist; wobei
    - das Gewindeelement (24) einen Aufnahmeschuh (26) aufweist, der sich im Aufnahmeraum (22) befindet
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Eingriffselement (18) aus Gussmetall besteht und
    - der Aufnahmeschuh (26) so dimensioniert ist um formschlüssig in den Aufnahmeraum (22) des Auflageabschnitts (21) einsetzbar zu sein, und der Aufnahmeraum (22) so gestaltet ist, dass der Aufnahmeschuh (26), bei horizontaler Anordnung der zugehörigen Hohlschwellle (12), durch eine horizontale Verschiebebewegung in einer Richtung in den Aufnahmeraum (22) einschiebbar und nur durch eine Verschiebebewegung entgegengesetzt zur Richtung wieder entnehmbar ist.
  2. Hakenbolzen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gewindeelement (25) aus Stahl besteht.
  3. Hakenbolzen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das hakenförmige Eingriffselement (20) aus Grauguss oder Kugelgrafitguss besteht.
  4. Hakenbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Aufnahmeraum (22) des Eingriffselements (18) so gestaltet ist, dass der Aufnahmeschuh (26) des Gewindeelements (24) senkrecht zur Längsachse des Gewindebolzens (30) in den Aufnahmeraum (22) einschiebbar ist.
  5. Hakenbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der hakenförmige Einsteckabschnitt (20) eine Arretiernase (23) aufweist, die eine im Wesentlichen in einer weiteren Ebene senkrecht zur Längsachse des Gewindebolzens (30) orientierte Anschlagfläche (23a) besitzt.
  6. Hakenbolzen nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Arretiernase (23) am Außenradius des im Wesentlichen bogenförmigen Einsteckabschnitts (20) gebildet ist.
  7. Hakenbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Kunststoffabdeckung (50), die sich über den Auflageabschnitt (21) sowie den in dem Aufnahmeraum (22) angeordneten Aufnahmeschuh (26) erstreckt und eine Durchtrittsöffnung (52) für den Gewindebolzen (30) aufweist.
  8. Schienenbefestigungssystem, umfassend:
    - mindestens eine Hohlschwelle (12) mit Durchtrittsöffnungen (13); sowie
    - Hakenbolzen (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit ihrem hakenförmigen Einsteckabschnitt (20) in die Durchtrittsöffnungen (13) der mindestens einen Hohlschwelle (12) eingreifen;
    - Winkelführungsplatten (10, 11), durch welche jeweils der Gewindebolzen (30) der Hakenbolzen (40) hindurchtritt; sowie
    - Spannklemmen (4), die jeweils durch Befestigungselemente (8) auf den Gewindebolzen (30) fixiert sind.
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