DE102010050199A1

DE102010050199A1 - Spannklemme zum Befestigen einer Schiene und mit einer solchen Spannklemme ausgestattetes System

Info

Publication number: DE102010050199A1
Application number: DE102010050199A
Authority: DE
Inventors: Winfried Bösterling
Original assignee: Vossloh Werke GmbH
Current assignee: Vossloh Werke GmbH
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2012-05-10
Also published as: PL2635742T3; EP2635742B1; ES2650675T3; HUE037978T2; CN103201429A; EP2635742A1; EA026903B1; LT2635742T; EA201300400A1; WO2012059374A1; DE202011108977U1; CN103201429B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannklemme 1 zum Befestigen einer Schiene S mit einem Mittelabschnitt 3, mit mindestens einem von dem Mittelabschnitt 3 in seitlicher Richtung abgehenden Torsionsabschnitt 9, 10, mit mindestens einem sich an den Torsionsabschnitt 9, 10 anschließenden Übergangsabschnitt 7, 8 und mit mindestens einem an den Übergangsabschnitt 7, 8 angeschlossenen Haltearm 13, 14, dessen dem freien Ende des Haltearms 13, 14 zugeordneter Endabschnitt 19, 20 in Draufsicht auf die Spannklemme 1 gesehen in Bezug auf den Torsionsabschnitt 9, 10 abgewinkelt ausgerichtet ist und ein mit einer solchen Spannklemme 1 ausgestattetes System. Die erfindungsgemäße Spannklemme und das System zum Befestigen einer Schiene ermöglichen es, bei weiter verbesserter Betriebssicherheit die Gefahr eines übermäßigen Verschleißes in dem Bereich zu mindern, in dem die Spannklemme auf die zu befestigende Schiene wirkt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass an dem abgewinkelten Endabschnitt 19, 20 des Haltearms 13, 14 ein sich über die Länge des Endabschnitts 19, 20 erstreckender Auflagebereich 21, 22 ausgebildet ist und dass der Endabschnitt 19, 20 in Bezug auf ein an ihn angrenzendes Teilstück 15, 16 des Haltearms 13, 14 derart angewinkelt ist, dass bei fertig montierter Spannklemme 1 der Auflagebereich 21, 22 über seine gesamte Länge Le linienförmig auf der zugeordneten Oberfläche O des Schienenfußes F der zu befestigenden Schiene S aufliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannklemme zum Befestigen einer Schiene mit einem Mittelabschnitt, mit mindestens einem von dem Mittelabschnitt in seitlicher Richtung abgehenden Torsionsabschnitt, mit mindestens einem sich an den Torsionsabschnitt anschließenden Übergangsabschnitt und mit mindestens einem an den Übergangsabschnitt angeschlossenen Haltearm, dessen dem freien Ende des Haltearms zugeordneter Endabschnitt in Draufsicht auf die Spannklemme gesehen von dem Torsionsabschnitt wegweisend abgewinkelt ist. Spannklemmen dieser Art sind in der Regel einstückig aus einem Federstahl gebogen.
Ebenso betrifft die Erfindung ein System zum Befestigen einer Schiene, die einen Schienenfuß, einen darauf stehenden Steg und einen Schienenkopf aufweist, mit einer Führungsplatte, einer auf der Führungsplatte gehaltenen Spannklemme und einem Spannmittel zum Verspannen der Spannklemme gegen einen die Schiene abstützenden Grund.
Eine Spannklemme und ein System dieser Art sind aus der DE 10 2007 046 543 A1 bekannt. Bei dem bekannten System wird als Federelement zum Erzeugen der zum Niederhalten der Schiene geforderten federnd elastischen Haltekraft eine Spannklemme eingesetzt, die unter Berücksichtigung der in Längsrichtung der zu befestigenden Schiene gemessenen Länge der Trägerplatte so ausgelegt ist, dass ihr mindestens einer Haltearm maximale Federwege zurücklegen kann. Dabei ist der Endabschnitt des Haltearms von dem Torsionsabschnitt wegweisend derart abgewinkelt, dass er in Montagestellung in Richtung des Stegs der zu befestigenden Schiene weist. Durch diese Maßnahme ist zum einen der eng begrenzte, an der freien Spitze des jeweiligen Endabschnitts ausgebildete Abstützbereich, in dem der Haltearm mit seinem Endabschnitt im Gebrauch die erforderliche Niederhaltekraft auf den Schienenfuß ausübt, vom Rand des Schienenfußes in Richtung des Schienensteges der zu befestigenden Schiene verlegt. Dies stellt sicher, dass die erforderliche Haltekraft auch dann stets einwandfrei vom jeweiligen Haltearm auf den Schienenfuß übertragen wird, wenn sich der Schienenfuß in Folge der beim Überfahren der Schiene auftretenden Querkräfte und einer unter Umständen ungenauen seitlichen Abstützung auf der Tragplatte übermäßig stark quer zu ihrer Längsrichtung bewegt. Darüber hinaus bewirkt die Verlagerung des Abstützbereichs in Richtung des Schienenstegs einen höheren Widerstand gegen eine unerwünschte Verdrehung, wodurch insbesondere die lagerichtige Montage der Spannklemme erleichtert wird.
Praktische Erfahrungen mit dem voranstehend erläuterten System zeigen, dass durch die abgewinkelte Formgebung der Endabschnitte der Haltearme der Spannklemme auch im Fall einer größeren Querverschiebung der sichere Halt der Schiene gewährleistet ist. Allerdings kommt es insbesondere dann, wenn die Schiene beim Überfahren durch ein Schienenfahrzeug alternierende, kurze Querbewegungen ausführt, zu einem gesteigerten abrasiven Verschleiß im Bereich der Flächen, in denen die Endabschnitte der Haltarme auf den Schienenfuß der zu befestigenden Schiene wirken. Darüber hinaus erweist sich die spezielle Formgebung der in dem voranstehend erläuterten bekannten System eingesetzten Spannklemme zwar hinsichtlich einer maximalen Elastizität der Feder vorteilhaft. Jedoch ist es bei dieser Formgebung schwierig, bei begrenztem Bauraum und vergleichbar begrenzten Spannwegen hohe Federkräfte auf den Schienenfuß auszuüben.
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Spannklemme und ein System zum Befestigen einer Schiene zu schaffen, bei denen bei weiter verbesserter Betriebssicherheit die Gefahr eines übermäßigen Verschleißes in dem Bereich gemindert ist, in dem die Spannklemme auf die zu befestigende Schiene wirkt.
In Bezug auf eine Spannklemme ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass eine solche Spannklemme die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
In Bezug auf ein System zum Befestigen einer Schiene besteht die erfindungsgemäße Lösung der voranstehend angegebenen Aufgabe darin, dass ein solches System eine erfindungsgemäß ausgebildete Spannklemme umfasst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
Eine erfindungsgemäße Spannklemme zum Befestigen einer Schiene weist in Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik einen Mittelabschnitt, einen von dem Mittelabschnitt in seitlicher Richtung abgehenden Torsionsabschnitt, mindestens einen sich an den Torsionsabschnitt anschließenden Übergangsabschnitt und mindestens einen an den Übergangsabschnitt angeschlossenen Haltearm auf. Dabei ist der dem freien Ende des Haltearms zugeordnete Endabschnitt des Haltearms in Draufsicht gesehen von dem Torsionsabschnitt abgewinkelt ausgerichtet.
Erfindungsgemäß ist nun an dem abgewinkelten Endabschnitt des Haltearms ein sich über die Länge des Endabschnitts erstreckender Auflagebereich ausgebildet. Gleichzeitig ist erfindungsgemäß der Endabschnitt in Bezug auf das an ihn angrenzende Teilstück des Haltearms derart angewinkelt, dass bei fertig montierter Spannklemme der Auflagebereich über seine Länge linienförmig auf der zugeordneten Oberfläche des Schienenfußes der zu befestigenden Schiene aufliegt.
Bei einer erfindungsgemäßen Spannklemme ist also der am jeweiligen Haltearm vorhandene Endabschnitt in Einbauposition nicht nur zum Schienensteg hin oder vom Schienensteg weg in Richtung des Torsionsabschnitts der Spannklemme weisend gebogen, sondern es ist zusätzlich im Bereich des jeweiligen Endabschnitts eine vergrößerte Auflagefläche geschaffen, durch die die bei verspannter Spannklemme zwischen Schienenfuß und Endabschnitt wirkenden Flächenpressungen reduziert sind. Infolgedessen ist die Gefahr minimiert, dass im Bereich des Kontakts zwischen der Schiene und der Spannklemme ein übermäßiger abrasiver Verschleiß entsteht. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass es beim eingangs erläuterten Stand der Technik zu starken Einarbeitungen im Bereich der Kontaktfläche kommt, weil die Kontaktfläche dort auf eine sehr kleine Fläche beschränkt ist, die zudem nahe dem Rand der freien Stirnseite des Endabschnitts positioniert ist. Diese Gefahr besteht bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Spannklemme aufgrund dessen nicht mehr, dass der jeweilige Endabschnitt erfindungsgemäß so geformt ist, dass er bei verspannter Spannklemme im Wesentlichen über seine gesamte Länge auf der Oberfläche des Schienenfußes der zu befestigenden Schiene sitzt.
Da dabei über die Länge des Auflagebereichs der an der Spannklemme jeweils vorhandenen Endabschnitte ein Linienkontakt mit der zugeordneten Oberfläche des Schienenfußes besteht, ist die Reibfläche, die für den einer Querbewegung der Schiene entgegenstehende Reibwiderstand wesentlich ist, gleichzeitig jedoch so gering, dass sich die Schiene erforderlichenfalls relativ zur Spannklemme und den anderen Bauteilen des erfindungsgemäßen Befestigungssystems bewegen kann. Eine Beschädigung des Schienenfußes durch eine Einarbeitung des auf den Schienenfuß wirkenden Endes der Spannklemme kann so wirkungsvoll verhindert werden.
Ein weiterer für die Praxis wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Spannklemme besteht in Kombination mit den anderen Bauteilen eines erfindungsgemäßen Systems darin, dass es durch die erfindungsgemäß an dem mindestens einen Endabschnitt vorhandene linienförmige, langgestreckte und sich über die gesamte Länge des betreffenden Endabschnitts erstreckende Kontaktfläche problemlos möglich ist, zur Regulierung der Spurbreite eines unter Verwendung einer in erfindungsgemäßer Weise befestigten Schiene gebildeten Gleiskörpers ein und dieselbe Spannklemme mit unterschiedlich breiten Führungsplatten zu kombinieren. Die Breite der Führungsplatte wird dabei quer zur Längsrichtung der jeweiligen Schiene gemessen. Durch die an dem abgewinkelten Endabschnitt einer erfindungsgemäßen Spannklemme ausgebildete längliche Auflagefläche ist unabhängig von der jeweiligen Position der Führungsplatte sichergestellt, dass die erforderlichen Niederhaltekräfte stets sicher und mit optimal verteilten Flächenpressungen auf den Schienenfuß abgebracht werden.
Ebenso wirkt sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Spannklemme dann aus, wenn es in Folge von Verschleiß zu einer Verschiebung der Schiene quer zu ihrer Längserstreckung und relativ zu der Führungsplatte kommt, auf der die Spannklemme abgestützt ist. Durch die erfindungsgemäße vorgegebene lange, linear ausgebildete Auflagefläche im Bereich des jeweils auf den Schienenfuß wirkenden Endabschnitts der Spannklemme ist sichergestellt, dass selbst dann noch ausreichende Niederhaltekräfte auf den Schienenfuß wirken, wenn sich zwischen Führungsplatte und Schienenfuß in Folge von Verschleiß ein Spalt gebildet hat, der so groß ist, dass der auf den Schienenfuß wirkende Endabschnitt über ein Teilstück seiner Länge über diesen Spalt ragt.
Besonders vorteilhaft erweist es sich in diesem Zusammenhang, wenn der Endabschnitt in Draufsicht auf die Spannklemme gesehen von dem Torsionsabschnitt wegweisend so abgewinkelt ist, dass er in Montagestellung gegen den Schienensteg der zu befestigenden Schiene gerichtet ist.
Bei einer solchen Ausrichtung des jeweils abgewinkelten Endabschnitts ist bei maximierter Niederhaltekraft und minimierten Abmessungen der Spannklemme sichergestellt, dass die erforderliche Niederhaltekraft auch bei einer nicht mehr einwandfreien Montagestellung von Schiene, Führungsplatte oder Spannklemme sicher übertragen wird.
Eine weitere Steigerung der Niederhaltekraft bei optimierter Dauerfestigkeit der Spannklemme kann dadurch erreicht werden, dass alternativ der Endabschnitt in Draufsicht auf die Spannklemme gesehen auf den Torsionsabschnitt weisend so abgewinkelt ist, dass er in Montagestellung vom Schienensteg der zu befestigenden Schiene weggerichtet ist. Damit der jeweilige Endabschnitt trotz seiner auf den Torsionsabschnitt weisenden Ausrichtung über die gesamte Länge seiner Auflagefläche sicher auf dem Schienenfuß liegt, ist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung der mindestens eine Haltearm der Spannklemme, an dessen Ende der jeweilige erfindungsgemäß mit einer linearen Anlagefläche versehene und ausgerichtete Endabschnitt ausgebildet ist, länger als bei der in den voranstehenden Absätzen beschriebenen Variante der Erfindung. Dies führt zu einer stärkeren Elastizität des Haltearms und damit einhergehend zu einer weniger starken Belastung mit der Folge, dass seine Dauerfestigkeit erhöht ist. Als Maß für die Mindestlänge des Haltearms kann dabei der kleinste Abstand zwischen dem erfindungsgemäß ausgebildeten Endabschnitt und dem zugeordneten Torsionsabschnitt herangezogen werden. Dieser Abstand sollte im Neuzustand eines fertig montierten, erfindungsgemäßen Systems größer sein als der kleinste Abstand zwischen dem Torsionsabschnitt und dem einer Anlagefläche der Führungsplatte zugeordneten Rand des Schienenfußes. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Endabschnitt auch bei einer in Folge von Verschleiß oder Montagefehlern eintretenden ungenauen Ausrichtung von Schienenfuß und Führungsplatte stets über eine ausreichende Länge auf dem Schienenfuß sitzt, um die erforderliche Niederhaltekraft aufzubringen.
Die voranstehend zusammengefassten Vorteile einer Ausrichtung und Formgebung des Endabschnitts einer erfindungsgemäßen Spannklemme treten insbesondere dann ein, wenn die Länge des abgewinkelten Endabschnitts mindestens 20% der Länge des Torsionsabschnitts entspricht. Die bei fertig verspannter Spannklemme erfindungsgemäß vorgegebene. linienförmige Auflage des Endabschnitts auf dem zugeordneten Schienenfuß kann dadurch bewerkstelligt werden, dass der Endabschnitt in Bezug auf das restliche Teilstück des Haltearms bezogen auf die Anlagefläche unter Berücksichtigung der mit dem Verspannen der Spannklemme einhergehenden Verformungen unter so großen Winkel angeordnet ist, dass sich der Endabschnitt im Zuge des Verspannens über seine gesamte Länge an die Oberfläche des Schienenfußes anlegt.
Alternativ oder ergänzend kann der Haltearm so geformt werden, dass er im Zuge des Verspannens nur minimal verformt wird. Dies erlaubt es, den Endabschnitt des Haltearms in Bezug auf dessen restliches Teilstück von vornherein so auszurichten, dass er bereits bei entspannter Spannklemme linienförmig auf der Oberfläche des Schienenfußes sitzt. Zu diesem Zweck wird die Formgebung und Ausrichtung des Haltearms so gewählt, dass der Haltearm weitestgehend ausschließlich als Hebel mit geringer Eigenelastizität dient, so dass die von der Spannklemme im verspannten Zustand ausgeübte Federkraft im Wesentlichen ausschließlich durch Torsion des Torsionsabschnitts erzeugt wird. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass der Haltearm in Bezug auf den Torsionsabschnitt so ausgerichtet ist, dass der Torsionsabschnitt und der Haltearm in einer Draufsicht auf die Spannklemme von oben gesehen einen Winkel von 80°–110°, insbesondere 85°–95°, einschließen, wobei ein im Rahmen der fertigungstechnischen Möglichkeiten an 90° angenäherter eingeschlossener Winkel optimale Ergebnisse bringt.
Die Steifigkeit des Haltearms kann dadurch optimiert werden, dass ein bogenförmiges Teilstück des Haltearms in einer Ebene verläuft, die der Torsionsabschnitt unter einem Winkel von 80°–100° durchstößt. In der Praxis lässt sich diese Ausrichtung des bogenförmigen Teilstücks des Haltearms dadurch verwirklichen, dass der Übergangsabschnitt zwischen dem Haltearm und dem Torsionsabschnitt einen bei auf einer Horizontalfläche liegender Spannklemme nach oben gerichteten Bogen beschreibt, der einen Winkelbereich von 80°–110° umfasst. Bei einer bogenförmigen Ausgestaltung des betreffenden Teilstücks des Haltearms einer erfindungsgemäßen Spannklemme weist der Haltearm in Seitenansicht im Bereich dieses Teilstücks eine bogen- oder kuppelförmige Gestalt auf, durch die gewährleistet ist, dass der Haltearm auch unter hohen federnden Niederhaltekräften oder im Fall einer Querverschiebung der Schiene seine Form im Wesentlichen unverändert beibehält. Infolgedessen liegt auch sein Endabschnitt im verspannten Zustand jederzeit optimal linienförmig auf dem Schienenfuß an.
Die Konzentration der Erzeugung der Niederhaltekraft auf den Torsionsabschnitt kann zusätzlich dadurch unterstützt werden, dass in Draufsicht gesehen der Mittelabschnitt mit dem Torsionsabschnitt einen Winkel von 80°–110° einschließt. Bei dieser Ausgestaltung wirkt auch der Mittelabschnitt im Wesentlichen ausschließlich als Hebel für die Torsion des Torsionsabschnitts, ohne selbst federnd nachgiebig zu sein.
Erfindungsgemäße Spannklemmen lassen sich wie die aus dem Stand der Technik bekannten Spannklemmen einstückig aus einem Federstahldraht fertigen, indem sie einen sprungfrei gebogenen Kurvenzug bilden.
Die Lagerung und Handhabung einer erfindungsgemäßen Spannklemme kann in an sich bekannter Weise dadurch vereinfacht werden, dass der Abstand des freien Endes des abgewinkelten Endabschnitts zum Mittelabschnitt kleiner ist als die kleinste Dicke des Mittelabschnitts, Torsionsabschnitts, Übergangsabschnitts, Haltearms und Endabschnitts. Auf diese Weise lässt sich sicher verhindern, dass lose gelagerte Spannklemmen ineinander verhaken.
Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Spannklemme wie die bekannten Spannklemmen spiegelsymmetrisch ausgebildet sein, indem der Mittelabschnitt schlaufenförmig geformt ist und von ihm zwei entgegengesetzt zueinander ausgerichtete Torsionsabschnitte abgehen, an die über jeweils einen Übergangsabschnitt jeweils ein Haltearm mit einem abgewinkelten Endabschnitt angeschlossen ist. Die erfindungsgemäße Spannklemme weist dann eine W- oder ω-förmige Gestalt auf.
Die erfindungsgemäß angestrebte Konzentration der Erzeugung der federnden Niederhaltekraft auf den Torsionsabschnitt erlaubt eine besonders platzsparende Gestaltung einer erfindungsgemäßen Spannklemme. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dazu die Länge des Torsionsarms jeweils so kurz bemessen, dass der jeweilige Haltearm zumindest abschnittsweise oberhalb der Führungsplatte geführt ist.
Gemäß einer insbesondere aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Endabschnitt des Haltearms gegenüber dem an ihn angrenzenden Abschnitt des Haltearms derart angewinkelt, dass die gedachte Verlängerung des Endabschnitts in Montagestellung mit dem Steg der Schiene einen spitzen Winkel von weniger als 90° einschließt. Derart geformte Endabschnitte lassen sich durch konventionelle Biegeverfahren auf den in der Praxis zur Verfügung stehenden Maschinen besonders wirtschaftlich herstellen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1 den in 5 dargestellten Befestigungspunkt entlang der in 5 eingezeichneten Schnittlinie X-X;
2 eine in dem in den 5 und 6 gezeigten System eingesetzte Spannklemme in einer Ansicht von vorne;
3 die Spannklemme gemäß 2 in einer seitlichen Ansicht;
4 die Spannklemme gemäß 2 in Draufsicht von oben;
5 einen durch zwei Systeme zum Befestigen einer Schiene gebildeten Befestigungspunkt in Draufsicht;
6 den Befestigungspunkt gemäß 5 in einer seitlichen, teilgeschnittenen Ansicht;
7 eine alternative Ausführung einer Spannklemme in einer der 4 entsprechenden Draufsicht von oben.
Die einstückig in einem sprungfrei gebogenen Kurvenzug aus einem Federstahldraht geformten Spannklemmen 1, 50 zum Befestigen einer auf einem hier beispielsweise aus einer Betonschwelle gebildeten Untergrund U abgestützten Schiene S sind in Bezug auf eine normal zur Aufstandfläche 2 des Untergrunds U ausgerichteten Ebene N1 spiegelsymmetrisch gestaltet. Sie weisen jeweils einen schlaufenartig ausgebildeten, in Draufsicht (4) U-förmigen Mittelabschnitt 3, mit zwei parallel und beabstandet zueinander ausgerichteten Schenkeln 4, 5 und einen die Schenkel 4, 5 miteinander verbindenden, dem Schienenfuß F der zu befestigenden Schiene S zugeordneten halbkreisförmigen Verbindungsabschnitt 6 auf.
Über jeweils einen um 90° gebogenen Übergangsabschnitt 7, 8 ist an jeden der Schenkel 4, 5 des Mittelabschnitts 3 jeweils ein in seitlicher Richtung abgehender Torsionsabschnitt 9, 10 angeschlossen. Die Torsionsabschnitte 9, 10 weisen dabei in entgegengesetzte Richtungen vom Mittelabschnitt 3 weg und schließen in Draufsicht gesehen mit dem ihnen jeweils zugeordneten Schenkel 4, 5 des Mittelabschnitts jeweils einen Winkel α von ca. 90° ein.
An die vom Mittelabschnitt 3 abgewandten Enden der Torsionsabschnitte 9, 10 ist jeweils ein weiterer Übergangsabschnitt 11, 12 angeschlossen, der bei auf ihrer Unterseite liegenden Spannklemme 1, 50 (1, 2) in einem Kreisbogen, der einen Winkel von etwa 90° umfasst, nach oben führt.
Die Übergangsabschnitte 11, 12 gehen an ihrem vom jeweiligen Torsionsabschnitt 9, 10 abgewandten Ende jeweils in einen Haltearm 13, 14 über, dessen an den jeweiligen Übergangsabschnitt 11, 12 angeschlossenes Teilstück 15, 16 in Draufsicht gesehen jeweils mit dem zugeordneten Torsionsabschnitt 9, 10 einen Winkel β von etwa 90° einschließt, so dass sie im Wesentlichen parallel zu den Schenkeln 4, 5 des Mittelabschnitts 3 ausgerichtet sind. Die Mittelachse M des jeweiligen Teilstücks 15, 16 der Haltearme 13, 14 verläuft dementsprechend in einer Ebene N2, die von der gemeinsamen Längsachse L der Torsionsabschnitte 9, 10 jeweils unter einem Winkel von ca. 90° +/– 5° durchstochen wird. Dabei sind die Teilstücke 15, 16 der Haltearme 13, 14 nach Art einer Kuppelstrebe gebogen ausgebildet und umgreifen einen Winkelbereich von ca. 180°.
An ihrem vom jeweiligen Torsionsabschnitt 9, 10 abgewandten Ende gehen die Teilstücke 15, 16 der Haltearme 13, 14 jeweils in einem um ca. 90° in Richtung des Mittelabschnitts 3 und nach unten führenden Übergangsabschnitts 17, 18 in jeweils einen Endabschnitt 19, 20 über.
Bei der in den 1 bis 6 gezeigten Spannklemme 1 sind diese Endabschnitte 19, 20 gegenüber dem jeweiligen Übergangsabschnitt 17, 18 und dem jeweiligen Teilstück 15, 16 der Haltearme 13, 14 von den Torsionsabschnitten 9, 10 wegweisend abgewinkelt. Die Abwinkelung und die Länge der der Endabschnitte 19, 20 ist unter Berücksichtigung der Länge der sich im Wesentlichen parallel zu den Schenkeln 4, 5 des Mittelabschnitts 3 erstreckenden Teilstücke 15, 16 der Haltearme 13, 14 dabei jeweils so gewählt, dass die Endabschnitte 19, 20 einerseits in einem Abstand a zu dem Verbindungsabschnitt 6 des Mittelabschnitts 3 enden, der kleiner ist als die kleinste Dicke d des Federstahls, aus dem die Spannklemme 1 gebogen ist, und andererseits so in Bezug auf das jeweilige Teilstück 15, 16 ausgerichtet ist, dass die im Querschnitt im Wesentlichen kreisrunden Endabschnitte 19, 20 im verspannten Zustand (1) mit ihrer sich über ihre gesamte Länge Le erstreckenden Auflagefläche 21, 22 linienförmig auf der Oberseite O des Schienenfuß F aufliegen. Die lichte Weite des zwischen dem Mittelabschnitt 3 und den Endabschnitten 19, 20 vorhandenen Abstands ist folglich so klein, dass keine andere Spannklemme 1 durch diesen Abstand treten kann.
Zur Befestigung der Schiene S auf dem Untergrund U werden zwei identisch aufgebaute, an gegenüberliegenden Seiten der Schiene S montierte Systeme S1, S2 verwendet, die jeweils eine Spannklemme 1, eine Führungsplatte 23 und eine als Spannmittel zum Spannen der Spannklemme 1 benötigte Spannschraube 24 umfassen.
Die Führungsplatte 23 ist beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Art einer konventionellen Winkelführungsplatte ausgebildet und weist auf ihrer dem Untergrund U zugeordneten Unterseite einen sich über ihre in Längsrichtung der Schiene S gemessene Breite B erstreckenden Absatz auf, der bei in Montagestellung befindlicher Führungsplatte 23 in einer korrespondierend geformten, in dem Untergrund U vorgesehenen Rinne sitzt. Zusätzlich ist die Führungsplatte 23 in Montagestellung jeweils mit ihrer von der Schiene S abgewandten Rückseite an einer ebenfalls an dem Untergrund U ausgebildeten Schulter abgestützt. An ihrer dem Schienenfuß F zugeordneten, gegenüber der Rückseite verbreiterten Vorderseite weist die Führungsplatte 23 jeweils eine Anlagefläche auf, gegen die der Schienenfuß F mit seinem Längsrand abgestützt ist. Von der Schiene S beim Überfahren durch ein hier nicht gezeigtes Schienenfahrzeug entstehende Querkräfte werden so von der Führungsplatte 23 aufgenommen und in den Untergrund U abgeleitet.
Benachbart zu ihrer Rückseite weist die Führungsplatte 23 an ihrer Oberseite jeweils eine sich parallel zur Anlagefläche der Führungsplatte 23 erstreckende Rille sowie zusätzliche hier im einzelnen nicht dargestellte Formelemente zum Führen der auf der Führungsplatte 23 jeweils montierten Spannklemme 1 und eine hier ebenfalls nicht sichtbare, von der Oberseite zum Untergrund U führende Durchgangsöffnung auf, durch die die Spannschraube 24 gesteckt ist. Die Spannschraube 24 ist dabei jeweils in einen in den Untergrund U eingelassenen, hier nicht sichtbaren Dübel eingeschraubt.
Die auf der jeweiligen Führungsplatte 23 angeordnete Spannklemme 1 sitzt mit ihren Torsionsabschnitten 9, 10 in der Rille der Führungsplatte 23. Die Länge Lt der Torsionsabschnitte 9, 10 ist jeweils so bemessen, dass die Haltearme 13, 14 jeweils oberhalb der Führungsplatte 23 und zumindest über den verbreiterten, dem Schienenfuß F zugeordneten vorderen Bereich der Führungsplatte geführt sind. Die von den Spannklemmen 1 jeweils eingenommene Breite ist dementsprechend nur unwesentlich größer als die Breite B der Führungsplatten 23.
Gleichzeitig ist die Länge der Schenkel 4, 5 des Mittelabschnitts 3 so bemessen, dass die Spannklemme 1 bei zwar schon eingeschraubter, jedoch noch nicht vollständig angezogener Spannschraube in einer Vormontageposition sitzen kann, in der ihre Torsionsabschnitte 9, 10 in Richtung der Rückseite der Führungsplatte 23 versetzt soweit außerhalb der ihnen zugeordneten Rille der Führungsplatte 23 angeordnet sind, dass die Endabschnitte 19, 20 der Spannklemme 1 nicht mehr in den für die Schiene S vorgesehenen Bereich vorstehen. Nach der Positionierung der Schiene S in den zwischen den Führungsplatten 23 der Systeme S1, S2 dafür vorgesehenen Raum können die Spannklemmen 1 dann aus ihrer Vormontageposition in die Endmontageposition geschoben werden, in der sie mit ihren in Richtung des Stegs G der Schiene S abgewinkelten Endabschnitten 19, 20 linienförmig auf der Oberseite O des Schienenfußes F aufliegen. Anschließend wird die jeweilige Spannschraube 24 angezogen. Dabei wird der Mittelabschnitt 3 der Spannklemmen 1 jeweils in Richtung des Untergrunds U bewegt. Da die Haltearme 13, 14 gleichzeitig im Wesentlichen starr auf dem Schienenfuß F abgestützt sind, werden im Zuge des Verspannens der Spannklemmen 1 im Wesentlichen ausschließlich deren Torsionsabschnitte 9, 10 tordiert. Im Ergebnis stehen so hohe Federkräfte zum elastischen Niederhalten der Schiene S zur Verfügung. Diese werden über eine vergleichbar große Kontaktfläche auf den Schienenfuß F aufgebracht, so dass trotz der erhöhten Niederhaltekräfte die Gefahr eines abrasiven Verschleißes im Bereich des Kontakts zwischen der Spannklemme 1 und dem Schienenfuß F minimiert ist. Um die erforderliche Nachgiebigkeit der Abstützung der Schiene S auch in Richtung des Untergrunds U zu gewährleisten, kann zwischen dem Schienenfuß F und dem Untergrund in an sich bekannter Weise eine elastische Lage E vorgesehen sein.
Kommt es in Folge von Verschleiß oder ungünstigen Betriebsverhältnissen zu einer Verschiebung der Schiene S in Querrichtung Q relativ zu den Spannklemmen 1, so bleibt der linienförmige Kontakterhalten und es wird nach wie vor eine ausreichende Niederhaltekraft auf den Schienenfuß F ausgeübt. Dies gilt auch dann noch, wenn die Querverschiebung so weit geht, dass die jeweiligen Endabschnitte 19, 20 nicht mehr vollständig auf dem Schienenfuß F aufliegen. Durch die in Richtung des Steges abgewinkelte Ausrichtung der Endabschnitte 19, 20 ist selbst in dem Fall, dass zwischen der jeweiligen Führungsplatte 23 und dem Schienenfuß ein Spalt entsteht, sichergestellt, dass der Endabschnitt 19, 20 diesen Spalt überbrückt und auf dem Schienenfuß F aufliegt. Die linienförmig ausgebildeten Auflageflächen 21, 22 ermöglichen es auch in dieser Situation, dass sich die Schiene S selbsttätig wieder zurück in ihre Ausgangsposition bewegt, ohne durch eine sich möglicherweise an einer durch abrasiven Verschleiß am Schienenfuß F entstandenen Vertiefung verkeilende Spannklemme daran gehindert zu sein.
Bei der in 7 gezeigten Spannklemme 50 sind die Endabschnitte 19, 20 gegenüber dem jeweiligen Übergangsabschnitt 17, 18 und dem jeweiligen Teilstück 15, 16 der Haltearme 13, 14 in Richtung des jeweils zugeordneten Torsionsabschnitts 9, 10 weisend abgewinkelt, so dass sie in Montagestellung von dem Schienensteg G wegweisen. Auch hier ist die Abwinkelung und die Länge der Endabschnitte 19, 20 unter Berücksichtigung der Länge der sich im Wesentlichen parallel zu den Schenkeln 4, 5 des Mittelabschnitts 3 erstreckenden Teilstücke 15, 16 der Haltearme 13, 14 so gewählt, dass die Endabschnitte 19, 20 einerseits in einem Abstand a zu dem Verbindungsabschnitt 6 des Mittelabschnitts 3 enden, der kleiner ist als die kleinste Dicke d des Federstahls, aus dem die Spannklemme 50 gebogen ist. Gleichzeitig ist bei der Spannklemme 50 die quer zur Längserstreckung der Schiene und zur Längsachse L gemessene Länge Lh der Haltearme 13, 14 so bemessen, dass im Neuzustand bei fertig montiertem System der kleinste Abstand w zwischen dem achsparallel zu der Längsachse L verlaufenden jeweiligen Torsionsabschnitt 9, 10 und dem jeweils zugeordneten Endabschnitt 19, 20 größer ist als der Abstand v zwischen dem der jeweiligen Führungsplatte 23 zugeordneten Rand des Schienenfußes F und dem betreffenden Torsionsabschnitt 9, 10 (die Führungsplatte 23 und der Schienenfuß F sind in 7 der Übersichtlichkeit halber nur mit gestrichelten Linien angedeutet). Bei dieser Dimensionierung der Haltearme 13, 14 ist sichergestellt, dass die Endabschnitte 19, 20 trotz ihrer in Richtung des jeweils zugeordneten Torsionsabschnitts 9, 10 abgewinkelten Form zumindest im Neuzustand über die gesamte Länge Le ihrer jeweiligen Auflagefläche 21, 22 auf dem Schienenfuß F abgestützt sind. Kommt es in Folge von Verschleiß zu einer Verschiebung der Schiene S relativ zu der Führungsplatte 23, so bleiben auch bei der Spannklemme 50 die Endabschnitte 19, 20 stets über eine für die sichere Kraftübertragung ausreichende Länge auf dem Schienenfuß F abgestützt.
Bezugszeichenliste

1, 50: Spannklemmen
2: Aufstandfläche des Untergrunds U
3: Mittelabschnitt der jeweiligen Spannklemme 1, 50
4, 5: Schenkel der jeweiligen Spannklemme 1, 50
6: Verbindungsabschnitt des Mittelabschnitts 3
7, 8: Übergangsabschnitte der jeweiligen Spannklemme 1, 50
9, 10: Torsionsabschnitte der jeweiligen Spannklemme 1, 50
11, 12: Übergangsabschnitte der jeweiligen Spannklemme 1, 50
13, 14: Haltearme jeweiligen Spannklemme 1, 50
15, 16: Teilstücke der Haltearme jeweiligen Spannklemme 1, 50
17, 18: Übergangsabschnitte jeweiligen Spannklemme 1, 50
19, 20: Endabschnitte jeweiligen Spannklemme 1, 50
21, 22: Auflagefläche jeweiligen Spannklemme 1, 50
23: Führungsplatten
24: Spannschrauben
a: Abstand
B: Breite der Führungsplatten 23
d: Dicke des Federstahls der jeweiligen Spannklemme 1, 50
E: elastische Lage
F: Schienenfuß der Schiene S
G: Steg der Schiene S
L: Längsachse der Torsionsabschnitte 9, 10
Le: Länge der Endabschnitte 19, 20
Lt: Länge der Torsionsabschnitte 9, 10
Lh: Länge der Haltearme 13, 14
M: Mittelachse der Teilstücke 15, 16
N1: Ebene
N2: Ebene
O: Oberseite des Schienenfuß F
S: Schiene
S1, S2: Systeme zum Befestigen einer Schiene
U: Untergrund
w: kleinster Abstand zwischen den Torsionsarmen 9, 10 der Spannklemme 50 und dem ihnen jeweils zugeordneten Endabschnitt 19, 20
v: Abstand zwischen den Torsionsarmen 9, 10 der Spannklemme 50 und dem ihnen jeweils zugeordneten Rand des Schienenfußes Winkel
β: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007046543 A1 [0003]

Claims

Spannklemme zum Befestigen einer Schiene (S) mit einem Mittelabschnitt (3), mit mindestens einem von dem Mittelabschnitt (3) in seitlicher Richtung abgehenden Torsionsabschnitt (9, 10), mit mindestens einem sich an den Torsionsabschnitt (9, 10) anschließenden Übergangsabschnitt (7, 8) und mit mindestens einem an den Übergangsabschnitt (7, 8) angeschlossenen Haltearm (13, 14), dessen dem freien Ende des Haltearms (13, 14) zugeordneter Endabschnitt (19, 20) in Draufsicht auf die Spannklemme (1) gesehen in Bezug auf den Torsionsabschnitt (9, 10) abgewinkelt ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem abgewinkelten Endabschnitt (19, 20) des Haltearms (13, 14) ein sich über die Länge des Endabschnitts (19, 20) erstreckender Auflagebereich (21, 22) ausgebildet ist und dass der Endabschnitt (19, 20) in Bezug auf ein an ihn angrenzendes Teilstück (15, 16) des Haltearms (13, 14) derart angewinkelt ist, dass bei fertig montierter Spannklemme (1) der Auflagebereich (21,22) über seine gesamte Länge (Le) linienförmig auf der zugeordneten Oberfläche (O) des Schienenfußes (F) der zu befestigenden Schiene (S) aufliegt.
Spannklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (13, 14) und der Torsionsabschnitt (9, 10) in Draufsicht gesehen einen Winkel (α) von 80°–110° einschließen.
Spannklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Haltearm (13, 14) und vom Torsionsabschnitt (9, 10) in Draufsicht gesehen eingeschlossene Winkel 85°–95° beträgt.
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bogenförmiges Teilstück (15, 16) des Haltearms (13, 14) in einer Ebene verläuft, die der Torsionsabschnitt (9, 10) unter einem Winkel von 80°–100° durchstößt.
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Draufsicht gesehen der Mittelabschnitt (3) mit dem Torsionsabschnitt (9, 10) einen Winkel von 80°–110° einschließt.
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (19, 20) in Draufsicht auf die Spannklemme (1) gesehen von dem Torsionsabschnitt (9, 10) wegweisend so abgewinkelt ist, dass er in Montagestellung gegen den Schienensteg (G) der zu befestigenden Schiene (S) gerichtet ist.
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (19, 20) in Draufsicht auf die Spannklemme (1) gesehen auf den Torsionsabschnitt (9, 10) weisend so abgewinkelt ist, dass er in Montagestellung vom Schienensteg (G) der zu befestigenden Schiene (S) weggerichtet ist.
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (Le) des abgewinkelten Endabschnitts (19, 20) mindestens 20 der Länge (Lt) des Torsionsabschnitts (9, 10) entspricht.
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen sprungfrei gebogenen Kurvenzug bildet.
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) des freien Endes des abgewinkelten Endabschnitts (19, 20) zum Mittelabschnitt (3) kleiner ist als die kleinste Dicke (D) des Mittelabschnitts (3), des Torsionsabschnitts (9, 10), des Übergangsabschnitts (11, 12), des Haltearms (13, 14) und des Endabschnitts (19, 20).
Spannklemme nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, indem der Mittelabschnitt (3) schlaufenförmig geformt ist und von ihm zwei entgegengesetzt zueinander ausgerichtete Torsionsabschnitte (9, 10) abgehen, an die über jeweils einen Übergangsabschnitt (11, 12) jeweils ein Haltearm (13, 14) mit jeweils einem abgewinkelten Endabschnitt (19, 20) angeschlossen ist.
System zum Befestigen einer Schiene (S), die einen Schienenfuß (F), einen darauf stehenden Steg und einen Schienenkopf aufweist, mit einer Führungsplatte, einer auf der Führungsplatte gehaltenen Spannklemme und einem Spannmittel zum Verspannen der Spannklemme gegen einen die Schiene abstützenden Grund, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannklemme gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (Lt) des Torsionsabschnitts (9, 10) jeweils so bemessen ist, dass der jeweilige Haltearm (13, 14) in Montagestellung zumindest abschnittsweise oberhalb der Führungsplatte (23) geführt ist.
System nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der abgewinkelte Endabschnitt (19, 20) des Haltearms (13, 14) derart abgewinkelt ist, dass die gedachte Verlängerung des Endabschnitts in Montagestellung mit dem Steg (G) der Schiene (S) einen spitzen Winkel einschließt.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Abstand (w) zwischen dem Torsionsabschnitt (9, 10) und dem ihm zugeordneten Endabschnitt (19, 20) größer ist als der kleinste Abstand (v) zwischen dem Torsionsabschnitt (9, 10) und dem einer Anlagefläche (21, 22) der Führungsplatte (23) zugeordneten Rand des Schienenfußes (F).