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PATENTANSPRüCHE
1. Selbsthemmende Stellschraube zum höhenregulierbaren, strassenseitigen Abstützen von zwischen Eisenbahnschiene und Strassenrand angeordneten Aussenplatten eines schienengleichen Bahnüberganges, wobei die Stellschraube in ihrer Längsrichtung eine Nut zur Aufnahme eines Kunststoffstreifens aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Nut (8) angeordnete Kunststoffstreifen (9) aus einem Poly-s-caprolactam - Polyamid 6 - folgenden Eigenschaftsbildes besteht:
1) 2) Eigenschaft Probevorbereitung Prüfmethod'e Messeinthelit Messwert Dichte trocken g/cm 1,10-1,15 Zugfestigkeit trocken DIN 53 455 kp/cm2 800-850 Normlalklima DIN 53 455 kp/cm2 380-450 Bruchdehnung trocken DIN 53 455 o 105-115
Normalklima DIN 53 455 o 270-320 Elastizitätsmodul trocken Zugversuch kp/cm2 25-27000
Normalklima Zugversuch kp/cm2 16-17000 trocken Biegeversuch kp/cm2 24-25000
Normalklima Biegeversuch kp/cm2 12-13000 Grenzbiegespannung trocken DIN 53 452 kp/cm2 1200-1250
Normalklima DIN 53 452 kp/cm2 300-400 Schlagzähigkeit Normalklima DIN 53 453 cm kp/cm2 kein Bruch Kerbschlagzähigkeit Normalklima DIN 53 453 cm kp/cm2 90-120 Kugeldruckhärte / 60 sek.
trocken DIN 53 456 kp/cm2 1050-1150
Normalklima DIN 53 456 kp/cm2 400-490 Shore-Härte D trocken DIN 53 505 Shore D 75-80
Normalklima DIN 53 505 Shore D 62-68 Schmelztemperatur "C ca. 215 Längenausdehnungkoeffizient mm/mm C 9-12 10-5 Wärmeleitzahl kcal/m h C 0,2 Spezifische Wärme kcal/kgoC 0,4 1) Sofern nicht anders vermerkt oder von der Norm gegeben, erfolgte die Prüfung bei 20"C.
2) trocken = bis zur Prüfung unter Luftabschluss aufbewahrt, Normalklima = Gleichgewichtszustand der Probe (Sättigung) in einem Klima von 20 C/65% rel. Luftfeuchtigkeit.
2. Selbsthemmende Stellschraube nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (8) und der Kunststoffstreifen (9) sich über die ganze Länge der Stellschraube (6) erstrecken.
3. Selbsthemmende Stellschraube nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Kunststoffstreifens im Verhältnis zum Gewinde der Stellschraube derart dimensioniert ist, dass zum Zurückdrehen der in die Mutter eingedrehten Stellschraube ein Drehmoment von 2 bis 5 kpm nötig ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbsthemmende Stellschraube zum höhenregulierbaren, strassenseitigen Abstützen von zwischen Eisenbahnschiene und Strassenrand angeordneten Aussenpiatten eines schienengleichen Bahn überganges, wobei die Stellschraube in ihrer Längsrichtung eine Nut zur Aufnahme eines Kunststoffstreifens aufweist.
Erfindungsgemäss wurde nun herausgefunden, dass die Funktion einer derartigen Stellschraube dann besonders befriedigt, wenn ein spezielles Kunststoffmaterial, nämlich ein Poly-s- -caprolactam verwendet wird.
Es sind verschiedene Methoden zur selbsthemmenden Ausrüstung von Schrauben, die verhindern sollen, dass ein ungewolltes Verdrehen im Gebrauch stattfindet. Eine dieser Lösungen besteht darin, dass im Gewinde der Schraubenmutter eine Nut vorgesehen ist, in der ein Kunststoffstreifen angeordnet ist. Beim Eindrehen der Schraube in die Mutter wird in den Kunststoffstreifen ein Gewinde eingeschnitten, und infolge der Elastizität des Kunststoffmaterials eine so hohe Reibung erzielt, dass ein Verdrehen der Schraube gegenüber der Mutter nur durch Anwendung einer grösseren Kraft möglich ist als wenn der Kunststoffstreifen nicht vorhanden wäre.
Diese Ausführung einer selbsthemmenden Schraube bzw. einer selbsthemmenden Mutter hat allerdings den prinzipiellen Nachteil, dass beim Eindrehen der Schraube in die Mutter sofort über die ganze Länge des in der Mutter angeordneten Kunststoffstreifens ein Gewinde eingeschnitten wird und daher die Gefahr besteht, dass bei längerem Gebrauch sich eine Auslegierung des in den Kunststoff geschnittenen Gewindes ergibt, wodurch dann die zur Selbsthemmung notwendige Reibung nicht mehr in dem erforderlichen Ausmass erzielbar ist.
Man ist deshalb schon dazu übergegangen, den Kunststoffstreifen nicht in der Mutter der Schraube, sondern in der Schraube selbst anzubringen, so dass es möglich ist, durch weiteres Hineindrehen der Schraube in die Mutter immer wieder einen Teil des Kunststoffstreifens mit der Funktion der Selbsthemmung zu befassen, in den durch das weitere Hineindrehen der Schraube gerade erst das Gewinde geschnitten wurde. Dieser verbesserten. Ausführung kommt insbesondere bei der Verwendung derartiger Schrauben als Stellschrauben zur Lagerung der Aussenplatten von schienengleichen Bahnübergängen eine Bedeutung zu, da diese Aussenplatten immer wieder in ihrer Höhe im Vergleich zum Strassenniveau nachreguliert werden müssen.
In dem oben skizzierten bekannten Fall ist nun in der Stellschraube eine Nut vorgesehen, in der sich ein Kunststoffstreifen aus Poly äthylen befindet Beim erstmaligen Montieren der Aussenplatte wird die Stellschraube so weit in die Mutter eingeschraubt, bis die notwendige Niveaugleichheit der Aussenplatte mit der Strasse erreicht ist. Im Verlauf der Lebensdauer eines derartigen Bahnüberganges kommt es zwangsläufig zu Niveauunterschieden zwischen Strasse und Aussenplatte des schienengleichen Bahnüberganges einerseits durch eine Absenkung des Unterbaues des Eisenbahnkörpers und andererseits durch die Abnutzung der Strassenoberfläche.
Um zu vermeiden, dass dadurch an der Übergangsstelle zwischen Aussenplatte und Strasse eine Stufe entsteht, muss die Aussenplatte immer wieder nachregtiliert werden, das heisst höher gestellt werden. Dies geschieht bei den bekannten Konstruktionen einfach durch weiteres Eindrehen der Stellschrauben, auf denen die Aussenplatten strassenseitig ruhen.
Bei diesem Hineindrehen der Stellschrauben frisst sich nun das Gewinde der Mutter in einen neuen noch unberührten Teil des in der Nut der Schraube befindlichen Kunststoffstreifens.
Wie bereits oben erwähnt, wurde bislang als Material für den Kunststoffstreifen einer derartigen Stellschraube Poly äthylen verwendet. In der Praxis hat sich nun herausgestellt, dass bei den hohen Beanspruchungen, denen ein Bahnübergang ausgesetzt ist, die durch den Polyäthylenstreifen bedingte Selbsthemmung der Stellschraube oft nicht ausreicht.
Insbesondere Bahnübergänge, die häufig von Schwerkraftfahrzeugen passiert werden, unterliegen derartig hohen Beanspruchungen, dass es im Gebrauch immer wieder zu einem Verdrehen der Stellschraube, trotz der Anbringung des Poly äthylenstreifens gekommen ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, diesen überstand zu beseitigen und eine selbsthemmende Stellschrau- be zu schaffen, die auch den höchsten auftretenden Anforderungen gerecht wird.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dass der in der Nut angeordnete Kunststoffstreifen aus einem Poly--Caprdactam - Polyamid 6 - des im Patentanspruch 1 angegebenen Eigenschaftsbiides besteht.
Unter den vielen Materialien, die theoretisch für den gewünschten Zweck Verwendung finden könnten, hat sich überraschenderweise das Poly-s-caprolactam mit dem oben dargestellten Eigenschaftsbild als bei weitem überlegen herausgestellt. Dies ist insofern überraschend als ein derartiges Material sich bekanntermassen besonders gut auch für Gleitlager eignet, das heisst also, einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist, während ja gemäss der vorliegenden Erfindung gerade ein hoher Reibungskoeffizient zur Erzielung des gewünschten Effektes notwendig scheint.
Aufgrund dieses überraschenden Effektes ist es der Anmelderin auch nicht ganz erklärlich, in welchem Zusammenhang die oben erwähnten Eigenschaften zur erfindungsgemässen Funktion stehen, es hat sich jedoch herausgestellt, dass Abweichungen von diesem Eigenschaftsbild stets zu einer Verschlechterung des Effektes der Selbsthemmung führen.
Um zu erreichen, dass die ganze Gewindelänge der Stell schraube für den selbsthemmenden Effekt ausgenützt wird, ist es zweckmässig, wenn die Nut und der Kunststoffstreifen sich über die ganze Länge der Schraube erstrecken. Dadurch ist der selbsthemmenide Effekt sowohl ganz am Anfang als auch am Schluss, wenn die Stellschraube schon weitgehend in die Mutter eingeschraubt ist, noch vorhianden. Die Lebensdauer eines mit einer derartigen Stesischraube ausgerüsteten Bahnüberganges ist dadurch besonders lang.
Um auch bei stärkst frequentierten und belasteten Bahn übergängen sicher zu sein, dass die gewünschte Funktion der Selbsthemmung erhalten bleibt, ist es vorteilhaft, wenn man die Breite des Kunststoffstreifens im Verhältnis zum Ge winde der Stellschraube derartig dimensioniert, dass zum Zurückdrehen der in der Mutter eingedrehten Stellschraube ein Drehmoment von 2 bis 5 kpm nötig ist. Dies ist beispielsweise bei einer Schraube M 30 (nach DIN 13 Blatt 31) dann der Fall, wenn die Breite fades Kunststoffstreifens ca. 3 mm beträgt. Die Tiefe der Nut entspricht der Tiefe des Gewindeganges, so dass sich ein etwa quadratischer bis geringfügig rechteckiger Querschnitt des Kunststoffstreifens ergibt.
Zum Eindrehen der Stellschraube in die Mutter ist bei dieser Dimensionierung des Kunststoffstreifens und bei einer derartigen Schraube M 30 ein Drehmoment von etwa 3 bis etwa 6 kpm erforderlich, während zum Zurückdrehen aus dem bereits in den Kunststoffstreifen geschnittenen Gewinde etwa 2 bis 5 kpm benötigt werden.
Im folgenden wir die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen: die Fig. 1 einen Bahnübergang samt erfindungsgemässer Stellschraube, die Fig. 2 eine erfindungsgemässe Stellschraube samt Mutter in Ansicht, die Fig. 3 im Querschnitt und die Fig. 4 eine Kappe zur Abdeckung der Stellschraube in der Aussenpiatte.
Der in Fig. 1 dargestellte Teil eines schienengleichen Bahnüberganges weist eine Aussenplatte 1 auf, die zwischen der Eisenbahnschiene 2 und der Strasse angeordnet ist. Schienenseitig ist die Aussenplatte 1 über elastische Formkörper 3 zwischen Schienenkopf und Schienenfuss mittels einer vorspringenden Feder abgestützt. Strassenseitig erfolgt die Abstützung der Aussenplatte 1 über zwei Stellschrauben 6. Die Stellschrauben 6 sind in Muttern 10 eingeschraubt, die in der Aussenplatte 1 eingegossen sind. Dazu ist zu sagen, dass die Aussenplatte aus armiertem Beton besteht. Die Mutter selbst kann an die Armierung des Betons angeschweisst sein, so dass sie bei der Herstellung der Platte in ihrer Lage gehalten ist.
Diese Tatsache, nämlich das Anschweissen der Mutter an der Stahlarmierung ist übrigens auch unter anderem dafür verantwortlich, dass es bei einer derartigen Konstruktion nicht möglich ist, eine selbsthemmende Mutter mit eingelegtem Kunststoffstreifen zu verwenden, weil durch die Schweisstemperaturen der Kunststoffstreifen dabei kaputt ginge.
Die Stellschraube 6 weist oben einen Vierkantfortsatz 7 auf, mit Hilfe dessen ein Verdrehen mittels eines Schlüssels möglich ist. Das in der Aussenpiatte 1 zur Durchführung der Stellschraube 6 vorgesehene Loch wird durch eine Kappe 14, die aus Blech bestehen kann, aber auch aus Kunststoff, abgedeckt. Die Kappe 14 weist gemäss Fig. 4 zwei Fortsätze 15 auf. Im Gebrauchszustand sollen die beiden Fortsätze 15 der Kappe 14 in einer Normalen auf die Schiene, das heisst in Fahrtrichtung des Strassenverkehrs angeordnet sein, damit ein Herausziehen der Kappen durch die Saugkraft der dar überrollenden Reifen der Strassenfahrzeuge vermieden wird.
Durch die Fortsätze kommt es zu einer nur geringfügigen Verkippung der Kappen, die dadurch fest verankert werden.
Die Stellschraube 6 ruht auf dem Metallauflager 11, unter dem eine Gummiunterlage 12 angeordnet ist. Metallauflager 11 und Gummiunterlage 12 sind am Fundament 4 aufgebracht bzw. eventuell in eine Ausnehmung dieses Fundamentes 4 eingelassen. Im Funktionszustand soll die Aussenplatte 1 niveaugleich mit dem Strassenbelag 5 sein.
In Fig. 2 ist die Stellschraube 6 und Mutter 10 gross herausgezeichnet, wobei ein Teil der Mutter und der Stellschraube aufgerissen dargestellt ist. In diesem Bereich kann man den Kunststoffstreifen 9 erkennen, der, wie auch aus Fig. 3 ersichtlich, in der Nut 8 der Stellschraube 6 angeordnet ist
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PATENT CLAIMS
1. Self-locking adjusting screw for the height-adjustable, street-side support of outer plates of a rail-level crossing arranged between the railroad track and the roadside, the adjusting screw having a groove in its longitudinal direction for receiving a plastic strip, characterized in that the plastic strip (9) arranged in the groove (8) consists of a poly-s-caprolactam - polyamide 6 - the following properties:
1) 2) Property sample preparation Test method Measurement unit Measured value Density dry g / cm 1.10-1.15 Tensile strength, dry DIN 53 455 kp / cm2 800-850 Normal climate DIN 53 455 kp / cm2 380-450 Elongation at break, dry DIN 53 455 or similar 105-115
Normal climate DIN 53 455 o 270-320 modulus of elasticity dry tensile test kp / cm2 25-27000
Normal climate tensile test kp / cm2 16-17000 dry bending test kp / cm2 24-25000
Normal climate Bending test kp / cm2 12-13000 Limit bending stress dry DIN 53 452 kp / cm2 1200-1250
Normal climate DIN 53 452 kp / cm2 300-400 impact strength normal climate DIN 53 453 cm kp / cm2 no break notched impact strength normal climate DIN 53 453 cm kp / cm2 90-120 ball indentation hardness / 60 sec.
dry DIN 53 456 kp / cm2 1050-1150
Normal climate DIN 53 456 kp / cm2 400-490 Shore hardness D dry DIN 53 505 Shore D 75-80
Normal climate DIN 53 505 Shore D 62-68 Melting temperature "C approx. 215 Coefficient of linear expansion mm / mm C 9-12 10-5 Coefficient of thermal conductivity kcal / mh C 0.2 Specific heat kcal / kgoC 0.4 1) Unless otherwise noted or from given the standard, the test was carried out at 20 "C.
2) dry = stored in the absence of air until the test, normal climate = equilibrium state of the sample (saturation) in a climate of 20 C / 65% rel. Humidity.
2. Self-locking adjusting screw according to claim 1, characterized in that the groove (8) and the plastic strip (9) extend over the entire length of the adjusting screw (6).
3. Self-locking adjusting screw according to claim 1, characterized in that the width of the plastic strip in relation to the thread of the adjusting screw is dimensioned such that a torque of 2 to 5 kpm is required to turn back the screw screwed into the nut.
The present invention relates to a self-locking adjusting screw for the height-adjustable, street-side support of outer plates of a rail-like transition between the railroad track and the roadside, the adjusting screw having a groove in its longitudinal direction for receiving a plastic strip.
According to the invention it has now been found that the function of such an adjusting screw is particularly satisfactory when a special plastic material, namely a poly-s-caprolactam, is used.
There are various methods of self-locking screws that are intended to prevent accidental twisting during use. One of these solutions is that a groove is provided in the thread of the screw nut in which a plastic strip is arranged. When the screw is screwed into the nut, a thread is cut into the plastic strip and, due to the elasticity of the plastic material, such a high level of friction is achieved that the screw can only be turned with respect to the nut by applying a greater force than if the plastic strip were not present .
This design of a self-locking screw or a self-locking nut, however, has the fundamental disadvantage that when the screw is screwed into the nut, a thread is immediately cut over the entire length of the plastic strip arranged in the nut and therefore there is a risk that it will break down during prolonged use an alloying of the thread cut into the plastic results, as a result of which the friction necessary for self-locking can no longer be achieved to the required extent.
One has therefore already switched to attaching the plastic strip not in the nut of the screw, but in the screw itself, so that it is possible to repeatedly deal with part of the plastic strip with the function of the self-locking by screwing the screw further into the nut in which the thread has just been cut by turning the screw in further. This improved. Execution is particularly important when using such screws as adjusting screws for mounting the outer panels of rail-level level crossings, since these outer panels have to be readjusted again and again in their height compared to the street level.
In the known case outlined above, a groove is provided in the adjusting screw in which there is a plastic strip made of polyethylene. When the outer plate is mounted for the first time, the adjusting screw is screwed into the nut until the necessary level of the outer plate with the road is reached . In the course of the service life of such a level crossing, there are inevitably level differences between the road and the outer slab of the level crossing on the one hand due to a lowering of the substructure of the railway body and on the other hand due to the wear and tear of the road surface.
In order to avoid creating a step at the transition point between the outer slab and the road, the outer slab has to be re-regained again and again, i.e. raised. In the known constructions, this is done simply by further screwing in the set screws on which the outer panels rest on the street side.
When the set screws are screwed in, the thread of the nut eats its way into a new, still untouched part of the plastic strip located in the groove of the screw.
As already mentioned above, so far as the material for the plastic strip of such an adjusting screw was used polyethylene. In practice it has now been found that the self-locking of the adjusting screw caused by the polyethylene strip is often insufficient for the high stresses to which a level crossing is exposed.
In particular, level crossings, which are often passed by heavy vehicles, are subject to such high stresses that the adjusting screw has repeatedly turned during use, despite the attachment of the polyethylene strip.
The aim of the present invention was therefore to eliminate this protrusion and to create a self-locking adjusting screw that also meets the highest requirements.
The essence of the present invention consists in the fact that the plastic strip arranged in the groove consists of a poly - caprodactam - polyamide 6 - of the properties specified in claim 1.
Among the many materials that could theoretically be used for the desired purpose, the poly-s-caprolactam with the property profile presented above has surprisingly turned out to be far superior. This is surprising insofar as such a material is known to be particularly well suited for slide bearings, that is to say has a low coefficient of friction, while according to the present invention a high coefficient of friction seems to be necessary to achieve the desired effect.
Because of this surprising effect, it is not entirely clear to the applicant how the above-mentioned properties relate to the function according to the invention, but it has been found that deviations from this property profile always lead to a deterioration in the self-locking effect.
In order to ensure that the entire thread length of the adjusting screw is used for the self-locking effect, it is expedient if the groove and the plastic strip extend over the entire length of the screw. As a result, the self-locking effect is still present both at the very beginning and at the end, when the adjusting screw is already largely screwed into the nut. The service life of a level crossing equipped with such a riser screw is therefore particularly long.
In order to be sure that the desired function of self-locking is maintained even with the most frequented and stressed railway crossings, it is advantageous if the width of the plastic strip in relation to the thread of the adjusting screw is dimensioned in such a way that the screwed into the nut can be turned back Adjusting screw a torque of 2 to 5 kpm is necessary. This is the case, for example, with an M 30 screw (according to DIN 13 Sheet 31) when the width of the bland plastic strip is approx. 3 mm. The depth of the groove corresponds to the depth of the thread, so that the plastic strip has an approximately square to slightly rectangular cross section.
With this dimensioning of the plastic strip and with such an M 30 screw, a torque of about 3 to about 6 kpm is required to screw the adjusting screw into the nut, while turning back from the thread already cut into the plastic strip requires about 2 to 5 kpm.
In the following, the invention is explained in more detail using the drawing.
1 shows a level crossing including adjusting screw according to the invention, FIG. 2 an adjusting screw according to the invention including nut in view, FIG. 3 in cross section and FIG. 4 a cap for covering the adjusting screw in the outer plate.
The part of a level crossing shown in Fig. 1 has an outer plate 1 which is arranged between the railroad track 2 and the road. On the rail side, the outer plate 1 is supported by elastic molded bodies 3 between the rail head and the rail foot by means of a projecting spring. On the street side, the outer plate 1 is supported by two adjusting screws 6. The adjusting screws 6 are screwed into nuts 10 which are cast in the outer plate 1. It should be said that the outer plate is made of reinforced concrete. The nut itself can be welded to the reinforcement of the concrete so that it is held in place during the manufacture of the plate.
This fact, namely the welding of the nut to the steel reinforcement, is also responsible, among other things, for the fact that with such a construction it is not possible to use a self-locking nut with an inserted plastic strip because the welding temperature would break the plastic strip.
The adjusting screw 6 has a square extension 7 at the top, with the aid of which it can be turned by means of a key. The hole provided in the outer plate 1 for the passage of the adjusting screw 6 is covered by a cap 14, which can consist of sheet metal, but also of plastic. According to FIG. 4, the cap 14 has two extensions 15. In the state of use, the two extensions 15 of the cap 14 should be arranged in a normal line to the rail, that is, in the direction of travel of the road traffic, so that the caps are avoided by the suction force of the road vehicle tires rolling over them.
The projections only cause the caps to tilt slightly, which means that they are firmly anchored.
The adjusting screw 6 rests on the metal support 11, under which a rubber pad 12 is arranged. Metal support 11 and rubber pad 12 are applied to the foundation 4 or possibly embedded in a recess of this foundation 4. In the functional state, the outer plate 1 should be level with the road surface 5.
In Fig. 2, the adjusting screw 6 and nut 10 are drawn out large, part of the nut and the adjusting screw is shown torn open. In this area one can see the plastic strip 9, which, as can also be seen from FIG. 3, is arranged in the groove 8 of the adjusting screw 6