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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung von Schienenankern, die ein gewalztes Metallprofil mit einem Haken an einem Ende aufweisen, der mit dem Schienenfuss in festen Eingriff gebracht wird. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf einen Schienenanker jener bekannten Bauart, der einen breiten Mittelflansch aufweist, an den an einer Kante seitlich ausragende Flansche angesetzt sind, und der an einem Ende zu einem Haken gebogen ist, welcher unter Anspannung mit der oberen und unteren Fläche des Schienenfusses in festen Eingriff gebracht werden kann, sowie am andern Ende zum Erfassen der auf der andern Seite gelegenen Randkante des Schienenfusses eine Leiste aufweist.
Diese Schienenanker werden mit einem relativ breiten, an der Schwelle anliegenden Mittelflansch ausgeführt, um eine grosse Berührungsfläche mit der anliegenden Schwelle zu erreichen. Dies ist günstig, weil der durch die Schiene ausgeübte Wanderdruck die Tendenz hat die der Schwelle zugewandte Fläche des Ankers in die Schwelle zu pressen. Es hat sich jedoch dabei der Nachteil gezeigt, dass dieser grosse, über den Hakenteil des Ankers reichende Mittelflansch dem Anker eine übermässige Steifigkeit verleiht. Wegen dieser übermässigen Steifigkeit ergeben sich bei der Anwendung Schwierigkeiten, weil die Elastizitätsgrenze relativ niedrig liegt und die Montage des Ankers an eine Schiene daher besondere Sorgfalt verlangt, um ein Biegen des Hakens über seine Elastizitätsgrenze zu vermeiden.
Bei den bekannten Schienenankern dieser Bauart konzentriert sich die ganze Biegebeanspruchung während des Gebrauches an der Schiene auf das Krümmen des Hakens, der wie oben angeführt, eine niedrige Elastizitätsgrenze hat. Im Falle, dass der Haken überbeansprucht wird, wird der elastische Eingriff des Hakens geschwächt. Ebenso kann sich im Falle einer falschen Hitzebehandlung des Ankers eine solche Überbeanspruchung und ein Brechen des Hakens ergeben.
Bei den bekannten Schienenankern dieser Bauart ragen die Seitenflansche lotrecht zum Mittelflansch aus und die an der Schiene anliegenden Flächen dieser Seitenflansche bestehen aus je einer Rippe, die dem Mittelflansch näher liegt als dem Ende des Seitenflansches, so dass die Auflagestelle der Seitenflansche auf dem Schienenfuss mit dem Mittelflansch des Ankers praktisch völlig starr verbunden ist.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Schienenanker der eingangs erwähnten Bauart. bei dem eine Überbeanspruchung des Hakenbogens während der Anbringung des Ankers an der Schiene nicht mehr eintreten kann.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Seitenflanschen von ihrer Verbindungsstelle mit dem Mittelflansch etwas schräg gegen den Schienenfuss zu laufen und mit ihren äusseren Enden am Schienenfuss anliegen, so dass bei der Anbringung des Ankers eine elastische Ausbiegung der Seitenflanschen möglich ist.
Auf diese Weise kann der Mittelflansch dem Haken eine grössere Steifigkeit am Hakenbogen verleihen als es mit starr angesetzten Seitenflanschen möglich ist, weil die hohen, beim Anbringen des Ankers auftretenden Kräfte teilweise durch die Elastizität der Seitenflansche aufgenommen werden.
Die etwas biegsamen sich schräg nach aussen erstreckenden Seitenflansche sind auch ausreichend elastisch, um mit den starken Schwingungen der Schiene während des darüberfahrenden Zuges mitzuschwingen. Diese Schwingungen sind unabhängig von der wellenförmigen oder vertikalen Wellenbewegung der Schiene, und ihre Schwingungen sind von grosser Intensität, jedoch bewirken sie einen vorübergehenden Ausfall des Greif-Effektes der Ankeranordnung, es sei denn, die Konstruktion ist ausreichend
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elastisch, un harmonisch mit der Schiene mitzuschwingen. Der erfindungsgemässe Anker vermeidet solche Vibrationseffekte, weil die Seitenflansche von grösserer Elastizität sind als der breite Mittelflansch, und daher mit der Schiene mitschwingen können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus del nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung hervor, die in der Zeichnung dargestellt ist.
Fig. 1 ist eine Detailansicht des Schienenfusses und der darunterliegenden Tragkonstruktion, zusammen mit der am Schienenfuss montierten Schienenankeranordnung nach der Erfindung, Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Schienenankers nach Fig. l, wobei der Schienenfuss im Querschnitt erscheint, Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2, aber mit dem Schienenanker in seiner noch nicht am Schienenfuss fertig montierten Lage. Fig. 4 ist ein Querschnitt nach Linie 4 - 4 der Fig. 3 und Fig. 5 ein Querschnitt nach Linie 5 - 5 der Fig. 3 in der Richtung der Pfeile gesehen.
Ils der Zeichnung ist der Schienenanker als ganzer mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Der Schienenfuss liegt auf einer Unterlagsplatte 12 üblicher Form, diese wieder liegt auf der Oberseite der hölzernen Querschwelle 13, die im Schotterbett des Bahnkörpers eingelagert ist. Die Unterlagsplatte ist beiderseits mit-abfallenden Schultern 15 versehen, die eine Führung für den Schienenfuss bilden und ein seitliches Widerlager für die Schiene bildet. Die Platte ist mit Hilfe von Nägeln 16 an der Schwelle befestigt, deren Köpfe die Ränder der Schiene mit einem geringen Abstand überragen.
Dieser Abstand erlaubt ge- ringe vertikale Bewegungen der Schiene gegenüber der Unterlagsplatte als Folge der vertikalen Bewegungswelle der Schiene, ohne dass Pumpbewegungen auf die Schwelle 13 und das Schotterbett der Bahntrasse weitergegeben werden. Die erwähnte Wellenbewegung der Schiene wird durch das Darüberrollen der Zü ge hervorgerufen, wenn die Schienen auf im Abstand liegenden Schwellen 13 montiert sind.
Der Schienenanker 10 besteht aus einem Stück eines gewalzten Stahlstabes von besonderer Profilierung. Das erwähnte Profil besitzt eine Y-Form mit einem Mittelflansch 17, der entlang der Längskante verläuft, und einem Paar schräg aufwärts ragender Seitenflanschen 18, 19. Die drei Flanschen 17, 18, 19 besitzen gleiche Stärke. Die Seitenflanschen 18,19 bilden bei ihrem Zusammentreffen mit dem Hauptflansch eine flache Rinne 20 und weisen Abrundungen 21,22 auf.
Diese Konstruktion ermöglicht es, alle Teile des Querschnittes in einheitlichen Stärken herzustellen, was eine wichtige erzeugungstechnische Voraussetzung ist, weil damit ein gleichmässiges Erhitzen des Metallstückes bei der Biegungdes Stückes in die Hakenform und auch ein gleichmässiges Abkühlen des heissen Ankers nach Entfernung aus der Biegepresse ermöglicht ist. Das gleichförmige Abkühlen des heissen Ankers ist wichtig, um das Entstehen innerer Strukturfehler, besonders an der Verbindungsstelle der Seitenflanschen 18,19 mit dem Hauptflansch 17 zu vermeiden.
Der Anker nach der Erfindung ist ein Metallstück mit dem oben genannten Profil, wobei ein Ende des Stückes zu einem Haken 23 gebogen ist, an dessen Innenseite die Flanschen 18,19 liegen. Das andere Ende des Stückes ist mit einer Abstufung 24 versehen, die eine Abschlussleiste 25 begrenzt. Der Anker ist mit zwei Schultern 26 und einer runden. querliegenden Vertiefung 27 versehen, deren Aufgabe später erklärt wird.
Am Haken 23 besitzt die Ankeranordnung eine obere und eine untere Klaue 28,29 (Fig. 2), die geeignet sind, auf der einen Seite des Schienenfusses 11, an dessen oberer bzw. unterer Fläche zum festen Eingriff gebracht zu werden. Die Leiste 25 dient dazu, um hinter die gegenüberliegende Seitenkante 31 des Schienenfusses einzurasten und so den Haken 23 in seiner richtigen Lage am Schienenfuss zu halten.
Der dazwischenliegende Teil bildet den Grundteil des Ankers.
Es ist bei solchen Ankern wünschenswert, den Mittelflansch 17 relativ breit zu halten, damit eine grosse Kontaktfläche mit der vertikalen Fläche 32 der Schwelle 13 erzielt wird (Fig. 4 und 5). Sonst besteht durch die kriechende Pressung, die längs der Schiene ausgeübt wird, die Tendenz, dass sich die Ankerkonstruktion in die Holzfasern der Schwelle eindrückt.
Dieser Umstand schadet nicht nur der Schwelle, sondern es kann auch der Anker so in die Schwelle eindringen, dass das ganze Wandern der Schienen sich auf die Unterlagsplatte 12 und auf die Schwellennägel 16 überträgt. Während ein breiter, an die Schwelle angrenzender Flansch 17 leicht in der Lage ist, die obigen Nachteile zu beseitigen, bewirken solche Flansche eine grössere Steifheit des Hakenbogens 23 als sie erforderlich ist, um einen ausreichend festen Angriff am Schienenfuss zu erreichen.
Vorliegende Erfindung ist hauptsächlich auf eine Verbesserung der Formgebung des Ankers gerichtet, die es möglich macht, einen breiten Mittelflansch 17 anzuordnen und trotzdem ungünstige Wirkungen einer übermässigen Steifigkeit des Hakens 23 zu vermeiden. Zu diesem Zwecke ragen die Seitenflansche 18, 19 von der Verbindungsstelle mit dem Hauptflansch 17 etwas schräg nach aussen und liegen mit ihren Enden am Schienenfuss an.
Der vertikale Mittelflansch kann dann, wenn der Anker an der Schiene mon-
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tiert wird, unter elastischer Durchbiegung der Seitenflansche 18, 19 etwas unter die Grundfläche 33 des Schienenfusses 11 hinuntergedrückt werden, wobei es den Seitenflanschen 18, 19 an den Stellen der oberen und unteren Klauen 28, 29 möglich wird, sich von der punktiert dargestellten Lage 34 und 35 in die voll ausgezogen gezeichnete Lage (Fig. 4) zu verlagern. Die erwähnten Flansche 18, 19 werden auch bei der Leiste 25 ähnlich verbogen, bis die Einrückbewegung des Ankers der Leiste 25 gestattet. über den unteren Rand der Schiene in die Endstellung an der Seitenfläche 31 des Schienenfusses einzuschnappen.
Der Schienenanker wird montiert, indem zuerst der Haken 23 auf den Flansch der Schiene in die in
Fig. 3 gezeigte Lage. gebracht wird. In dieser Anfangsstellung des Ankers berühren die Flansche 18, 19 den Schienenfuss nur im Endbereich der oberen Klaue 28, an der unteren Klaue 29 und am Vorsprung 24 der Schliessleiste 25, und die dem Haken zugewandte Unterkante des Schienenfusses 30 ragt in die Rin- ne 27 ein. Die Rinne 27 gestattet dem Haken 23 unter den Schienenfuss 30 in die in Fig. 3 gezeigte Lage zu gelangen. Nun wird auf die Schlagfläche 36 an der Krümmung 2 & ein kräftiger Schlag geführt, um den
Anker quer zur Schiene einzutreiben, bis die Leiste 25 den Rand 31 des Schienenfusses erreicht und hinter diesem einschnappt.
Während diesem Bewegung des Ankers wird die obere Klaue 28 längs der geneig- ten Oberfläche des Schienenfusses aufwärts in ihre Endstellung gebracht. Im Hakenbogen tritt dabei eine gewisse Dehnung auf, wobei die Biegespannung gleichmässig über die Innenfläche der Krümmung 37 ver- teilt ist. Der relativ steife Hakenbogen wird beim Einschlagen durch die Elastizität der Seitenflanschen
18, 19 von einer übermässigen Biegebeanspruchung bzw. einer Überschreitung der Elastizitätsgrenze geschützt. Sobald die Seitenflanschen 18, 19 durch Erreichen der Endlage zurückfedern können (Fig. 4 und 5) wird auch die Biegebeanspruchung des Hakenbogens wieder verringert. Wenn der Anker in die Endlage (Fig. 2) gelangt ist. nimmt auch die Leiste 25 ihre den Abschluss bewirkende Stellung ein.
Durch die Wirkung der Elastizität der Seitenflansche 18, 19 wird also die Beanspruchung des Hakenbogens 23 beim An- - spannen vermindert. Diese Seitenflansche schwingen unabhängig vom Mittelflansch mit der Schiene beim Passieren eines Zuges über das Geleise. Dadurch wird die lockernde Einwirkung, welche solche Vibratonen auf die Verankerungen ausüben, gegenüber jenen Bauarten, die einen starren Eingriff mit der Schiene aufweisen, verringert.
Die Lage des an die Schwelle angrenzenden Flansches und die Anlagestellung der Seitenflansche 18,
19 an die Unterlagsplatte bewirken eine gleichmässige Verteilung der Schienenwanderkraft auf die Platte und auf die vertikale Fläche der Schwelle.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schienenanker, dessenKörper einen breiten Mittelflansch aufweist, an den an einer Kante seitlich ausragende Flansche angesetzt sind und der an einem Ende zu einem Haken gebogen ist. welcher unter
Anspannung mit der oberen und unteren Fläche des Schienenfusses in festen Eingriff gebracht werden kann, sowie am andern Ende zum Erfassen der auf der andern Seite gelegenen Randkante des Schienenfusses eine
Leiste aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflanschen (18, 19) von ihrer Verbindungsstelle mit dem Mittelflansch (17) etwas schräg gegen den Schienenfuss zu laufen und sich mit ihren äusseren Enden federnd am Schienenfuss (30) anlegen, so dass bei der Anbringung des Ankers am Schienenfuss eine elastische Ausbiegung der Seitenflanschen möglich ist.
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The present invention relates to the improvement of rail anchors which have a rolled metal profile with a hook at one end which is brought into fixed engagement with the rail foot. In particular, the invention relates to a rail anchor of the known type which has a wide central flange with laterally protruding flanges attached to one edge and which is bent at one end into a hook which is under tension with the upper and lower surfaces of the rail foot can be brought into firm engagement, and at the other end has a bar for gripping the edge of the rail foot on the other side.
These rail anchors are designed with a relatively wide central flange resting against the sleeper in order to achieve a large contact area with the adjacent sleeper. This is favorable because the traveling pressure exerted by the rail tends to press the surface of the anchor facing the sleeper into the sleeper. The disadvantage has been shown, however, that this large central flange extending over the hook part of the anchor gives the anchor excessive rigidity. Because of this excessive rigidity, difficulties arise in use because the elastic limit is relatively low and the assembly of the anchor on a rail therefore requires special care in order to avoid bending the hook beyond its elastic limit.
In the known rail anchors of this type, the entire bending stress during use on the rail is concentrated on the bending of the hook, which, as stated above, has a low elastic limit. In the event that the hook is overstressed, the elastic engagement of the hook is weakened. Likewise, in the event of incorrect heat treatment of the anchor, such overstressing and breakage of the hook can result.
In the known rail anchors of this type, the side flanges protrude perpendicularly to the central flange and the surfaces of these side flanges resting on the rail each consist of a rib that is closer to the central flange than the end of the side flange, so that the contact point of the side flanges on the rail foot with the Central flange of the anchor is practically completely rigidly connected.
The subject of the invention is a rail anchor of the type mentioned at the beginning. in which overstressing of the hook arch can no longer occur while the anchor is being attached to the rail.
This is achieved according to the invention in that the side flanges run slightly obliquely from their junction with the central flange against the rail foot and rest with their outer ends on the rail foot so that an elastic bending of the side flanges is possible when the anchor is attached.
In this way, the central flange can give the hook greater rigidity on the hook arch than is possible with rigidly attached side flanges, because the high forces that occur when the anchor is attached are partially absorbed by the elasticity of the side flanges.
The somewhat flexible side flanges, which extend obliquely outwards, are also sufficiently elastic to resonate with the strong vibrations of the rail during the train passing over them. These vibrations are independent of the undulating or vertical undulation of the rail, and their vibrations are of great intensity, but they cause a temporary failure of the gripping effect of the anchor assembly, unless the construction is sufficient
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elastic, not to resonate harmoniously with the rail. The anchor according to the invention avoids such vibration effects because the side flanges are more elastic than the wide central flange and can therefore oscillate with the rail.
Further features and advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment of the invention, which is shown in the drawing.
1 is a detailed view of the rail foot and the supporting structure underneath, together with the rail anchor arrangement according to the invention mounted on the rail foot, FIG. 2 is a side view of the rail anchor according to FIG. 1, the rail foot appearing in cross section, FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, but with the rail anchor in its position not yet fully assembled on the rail foot. Fig. 4 is a cross-section along line 4-4 of Fig. 3 and Fig. 5 is a cross-section along line 5-5 of Fig. 3 looking in the direction of the arrows.
In the drawing, the rail anchor is designated as a whole with the reference number 10. The rail foot lies on a base plate 12 of the usual shape, this again lies on the upper side of the wooden cross sleeper 13, which is embedded in the gravel bed of the railway body. The base plate is provided on both sides with sloping shoulders 15, which form a guide for the rail foot and form a lateral abutment for the rail. The plate is attached to the sleeper with the aid of nails 16, the heads of which project over the edges of the rail with a small distance.
This distance allows slight vertical movements of the rail with respect to the base plate as a consequence of the vertical movement wave of the rail, without pumping movements being passed on to the sleeper 13 and the ballast bed of the railway line. The aforementioned wave movement of the rail is caused by the rolling over of the trains when the rails are mounted on sleepers 13 at a distance.
The rail anchor 10 consists of a piece of rolled steel rod with a special profile. The mentioned profile has a Y-shape with a central flange 17, which runs along the longitudinal edge, and a pair of side flanges 18, 19 projecting obliquely upwards. The three flanges 17, 18, 19 have the same thickness. The side flanges 18, 19 form a flat channel 20 when they meet with the main flange and have rounded portions 21, 22.
This construction makes it possible to manufacture all parts of the cross-section in uniform thicknesses, which is an important production technology requirement, because it enables the metal piece to be heated evenly when the piece is bent into the hook shape and the hot armature to cool evenly after it has been removed from the bending press . The uniform cooling of the hot armature is important in order to avoid the occurrence of internal structural defects, particularly at the connection point between the side flanges 18, 19 and the main flange 17.
The anchor according to the invention is a metal piece with the above-mentioned profile, one end of the piece being bent into a hook 23, on the inside of which the flanges 18, 19 are located. The other end of the piece is provided with a step 24 which delimits an end strip 25. The anchor has two shoulders 26 and one round. transverse recess 27 provided, the task of which will be explained later.
On the hook 23, the anchor arrangement has an upper and a lower claw 28, 29 (FIG. 2) which are suitable for being brought into firm engagement on one side of the rail foot 11, on its upper and lower surface, respectively. The bar 25 is used to latch behind the opposite side edge 31 of the rail foot and thus to hold the hook 23 in its correct position on the rail foot.
The part in between forms the base part of the anchor.
With such anchors it is desirable to keep the central flange 17 relatively wide so that a large contact area with the vertical surface 32 of the sleeper 13 is achieved (FIGS. 4 and 5). Otherwise, the creeping pressure exerted along the rail tends to push the anchor structure into the wood fibers of the sleeper.
This circumstance not only damages the sleeper, but the anchor can also penetrate into the sleeper in such a way that the entire migration of the rails is transferred to the base plate 12 and to the sleeper nails 16. While a wide flange 17 adjoining the sleeper is easily able to overcome the above disadvantages, such flanges cause the hook arch 23 to be more rigid than is necessary to achieve a sufficiently firm grip on the rail foot.
The present invention is primarily directed to an improvement in the shape of the anchor which makes it possible to arrange a wide central flange 17 and still avoid the adverse effects of excessive rigidity of the hook 23. For this purpose, the side flanges 18, 19 protrude slightly obliquely outward from the connection point with the main flange 17 and their ends rest on the rail foot.
The vertical center flange can then, when the anchor is mounted on the rail
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tiert, with elastic bending of the side flanges 18, 19 are pressed down slightly below the base 33 of the rail foot 11, whereby it is possible for the side flanges 18, 19 at the points of the upper and lower claws 28, 29 to move away from the position 34 shown in dotted lines and 35 to move into the fully drawn position (Fig. 4). The above-mentioned flanges 18, 19 are similarly bent in the case of the bar 25 until the armature allows the bar 25 to engage. snap over the lower edge of the rail into the end position on the side surface 31 of the rail foot.
The rail anchor is installed by first placing the hook 23 on the flange of the rail in the in
Fig. 3 shown position. is brought. In this initial position of the anchor, the flanges 18, 19 touch the rail foot only in the end area of the upper claw 28, on the lower claw 29 and on the projection 24 of the locking strip 25, and the lower edge of the rail foot 30 facing the hook protrudes into the channel 27 one. The channel 27 allows the hook 23 under the rail foot 30 to move into the position shown in FIG. 3. Now a strong blow is made on the striking surface 36 at the curvature 2 &, to avoid the
Drive anchor transversely to the rail until the bar 25 reaches the edge 31 of the rail foot and snaps into place behind it.
During this movement of the anchor, the upper pawl 28 is brought upwards along the inclined surface of the rail foot into its end position. A certain elongation occurs in the hook arch, the bending stress being evenly distributed over the inner surface of the curvature 37. The relatively stiff hook arch is caused by the elasticity of the side flanges when hammering in
18, 19 protected from excessive bending stress or exceeding the elastic limit. As soon as the side flanges 18, 19 can spring back by reaching the end position (FIGS. 4 and 5), the bending stress on the hook arch is also reduced again. When the anchor has reached the end position (Fig. 2). the bar 25 also assumes its final position.
The effect of the elasticity of the side flanges 18, 19 therefore reduces the stress on the hook arch 23 when it is tightened. These side flanges swing independently of the middle flange with the rail when a train passes over the track. As a result, the loosening action which such vibratons exert on the anchorages is reduced compared to those types which have a rigid engagement with the rail.
The position of the flange adjacent to the sleeper and the contact position of the side flanges 18,
19 on the base plate cause an even distribution of the rail travel force on the plate and on the vertical surface of the sleeper.
PATENT CLAIMS:
1. Rail anchor, the body of which has a wide central flange, to which laterally protruding flanges are attached at one edge and which is bent to a hook at one end. which under
Tension can be brought into firm engagement with the upper and lower surface of the rail foot, and at the other end for gripping the edge of the rail foot on the other side
Has bar, characterized in that the side flanges (18, 19) run slightly obliquely from their connection point with the central flange (17) against the rail foot and rest with their outer ends resiliently on the rail foot (30) so that when the An elastic bending of the side flanges is possible with the anchor at the rail foot.