DE102007025708B4 - Kraftschlüssige elastische Schienenbefestigung für Gleisanlagen - Google Patents
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Abstract
Kraftschlüssige elastische Schienenbefestigung für Gleisanlagen, die ein mit Torsionsschenkeln klemmartig ausgebildetes Spannelement aus elastischem Material, insbesondere aus gehärtetem Stahl aufweist, das im montierten Zustand mittels einer Halterung und diese vertikal durchsetzendem Befestigungsanker auf einem Schwellenkörper, insbesondere eine Betonschwelle, befestigt ist und eine die Schiene in Position haltende Klemmkraft ausübt, wobei die Schiene unter Zwischenschaltung einer Schienenunterlagsplatte auf dem Schwellenkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenunterlagsplatte (6) an ihren beiden Enden einstückig mit Haltergehäusen (10) versehen ist, dass die Haltergehäuse (10) Durchgangsbohrungen (12) für die Befestigungsanker (13) aufweisen und dass die Schienenunterlagsplatte und die Haltergehäuse derart ausgebildet sind, dass die Spannelemente (11) formschlüssig gehalten und von der zwischen die Haltergehäuse (10) eingesetzten Schiene (1) vorgespannt sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine kraftschlüssige elastische Schienenbefestigung für Gleisanlagen, die ein mit Torsionsschenkeln klemmenartig ausgebildetes Spannelement aus elastischem Material, insbesondere aus gehärtetem Stahl aufweist, das im montierten Zustand mittels einer Halterung und diese vertikal durchsetzendem Befestigungsanker auf einem Schwellenkörper, insbesondere eine Betonschwelle, befestigt ist und eine die Schiene in Position haltende Klemmkraft ausübt, wobei die Schiene unter Zwischenschaltung einer Schienenunterlagsplatte auf dem Schwellenkörper angeordnet ist.
- Bei einer aus der
DE 34 00 110 C2 bekannten Schienenbefestigung dieser Art kommt ein Spannelement zum Einsatz, das im montierten Zustand zwischen einer Halteplatte und einem Befestigungsanker angeordnet ist. Das Spannelement weist dabei zwei Schenkel auf, die als Torsionselemente gestaltet sind. Die Torsionsschenkel haben zwei parallel nebeneinander liegende Federstababschnitte, die einstückig durch eine einen Verspannungsabschnitt bildenden und im wesentlichen quer zu ihnen nach außen gebogene Schlaufe in Verbindung stehen. Die beiden Federstababschnitte der Torsionsschenkel sind über das Verbindungsquerstück verbunden. Die beiden äußeren Federstababschnitte der Torsionsschenkel haben mit Abstand hinter dem Verbindungsquerstück jeweils eine U-förmige Abbiegung, die sich mit ihrem freien Endabschnitt auf dem Verbindungsquerstück abstützt, während Verankerungsteile der Schienenbefestigung im Anschluß an einen Mittelsteg und jeweils im Abstand oberhalb von neben dem Schienenfuß angeordneten Anlaufschrägen für die Verspannungsabschnitte des Spannelements zwei nach entgegengesetzten Seiten auskragende Stützflansche für die Torsionsschenkel des Spannelements aufweisen. - Aus der
DE 39 18 091 C2 ist eine Schienenbefestigung bekannt, bei der sich Abschnitte der Außenschenkel von epsilon-förmig ausgebildeten Spannelementen unter Vergrößerung des Abstandes von den Innenschenkeln gegen den Schienenfuß hin verbreitern. Die aufeinander zugerichteten freien Enden des Spannelements enden außerhalb der Innenschenkel. Das Spannelement ist ferner so gestaltet, daß ein Mittelsteg in der Montagestellung in kleinem Abstand über den Schienenfuß zu liegen kommt und in der Vormontagestellung mit seiner Innenseite am Schaft der Schwellenschraube anliegt. - Es ist bekannt, unter Verwendung solcher klemmenartiger Spannelemente (Schienenklemmen) indirekte, kraftschlüssig-elastische Schienenbefestigungen vorzusehen. Diese besitzen gegenüber direkten elastischen Schienenbefestigungen, wie durch die
DE 102 33 784 A1 bekannt geworden, den Vorteil einer definierten und niedrigeren Vorspannung einer unter dem Schienenfuß liegenden elastischen Zwischenplatte. Diese indirekten, elastischen Schienenbefestigungen benötigen jedoch zur Vorspannung der mindestens einen elastischen Zwischenplatte zwei Schwellen- oder Durchsteckschrauben und zum Verspannen der Spannelemente bzw. Schienenklemmen zusätzlich zwei Hakenschrauben, so daß mindestens vier Schrauben erforderlich sind. Das erhöht nicht nur die Teilevielfalt sowie den Fertigungs- und Montageaufwand der Schienenbefestigung, sondern auch die Anzahl der Fehlerquellen und Inspektionspunkte. - Aus der
DE 10 2004 031 632 A1 ist zwar eine indirekte, kraftschlüssig-elastische Schienenbefestigung bekannt, die nur zwei Schwellen- bzw. Durchsteckschrauben benötigt. Diese müssen jedoch so durch eine in den Halterungen und der elastischen Zwischenlage bzw. den Zwischenlagen bis in den Schwellenkörper hinein vorgesehene Aufnahmebohrung immer etwas nach außen gesetzt werden. Sie befinden sich nicht mittig bzw. direkt unter den Spannelementen, vielmehr unterhalb der Torsionsschenkel. Damit ist eine Montage bzw. Demontage der Schwellen-/Durchsteckschrauben mit eingebauten Spannelementen nicht möglich. Abgesehen von dem für dieses Schienenbefestigungssystem erforderlichen größeren Einbauraum ergibt sich eine aufwendigere Gestaltung der Bauteile, bedingt z. B. durch die notwendige Versenkung der Schraubenköpfe und die insgesamt ungünstige Krafteinleitung. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße, indirekte kraftschlüssig-elastische Schienenbefestigung ohne die genannten Nachteile zu schaffen, die weniger aufwendig herzustellende Bauteile und weniger Einbauraum benötigt sowie bei eingebautem Spannelement eine Montage bzw. Demontage der Befestigungsanker bzw. Schwellen-/Durchsteckschrauben erlaubt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schienenunterlagsplatte an ihren beiden Enden einstückig mit Haltergehäusen versehen ist, dass die Haltergehäuse Durchgangsbohrungen für die Befestigungsanker aufweisen und dass die Schienenunterlagsplatte und die Haltergehäuse derart ausgebildet sind, dass die Spannelemente formschlüssig gehalten und von der zwischen die Haltergehäuse eingesetzten Schiene vorgespannt sind.
- Indem somit erfindungsgemäß die Schiene die vorzugsweise aus Guss oder hochfestem Kunststoff bestehenden Haltergehäuse und darüber die in diesen formschlüssig aufgenommenen Spannelemente vorspannt, behindern die mit ihren Torsionsschenkeln in den Haltergehäusen aufgenommenen Spannelemente nicht mehr den freien Zugang zu den Befestigungsankern. Diese lassen sich vielmehr durch die Spannelemente und die Haltergehäuse mittig von oben hindurch einfädeln bzw. einstecken und im Schwellenkörper verschrauben. Es werden lediglich zwei Befestigungsanker benötigt, wobei deren Montage unabhängig von den Spannelementen ist. Trotzdem ist es möglich, daß die beiden Befestigungsanker gleichzeitig eine nach einer bevorzugten Ausführung der Erfin dung unter der Schienenunterlagsplatte liegende elastische Zwischenplatte um einen definierten Vorspannweg vorspannen, und zwar unabhängig von der Vorspannung der Spannelemente.
- Die erreichte Kompaktheit des Systems ermöglicht es zudem, daß sich die Befestigungsanker weit näher als bei allen bekannten Schienenbefestigungen an den Schienenfuß heranführen lassen. Es kann daher eine optimale, gleichmäßig verteilte Vorspannung oder auch Verspannung der elastischen Zwischenplatte erfolgen, wenn man den Verspannungskegel betrachtet, den eine Schraube immer erzeugt.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine zwischen dem Schwellenkörper und der elastischen Zwischenplatte einlegbare Ausgleichsplatte vorgesehen werden. Damit ist ein durch die Einbauverhältnisse eventuell vorgegebener Höhenausgleich durch eine entsprechend angepasste Dicke der Ausgleichsplatte möglich. Der Aufbau kann gegebenenfalls durch zusätzliche Platten verändert bzw. erhöht werden.
- Nach einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung lässt sich mindestens eine Isolationsdistanzzwischenlage zwischen dem Schienenfuß und den Haltergehäusen einpassen. Damit lässt sich der von der Breite des Schienenfußes bestimmte Abstand der beiden Haltergehäuse variabel verändern, so daß stets die über den Schienenfuß bewirkte Vorspannung der Haltergehäuse gewährleistet wird.
- Wenn vorteilhaft in den Durchgangsbohrungen der Befestigungsanker eine beim Einschrauben der Befestigungsanker entsprechend dem Vorspannweg auf die elastische Zwischenplatte und/oder die Ausgleichsplatte die Vorspannkraft übertragende Distanzhülse angeordnet ist, lässt sich auf diese Weise durch Anziehen der Befestigungsanker die definierte Vorspannung erreichen.
- Alternativ ist vorteilhaft eine Einstellung des Vorspannweges über ein definiertes Schraubendrehmoment der Befestigungsanker möglich, d. h. ein Distanzelement bzw. eine -hülse ist in diesem Fall entbehrlich.
- Bei der Schienenbefestigung empfiehlt sich ein zwischen den Schraubenköpfen und den Haltergehäusen angeordnetes Federelement. Dieses kann aus elastischem Kunststoff bestehen oder als Tellerfeder ausgebildet sein und verhindert ein abruptes Ansteigen des Schraubendrehmomentes und damit ein Herausziehen des Dübels aus dem Schwellenkörper.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schienenunterlagsplatte zwischen höckerartigen Widerlagern des Schwellenkörpers aufgenommen und damit in ihrer Einbaulage fixiert.
- Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß zwischen den Widerlagern und der Schienenunterlagsplatte elastische Seitengleiteinlagen angeordnet sind. Diese dienen nicht nur zur exakten Positionierung sowie Querkraftdämpfung und Führung der einfedernden Schienenunterlagsplatte, sondern ebenfalls zur Übertragung der Rad- bzw. Schienenquerkraft auf die Widerlager, bei einer Betonschwelle ausgebildet als Betonhöcker.
- Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß die elastischen Seitengleiteinlagen mit Einraststegen in Vertiefungen des Schwellenkörpers und/oder der höckerartigen Widerlager eingreifen. Dazu können sie mit sich nach vorne erstreckenden Fussstegen und/oder an ihren rückwärtigen, den hockerartigen Widerlagern des Schwellenkörpers zugewandten Seiten mit mindestens einem Eingreifvorsprung versehen sein. Die Seitengleiteinlagen werden hierdurch in Schienenlängsrichtung gehalten.
- Nach einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung sind die elastischen Seitengleiteinlagen mit einander zugewandten Aussparungen ausgebildet, in die die elastische Zwischenplatte und/oder die Ausgleichsplatte stirnendseitig eintaucht. Die Seitengleiteinlagen werden somit zusätzlich niedergehalten und können aus ihrer Einbaulage nicht vertikal nach oben herausgedrückt werden.
- Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die elastischen Seitengleiteinlagen an ihren oberen, vom Schwellenkörper entfernten Enden mit die Kräfte in Schienenlängsrichtung von der Schienenunterlagsplatte aufnehmenden und in den Schwellenkörper ableitenden Schultern ausgebildet sind.
- Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:
-
1 in einer perspektivischen, in Längsrichtung einer Schiene gesehenen Gesamtansicht eine fertig montierte, indirekte kraftschlüssigelastische Schienenbefestigung; -
2 die einzelnen Bauteile der Schienenbefestigung nach1 in einer explosiven Darstellung; -
3 die Schienenbefestigung nach1 in einem Längsschnitt; -
4 in einer perspektivischen Draufsicht als Einzelheit der Schienenbefestigung eine einstückig mit endseitigen Haltergehäusen ausgebildete Schienenunterlagsplatte und in den Haltergehäusen formschlüssig gehaltenen Spannelementen; -
5 in einer perspektivischen Gesamtansicht als Einzelheit der Schienenbefestigung einen mit höckerartigen Widerlagern ausgebildeten Schwellenkörper; -
6 den Schwellenkörper nach5 mit darin in Vertiefungen eingesetzten, sich rückwärtig an den höckerartigen Widerlagern abstützenden Seitengleiteinlagen; -
7 den Schwellenkörper der6 mit einer Ausgleichsplatte und einer elastischen Zwischenplatte, die mit ihren äußeren Enden in die Seitengleiteinlagen eintauchen; -
8 den Schwellenkörper der7 in einem weiteren Teilmontageschritt mit auf dem Plattenaufbau angeordneter Schienenunterlagsplatte; -
9 den Schwellenkörper der8 in einem weiteren Teilmontageschritt, vor dem nach innen gerichteten Verschieben der in den Haltergehäusen formschlüssig gehaltenen Spannelemente und somit der Fertigmontage nach1 vorgeschaltet; -
10 in einer perspektivischen Gesamtdraufsicht als Einzelheit eine andere Ausführung eines Schwellenkörpers, der gegenüber der5 auch in seinen höckerartigen Widerlagern mit Vertiefungen für die Seitengleiteinlagen ausgebildet ist; -
11 in einer perspektivischen Gesamtdraufsicht als Einzelheit eine Seitengleiteinlage für den Schwellenkörper der10 ; und -
12 eine der Darstellung nach1 entsprechende Ansicht einer fertig montierten Schienenbefestigung mit einem in10 gezeigten Schwellenkörper und darin eingesetzten Seitengleiteinlagen der11 . - Die
1 und12 zeigen den Aufbau einer indirekten, kraftschlüssig-elastischen Schienenbefestigung für eine Gleisanlage, mit explosiver Darstellung der einzelnen Bauteile in2 . Hierbei ist eine Schiene1 mit ihrem Schienenfuß auf einem Schwellenkörper3 befestigt. Der Schwellenkörper3 besitzt im Abstand voneinander zwei höckerartige Widerlager4 mit sich daran abstützenden Seitengleiteinlagen5 , zwischen denen eine Schienenunterlagsplatte6 angeordnet ist, auf der der Schienenfuß2 der Schiene1 ruht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Höhenausgleichsplatte7 (vgl.9 ). Unter der Schienenunterlagsplatte6 sind im Ausführungsbeispiel eine elastische Zwischenplatte8 und darunter, unmittelbar auf dem Schwellenkörper3 aufliegend, eine Ausgleichsplatte9 angeordnet. - Die im einzelnen in
4 dargestellte Schienenunterlagsplatte6 ist einstückig mit Haltergehäusen10 ausgebildet, in denen klemmenartige Spannelemente11 formschlüssig gehalten sind, wobei sich die Spannelemente11 in den Haltergehäusen10 geführt von außen nach innen verschieben lassen, bis sie mit ihren der Schiene1 zugewandten Endstegen auf dem Schienenfuß2 zu liegen kommen, wie in jeweils den linken Bildhälften der1 und12 dargestellt. Die Schiene1 bzw. deren Schienenfuß2 ist passgenau so zwischen den Haltergehäusen10 aufgenommen, daß die Spannelemente11 durch die Einwirkung der Schiene1 bzw. des Schienenfußes2 in den Haltergehäusen10 vorgespannt sind. Zur Variierung des Breitenabstandes zwischen den Haltergehäusen10 und Anpassung an die tatsächliche Abmessung des Schienenfußes2 können zwischen den außen liegenden Enden des Schienenfußes und den Haltergehäusen10 isolationsdistanzzwischenlagen (in den Figuren nicht gezeigt) eingepasst bzw. -gesetzt werden. - Die Haltergehäuse
10 sind mit Durchgangsbohrungen12 versehen, die in der Einbaulage mit in der elastischen Zwischenplatte8 , der Ausgleichsplatte9 und Auf nahmebohrungen im Schwellenkörper3 fluchten. Aufgrund der in den Haltergehäusen10 stets unter Vorspannung gehaltenen Spannelemente11 liegen die Durchgangsbohrungen12 von außen frei zugänglich, so daß sich Befestigungsanker13 , von denen nur zwei benötigt werden, durch die Halterungen10 einführen und mit dem Schwellenkörper3 verschrauben lassen. - Durch das Einschrauben der Befestigungsanker
13 kann unabhängig von der Vorspannung der Federelemente11 gleichzeitig die elastische Zwischenplatte8 vorgespannt werden. Hierzu wird in den Durchgangsbohrungen12 der Haltergehäuse10 ein Distanzelement in Form einer Distanzhülse14 angeordnet, die auf der Ausgleichsplatte9 endet, wie in3 zu erkennen ist. Beim Anziehen der Befestigungsanker13 kann die elastische Zwischenplatte8 definiert um einen Vorspannweg15 vorgespannt werden. Durch unter die Köpfe der Befestigungsanker13 gelegte Federelemente16 wird ein abruptes Ansteigen des Schraubdrehmomentes vermieden. - Die zwischen den höckerartigen Widerlagern
4 und der Schienenunterlagsplatte6 eingesetzten Seitengleiteinlagen5 sind mit Fußstegen17 ausgebildet und greifen mit diesen in Vertiefungen18 des Schwellenkörpers3 ein (vgl. die5 und6 ). Außerdem sind die elastischen Seitengleiteinlagen5 , wenn sie ihre Einbaueinlage einnehmen, mit einander zugewandten Aussparungen19 ausgebildet, in die die elastische Zwischenplatte8 und die Ausgleichsplatte9 mit ihren Stirnenden eingreifen, so daß die Seitengleiteinlagen5 niedergedrückt und in ihrer Einbaulage gehalten werden. Das wird bei der Ausführung des Schwellenkörpers3 mit nach10 in den höckerartigen Widerlagern4 außerdem ausgebildeten Ausnehmungen bzw. Vertiefungen20 und an ihren rückwärtigen Seiten mit einem Eingreifvorsprung21 , wie in11 gezeigt, ausgebildeten Seitengleiteinlagen5 weiter begünstigt. An den oberen Enden der Seitengleiteinlagen5 ausgeformte Schultern22 nehmen in Längsrichtung der Schiene1 von der Schienenunterlagsplatte6 einwirkende Kräfte auf und leiten diese auf den Schwellenkörper3 ab. -
- 1
- Schiene
- 2
- Schienenfuß
- 3
- Schwellenkörper
- 4
- höckerartiges Widerlager
- 5
- Seitengleiteinlage
- 6
- Schienenunterlagsplatte
- 7
- Höhenausgleichsplatte
- 8
- elastische Zwischenplatte
- 9
- Ausgleichsplatte
- 10
- Haltergehäuse
- 11
- Spannelement
- 12
- Durchgangsbohrung
- 13
- Befestigungsanker
- 14
- Distanzelement/-hülse
- 15
- Vorspannweg
- 16
- Federelement
- 17
- Fußsteg
- 18
- Vertiefung
- 19
- Aussparung
- 20
- Ausnehmung/Vertiefung
- 21
- Eingreifvorsprung
- 22
- Schulter
Claims (13)
- Kraftschlüssige elastische Schienenbefestigung für Gleisanlagen, die ein mit Torsionsschenkeln klemmartig ausgebildetes Spannelement aus elastischem Material, insbesondere aus gehärtetem Stahl aufweist, das im montierten Zustand mittels einer Halterung und diese vertikal durchsetzendem Befestigungsanker auf einem Schwellenkörper, insbesondere eine Betonschwelle, befestigt ist und eine die Schiene in Position haltende Klemmkraft ausübt, wobei die Schiene unter Zwischenschaltung einer Schienenunterlagsplatte auf dem Schwellenkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenunterlagsplatte (
6 ) an ihren beiden Enden einstückig mit Haltergehäusen (10 ) versehen ist, dass die Haltergehäuse (10 ) Durchgangsbohrungen (12 ) für die Befestigungsanker (13 ) aufweisen und dass die Schienenunterlagsplatte und die Haltergehäuse derart ausgebildet sind, dass die Spannelemente (11 ) formschlüssig gehalten und von der zwischen die Haltergehäuse (10 ) eingesetzten Schiene (1 ) vorgespannt sind. - Schienenbefestigung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine zwischen dem Schienenfuß (
2 ) und den Haltergehäusen (10 ) einpassbare Isolationsdistanzzwischenlage. - Schienenbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Schienenunterlagsplatte (
6 ) eine elastische, sich beim Einschrauben der Befestigungsanker (13 ) unabhängig von der Vorspannung der Spannelemente (11 ) um einen Vorspannweg (15 ) vorspannende Zwischenplatte (8 ) angeordnet ist. - Schienenbefestigung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Schwellenkörper (
3 ) und der elastischen Zwischenplatte (8 ) einlegbare Ausgleichsplatte (9 ). - Schienenbefestigung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Durchgangsbohrungen (
12 ) der Befestigungsanker (13 ) eine beim Einschrauben der Befestigungsanker (13 ) entsprechend dem Vorspannweg (15 ) auf die elastische Zwischenplatte (8 ) und/oder die Ausgleichsplatte (9 ) die Vorspannkraft übertragende Distanzhülse (14 ) angeordnet ist. - Schienenbefestigung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Einstellung des Vorspannweges (
15 ) über ein definiertes Schraubdrehmoment der Befestigungsanker (13 ). - Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch ein zwischen den Schraubenköpfen und den Haltergehäusen (
10 ) angeordnetes Federelement (16 ). - Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenunterlagsplatte (
6 ) zwischen höckerartigen Widerlagern (4 ) des Schwellenkörpers (3 ) aufgenommen ist. - Schienenbefestigung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch zwischen den Widerlagern (
4 ) und der Schienenunterlagsplatte (6 ) angeordnete, elastische Seitengleiteinlagen (5 ). - Schienenbefestigung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Seitengleiteinlagen (
5 ) mit Einraststegen (17 ) in Vertiefungen (18 ;20 ) des Schwellenkörpers (3 ) und/oder der höckerartigen Widerlager (4 ) eingreifen. - Schienenbefestigung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Seitengleiteinlagen (
5 ) mit einander zugewandten Aussparungen (19 ) ausgebildet sind, in die die elastische Zwischenplatte (8 ) und/oder die Ausgleichsplatte (9 ) stirnendseitig eintaucht. - Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Seitengleiteinlagen (
5 ) an ihren oberen, vom Schwellenkörper (3 ) entfernten Enden mit die Kräfte in Schienenlängsrichtung von der Schienenunterlagsplatte (6 ) aufnehmenden und in den Schwellenkörper (3 ) ableitenden Schultern (22 ) ausgebildet sind. - Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitengleiteinlagen (
5 ) an ihren rückwärtigen, den höckerartigen Widerlagern (4 ) des Schwellenkörpers (3 ) zugewandten Seiten mit mindestens einem Eingreifvorsprung (21 ) versehen sind.
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