EP2644774A2 - Rail fixing system with impact rings embedded in concrete and concrete anchors - Google Patents

Rail fixing system with impact rings embedded in concrete and concrete anchors Download PDF

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EP2644774A2
EP2644774A2 EP13161162.6A EP13161162A EP2644774A2 EP 2644774 A2 EP2644774 A2 EP 2644774A2 EP 13161162 A EP13161162 A EP 13161162A EP 2644774 A2 EP2644774 A2 EP 2644774A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
concrete
rail
fastening system
sleeper
threshold
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13161162.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP2644774A3 (en
Inventor
Bernd Waldow
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2644774A2 publication Critical patent/EP2644774A2/en
Publication of EP2644774A3 publication Critical patent/EP2644774A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/28—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members
    • E01B9/30—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips
    • 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
    • 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
    • E01B9/04—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry without clamp members
    • E01B9/10—Screws or bolts for sleepers

Definitions

  • the invention relates to a rail fastening system, with which rails can be mounted on a concrete sleeper, wherein support rings and concrete anchors are concreted for the attachment of clamps in the concrete sleeper.
  • Proper bracing between rail and sleeper is the guarantor for maintaining road safety on tracks and switches when carrying passengers and freight on railway lines.
  • the non-positive tension of the rail to the sleeper bearing is to ensure.
  • Loose rail fastenings and damaged concrete sleepers ensure no frictional tension between rail and sleeper and impair road safety in the implementation and maintenance of a smooth railway operation.
  • angle guide plates For fastening the rail, in each case a so-called “angled guide plate” is placed on the areas of the support section not occupied by the rail foot.
  • angle guide plates have a central portion on the underside of a support surface is formed with the angle guide plates sit on the support section.
  • a support section is additionally formed on the central section, which extends downwards from the support surface on the underside of the angled guide plate and whose shape is adapted to the shape of the depression of the threshold limiting the support section.
  • each of the angle guide plates sits with its support portion in a form-fitting manner in the recess associated therewith.
  • the angled guide plates rest laterally against the foot of the rail to be fastened. Side forces transmitted from the rail to the angled guide plate can thus be absorbed by the angled guide plate and directed into the threshold.
  • the support of the angled guide plates takes place via the side facing away from the rail side surface of the respective depression.
  • spring elements are used in the known rail fastening systems, which exert a resilient elastic hold-down force on the rail in the assembled state.
  • the spring elements used in the rail fastening system W14 and comparable systems, also referred to as “tension clamps”, are W-shaped and braced with their middle section on the angled guide plate.
  • tension clamps are W-shaped and braced with their middle section on the angled guide plate.
  • a passage opening is formed in the angled guide plate, through which the clamping screw used for clamping the respective tensioning clamp can be screwed into the recessed respectively in the threshold dowels.
  • a disadvantage of the rail fastening system used for more than 2 decades with the associated sleeper screws and screw plugs is that there were often longitudinal cracks in the concrete sleepers, which led to the expiration of the system. A frictional tension between rail and concrete sleeper was no longer guaranteed. As a result, a safe use of the rail could no longer be guaranteed and the service life of the concrete sleepers of 25 to 30 years was hardly achieved.
  • the reason for the damage to the concrete sleepers is the formation of longitudinal cracks along the threshold body through the existing cavities of the threshold dowels.
  • pressure forces are generated which act from the inside to the outside of the concrete sleepers. It is equally disadvantageous to insert the threshold dowel as a classic dowel in the concrete sleepers or whether they are cast in this. (eg WO 2006/029803 A1 . DE 101 48 726 A1 . DE 31 11 876 A1 ).
  • the vibrations occurring during train movements are transmitted through the axle loads of the rolling wheel via the sleeper screw and threshold dowels into the concrete sleeper.
  • These components are responsible for the formation of cracks in the concrete sleeper and significantly reduce the length of stay depending on the traffic load.
  • the weather conditions penetration of water and frost into the sill dowel and into the existing cracks in the concrete sleepers
  • the threshold bodies are thereby additionally damaged and this accelerates the destruction of the concrete sleeper.
  • a threshold replacement of damaged concrete sleepers is required after 5 to 15 years, depending on the type of damage for the maintenance of railway operations.
  • the fastening systems disclosed in the prior art use dowels which are inserted into an opening in the solid underground, wherein the clamping element is screwed into the dowel.
  • the teaching according to the invention is a combination of several elements (a, b, c and d, wherein the support rings and the concrete anchors are embedded in the concrete threshold).
  • the individual technical elements that are combined with each other surprisingly result in their combination in a significantly improved rail fastening system for rails on concrete sleepers. It was not obvious to a person skilled in the art that the combination of per se known elements leads to a rail fastening system which improves the static load capacity of the sleeper body and doubles the service life of the concrete sleepers while reducing the maintenance costs.
  • a concrete anchor with M10 will be used, as exemplified in US Pat FIG. 4 will be shown.
  • the concrete anchor with M10 is used to fix by fixing the support ring, preferably with an M22 thread, preferably a WD bolt M22, wherein support ring and concrete anchors are both embedded in the concrete sleeper.
  • the combination of concrete anchor (M10), the support ring with the M22 thread and the WD bolt M22 leads to the particular advantageous properties of the preferred embodiment of the invention.
  • a threshold or railway sleepers is part of the railway superstructure, which carries the rails and transfers their loads to the track substructure and distributed. It is the task of the threshold to fix the rail mounted on it in their position and thus to ensure compliance with the gauge.
  • the sleepers can be made of different materials, such as steel, wood or concrete. Concrete sleepers are in particular cast by machine from concrete, wherein on the surface already the support of the rails are formed with lateral cams against displacement and boreholes for the rail holder. Advantages of prestressed concrete sleepers over wooden and steel sleepers are better positional stability due to greater weight and longer service life. In the standard superstructure of Deutsche Bahn, prestressed concrete sleepers type B 70 will also be used for other concrete sleepers such as concrete sleepers. B. type B 90 and others.
  • the system can be used with all common concrete sleepers (such as point sleepers, single block sleepers, etc.).
  • the use of the two-block threshold is widespread.
  • This consists of two concrete blocks, with a Spurhalter are interconnected from an L-shaped or T-shaped steel profile. Resolving the threshold into two blocks increases the side shift resistance.
  • the bi-block sleeper is used in Germany for fastening the rail at the slab track in application.
  • the fastening system is compatible with the single-block sleepers, but also with the bi-block sleepers, so that it can be used universally.
  • Concreteing in the support rings with the concrete anchors offers another surprising advantage.
  • the predetermined position of the support rings in the threshold allows for an accurate and unambiguous orientation of the angled guide plates. Due to the exact positioning, the assembly is facilitated and the assembly time is shortened. It was completely surprising that the concreting of the support ring leads to a further improvement in stability. It was particularly surprising that the stability of the system can be further improved if the support ring is positioned during setting in concrete so that it is flush with the upper edge of the concrete sleeper. The improved stability properties are surprisingly further improved when the support ring is flush with the top edge of the concrete sleeper. To achieve the required electrical conductivity values it can be provided that the concrete anchor and the support ring are provided with a suitable insulating coating. In the attached figures ( FIG.
  • the support rings according to the invention conclude with the upper edge of the concrete sleeper. It is envisaged that the upper edge of the support ring, when placed in the concrete sleeper, preferably terminates with the upper edge of the concrete sleeper. It is preferred that the bolt, preferably a WD bolt M 22, is screwed in the support ring for better alignment before concreting.
  • the concreting of support ring and concrete anchor in the concrete sleeper leads to an improvement of the static load capacity of the sleeper body and also advantageously the spring force of the tension and the vibrations by the rolling wheel (axle loads) are absorbed by the bolt, so that not only the threshold bodies are prosecuted.
  • the support rings preferably have an M 22 thread, which leads to a particularly stable anchoring. The support rings are attached to the concrete anchors by means of said threads.
  • the rail fastening system according to the invention can be used flexibly and is compatible with the known concrete sleepers. In addition, it can be easily pre-assembled, so that a transport of small iron is easily possible.
  • the angle guide plate and the elastic intermediate layer is preferably placed on the concrete sleepers after setting the concrete sleepers. Subsequently, the tension clamp is preferably braced with washer and nut, so that a simple transport is possible and no technological change of the threshold transport is required.
  • the support ring, as well as the concrete anchors are embedded in the concrete threshold, and it may also be advantageous to screw the bolt for the transport of the sleeper body in the support ring. It was completely surprising that arising clamping forces are absorbed by the bolt and not registered in the threshold body. As a result, static properties are achieved, resulting in an increased durability of the concrete sleeper, which is far above that of the prior art. This not only minimizes costs but also reduces maintenance.
  • an elastic intermediate layer is arranged under the rail, which ensures a required elastic compliance in a conventional manner.
  • the "elastic” describes in the context of the invention, in particular the property of a material to deform under load and to accept the discharge of the substantially original shape again. By the intermediate layer damage to the concrete threshold can be prevented by a direct action of the rail.
  • the bolts are threaded bolts.
  • a bolt is a connecting means, which presses in particular the tension clamp on the rail or the angle guide plate.
  • the bolts may have an external thread, so that they can be screwed into the support ring. This may be, for example, a metric ISO thread with an outer diameter (nominal diameter) of 22 mm (in the context of the invention also referred to as M 22 thread). However, other threads can be used which provide sufficient holding power.
  • the bolts in particular the threaded bolts are screwed into the support rings, which are embedded in the concrete sleepers. That is, the support rings are irreversibly connected to the thresholds and are preferably already embedded in the production of the thresholds in this.
  • the support rings preferably have an internal thread, in particular a metric ISO thread M 22.
  • a metric ISO thread M 22 For the system components can be used that are already used in rail construction, such. Eg nut (eg SW 29 with M 22 thread), washer, tension clamp (eg SKL 12 or 14), angle guide plate and elastic rail interlayer. These components are already approved for use by Deutsche Bahn.
  • the use of bolts with a wrench size 24 and a metric ISO thread 22 and support rings with a metric ISO thread 22 and concrete anchors preferred.
  • the disclosed technical terms such as thread M 22 or concrete anchor
  • the disclosed technical terms such as thread M 22 or concrete anchor
  • the support ring preferably with an M 22 thread and concrete anchors are cast in place of the previously used threshold dowel in concrete sleeper production according to the specified dimensions.
  • the upper edge of the support rings terminates with the upper edge of the concrete sleeper. It is preferred that the bolt be screwed during concreting of the concrete sleeper in the support ring for better alignment.
  • the support ring is cast in concrete with a concrete anchor in the concrete sleeper. It is advantageous to embed at least two concrete anchors in the concrete sleeper, wherein the concrete anchors are preferably arranged at a 45 ° angle transverse to the threshold axis.
  • the support ring is connected to the support ring anchoring (in the context of the invention also referred to as a concrete anchor), which in turn is also cast in the concrete of the threshold, preferably connected by a thread or pin.
  • a bolt is pressable by means of a nut and washer to a foot of the rail.
  • the bolt preferably has an external thread and can be screwed into the support ring.
  • a nut eg SW39 type with an M 22 thread
  • a metal washer is screwed onto the bolt with a metal washer.
  • the guide plate is preferably composed of two arranged in the rail longitudinal direction plate parts, wherein the two plate parts can be displaced relative to each other, so that contact surfaces of the two plate members are arranged lying at an angle to the rail longitudinal direction.
  • the tension clamp is preferably with is connected to both plate parts and is pressed together by this on the threshold.
  • Fig. 1 shows a preferred rail fastening system.
  • the rail fastening system comprises an angle guide plate 4, Support rings 6, concrete anchors 8, bolts 5 and clamps 3. It comes in each case an angle guide plate 4 each side of the foot of the rail 9 to lie on the threshold 10.
  • the respective guide plate 4 is formed in an angle perpendicular to the rail over a partial area, wherein the angle forms a direction away from the rail 9 inclined surface, which comes to a corresponding inclined surface of the threshold 10 to the plant.
  • the rail 9 and an associated guide plate 4 are pressed via a particular highly elastic clamp 3 on the threshold 10, under the action of a through opening of the guide plate 4 passing through bolt 5, which is anchored in the threshold 10, in particular a support ring 6.
  • a nut 1 can be screwed with a washer 2, so that the tension clamp 3 presses the rail 9 on the threshold 10.
  • the terminal 3 can, for. B. have a W-shape or other shape.
  • the clamp 3 surrounds in its installed position with its arcuate central portion of the shaft of the bolt 5. This allows the relayed by the rail 9 on the guide plates 4 horizontal forces are removed to the threshold 10 and thus in the threshold itself.
  • the support rings 6 and the concrete anchors 8 connected to the support rings are embedded in the concrete sleeper 10.
  • Fig. 2 shows a side view of a bolt.
  • the bolt 5 preferably has a metric ISO thread 11, with which it can be screwed into the support ring.
  • a nut 1 can be used.
  • Fig. 3A , B show a plan view and side view of a support ring.
  • the support ring 6 is preferably anchored with at least two concrete anchors in a concrete sleeper and is embedded in this before.
  • the support ring 6 preferably has two receptacles for concrete anchors 12, which are configured in particular with an internal thread.
  • the bolt is preferably screwed into the receptacle for the bolt 13.
  • Fig. 4 represents a side view of a concrete anchor.
  • FIG. 5A B are a plan view and a side view of a washer are shown.
  • the washer 2 is preferably placed on the bolt.
  • the Fig. 6A , B show a plan view and side view of a nut.
  • the bolt is fixed in particular with a nut 1.
  • a fastening system according to the figures leads to very particularly advantageous properties.

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Abstract

The system has instep clamps (3) anchored in a concrete sleeper (10) and frictionally connected with an angular guiding plate (4) and a foot of a rail (9) through a WD bolt (5), which is passed through the guiding plate. The rail is laterally arranged and partially embedded in the guiding plate. A concrete anchor (8) is embedded in the concrete sleeper. The bolt is inserted in a supporting ring (6) and connected with the concrete anchor. The supporting ring and the concrete anchor are concreted in the concrete sleeper. The bolt is designed as a threaded bolt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenbefestigungssystem, mit welchem Schienen auf einer Betonschwelle befestigt werden können, wobei Stützringe und Betonanker zur Anbringung von Spannklemmen in die Betonschwelle betoniert sind.The invention relates to a rail fastening system, with which rails can be mounted on a concrete sleeper, wherein support rings and concrete anchors are concreted for the attachment of clamps in the concrete sleeper.

Die ordnungsgemäße Verspannung zwischen Schiene und Schwelle ist der Garant für die Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit auf Gleisen und Weichen bei der Durchführung von Personen- und Gütertransporten auf Bahnstrecken.Proper bracing between rail and sleeper is the guarantor for maintaining road safety on tracks and switches when carrying passengers and freight on railway lines.

Für die Einhaltung oberbautechnischer Parameter wie Längshöhe, gegenseitige Höhenlage, Richtung und Spurweite bei der Herstellung von Gleisen und Weichen, ist die kraftschlüssige Verspannung der Schiene zum Schwellenauflager sicherzustellen.For compliance with structural parameters such as longitudinal height, mutual altitude, direction and gauge in the production of tracks and points, the non-positive tension of the rail to the sleeper bearing is to ensure.

Lose Schienenbefestigungen und geschädigte Betonschwellen stellen keine kraftschlüssige Verspannung zwischen Schiene und Schwelle sicher und beeinträchtigen die Verkehrssicherheit bei der Durchführung und Aufrechterhaltung eines reibungslosen Eisenbahnbetriebes.Loose rail fastenings and damaged concrete sleepers ensure no frictional tension between rail and sleeper and impair road safety in the implementation and maintenance of a smooth railway operation.

Im Stand der Technik sind Mittel zur Schienenbefestigung beschrieben. So basiert z. B. das W14-Schienenbefestigungssystem auf einer Betonschwelle, in die ein ebener, in Draufsicht rechtwinklig ausgebildeter Auflageabschnitt für den Fuß der jeweils zu befestigenden Schiene eingeformt ist. In Längsrichtung der zu befestigenden Schiene betrachtet erstreckt sich der jeweilige Auflageabschnitt über die gesamte Schwelle, während seine quer zur Längserstreckung der Schiene gemessene Breite größer als die Breite des Schienenfußes, jedoch kleiner als die gesamte Breite der Schwelle ist. An ihren parallel zur Längserstreckung der Schiene ausgerichteten Schmalseiten ist der Auflageabschnitt durch jeweils eine sich ebenfalls parallel zur Längserstreckung der zu befestigenden Schiene über die Schwelle erstreckende Einsenkung begrenzt, die einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt besitzt. Zusätzlich ist in den beidseits des in Montagestellung vom Schienenfuß besetzten Teils vorhandenen Bereichen des Auflageabschnitts jeweils eine Aufnahme für einen Dübel oder desgleichen eingeformt, in den eine Spannschraube eingeschraubt werden kann.In the prior art means for fastening rails are described. So z. B. the W14 rail fastening system on a concrete sleeper, in which a flat, formed in plan view at right angles formed support portion for the foot of each rail to be fastened is formed. Viewed in the longitudinal direction of the rail to be fastened, the respective support section extends over the entire threshold, while its width measured transversely to the longitudinal extent of the rail is greater than the width of the rail foot but smaller than the entire width of the threshold. At its aligned parallel to the longitudinal extent of the rail narrow sides of the support portion is bounded in each case by a likewise extending parallel to the longitudinal extent of the rail to be fastened via the threshold extending depression, which has a substantially V-shaped cross-section. In addition, in each case a receptacle for a dowel or the like is formed in the on both sides of occupied in the assembly position of the rail foot portions of the support portion into which a clamping screw can be screwed.

Zum Befestigen der Schiene wird auf die nicht von dem Schienenfuß besetzten Bereiche des Auflageabschnitts jeweils eine so genannte "Winkelführungsplatte" aufgesetzt. Diese aus Gewichtsgründen und zum Zwecke der Verbesserung des elastischen Verhaltens sowie des elektrischen Widerstands üblicherweise aus einem hochfesten Kunststoffmaterial gefertigten Winkelführungsplatten weisen einen Zentralabschnitt auf, an dessen Unterseite eine Auflagefläche ausgebildet ist, mit der die Winkelführungsplatten auf dem Auflageabschnitt sitzen. Bei der für das System W14 eingesetzten Winkelführungsplatte ist an den Zentralabschnitt zusätzlich ein Stützabschnitt angeformt, der sich ausgehend von der Auflagefläche an der Unterseite der Winkelführungsplatte nach unten erstreckt und dessen Form an die Form der den Auflageabschnitt begrenzenden Einsenkungen der Schwelle angepasst ist. In der Montagestellung sitzt dementsprechend jede der Winkelführungsplatten mit ihrem Stützabschnitt formschlüssig in der ihr jeweils zugeordneten Einsenkung. Mit ihrer dem Stützabschnitt gegenüberliegenden Anlagefläche liegen die Winkelführungsplatten dagegen seitlich am Fuß der zu befestigenden Schiene an. Seitenkräfte, die von der Schiene auf die Winkelführungsplatte übertragen werden, können so von der Winkelführungsplatte aufgenommen und in die Schwelle geleitet werden. Die Abstützung der Winkelführungsplatten erfolgt dabei über die von der Schiene abgewandte Seitenfläche der jeweiligen Einsenkung.For fastening the rail, in each case a so-called "angled guide plate" is placed on the areas of the support section not occupied by the rail foot. These for weight reasons and for the purpose of improving the elastic behavior and the electrical resistance usually made of a high-strength plastic material angle guide plates have a central portion on the underside of a support surface is formed with the angle guide plates sit on the support section. In the case of the angled guide plate used for the system W14, a support section is additionally formed on the central section, which extends downwards from the support surface on the underside of the angled guide plate and whose shape is adapted to the shape of the depression of the threshold limiting the support section. Accordingly, in the assembly position, each of the angle guide plates sits with its support portion in a form-fitting manner in the recess associated therewith. By contrast, with their contact surface opposite the support surface, the angled guide plates rest laterally against the foot of the rail to be fastened. Side forces transmitted from the rail to the angled guide plate can thus be absorbed by the angled guide plate and directed into the threshold. The support of the angled guide plates takes place via the side facing away from the rail side surface of the respective depression.

Zur Sicherung der Schiene gegen ein Abheben werden bei den bekannten Schienenbefestigungssystemen üblicherweise Federelemente eingesetzt, die im Montagezustand eine federnd elastische Niederhaltekraft auf den Schienenfuß ausüben. Die beim Schienenbefestigungssystem W14 und vergleichbaren Systemen eingesetzten, auch als "Spannklemmen" bezeichneten Federelemente sind W-förmig ausgebildet und mit ihrem Mittelabschnitt auf der Winkelführungsplatte verspannt. Dazu ist in der Winkelführungsplatte eine Durchgangsöffnung ausgebildet, durch die die zum Spannen der jeweiligen Spannklemme verwendete Spannschraube in den jeweils in der Schwelle eingelassenen Dübel eingeschraubt werden kann.To secure the rail against lifting usually spring elements are used in the known rail fastening systems, which exert a resilient elastic hold-down force on the rail in the assembled state. The spring elements used in the rail fastening system W14 and comparable systems, also referred to as "tension clamps", are W-shaped and braced with their middle section on the angled guide plate. For this purpose, a passage opening is formed in the angled guide plate, through which the clamping screw used for clamping the respective tensioning clamp can be screwed into the recessed respectively in the threshold dowels.

Nachteilig bei dem seit über 2 Jahrzehnten verwendeten Schienenbefestigungssystem mit den dazugehörigen Schwellenschrauben und Schraubdübel ist, dass es häufig zu Längsrissen in den Betonschwellen kam, die bis zum Verfall des Systems führten. Eine kraftschlüssige Verspannung zwischen Schiene und Betonschwelle war nicht mehr gewährleistet. Hierdurch konnte eine sichere Benutzung der Schiene nicht mehr gewährleistet werden und die Liegedauer der Betonschwellen von 25 bis 30 Jahre wurde kaum erreicht.A disadvantage of the rail fastening system used for more than 2 decades with the associated sleeper screws and screw plugs is that there were often longitudinal cracks in the concrete sleepers, which led to the expiration of the system. A frictional tension between rail and concrete sleeper was no longer guaranteed. As a result, a safe use of the rail could no longer be guaranteed and the service life of the concrete sleepers of 25 to 30 years was hardly achieved.

Außerdem hat sich herausgestellt, dass es unter ungünstigen Montage- oder Betriebsbedingungen zu erheblichem abrasiven Verschleiß der jeweiligen Schwelle oder Platte im Bereich ihres Auflageabschnitts kommt. Der Verschleiß äußert sich in einem unregelmäßigen Materialabtrag. Dieser kann so weit gehen, dass zwischen Schienenfuß und Auflageabschnitt dauerhaft ein Luftspalt vorhanden ist, in Folge dessen eine sichere Abstützung der Schiene in dem jeweiligen Befestigungspunkt nicht mehr gewährleistet und eine gegebenenfalls vorgesehene Schienenneigung dauerhaft unzulässig verändert ist.In addition, it has been found that under unfavorable mounting or operating conditions, significant abrasion of the respective threshold or plate in the region of its support section comes. The wear manifests itself in an irregular material removal. This can go so far that between rail and support section permanently an air gap is present, as a result, a safe support of the rail in the respective attachment point is no longer guaranteed and any provided rail inclination is permanently inadmissible changed.

Ursächlich für die Schädigung der Betonschwellen ist die Bildung von Längsrissen entlang des Schwellenkörpers durch die vorhandenen Hohlräume der Schwellendübel. Beim Eindrehen der Schwellenschrauben in die einbetonierten Schwellendübel der neu gefertigten Schwellen entstehen Druckkräfte die von innen nach außen der Betonschwellen wirken. Es ist gleichermaßen nachteilig, die Schwellendübel wie einen klassischen Dübel in die Betonschwellen einzufügen oder, ob man diese einbetoniert. (z.B. WO 2006/029803 A1 , DE 101 48 726 A1 , DE 31 11 876 A1 ).The reason for the damage to the concrete sleepers is the formation of longitudinal cracks along the threshold body through the existing cavities of the threshold dowels. When screwing the sleeper screws into the embedded threshold dowels of the newly manufactured thresholds, pressure forces are generated which act from the inside to the outside of the concrete sleepers. It is equally disadvantageous to insert the threshold dowel as a classic dowel in the concrete sleepers or whether they are cast in this. (eg WO 2006/029803 A1 . DE 101 48 726 A1 . DE 31 11 876 A1 ).

Im Stand der Technik (z. B. DE 199 29 283 A1 , JP 2002/242103 A ) ist beschrieben, dass ein Luftspalt zwischen einer Schwelle und einem Schotterbett oder einer Betonplatte, auf denen die Schwelle steht, aufgrund von unvermeidbaren baulichen Ungenauigkeiten vorhanden sein kann, durch Injektion einer Füllmasse geschlossen werden kann. Jedoch kann diese Technik nicht ohne Weiteres auf die Sanierung von Schienenbefestigungspunkten, bei denen sich zwischen dem Auflageabschnitt der Schwelle und dem Schienenfuß in Folge von abrasivem Verschleiß ein Luftspalt gebildet hat, übertragen werden. Die beim Überfahren des jeweiligen Befestigungspunktes auf dem Auflageabschnitt lastenden Druckkräfte sind zu hoch sind, so dass die eingespritzte Füllmasse ihnen nicht über eine ausreichend lange Einsatzdauer standhält.In the prior art (eg DE 199 29 283 A1 . JP 2002/242103 A ) it is described that an air gap between a threshold and a ballast bed or a concrete slab on which the threshold may be due to unavoidable structural inaccuracies may be closed by injection of a filling mass. However, this technique can not be easily transferred to the rehabilitation of rail attachment points where an air gap has formed between the support portion of the sill and the rail base due to abrasive wear. The pressure forces acting on the support section when driving over the respective attachment point are too high, so that the injected filling material does not withstand them over a sufficiently long service life.

Zusätzlich werden bei Zugfahrten die auftretenden Schwingungen durch die Achslasten des rollenden Rades über die Schwellenschraube und Schwellendübel in die Betonschwelle übertragen. Diese Komponenten sind für die Bildung der Risse in der Betonschwelle verantwortlich und verkürzen die Liegedauer je nach Verkehrsbelastung erheblich. Negativ wirken sich auch die Witterungseinflüsse (Eindringen von Wasser und Frosteinwirkung in den Schwellendübel und in den vorhandenen Rissen der Betonschwellen) nachteilig aus. Die Schwellenkörper werden dadurch zusätzlich geschädigt und das führt beschleunigend zur Zerstörung der Betonschwelle.In addition, the vibrations occurring during train movements are transmitted through the axle loads of the rolling wheel via the sleeper screw and threshold dowels into the concrete sleeper. These components are responsible for the formation of cracks in the concrete sleeper and significantly reduce the length of stay depending on the traffic load. The weather conditions (penetration of water and frost into the sill dowel and into the existing cracks in the concrete sleepers) also have a negative effect. The threshold bodies are thereby additionally damaged and this accelerates the destruction of the concrete sleeper.

Eine Schwellenauswechselung geschädigter Betonschwellen wird bereits nach 5 bis 15 Jahren je nach Schädigungsart für die Aufrechterhaltung des Bahnbetriebes erforderlich. Beispiel: ICE Strecke 6100 Berlin - Hamburg wurde die Streckenertüchtigung auf 230 km/h von 2003 bis 2004 durchgeführt. 2009 wurden ca. 241.000 Betonschwellen gewechselt. Die Kosten der Sanierung beliefen sich auf ca. 41 Mio. €.A threshold replacement of damaged concrete sleepers is required after 5 to 15 years, depending on the type of damage for the maintenance of railway operations. Example: ICE line 6100 Berlin - Hamburg the route upgrade to 230 km / h was carried out from 2003 to 2004. In 2009, about 241,000 concrete sleepers were changed. The costs of the renovation amounted to approximately € 41 million.

Es war demgemäß Aufgabe der Erfindung ein Schienenbefestigungssystem bereitzustellen, das nicht die Nachteile oder Mängel des Standes der Technik aufweist.It was accordingly an object of the invention to provide a rail fastening system which does not have the disadvantages or deficiencies of the prior art.

Gelöst wird die Aufgabe durch den unabhängigen Anspruch. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The task is solved by the independent claim. Preferred embodiments can be found in the subclaims.

Es wird mithin ein Schienenbefestigungssystem für Schienen auf Betonschwellen bereitgestellt, das nicht die Nachteile oder Mängel des Standes der Technik aufweist. Das erfindungsgemäße System umfasst:

  1. a. seitlich der Schiene angeordneten und zumindest teilweise in die Schwellenoberseite eingelassenen winkelförmigen Führungsplatten,
  2. b. Spannklemmen, die mittels in der Betonschwelle verankerten und die Führungsplatte durchdringenden Bolzen auf die jeweilige Führungsplatte und einen Fuß der Schiene kraftschlüssig verspannbar sind,
  3. c. in die Betonschwelle eingelassene Betonanker,
  4. d. und mit den Betonankern verbundenen Stützringe, in die die Bolzen eingebracht sind, wobei
die Stützringe und die Betonanker in die Betonschwelle einbetoniert sind.There is thus provided a rail fastening system for rails on concrete sleepers which does not have the disadvantages or deficiencies of the prior art. The system according to the invention comprises:
  1. a. arranged laterally of the rail and at least partially embedded in the threshold top angle-shaped guide plates,
  2. b. Tensioning clamps, which are frictionally clamped onto the respective guide plate and one foot of the rail by means of bolts anchored in the concrete sleeper and penetrating the guide plate,
  3. c. Concrete anchors embedded in the concrete sleeper
  4. d. and with the concrete anchors connected support rings, in which the bolts are inserted, wherein
the support rings and the concrete anchors are embedded in the concrete sleeper.

Die im Stand der Technik offenbarten Befestigungssysteme verwenden Dübel, die in eine Öffnung im festen Untergrund eingebracht werden, wobei in den Dübel das Spannelement eingeschraubt wird. Bei der erfindungsgemäßen Lehre handelt es sich um eine Kombination aus mehreren Elementen (a, b, c und d, wobei die Stützringe und die Betonanker in die Betonschwelle einbetoniert sind). Die einzelnen technischen Elemente, die miteinander kombiniert werden, führen in ihrer Kombination überraschenderweise zu einem deutlich verbesserten Schienenbefestigungssystem für Schienen auf Betonschwellen. Es lag für einen Fachmann nicht nahe, dass die Kombination aus an sich bekannten Elementen zu einem Schienenbefestigungssystem führt, welches die statische Belastbarkeit der Schwellenkörper verbessert und die Nutzungsdauer der Betonschwellen verdoppelt und gleichzeitig die Betriebskosten für die Instandhaltung senkt. Der Fachmann fand in dem Stand der Technik auch keine Anregung, die erfindungsgemäßen einzelnen Merkmale miteinander zu kombinieren. Gerade die einfache Lösung der Kombination aus bekannten Elementen, die zu einer überraschenden Verbesserung wie der Nutzungsdauer führen, wurden dem durchschnittlichen Fachmann nicht nahegelegt, da zahlreiche Lösungen des Standes der Technik erheblich komplizierter waren, als die erfindungsgemäße Lehre. Selbstverständlich finden sich im Stand der Technik einfachere Lösungen, nur handelt es sich bei diesen einfachen Lösungen des Standes der Technik um solche Befestigungssysteme für Schienen auf Betonschwellen, die für den regelmäßiger Betrieb einer üblichen Schiene überhaupt nicht geeignet sind. Es war vor allem völlig überraschend, dass das Einbetonieren eines Betonankers und das Einbetonieren der Stützringe in Kombination mit den Merkmalen a, b, c und d zu einem Befestigungssystem führen, das eine überraschend verbesserte Belastbarkeit aufweist. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stützring mit dem Betonanker so einbetoniert wird, dass der Stützring mit der Oberkante der Betonschwelle abschließt. Das erfindungsgemäße Befestigungssystem stellt eine Abweichung von der Lehre des Standes der Technik, da bei der Erfindung die Stützringe und die Betonanker in die Betonschwelle einbetoniert sind. Überraschenderweise wird hierdurch eine erheblich höhere Stabilität erreicht, die in einer längeren Nutzungsdauer resultiert.The fastening systems disclosed in the prior art use dowels which are inserted into an opening in the solid underground, wherein the clamping element is screwed into the dowel. In the teaching according to the invention is a combination of several elements (a, b, c and d, wherein the support rings and the concrete anchors are embedded in the concrete threshold). The individual technical elements that are combined with each other surprisingly result in their combination in a significantly improved rail fastening system for rails on concrete sleepers. It was not obvious to a person skilled in the art that the combination of per se known elements leads to a rail fastening system which improves the static load capacity of the sleeper body and doubles the service life of the concrete sleepers while reducing the maintenance costs. The person skilled in the art also found no suggestion in the individual features according to the invention to combine with each other. Especially the simple solution of the combination of known elements, which lead to a surprising improvement such as the useful life, were not suggested to the average person skilled in the art, since numerous solutions of the prior art were considerably more complicated than the teaching according to the invention. Of course, find in the prior art simpler solutions, only these simple solutions of the prior art are such fastening systems for rails on concrete sleepers, which are not suitable for the regular operation of a conventional rail at all. Above all, it was completely surprising that the concreting in of a concrete anchor and the concreting in of the support rings in combination with the features a, b, c and d lead to a fastening system which has a surprisingly improved load-bearing capacity. It is particularly advantageous if the support ring is concreted in with the concrete anchor so that the support ring is flush with the upper edge of the concrete sleeper. The fastening system according to the invention is a departure from the teaching of the prior art, since in the invention, the support rings and the concrete anchors are embedded in concrete in the threshold. Surprisingly, this results in a considerably higher stability which results in a longer service life.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn neben dem Stützring mit einem M22-Gewinde ein Betonanker mit M10 verwenden wird, wie er beispielhaft in Figur 4 gezeigt wird. Der Betonanker mit M10 wird verwendet, um durch die Fixierung des Stützringes, bevorzugt mit einem M22-Gewinde, bevorzugt einen WD Bolzen M22 zu fixieren, wobei Stützring und Betonanker beide in der Betonschwelle einbetoniert vorliegen. Die Kombination aus Betonanker (M10) dem Stützring mit dem M22-Gewinde und dem WD Bolzen M22 führt zu den besonderen vorteilhaften Eigenschaften der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.It is particularly advantageous if, in addition to the support ring with an M22 thread, a concrete anchor with M10 will be used, as exemplified in US Pat FIG. 4 will be shown. The concrete anchor with M10 is used to fix by fixing the support ring, preferably with an M22 thread, preferably a WD bolt M22, wherein support ring and concrete anchors are both embedded in the concrete sleeper. The combination of concrete anchor (M10), the support ring with the M22 thread and the WD bolt M22 leads to the particular advantageous properties of the preferred embodiment of the invention.

Das erfindungsgemäße Schienenbefestigungssystem hat wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, wie z. B.:

  • Verbesserung der statischen Belastbarkeit des Schwellenkörpers.
  • Problemlose Herstellung des erforderlichen Drehmoments zur Erreichung der kraftschlüssigen Verspannung zwischen Schiene und Schwelle. Das erforderliche Anzugsmoment der Mutter wird nach Streckenklassifizierung bei Neubau, Umbau oder Instandhaltungsmaßnahmen von Gleisen und Weichen festgelegt.
  • Federkraft der Verspannung und Schwingungen durch das rollende Rad (Achslasten) werden vom Bolzen aufgenommen und nicht in den Schwellenkörper übertragen.
  • Das Schienenbefestigungssystem erhöht die Nutzungsdauer der Schwellenkörper erheblich und gewährleistet eine dauerhafte kraftschlüssige Verspannung zwischen Schiene und Betonschwelle.
  • Das Schienenbefestigungssystem ist bei allen Betonschwellenarten anwendbar.
  • Die Nutzungsdauer der Betonschwellen erhöht sich überraschenderweise je nach Verkehrsbelastung auf ca. 25 bis 30 Jahre.
  • Geschädigte Kleineisenteile können problemlos ausgetauscht werden.
  • Technologische Änderungen bei Gleisneubau- oder Umbauverfahren im Oberbau sind nicht erforderlich.
  • Technische Änderungen der zum Einsatz kommenden Gleisbau- Maschinen und Geräte sind für Schwellenauswechselung, Schwellenverlegung oder Verspannungsarbeiten der Schiene sind nicht erforderlich.
  • Die Senkung der Betriebskosten und der Zugverspätungen auf Grund Minimierung der Instandhaltung ist erheblich.
The rail fastening system according to the invention has significant advantages over the prior art, such. B .:
  • Improvement of the static load capacity of the sleeper body.
  • Easy production of the required torque to achieve the non-positive tension between rail and threshold. The required tightening torque of the nut is determined by route classification for new construction, conversion or maintenance of tracks and points.
  • Spring force of the tension and vibrations by the rolling wheel (axle loads) are absorbed by the bolt and not transmitted to the threshold body.
  • The rail fastening system significantly increases the service life of the sleeper bodies and ensures a permanent non-positive tension between rail and concrete sleeper.
  • The rail fastening system is applicable to all types of concrete sleepers.
  • The useful life of the concrete sleepers surprisingly increases depending on the traffic load to about 25 to 30 years.
  • Damaged pieces of hardware can be easily exchanged.
  • Technological changes in track construction or conversion procedures in the superstructure are not required.
  • Technical changes to the track construction machinery and equipment used are not required for sleeper replacement, sleeper laying or rail bracing.
  • The reduction of operating costs and train delays due to minimization of maintenance is significant.

Eine Schwelle oder auch Bahnschwelle ist ein Teil des Eisenbahnoberbaus, der die Schienen trägt und deren Belastungen auf den Gleis-Unterbau überträgt und verteilt. Es ist die Aufgabe der Schwelle, die darauf befestigte Schiene in ihrer Lage zu fixieren und somit die Einhaltung der Spurweite sicherzustellen. Die Schwellen können aus unterschiedlichen Materialien, wie Stahl, Holz oder Beton, gefertigt sein. Betonschwellen werden insbesondere maschinell aus Beton gegossen, wobei auf der Oberfläche bereits die Auflage der Schienen mit seitlichen Nocken gegen Verschiebung und Bohrlöchern für die Schienenhalter geformt werden. Vorteile von Schwellen aus Spannbeton gegenüber Holz- und Stahlschwellen sind eine bessere Lagestabilität durch größeres Gewicht und eine längere Nutzungsdauer. Beim Regeloberbau der Deutschen Bahn werden Spannbetonschwellen des Typs B 70 auch weitere Betonschwellen wie z. B. des Typs B 90 und andere. Das System kann mit allen gängigen Betonschwellen (wie z. B. Weichenschwellen, Einblockschwellen usw.) verwendet werden. Neben der beschriebenen Einblockschwelle ist die Verwendung der Zweiblockschwelle weit verbreitet. Diese besteht aus zwei Betonblöcken, die mit einem Spurhalter aus einem L- oder T-förmigen Stahlprofil miteinander verbunden sind. Durch das Auflösen der Schwelle in zwei Blöcke wird der Seitenverschiebewiderstand vergrößert. Die Zweiblockschwelle kommt in Deutschland zur Befestigung der Schiene bei der Festen Fahrbahn in Anwendung. Das Befestigungssystem ist mit den Einblockschwellen, aber auch mit den Zweiblockschwellen kompatibel, so dass es universell eingesetzt werden kann.A threshold or railway sleepers is part of the railway superstructure, which carries the rails and transfers their loads to the track substructure and distributed. It is the task of the threshold to fix the rail mounted on it in their position and thus to ensure compliance with the gauge. The sleepers can be made of different materials, such as steel, wood or concrete. Concrete sleepers are in particular cast by machine from concrete, wherein on the surface already the support of the rails are formed with lateral cams against displacement and boreholes for the rail holder. Advantages of prestressed concrete sleepers over wooden and steel sleepers are better positional stability due to greater weight and longer service life. In the standard superstructure of Deutsche Bahn, prestressed concrete sleepers type B 70 will also be used for other concrete sleepers such as concrete sleepers. B. type B 90 and others. The system can be used with all common concrete sleepers (such as point sleepers, single block sleepers, etc.). In addition to the described one-block threshold, the use of the two-block threshold is widespread. This consists of two concrete blocks, with a Spurhalter are interconnected from an L-shaped or T-shaped steel profile. Resolving the threshold into two blocks increases the side shift resistance. The bi-block sleeper is used in Germany for fastening the rail at the slab track in application. The fastening system is compatible with the single-block sleepers, but also with the bi-block sleepers, so that it can be used universally.

Das Einbetonieren der Stützringe mit den Betonankern bietet einen weiteren überraschenden Vorteil. Die vorgegeben Position der Stützringe in der Schwelle ermöglicht eine exakte und eindeutige Orientierung der Winkelführungsplatten. Aufgrund der genauen Positionierung wird die Montage erleichtert und die Montagezeit verkürzt. Es war völlig überraschend, dass das Einbetonieren des Stützringes zu einer weiteren Verbesserung der Stabilität führt. Besonders überraschend war es, dass die Stabilität des Systems nochmals verbessert werden kann, wenn der Stützring beim Einbetonieren so positioniert wird, dass er mit der Oberkante der Betonschwelle abschließt. Die verbesserten Stabilitätseigenschaften werden überraschenderweise nochmals verbessert, wenn der Stützring mit der Oberkante der Betonschwelle abschließt. Zum Erreichen der erforderlichen elektrischen Leitfähigkeitswerte kann vorgesehen sein, dass der Betonanker und der Stützring mit einem geeigneten Isolieranstrich versehen werden. In den beigefügten Figuren (Figur 1) ist dargestellt, wie die Stützringe erfindungsgemäß mit der Oberkante der Betonschwelle abschließen. Es ist vorgesehen, dass die Oberkante des Stützrings, wenn sie in der Betonschwelle eingebracht ist, mit der Oberkante der Betonschwelle bevorzugt abschließt. Es ist bevorzugt, dass der Bolzen, bevorzugt ein WD Bolzen M 22, im Stützring zur besseren Ausrichtung vor dem Betonieren eingedreht wird. Das Einbetonieren von Stützring und Betonanker in die Betonschwelle führt zu einer Verbesserung der statischen Belastbarkeit der Schwellenkörper und weiterhin wird vorteilhafterweise die Federkraft der Verspannung und die Schwingungen durch das rollen Rad (Achslasten) vom Bolzen aufgenommen, so dass nicht nur die Schwellenköper belangt werden. Bevorzugt weisen die Stützringe ein M 22-Gewinde auf, die zu einer besonders stabilen Verankerung führen. Die Stützringe sind mittels der genannten Gewinde an den Betonankern befestigt.Concreteing in the support rings with the concrete anchors offers another surprising advantage. The predetermined position of the support rings in the threshold allows for an accurate and unambiguous orientation of the angled guide plates. Due to the exact positioning, the assembly is facilitated and the assembly time is shortened. It was completely surprising that the concreting of the support ring leads to a further improvement in stability. It was particularly surprising that the stability of the system can be further improved if the support ring is positioned during setting in concrete so that it is flush with the upper edge of the concrete sleeper. The improved stability properties are surprisingly further improved when the support ring is flush with the top edge of the concrete sleeper. To achieve the required electrical conductivity values it can be provided that the concrete anchor and the support ring are provided with a suitable insulating coating. In the attached figures ( FIG. 1 ) is shown how the support rings according to the invention conclude with the upper edge of the concrete sleeper. It is envisaged that the upper edge of the support ring, when placed in the concrete sleeper, preferably terminates with the upper edge of the concrete sleeper. It is preferred that the bolt, preferably a WD bolt M 22, is screwed in the support ring for better alignment before concreting. The concreting of support ring and concrete anchor in the concrete sleeper leads to an improvement of the static load capacity of the sleeper body and also advantageously the spring force of the tension and the vibrations by the rolling wheel (axle loads) are absorbed by the bolt, so that not only the threshold bodies are prosecuted. The support rings preferably have an M 22 thread, which leads to a particularly stable anchoring. The support rings are attached to the concrete anchors by means of said threads.

Es war völlig überraschend, dass das erfindungsgemäße Schienenbefestigungssystem flexibel verwendbar ist und mit den bekannten Betonschwellen kompatibel ist. Außerdem kann es einfach vormontiert werden, so dass ein Transport von Kleineisen problemlos möglich ist. Hierbei wird vorzugsweise nach Abbinden der Betonschwellen die Winkelführungsplatte und die elastische Zwischenlage auf die Betonschwellen gelegt. Anschließend wird bevorzugt die Spannklemme mit Unterlegscheibe und Mutter verspannt, so dass ein einfacher Transport möglich ist und keine technologische Änderung des Schwellentransportes erforderlich wird.It was completely surprising that the rail fastening system according to the invention can be used flexibly and is compatible with the known concrete sleepers. In addition, it can be easily pre-assembled, so that a transport of small iron is easily possible. In this case, the angle guide plate and the elastic intermediate layer is preferably placed on the concrete sleepers after setting the concrete sleepers. Subsequently, the tension clamp is preferably braced with washer and nut, so that a simple transport is possible and no technological change of the threshold transport is required.

Durch das erfindungsgemäße System ist eine schnelle und effiziente Befestigung von Schienen möglich. Der Stützring, sowie die Betonanker sind in die Betonschwelle einbetoniert, wobei es auch vorteilhaft sein kann, den Bolzen für den Transport der Schwellenkörper in den Stützring einzudrehen. Es war völlig überraschend, dass entstehende Spannkräfte durch den Bolzen aufgenommen werden und nicht in den Schwellenkörper eingetragen werden. Hierdurch werden statische Eigenschaften erreicht, die in einer erhöhten Haltbarkeit der Betonschwelle resultieren, die weit über der des Standes der Technik liegt. Somit können nicht nur Kosten minimiert sondern auch Wartungsarbeiten reduziert werden.By the system according to the invention a fast and efficient fastening of rails is possible. The support ring, as well as the concrete anchors are embedded in the concrete threshold, and it may also be advantageous to screw the bolt for the transport of the sleeper body in the support ring. It was completely surprising that arising clamping forces are absorbed by the bolt and not registered in the threshold body. As a result, static properties are achieved, resulting in an increased durability of the concrete sleeper, which is far above that of the prior art. This not only minimizes costs but also reduces maintenance.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Schienenbefestigungssystems ist unter der Schiene eine elastische Zwischenlage angeordnet, die in an sich bekannter Weise eine erforderliche elastische Nachgiebigkeit gewährleistet. Der "elastisch" beschreibt im Sinne der Erfindung insbesondere die Eigenschaft eines Materials, sich unter Belastung zu verformen und bei Entlastung wieder die im Wesentlichen ursprüngliche Gestalt anzunehmen. Durch die Zwischenlage kann eine Beschädigung der Betonschwelle durch eine direkte Einwirkung der Schiene verhindert werden.In a preferred embodiment of the rail fastening system, an elastic intermediate layer is arranged under the rail, which ensures a required elastic compliance in a conventional manner. The "elastic" describes in the context of the invention, in particular the property of a material to deform under load and to accept the discharge of the substantially original shape again. By the intermediate layer damage to the concrete threshold can be prevented by a direct action of the rail.

Es ist bevorzugt, dass die Bolzen Gewindebolzen sind. Ein Bolzen ist ein Verbindungsmittel, welches insbesondere die Spannklemme auf die Schiene bzw. die Winkelführungsplatte presst. Die Bolzen können ein Außengewinde aufweisen, so dass sie in den Stützring eindrehbar sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein metrisches ISO-Gewinde mit einem Außendurchmesser (Nenndurchmesser) von 22 mm (im Sinne der Erfindung auch als M 22 Gewinde bezeichnet) handeln. Es können jedoch auch weitere Gewinde genutzt werden, die eine ausreichende Haltekraft bereitstellen.It is preferred that the bolts are threaded bolts. A bolt is a connecting means, which presses in particular the tension clamp on the rail or the angle guide plate. The bolts may have an external thread, so that they can be screwed into the support ring. This may be, for example, a metric ISO thread with an outer diameter (nominal diameter) of 22 mm (in the context of the invention also referred to as M 22 thread). However, other threads can be used which provide sufficient holding power.

Die Bolzen, insbesondere die Gewindebolzen sind in die Stützringe eindrehbar, die in die Betonschwellen einbetoniert sind. Das heißt, die Stützringe sind irreversibel mit den Schwellen verbunden und werden bevorzugt bei der Fertigung der Schwellen bereits in diese eingelassen. Die Stützringe weisen vorzugsweise ein Innengewinde, insbesondere ein metrisches ISO-Gewinde M 22 auf. Für das System können Bauelemente verwendet werden, die bereits im Schienenbau genutzt werden, wie z. B. Mutter (z. B. SW 29 mit Gewinde M 22), Unterlegscheibe, Spannklemme (z. B. SKL 12 oder 14), Winkelführungsplatte und elastische Schienenzwischenlage. Diese Bauelemente sind bereits für die Verwendung bei der Deutschen Bahn zugelassen. Des Weiteren ist die Verwendung von Bolzen mit einer Schlüsselweite 24 und einem metrischen ISO Gewinde 22 und Stützringe mit einem metrischen ISO Gewinde 22 und Betonanker bevorzugt. Dem Fachmann sind die offenbarten technischen Begriffe (wie Gewinde M 22 oder Betonanker) bekannt, so dass sie nicht definiert werden müssen.The bolts, in particular the threaded bolts are screwed into the support rings, which are embedded in the concrete sleepers. That is, the support rings are irreversibly connected to the thresholds and are preferably already embedded in the production of the thresholds in this. The support rings preferably have an internal thread, in particular a metric ISO thread M 22. For the system components can be used that are already used in rail construction, such. Eg nut (eg SW 29 with M 22 thread), washer, tension clamp (eg SKL 12 or 14), angle guide plate and elastic rail interlayer. These components are already approved for use by Deutsche Bahn. Furthermore, the use of bolts with a wrench size 24 and a metric ISO thread 22 and support rings with a metric ISO thread 22 and concrete anchors preferred. The person skilled in the art, the disclosed technical terms (such as thread M 22 or concrete anchor) are known, so they need not be defined.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betonanker mit dem Stützring mit einem M 22 Gewinde die Spannklemme SK 12 oder 14 fixieren, wie dies beispielsweise in Figur 1 gezeigt ist. Für diesen Aufbau sind nur geringe Änderungen gegenüber dem bekannten Schienenbefestigungssystem W erforderlich. Die bekannten W-förmigen Spannklemmen werden so nicht mehr mit dem bekannten Schwellenschrauben fixiert. Es war überraschend, dass die Erfindung, obwohl sie nur wenige Änderungen am bekannten System vornimmt, zu einer völlig überraschenden Verbesserung der Belastbarkeit des Schwellenkörpers führt.It is particularly advantageous if the concrete anchors with the support ring with an M 22 thread fix the clamp SK 12 or 14, as for example in FIG. 1 is shown. For this structure, only small changes compared to the known rail fastening system W are required. The known W-shaped clamping clamps are no longer fixed with the known sleeper screws. It was surprising that, although the invention makes few changes to the known system, it leads to a completely surprising improvement in the load capacity of the sleeper body.

Der Stützring, vorzugsweise mit einem M 22 Gewinde und Betonanker werden statt der bislang verwendeten Schwellendübel bei der Betonschwellenherstellung nach den vorgegebenen Maßen einbetoniert. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Oberkante der Stützringe mit der Oberkante der Betonschwelle abschließt. Es ist bevorzugt, dass der Bolzen während des Betonierens der Betonschwelle im Stützring zur besseren Ausrichtung eingedreht werden.The support ring, preferably with an M 22 thread and concrete anchors are cast in place of the previously used threshold dowel in concrete sleeper production according to the specified dimensions. Here, it is preferred that the upper edge of the support rings terminates with the upper edge of the concrete sleeper. It is preferred that the bolt be screwed during concreting of the concrete sleeper in the support ring for better alignment.

Der Stützring ist mit einem Betonanker in der Betonschwelle einbetoniert. Es ist vorteilhaft, mindestens zwei Betonanker in die Betonschwelle einzubetonieren, wobei die Betonanker vorzugsweise in einem 45° Winkel quer zur Schwellenachse angeordnet werden. Der Stützring ist mit der Stützringverankerung (im Sinne der Erfindung auch als Betonanker bezeichnet), die ihrerseits ebenfalls im Beton der Schwelle eingegossen ist, vorzugsweise über ein Gewinde oder Zapfen verbunden.The support ring is cast in concrete with a concrete anchor in the concrete sleeper. It is advantageous to embed at least two concrete anchors in the concrete sleeper, wherein the concrete anchors are preferably arranged at a 45 ° angle transverse to the threshold axis. The support ring is connected to the support ring anchoring (in the context of the invention also referred to as a concrete anchor), which in turn is also cast in the concrete of the threshold, preferably connected by a thread or pin.

Es ist ferner bevorzugt, dass ein Bolzen mittels einer Mutter und Unterlegscheibe an einen Fuß der Schiene pressbar ist. Der Bolzen weist vorzugsweise ein Außengewinde auf und kann in den Stützring eingedreht werden. Damit eine Fixierung der Winkelführungsplatte und somit der Schiene auf der Betonschwelle erreicht wird, wird eine Mutter (z. B. des Typs SW39 mit einem M 22 Gewinde) mit einer Unterlegscheibe aus Metalle auf den Bolzen aufgedreht.It is further preferred that a bolt is pressable by means of a nut and washer to a foot of the rail. The bolt preferably has an external thread and can be screwed into the support ring. In order to fix the angle guide plate and thus the rail on the concrete sleeper, a nut (eg SW39 type with an M 22 thread) is screwed onto the bolt with a metal washer.

Die die Führungsplatte ist bevorzugt aus zwei in Schienenlängsrichtung angeordneten Plattenteilen zusammengesetzt, wobei die beiden Plattenteile zueinander verschiebbar sein können, so dass Anlageflächen der beiden Plattenteile in einem Winkel zur Schienenlängsrichtung liegend angeordnet sind. Die Spannklemme steht vorzugsweise mit beiden Plattenteilen in Verbindung steht und wird gemeinsam durch diese auf die Schwelle presst.The guide plate is preferably composed of two arranged in the rail longitudinal direction plate parts, wherein the two plate parts can be displaced relative to each other, so that contact surfaces of the two plate members are arranged lying at an angle to the rail longitudinal direction. The tension clamp is preferably with is connected to both plate parts and is pressed together by this on the threshold.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die erfindungsgemäße Kombination, die das Schienenbefestigungssystem bildet aus folgenden Elementen zusammengebaut:

  • Mutter SW39 mit Gewinde M 22, Unterlegscheibe Uls7, Spannklemme (SKL 12 oder 14),
  • Winkelführungsplatte Wfp, WD Bolzen M 22, Stützring mit M 22-Gewinde und Betonanker,
  • elastische Schienenzwischenlage, die zusammen auf einer Betonschwelle B 70 oder B 90 oder einer anderen zusammengefügt sind. Der Bolzen M 22 sowie der Stützring mit dem M 22-Gewinde und dem Betonanker sind aus einem Stahl S 355 oder einem höherwertigen Stahl hergestellt. Der Stützring mit dem M 22-Gewinde und dem Betonanker werden bei der Betonschwellenherstellung einbetoniert, wobei der Stützring mit der Oberkante der Betonschwelle abschließt. Die so bereitgestellte bevorzugte Kombination aus Einzelelementen stellt ein Schienenbefestigungssystem dar, welches der Belastung durch den üblichen Schienenverkehr überraschenderweise besser standhält als die Systeme des Standes der Technik.
In a particularly preferred embodiment of the invention, the combination according to the invention, which forms the rail fastening system, is assembled from the following elements:
  • Nut SW39 with thread M 22, washer Uls7, tension clamp (SKL 12 or 14),
  • Angled guide plate Wfp, WD Bolt M 22, support ring with M 22 thread and concrete anchor,
  • elastic rail pads, which are joined together on a concrete sleeper B 70 or B 90 or another. The bolt M 22 as well as the support ring with the M 22 thread and the concrete anchor are made of a steel S 355 or a higher quality steel. The support ring with the M 22 thread and the concrete anchor are cast in concrete during the production of the sleepers, whereby the support ring is flush with the upper edge of the concrete sleeper. The preferred combination of individual elements thus provided constitutes a rail fastening system which surprisingly withstands the load of conventional rail traffic better than the systems of the prior art.

Überraschenderweise führt die Verwendung von den genannten einzelnen konkreten Elementen (Betonschwelle B70 oder Stützring M22-Gewinde, WD Bolzen M22) zu besonders vorteilhaften Befestigungssystemen.Surprisingly, the use of said individual concrete elements (concrete sleeper B70 or support ring M22 thread, WD bolt M22) leads to particularly advantageous fastening systems.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand von Figuren erläutert werden, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Es zeigen:

Fig. 1
Schematische Darstellung eines bevorzugten Befestigungssystems
Fig. 2
Seitenansicht eines Bolzen
Fig. 3A, B
Draufsicht und Seitenansicht eines Stützringes
Fig. 4
Seitenansicht eines Betonankers
Fig. 5A, B
Draufsicht und Seitenansicht einer Unterlegscheibe
Fig. 6A, B
Draufsicht und Seitenansicht einer Mutter
The invention will be explained below with reference to figures, but without being limited to these. Show it:
Fig. 1
Schematic representation of a preferred fastening system
Fig. 2
Side view of a bolt
Fig. 3A, B
Top view and side view of a support ring
Fig. 4
Side view of a concrete anchor
Fig. 5A, B
Top view and side view of a washer
Fig. 6A, B
Top view and side view of a mother

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Schienenbefestigungssystem. Zur Befestigung einer Schiene 9 auf einer Schwelle 10, z. B. aus Beton, bevorzugt unter Zwischenschaltung einer Zwischenlage 7, umfasst das Schienenbefestigungssystem eine Winkelführungsplatte 4, Stützringe 6, Betonanker 8, Bolzen 5 und Spannklemmen 3. Dabei kommt jeweils eine Winkelführungsplatte 4 jeder Seite des Fußes der Schiene 9 auf der Schwelle 10 zu liegen. Die jeweilige Führungsplatte 4 ist im Schnitt senkrecht zur Schiene über einen Teilbereich winkelförmig ausgebildet, wobei der Winkel eine von der Schiene 9 wegweisende Schrägfläche bildet, die an einer entsprechenden Schrägfläche der Schwelle 10 zur Anlage kommt. Die Schiene 9 und eine zugehörige Führungsplatte 4 werden über eine insbesondere hochelastische Spannklemme 3 auf die Schwelle 10 gepresst, und zwar unter der Wirkung einem eine Durchgangsöffnung der Führungsplatte 4 durchsetzenden Bolzen 5, der in der Schwelle 10, insbesondere einem Stützring 6 verankert ist. Auf den Bolzen 5 kann eine Mutter 1 mit einer Unterlegscheibe 2 geschraubt werden, so dass die Spannklemme 3 die Schiene 9 auf die Schwelle 10 presst. Die Klemme 3 kann z. B. eine W-Form oder sonstige Form aufweisen. Die Klemme 3 umgibt in ihrer Einbaustellung mit ihrem bogenförmigen Mittelteil den Schaft des Bolzen 5. Hierdurch können die von der Schiene 9 auf die Führungsplatten 4 weitergeleiteten Horizontalkräfte auf die Schwelle 10 und damit in die Schwelle selbst abgetragen werden. Die Stützringe 6 sowie die mit den Stützringen verbundenen Betonanker 8 sind in die Betonschwelle 10 einbetoniert. Fig. 1 shows a preferred rail fastening system. To attach a rail 9 on a threshold 10, z. As concrete, preferably with the interposition of an intermediate layer 7, the rail fastening system comprises an angle guide plate 4, Support rings 6, concrete anchors 8, bolts 5 and clamps 3. It comes in each case an angle guide plate 4 each side of the foot of the rail 9 to lie on the threshold 10. The respective guide plate 4 is formed in an angle perpendicular to the rail over a partial area, wherein the angle forms a direction away from the rail 9 inclined surface, which comes to a corresponding inclined surface of the threshold 10 to the plant. The rail 9 and an associated guide plate 4 are pressed via a particular highly elastic clamp 3 on the threshold 10, under the action of a through opening of the guide plate 4 passing through bolt 5, which is anchored in the threshold 10, in particular a support ring 6. On the bolt 5, a nut 1 can be screwed with a washer 2, so that the tension clamp 3 presses the rail 9 on the threshold 10. The terminal 3 can, for. B. have a W-shape or other shape. The clamp 3 surrounds in its installed position with its arcuate central portion of the shaft of the bolt 5. This allows the relayed by the rail 9 on the guide plates 4 horizontal forces are removed to the threshold 10 and thus in the threshold itself. The support rings 6 and the concrete anchors 8 connected to the support rings are embedded in the concrete sleeper 10.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Bolzen. Der Bolzen 5 weist vorzugsweise ein metrisches ISO Gewinde 11 auf, mit dem er in den Stützring eingedreht werden kann. Zur Fixierung des Bolzens kann eine Mutter 1 verwendet werden. Fig. 2 shows a side view of a bolt. The bolt 5 preferably has a metric ISO thread 11, with which it can be screwed into the support ring. To fix the bolt, a nut 1 can be used.

Fig. 3A, B zeigen eine Draufsicht und Seitenansicht eines Stützringes. Der Stützring 6 wird vorzugsweise mit mindestens zwei Betonankern in einer Betonschwelle verankert und liegt in dieser einbetoniert vor. Hierfür weist der Stützring 6 vorzugsweise zwei Aufnahmen für Betonanker 12 auf, die insbesondere mit einem Innengewinde ausgestaltet sind. In den Stützring 6 wird in die Aufnahme für den Bolzen 13 vorzugsweise der Bolzen eingedreht. Fig. 3A , B show a plan view and side view of a support ring. The support ring 6 is preferably anchored with at least two concrete anchors in a concrete sleeper and is embedded in this before. For this purpose, the support ring 6 preferably has two receptacles for concrete anchors 12, which are configured in particular with an internal thread. In the support ring 6, the bolt is preferably screwed into the receptacle for the bolt 13.

Fig. 4 stellt eine Seitenansicht eines Betonankers dar. Der Betonanker 8, ist wie der Stützring in die Schwelle einbetoniert und wird bevorzugt mit dem Gewinde 11 in den Stützring eingedreht. Fig. 4 represents a side view of a concrete anchor. The concrete anchor 8, as the support ring is embedded in the threshold and is preferably screwed with the thread 11 in the support ring.

In den Fig. 5A, B sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Unterlegscheibe dargestellt. Die Unterlegscheibe 2 wird vorzugsweise auf den Bolzen aufgelegt.In the Fig. 5A , B are a plan view and a side view of a washer are shown. The washer 2 is preferably placed on the bolt.

Die Fig. 6A, B zeigen eine Draufsicht und Seitenansicht einer Mutter. Der Bolzen wird insbesondere mit einer Mutter 1 fixiert.The Fig. 6A , B show a plan view and side view of a nut. The bolt is fixed in particular with a nut 1.

Ein Befestigungssystem gemäß der Figuren führt zu ganz besonders vorteilhaften Eigenschaften.A fastening system according to the figures leads to very particularly advantageous properties.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11 Mutter mit GewindeNut with thread 22 Unterlegscheibewasher 33 Spannklemmetension clamp 44 WinkelführungsplatteAngled guide plate 55 WD BolzenWD bolt 66 Stützring mit GewindeSupport ring with thread 77 Elastische SchienenzwischenlageElastic rail liner 88th Betonankerconcrete anchor 99 Schienerail 1010 Betonschwelleconcrete sleeper 1111 Gewindethread 1212 Aufnahme für die BetonankerPickup for the concrete anchors 1313 Aufnahme für den BolzenPick up for the bolt

Claims (9)

Schienenbefestigungssystem für Schienen auf Betonschwellen, umfassend a. seitlich der Schiene (9) angeordneten und zumindest teilweise in die Schwellenoberseite eingelassenen winkelförmigen Führungsplatten (4) b. Spannklemmen (3), die mittels in der Betonschwelle (10) verankerten und die Führungsplatte (4) durchdringenden Bolzen (5) auf die jeweilige Führungsplatte (4) und einen Fuß der Schiene (9) kraftschlüssig verspannbar sind, c. in die Betonschwelle (10) eingelassene Betonanker (8), d. und mit den Betonankern (8) verbundenen Stützringe (6), in die die Bolzen (5) eingebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützringe (6) und die Betonanker (8) in die Betonschwelle (10) einbetoniert sind. Rail fastening system for rails on concrete sleepers, comprising a. arranged laterally of the rail (9) and at least partially embedded in the threshold top angle guide plates (4) b. Tensioning clamps (3) which can be clamped non-positively on the respective guide plate (4) and one foot of the rail (9) by means of bolts (5) anchored in the concrete sleeper (10) and penetrating the guide plate (4), c. in the concrete sleeper (10) embedded concrete anchors (8), d. and support rings (6), which are connected to the concrete anchors (8) and into which the bolts (5) are inserted,
characterized in that
the support rings (6) and the concrete anchors (8) are concreted into the concrete sleeper (10). Schienenbefestigungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
unter der Schiene (9) eine elastische Zwischenlage (7) vorliegt.Rail fastening system according to claim 1,
characterized in that
under the rail (9) an elastic intermediate layer (7) is present. Schienenbefestigungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bolzen (5) Gewindebolzen sind.Rail fastening system according to claim 1 or 2,
characterized in that
the bolts (5) are threaded bolts. Schienenbefestigungssystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bolzen (5) in die Stützringe (6) eindrehbar sind.Rail fastening system according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
the bolts (5) in the support rings (6) are screwed. Schienenbefestigungssystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Oberkante des Stützringes (6) mit einer Oberkante der Betonschwelle (10) abschließt.Rail fastening system according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
an upper edge of the support ring (6) with an upper edge of the concrete sleeper (10) closes. Schienenbefestigungssystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Bolzen (5) mittels einer Mutter (1) und Unterlegscheibe (2) an einen Fuß der Schiene (9) pressbar ist.Rail fastening system according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
a bolt (5) can be pressed against a foot of the rail (9) by means of a nut (1) and washer (2). Schienenbefestigungssystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens zwei Betonanker (8) in die Betonschwelle (10) einbetoniert sind.Rail fastening system according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
at least two concrete anchors (8) are concreted in the concrete sleeper (10). Schienenbefestigungssystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Führungsplatte (4) aus zwei in Schienenlängsrichtung angeordneten Plattenteilen zusammengesetzt ist.Rail fastening system according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
the guide plate (4) is composed of two plate members arranged in the rail longitudinal direction. Schienenbefestigungssystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Spannklemme (3) mit beiden Plattenteilen in Verbindung steht und diese gemeinsam auf die Schwelle (10) presst.Rail fastening system according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
the tensioning clamp (3) is connected to both plate parts and presses them together onto the threshold (10).
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