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Die Erfindung betrifft eine Unterlegplatte, die aus Kunststoff hergestellt ist und zum Abstützen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund vorgesehen ist, wobei die Unterlegplatte eine dem Untergrund zugeordnete Unterseite und eine Oberseite aufweist, auf der eine Stützfläche für die Schiene ausgebildet ist, wobei in die Unterseite der Unterlegplatte eine Ausnehmung eingeformt ist, von der eine Durchgangsöffnung zur Oberseite der Unterlegplatte führt, wobei der Durchmesser der Ausnehmung in einer Querrichtung zur Längsachse der Durchgangsöffnung zumindest abschnittsweise größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung, so dass an der der Oberseite der Unterlegplatte zugeordneten Dachfläche der Ausnehmung ein Anschlag für ein in die Ausnehmung eingesetztes Bauteil gebildet ist und wobei an einer die Ausnehmung umgrenzenden Innenfläche ein zusätzliches Widerlager zum verdrehsicheren Abstützen des jeweils in die Ausnehmung eingeführten Bauelements vorgesehen ist.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Befestigungspunkt, in dem eine Schiene für ein Schienenfahrzeug befestigt ist.
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In der
EP 1 950 347 A2 ist eine Unterlegplatte der eingangs angegebenen Art vorgeschlagen worden. Die bekannte Unterlegplatte weist auf ihrer dem festen Untergrund zugeordneten Unterseite eine Aussteifungsstruktur auf, die aus einander kreuzenden Rippen gebildet ist, welche zwischen sich jeweils ungefüllte Ausnehmungen begrenzen. Zusätzlich sind in die Unterlegplatte Durchgangsöffnungen eingeformt, durch die von der Unterseite der Unterlegplatte her eine als Spannschraube dienende konventionell geformte Sechskantschraube gesteckt werden kann, um eine Spannklemme gegen die Unterlegplatte zu verspannen. Für den Schraubenkopf der Spannschraube ist dabei eine in die Unterseite der Unterlegplatte eingeformte, ebenfalls sechskantförmig ausgebildete Ausnehmung vorgesehen, in der der Schraubenkopf als in dieser Ausnehmung drehfest zu haltendes Bauteil im fertig montierten Zustand formschlüssig sitzt. Um einen ausreichend festen Halt zu ermöglichen, sind bei der bekannten Unterlegplatte an ihren Schmalseiten jeweils drei Durchgangsöffnungen vorhanden, durch die jeweils eine in den festen Untergrund einschraubbare Befestigungsschraube gesteckt wird.
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Ein Problem bei aus Kunststoff bestehenden Unterlegplatten kann sich ergeben, wenn zum Spannen des jeweiligen Federelements hohe Kräfte und damit einhergehend hohe Anzugsmomente benötigt werden. Hier besteht die Gefahr, dass die in der für den Schraubenkopf vorgesehenen Ausnehmung vorhandenen Widerlager zu schwach sind, um den in der Regel auf eine Linienberührung konzentrierten Belastungen standzuhalten. Die Folge ist, dass Material aus der Umfassung der Ausnehmung ausbricht und kein ausreichender Halt mehr für die Schraube gewährleistet ist.
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Um dieses Problem zu lösen, ist in der
WO 2011/032974 A1 für die sichere Lagerung eines mehrkantigen Schraubenkopfes in einer Ausnehmung einer Unterlegplatte der voranstehend erläuterten Art vorgeschlagen worden, jeder Seitenfläche des Schraubenkopfes eine an der Umfangswand der Aufnahme ausgebildete Anlagefläche zuzuordnen, die sich über eine Teillänge der jeweils zugeordneten Seitenfläche des Schraubenkopfes erstreckt und an der die betreffende Seitenfläche des Schraubenkopfes im Montagezustand flächig abgestützt ist. Dabei sind die Anlageflächen der Umfangswand beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen zwei benachbarten Anlageflächen ist jeweils eine Ausnehmung in die Umfangswand der Aufnahme eingeformt, in deren Bereich im fertig montierten Zustand kein Kontakt zwischen dem Schraubenkopf und der Umfangswand der Aufnahme besteht. Auf diese Weise wird eine flächige Anlage der äußeren Umfangsflächen des Schraubenkopfes an den zugeordneten Innenflächen der Ausnehmung erreicht und eine Belastungskonzentration im Bereich der Winkel vermieden, in denen die Innenflächen der Ausnehmung aufeinander treffen.
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Die voranstehend erläuterten Unterlegplatten setzen voraus, dass das zum Spannen des Federelements jeweils vorgesehene Spannelement einen mehrkantigen Schraubenkopf aufweist und von der Unterseite der Unterlegplatte her in die zugeordnete Ausnehmung eingeführt wird. Dies setzt voraus, dass die Spannelemente bereits an der Unterlegplatte montiert sind, bevor sie auf den Untergrund gesetzt werden.
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Eine nachträgliche Befestigung von Spannelementen an einer bereits auf dem Untergrund montierten Unterlegplatte ermöglicht so genannte „Riegelschrauben“. Deren Schraubenköpfe weisen eine längliche Form mit einer Breite auf, die in der Regel auf den Durchmesser des Schraubenschafts beschränkt ist. Um eine solche Riegelschraube von der Oberseite an einer Unterlegplatte zu befestigen, ist die zu der zugeordneten Ausnehmung an der Unterseite führende Durchgangsöffnung schlitzartig geformt und dabei so dimensioniert, dass die Riegelschraube mit ihrem länglichen Kopf mit leichtem Spiel durch die Durchgangsöffnung geführt werden kann. Die Ausnehmung selbst ist in ihrem an die Mündung der Durchgangsöffnung angrenzenden Bereich so erweitert, dass der Kopf der Schraube, sobald er vollständig in die Ausnehmung eingeführt ist, soweit um die Längsachse der Schraube verschwenkt werden kann, dass seine seitlich über den Schraubenschaft vorstehenden Abschnitte aus dem Öffnungsbereich der Durchgangsöffnung herausgeschwenkt sind. Üblicherweise ist dazu eine viertel Umdrehung um die Längsachse vorgesehen. Begrenzt wird der Schwenkbereich dabei üblicherweise durch zwei Gegenlager, an denen der Kopf der Schraube bei Erreichen ihrer Soll-Befestigungsposition mit einer Seitenfläche anliegt.
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Praktische Erfahrungen zeigen, dass es auch beim Verspannen von Federelementen mittels in der voranstehend erläuterten Art mit der Unterlegplatte verkoppelten Spannelement zu Problemen kommen kann, wenn die Umgebungsbedingungen kritisch sind oder sehr hohe Spannlasten aufgebracht werden sollen.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die Aufgabe ergeben, eine aus Kunststoff hergestellte Unterlegplatte und einen mit einer solchen Unterlegplatte ausgestatteten Befestigungspunkt zu schaffen, bei denen die Unterlegplatte auch hohen Belastungen und ungünstigen Betriebsbedingungen standhält.
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In Bezug auf die Unterlegplatte hat die Erfindung diese Aufgabe durch die Lehre von Anspruch 1 gelöst.
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Ein die voranstehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß lösender Befestigungspunkt weist mindestens die in Anspruch 13 angegebenen Merkmale auf.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
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Eine erfindungsgemäße Unterlegplatte ist demnach aus Kunststoff hergestellt und zum Abstützen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund vorgesehen. Dabei weist eine erfindungsgemäße Unterlegplatte in Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik eine dem Untergrund zugeordnete Unterseite und eine Oberseite auf, auf der eine Stützfläche für die Schiene ausgebildet ist. In die Unterseite der Unterlegplatte ist dagegen in an sich ebenfalls bekannter Weise eine Ausnehmung eingeformt, von der eine Durchgangsöffnung zur Oberseite der Unterlegplatte führt, wobei der Durchmesser der Ausnehmung in einer Querrichtung zur Längsachse der Durchgangsöffnung zumindest abschnittsweise größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung, so dass an der der Oberseite der Unterlegplatte zugeordneten Dachfläche der Ausnehmung ein Anschlag für ein in die Ausnehmung eingesetztes Bauteil gebildet ist und wobei an einer die Ausnehmung umgrenzenden Innenfläche ein zusätzliches Widerlager zum verdrehsicheren Abstützen des jeweils in die Ausnehmung eingeführten Bauelements vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß ist nun bei einer solchen Unterlegplatte das in der Ausnehmung eingeführte Bauteil ein Einsatzstück, das aus einem Material mit einer gegenüber dem Kunststoffmaterial der Unterlegplatte höheren Festigkeit hergestellt ist und mit einem an einer seiner Außenflächen ausgebildeten Gegenlager an dem Widerlager der Ausnehmung und mit seiner Oberseite gegen die Dachfläche der Ausnehmung abgestützt ist. Das Einsatzstück weist dabei eine der Unterseite der Unterlegplatte zugeordnete Unterseite auf, von der ausgehend in das Einsatzstück eine Ausnehmung eingeformt ist, in der eine ebenfalls in das Einsatzstück eingeformte, fluchtend zur Durchgangsöffnung der Unterlegplatte ausgerichtete Durchgangsöffnung mündet, wobei die Ausnehmung des Einsatzstücks zur verdrehsicheren Aufnahme und Abstützung eines Kopfes eines schraubenartigen Spannelements ausgebildet ist, dessen Gewindeschaft im Gebrauch durch die Durchgangsöffnungen des Einsatzstücks und der Unterlegplatte geführt ist.
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Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Befestigungspunkt, in dem eine Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund befestigt ist, umfasst demgemäß eine nach Maßgabe der Erfindung ausgebildete Unterlegplatte, auf deren Stützfläche die Schiene abgestützt ist, ein Federelement, das eine federnd elastische Niederhaltekraft auf den Fuß der zu befestigenden Schiene ausübt, ein schraubenartiges Spannelement, das einen Kopf, mit dem es in der Ausnehmung des in der Ausnehmung der Unterlegplatte sitzenden Einsatzstücks verdrehsicher gehalten ist und einen an den Kopf angeformten Gewindeschaft aufweist, der durch die Durchgangsöffnungen des Einsatzstücks und der Unterlegplatte geführt ist und auf den eine Mutter aufgeschraubt ist, über die das Federelement an dem Spannelement abgestützt ist.
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Eine erfindungsgemäße Unterlegplatte ist somit derart ausgebildet, dass das zum Spannen des Federelements im jeweiligen Schienenbefestigungspunkt vorgesehene schraubenförmige Spannelement nicht mehr direkt am Kunststoffwerkstoff der Unterlegplatte abgestützt ist. Vielmehr sitzt bei einer erfindungsgemäßen Unterlegplatte in der zur Abstützung des Spannelements vorgesehenen Ausnehmung der Unterlegplatte ein Einsatzstück. Dieses Einsatzstück ist dabei so geformt und dimensioniert, dass es perfekt in die ihm zugeordnete Ausnehmung passt. So kann das Einsatzstück ohne weiteres unter Vermeidung von scharfen Kanten so ausgebildet sein, dass es sich großflächig an die Innenflächen der Ausnehmung anschmiegt. Insbesondere kann der Bereich des Kontakts zwischen dem Widerlager der Ausnehmung und dem Gegenlager des Einsatzstücks so ausgebildet sein, dass eine großflächige, dicht anliegende Berührung sichergestellt ist. Auch unter hohen Anzugsmomenten lassen sich so hohe lokale Belastungsspitzen vermeiden und eine optimale Ausrichtung des Einsatzstücks in der zugeordneten Aufnahme gewährleisten. Der gute formschlüssige Sitz des Einsatzstückes verhindert dabei sicher, dass es zu Relativbewegungen zwischen dem die Ausnehmung umgebenden Material der Unterlegplatte und dem festeren Material des Einsatzstücks kommt, die Reibverschleiß verursachen könnten.
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Grundsätzlich ist für die Herstellung des Einsatzstücks jeder Werkstoff geeignet, der eine ausreichende Belastbarkeit besitzt. Möglich sind hier auch ausreichend feste, hochbelastbare Kunststoffwerkstoffe, die beispielsweise durch Hochleistungsfasern so armiert sind, dass sie den im Gebrauch auftretenden Belastungen standhalten. Als auch aus Herstellungs- und Kostensicht besonders vorteilhafte Variante der Erfindung haben sich Metallwerkstoffe, insbesondere Leichtmetall- oder Stahlwerkstoffe, herausgestellt. Aus diesen können durch spanende Bearbeitung oder durch gießtechnische Erzeugung erfindungsgemäß vorgesehene Einsatzstücke geformt werden. Insbesondere die gießtechnische Erzeugung hat sich hier als günstig herausgestellt, da sie es erlaubt, die Einsätze in großen Stückzahlen bei optimiertem Eigenschaftsprofil herzustellen.
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Grundsätzlich ist es möglich, bei einer erfindungsgemäßen Unterlegplatte und dem an ihr vorgesehenen Einsatz die Durchgangsöffnung zylindrisch zu formen und das Spannelement so auszubilden, dass es durch eine solche Öffnung geführt werden kann und anschließend in der Ausnehmung des Einsatzstückes verriegelt wird. Hierzu kann das Spannelement beispielsweise hakenförmig oder nach Art eines Hohlraumdübels ein gelenkig an ihm befestigtes Riegelelement mitführen, das bei Erreichen der Ausnehmung des Einsatzstückes in seine Riegelstellung verschwenkt.
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Eine hinsichtlich der Formgebung der Durchgangsöffnungen besonders praxisgerechte Ausgestaltung der Erfindung ist allerdings dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Durchgangsöffnung des Einsatzstücks einen von der Kreisform abweichenden Öffnungsquerschnitt aufweist. Um zu diesem Zweck konventionelle, für Schienenbefestigungen bereits bewährte Riegelschrauben verwenden zu können, kann der Öffnungsquerschnitt eine Rechteckform aufweisen. Diese Form der Durchgangsöffnung ermöglicht die Verwendung konventioneller Riegelschrauben, deren Gestalt und Funktionsweise oben bereits beschrieben worden sind. Die Ausnehmung des Einsatzstückes kann dabei so geformt sein, dass zur Verriegelung das Spannelement um beispielsweise eine viertel Umdrehung um seine Längsachse in der Ausnehmung verschwenkt werden kann, sobald es mit seinem Kopf die Durchgangsöffnungen der Unterlegplatte und des Einsatzstücks passiert hat.
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Eine sichere Abstützung des Einsatzstücks innerhalb der zugeordneten Ausnehmung der Unterlegplatte gegen die Anzugsmomente, die über das mit ihm im Gebrauch verkoppelte Spannelement auf das Einsatzstück wirken, lässt sich dadurch erreichen, dass das Widerlager der Ausnehmung der Unterlegplatte an einer Innenumfangsfläche der Ausnehmung der Unterlegplatte und das Gegenlager des Einsatzstücks an einer Außenumfangsfläche des Einsatzstücks ausgebildet sind.
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Dabei kann eine gleichmäßigere Verteilung der auf das Einsatzstück im Gebrauch wirkenden und auf die Unterlegplatte übertragenen Lasten dadurch erreicht werden, dass mindestens zwei verteilt angeordnete Widerlager der Ausnehmung der Unterlegplatte vorgesehen sind und eine gleiche Anzahl von zu den Widerlagern korrespondierend geformten und angeordneten Gegenlagern des Einsatzstücks vorgesehen sind. Optimaler Weise sind dazu die Widerlager der Ausnehmung der Unterlegplatte und die Gegenlager des Einsatzstücks in gleichen Winkelabständen verteilt um die Längsachse der Durchgangsöffnungen von Unterlegplatte und Einsatzstück angeordnet. So hat es sich beispielsweise als zweckmäßig erwiesen, wenn zwei Widerlager und Gegenlager in Bezug auf die Längsachse der Durchgangsöffnungen um 180° zueinander angeordnet sind.
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An der Oberseite des Einsatzstücks kann ein Absatz angeformt sein. Dieser Absatz kann zum einen als Gegenlager zur Verdrehsicherung beitragen, indem er in eine entsprechend geformte Öffnung oder Vertiefung greift, die von der Dachfläche der Ausnehmung der Unterlegplatte ausgehend in die Unterlegplatte eingeformt ist. Ein an der Oberseite des Einsatzstücks optional vorgesehener Absatz kann aber auch in die Durchgangsöffnung der Unterlegplatte greifen, wenn diese zumindest abschnittsweise so aufgeweitet ist, dass in ihr neben dem im Gebrauch durch sie geführten Schaft des Spannelements der Absatz Platz findet. Eine die lagerichtige Positionierung des Einsatzstückes in Bezug auf das Spannelement oder die zugeordnete Durchgangsöffnung der Unterlegplatte unterstützende Ausgestaltung besteht in dieser Hinsicht wahlweise darin, dass die Durchgangsöffnung des Einsatzstücks durch den Absatz so verläuft, dass der Absatz die Durchgangsöffnung mindestens an zwei gegenüberliegenden Seiten begrenzt. Ein derart geformter und angeordneter Absatz kann beim Einsetzen des Einsatzstückes in die zugeordnete Ausnehmung in die zugeordnete Durchgangsöffnung der Unterlegplatte greifen und so selbsttätig eine Zentrierung des Einsatzstückes in Bezug auf die Durchgangsöffnung bewirken. Dies lässt sich insbesondere dadurch gewährleisten, dass der Absatz als Konusabsatz ausgebildet ist, dessen Umfangsflächen ausgehend von der Oberseite des Einsatzstücks in Richtung der Längsachse der Durchgangsöffnungen von Unterlegplatte und Einsatzstück geneigt sind. Um dies zusätzlich zu unterstützen, kann in den Bereich, in dem die Durchgangsöffnung der Unterlegplatte in die Dachfläche der Ausnehmung der Unterlegplatte übergeht, ein Sitz für den Konusabsatz eingeformt sein, der korrespondierend zu dem Konusabsatz geformt ist.
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Eine zusätzliche Entlastung des das Einsatzstück umgebenden Materials kann zudem dadurch erreicht werden, dass die Größe und Form der Durchgangsöffnung der Unterlegplatte und die Größe und Form des an der Oberseite des Einsatzstücks optional vorhandenen Absatzes so aufeinander abgestimmt sind, dass der Absatz mit seiner freien Oberseite mindestens bündig zur Oberseite der Unterlegplatte ausgerichtet ist oder über die Oberseite der Unterlegplatte hinaussteht. Der in diesem Fall mindestens bis zur Oberseite der Unterlegplatte reichende Absatz kann im Gebrauch gegen die Unterseite eines auf die Unterlegplatte zusätzlich aufgelegten und mittels des jeweiligen Spannelements oder eines anderen Befestigungselements gegen den Untergrund verspannten Bauteils wirken, bei dem es sich beispielsweise um eine Führungsplatte zum seitlichen Führen der zu befestigenden Schiene handeln kann. Durch die auf diese Weise erzielte zusätzliche Abstützung des Einsatzstückes an einem auf der Unterlegplatte liegenden Bauteil lassen sich die Belastungen weiter reduzieren, die auf das zwischen der Oberseite der Unterlegplatte und der Dachfläche ihrer Ausnehmung vorhandene Material der Unterlegplatte im Gebrauch wirken.
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Die Unterlegplatte kann in konventioneller Weise in Draufsicht eine rechteckige Grundform besitzen. Dabei versteht es sich von selbst, dass einzelne Abschnitte der Unterlegplatte von einer streng rechteckigen Formgebung abweichen können. Insbesondere schließt die rechteckige Grundform die Möglichkeit ein, einzelne oder mehrere Eckbereiche der Unterlegplatte abgerundet auszuführen.
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Bei einer in ihrer Grundform rechteckigen Unterlegplatte Breite ist die Stützfläche, auf der die Schiene im Gebrauch abgestützt ist, zweckmäßigerweise bezogen auf die Länge der Unterlegplatte mittig angeordnet. In den jeweils seitlich über die Schiene hinausstehenden Abschnitten der Unterlegplatte kann dann jeweils eine Ausnehmung mit einem in erfindungsgemäßer Weise darin sitzenden Einsatzstück ausgebildet sein. Dies erweist sich insbesondere dann als zweckmäßig, wenn eine derart gestaltete Unterlegplatte in einem erfindungsgemäßen Befestigungspunkt zum Einsatz kommt.
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In die erfindungsgemäße Unterlegplatte kann zusätzlich zu der Ausnehmung mindestens eine von der Oberseite zur Unterseite der Unterlegplatte führende Durchgangsöffnung eingeformt sein, durch die bei einem erfindungsgemäßen Befestigungspunkt eine Befestigungsschaube geführt ist, welche die Unterlegplatte an dem Untergrund fixiert.
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Im Fall, dass es sich um eine erfindungsgemäße Unterlegplatte mit einer zentral angeordneten Stützfläche und seitlich davon abstehenden Seitenabschnitten handelt, in die jeweils mindestens eine Durchgangsöffnung für eine Befestigungsschraube und mindestens eine in erfindungsgemäßer Weise mit einem Einsatzstück bestückten Ausnehmung handelt, hat es sich im Hinblick auf die Verteilung der auftretenden Belastungen als besonders günstig herausgestellt, wenn die Ausnehmungen mit den Einsatzstücken und die zusätzlichen Durchgangsöffnungen in Draufsicht auf die Unterlegplatte betrachtet punktsymmetrisch angeordnet sind.
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In die Unterseite einer erfindungsgemäßen Unterlegplatte kann in an sich bekannter Weise eine Gitterstruktur eingeformt sein, um bei minimiertem Gewicht eine optimale Steifigkeit der Unterlegplatte zu gewährleisten.
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Ebenso kann an der Oberseite der Unterlegplatte mindestens ein Formelement zum Abstützen oder Führen von mindestens einem zusätzlich auf der Unterlegplatte angeordneten Bauteil ausgebildet sein. Bei diesem Bauteil kann es sich beispielsweise um das Federelement handeln, das bei entsprechender Formgebung der Unterlegplatte direkt auf ihr abgestützt ist. Besonders praxisgerecht und vielseitig erweist sich dabei eine Ausgestaltung, bei der die Oberseite der Unterlegplatte zum Auflegen und Abstützen einer Führungsplatte ausgebildet ist, an der die Schiene im Gebrauch seitlich geführt ist. Hierzu kann das Formelement eine Schulter und das zusätzliche Bauteil dementsprechend eine Führungsplatte sein, die mit ihrer einen der Schiene zugeordneten Stirnfläche eine seitliche Führung für die Schiene bildet und mit ihrer gegenüberliegenden Stirnfläche an der Schulter abgestützt ist, wobei die Führungsplatte eine fluchtend zu den Durchgangsöffnungen der Unterlegplatte und des Einsatzstücks ausgerichtete Durchgangsöffnung aufweist, durch die der Gewindeschaft des Spannelements geführt ist und wobei das Federelement auf der Führungsplatte abgestützt ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Deren Figuren zeigen jeweils schematisch:
- 1 einen erfindungsgemäßen Befestigungspunkt für eine Schiene für ein Schienenfahrzeug in einer Ansicht von oben;
- 2 den Befestigungspunkt gemäß 1 in einem Schnitt entlang der in 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A;
- 3 eine erfindungsgemäße Unterlegplatte in perspektivischer Ansicht;
- 4 die Unterlegplatte gemäß 3 in einer Ansicht von unten;
- 5 ein Einsatzstück in perspektivischer Ansicht;
- 6 das Einsatzstück gemäß 5 in Draufsicht;
- 7 das Einsatzstück gemäß 5 in einer Ansicht von unten;
- 8 das Einsatzstück in einem Schnitt entlang der in 6 eingezeichneten Schnittlinie B-B.
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In dem Schienenbefestigungspunkt 1 ist eine Schiene S auf einem beispielsweise durch eine Betonschwelle gebildeten festen Untergrund U befestigt, der hier nur ausschnittsweise gezeigt ist.
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Der Schienenbefestigungspunkt 1 umfasst eine Unterlegplatte 2, die an ihrer freien Oberseite 3 eine in Draufsicht (1) rechteckige Gestalt hat und eine bezogen auf ihre Länge L mittig angeordnete Stützfläche 4 aufweist, auf der die Schiene S mit ihrem Schienenfuß F abgestützt ist. Dabei ist zwischen der Stützfläche 4 und der Unterseite des Schienenfußes F eine elastische Lage E angeordnet, welche der Abstützung der Schiene S gegenüber dem Untergrund U eine bestimmte, in vertikaler Richtung V gerichtete elastische Nachgiebigkeit verleiht.
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Die Unterlegplatte 2 ist aus einem für diesen Zweck im Stand der Technik bewährten Kunststoffmaterial hergestellt.
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Die beiden seitlich von der Stützfläche 4 abstehenden Seitenabschnitte 5,6 der Unterlegplatte 2 sind in Draufsicht betrachtet punktsymmetrisch ausgebildet. Dabei ist, wiederum in Draufsicht betrachtet, jeweils ein Eckbereich 7 der Seitenabschnitte 5,6 abgerundet, wogegen der andere Eckbereich 8 ausgeprägt eckig ist. In dem Eckbereich 8 ist zentral jeweils eine von der Oberseite 3 zur Unterseite 9 der Unterlegplatte 2 verlaufende Durchgangsöffnung 10 eingeformt. Durch die Durchgangsöffnungen 10 ist der Gewindeschaft jeweils einer Befestigungsschraube 11,12 geführt, mit dem die jeweilige Befestigungsschrauben 11,12 in jeweils einen in den Untergrund U eingelassenen Dübel 13 eingeschraubt sind. Über die Befestigungsschrauben 11,12 ist die Unterlegplatte 2 auf dem Untergrund U fixiert.
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Im jeweils anderen Eckbereich 7 der Seitenabschnitte 5,6 ist angrenzend an die jeweilige Schmalseite der Unterlegplatte 2 jeweils eine sich in vertikaler Richtung V erhebende Schulter 14,15 ausgebildet, deren der Schiene S zugeordnete Seite angeschrägt ist. Die angeschrägte Seite der Schulter 14,15 endet am Fuß der jeweiligen Schulter 14,15 in einer parallel zur Längsrichtung LS der Schiene S verlaufenden Kehle 16,17, die durch einen quer zur Schulter 14,15 und zur Längsrichtung LS der Schiene S ausgerichteten Steg 18 in zwei Hälften geteilt ist.
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Auf Höhe des Stegs 18 ist zwischen der jeweiligen Kehle 16,17 und dem zugeordneten Rand der Stützfläche 4 jeweils eine von der Oberseite 3 zur Unterseite 9 der Unterlegplatte 2 führende Durchgangsöffnung 19,20 vorgesehen. Die Durchgangsöffnungen 19,20 weisen jeweils einen grundsätzlich rechtwinkligen Öffnungsquerschnitt auf, dessen lange Achse parallel zur Längserstreckung L der Unterlegplatte 2 ausgerichtet ist. In einem zentralen Bereich ist der Öffnungsquerschnitt der Durchgangsöffnungen 19,20 zusätzlich in Breitenrichtung B der Unterlegplatte 2 halbkreisförmig erweitert. Auf diese Weise sind die Durchgangsöffnungen 19,20 so geformt, dass ein als Riegelschraube ausgebildetes Spannelement 21 mit seinem Kopf 22 und seinem Gewindeschaft 23, den Kopf 22 voran, durch die Durchgangsöffnung 19,20 geführt werden kann.
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Der Kopf 22 des Spannelements 21 zeichnet sich dadurch aus, dass in seinem Bereich zwei an gegenüberliegenden Seiten in radialer Richtung von dem Gewindeschaft 23 abstehende, quaderförmige Vorsprünge 24 ausgebildet sind. Die Durchgangsöffnungen 19,20 sind dabei so bemessen, dass der Kopf 22 und Schaft 23 mit leichtem Spiel durch sie hindurchgeführt werden können.
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Von ihrer Unterseite 9 her ist in die Unterlegplatte 2 im Bereich der Durchgangsöffnungen 19,20 jeweils eine Ausnehmung 25,26 eingeformt, die konzentrisch zur jeweiligen Durchgangsöffnung 19,20 ausgerichtet ist. Die Öffnungsfläche der Ausnehmungen 25,26 ist dabei an jeder Stelle größer als die Öffnungsfläche der Durchgangsöffnungen 19,20, so dass die Durchgangsöffnungen 19,20 von einem umlaufenden Kragen umgrenzt sind, an dessen der jeweiligen Ausnehmung 25,26 zugeordneten Unterseite die jeweilige Dachfläche 27,28 der betreffenden Ausnehmung 25,26 ausgebildet ist.
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Die Innenumfangsflächen 29,30 der Ausnehmungen 25,26 sind bezogen auf die jeweils zugeordnete Durchgangsöffnung 19,20, in Draufsicht auf die Unterseite der Unterlegplatte 2 betrachtet (4), punktsymmetrisch geformt. Dabei schließt sich an jeweils einen in Breitenrichtung B ausgerichteten geraden Umfangswandabschnitt 31a,31b ein konkav eingewölbter Abschnitt 32a,32b an, welcher auf einen konvex ausgebeulten Abschnitt trifft, der wiederum an den zum ersten geraden Umfangswandabschnitt 31a gegenüberliegenden geraden zweiten Wandabschnitt 31b angeschlossen ist. Die die Durchgangsöffnung 19,20 in ihrem zentralen Bereich begrenzenden Ränder sind von der jeweiligen Ausnehmung 25,26 angeschrägt, so dass dort ein konisch in Richtung der jeweiligen Durchgangsöffnung 19,20 zulaufender Sitz gebildet ist.
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Die beiden auf diese Weise diametral an den Umfangsflächen 29,30 gegenüberliegend zueinander ausgebildeten, konvex ausgebeulten Abschnitte bilden jeweils ein Widerlager 33a,33b zum verdrehsicheren Halten eines in die jeweilige Ausnehmung 25,26 eingesetzten Bauteils.
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Bei diesem Bauteil handelt es sich erfindungsgemäß um jeweils ein Einsatzstück 34, das aus einem Stahlgussmaterial gegossen ist und damit eine sehr viel höhere Festigkeit und Verschleißbeständigkeit besitzt als das restliche Material der Unterlegplatte 2. Die Außenform der in den Ausnehmungen 25,26 eingesetzten Einsatzstücken 34 ist so an die Form der Ausnehmungen 25,26 angepasst, dass die Einsatzstücke 34 zwar mit einem für ein leichtes Einsetzen ausreichendem Spiel, aber passgenau in der jeweiligen Ausnehmung 25,26 sitzen. Dazu weisen die Einsatzstücke 34 an ihrer Außenumfangsfläche 35 jeweils zwei diametral gegenüberliegende Einwölbungen auf, welche die Gegenlager 36a,36b bilden, durch die die Einsatzstücke 34 in den Ausnehmungen 25,26 gegen eine Verdrehung um die Längsachsen LX der jeweils zugeordneten Durchgangsöffnungen 19,20 gesichert sind. An die Gegenlager 36a,36b schließt sich jeweils ein bogenförmig ausgewölbter, an den eingewölbten Abschnitt 32a,32b der Innenumfangsflächen 29,30 der Ausnehmungen 25,26 angepasster Abschnitt 37a,37b an, der jeweils in einen geraden Abschnitt 38a,38b der Außenumfangsfläche 35 übergeht, welcher an den geraden Abschnitt 31a,31b der Ausnehmung 25,26 angepasst ist.
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Von ihrer Oberseite 39 her ist in die Einsatzstücke 34 eine Durchgangsöffnung 40 eingeformt, deren Öffnungsquerschnitt entsprechend dem Öffnungsquerschnitt der Durchgangsöffnungen 19,20 der Unterlegplatte 2 rechteckig ausgebildet und dimensioniert ist. Im mittleren Bereich ihrer Längsseiten ist die Durchgangsöffnung 40 jeweils gegenüberliegend durch die Hälften eines Konusabsatzes 41 begrenzt, der auf der Oberseite 39 des Einsatzstücks 34 errichtet ist und dessen Außenumfangsflächen 35 ausgehend von der Oberseite 39 in Richtung der Längsachse LX der Durchgangsöffnung 40 angeschrägt sind.
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Über den Konusabsatz 41 ist das Einsatzstück 34 an den angeschrägten Randbereichen der jeweiligen Durchgangsöffnung 19,20 zentriert. Dabei sind seine Höhe über der Oberseite 39 des Einsatzstücks 34 und seine Umfangsabmessungen so an die zwischen der Dachfläche 27,28 der jeweiligen Ausnehmung 25,26 und der Oberseite 3 der Unterlegplatte 2 verbleibende Materialdicke angepasst, dass der Konusabsatz 41 durch die jeweilige Durchgangsöffnung 19,20 der Unterlegplatte 2 hindurch greift und mit seiner freien Oberseite bündig zur Oberseite 3 der Unterlegplatte ausgerichtet ist. Dabei sitzt der Konusabsatz 41 über seine konusförmig angeschrägten Flächen selbstzentriert im Bereich der kreisförmigen Aufweitung der Durchgangsöffnungen 19,20.
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Gleichzeitig ist das Einsatzstück 34 mit seiner Oberseite 39 gegen die Dachfläche 27,28 der jeweiligen Ausnehmung 25,26 abgestützt.
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Die Durchgangsöffnung 40 mündet in einer Ausnehmung 42, die von seiner Unterseite in das jeweilige Einsatzstück 34 eingeformt ist. Die Ausnehmung 42 weist in Draufsicht auf die Unterseite des Einsatzstücks 34 betrachtet (7), eine punktsymmetrische Gestaltung auf. Dabei hat sie einen zentralen quaderförmigen Abschnitt 43, der konzentrisch zur Längsachse LX und quer zur Durchgangsöffnung 40 ausgerichtet ist. Dieser quaderförmige zentrale Abschnitt 43 ist in den Bereich des Einsatzstücks 34 eingesenkt, über dem die Hälften des Konusabsatzes 41 errichtet sind. In den zwei diametral zueinander gegenüberliegenden, den an der Außenseite des jeweiligen Einsatzstücks 34 angeordneten Gegenlagern 36a,36b zugeordneten Eckbereichen der Ausnehmung 42 ist jeweils ein als Anschlag 44a,44b dienender Absatz ausgebildet. Bei mit ihrem Kopf 22 durch die jeweilige Durchgangsöffnung 19,20 der Unterlegplatte 2 und die fluchtend zu ihr ausgerichtete Durchgangsöffnung 40 des jeweiligen Einsatzstücks 34 geführtem Spannelement 21 liegen die Vorsprünge 24 seitlich an dem jeweils zugeordneten Anschlag 44a,44b an und sind auf diese Weise gegen die auf die Spannelemente 21 im Gebrauch wirkenden Momente verdrehsicher gehalten.
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Der zu den Anschlägen 44a,44b jeweils gegenüberliegende Eckbereich 45a,45b ist dagegen über einen sich zwischen dem zentralen Abschnitt 43 der Einsenkung 42 und der Durchgangsöffnung 40 erstreckenden viertelkreisförmigen Abschnitt abgesenkt. Auf diese Weise kann der Kopf 22 des Spannelements 21, nachdem er die Durchgangsöffnung 40 passiert hat, um eine Vierteldrehung um die Längsachse LX der Durchgangsöffnung 40 verschwenkt werden, bis seine Vorsprünge 24 über dem weiter eingesenkten zentralen Abschnitt 43 der Ausnehmung 42 angeordnet sind. Wird anschließend das jeweilige Spannelement 21 in seiner Längsrichtung auf Zug aus der Ausnehmung 42 durch die Durchgangsöffnung 40 hinaus belastet, so wird der Kopf 22 mit seinen Vorsprüngen 24 in den zentralen Abschnitt 43 gezogen und ist dort verdrehsicher gehalten.
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Nachdem die Spannelemente 21 derart in den in der jeweiligen Ausnehmung 25,26 der Unterlegplatte 2 sitzenden Einsatzstücken 34 positioniert und verriegelt sind, wird zwischen die Schultern 14,15 und die Stützfläche 4 der Unterlegplatte 2 jeweils eine nach Art einer konventionellen Winkelführungsplatte ausgebildete Führungsplatte 50 gesetzt. Die Führungsplatten 50 weisen dazu jeweils eine zentral angeordnete Durchgangsöffnung 40 auf, durch die das jeweils zugeordnete Spannelement 21 mit seinem aus der jeweiligen Durchgangsöffnung 19,20 ragenden Gewindeschaft 23 geführt wird.
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Die Führungsplatten 50 sind mit ihrer einen Stirnseite an der jeweiligen angeschrägten Seite der zugeordneten Schulter 14,15 abgestützt und sitzen mit den an ihrer Unterseite ausgebildeten Absätzen in der jeweils zugeordneten Kehle 16,17 der Unterlegplatte 2. Die andere Stirnseite der Führungsplatte 50 ist dagegen gegen den seitlichen Rand des Schienenfußes F gerichtet und bildet auf diese Weise eine seitliche Führung für die Schiene S, über die beim Überfahren des Schienenbefestigungspunktes 1 auftretende Querkräfte in die Unterlegplatte 2 und von dort in den Untergrund U abgeleitet werden.
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Auf den Führungsplatten 50 sitzt jeweils ein nach Art einer konventionellen, ω-förmigen Spannklemme ausgebildetes Federelement 55, das mit den freien Enden seiner Federarme auf die Oberseite des Schienenfußes F wirkt. Dabei ist zwischen den jeweiligen Endabschnitten des Federelements 55 und dem Schienenfuß F jeweils ein plattenförmiges Isolierelement 56 angeordnet, über das das Federelement 55 und die Schiene S gegeneinander elektrisch isoliert sind.
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Gleichzeitig ist der Gewindeschaft 23 des jeweils zugeordneten Spannelements 21 durch die Mittelschlaufe 57 des Federelements 55 geführt. Auf das dementsprechend frei über die Mittelschlaufe 57 hinausstehende Ende des Gewindeschafts 23 ist eine Mutter 58 aufgeschraubt. Diese ist in für Federelemente der Art, zu der das Federelement 55 gehört, an sich bekannter Weise soweit angezogen, dass die Mittelschlaufe 57 des jeweiligen Federelements 55 gegen die Oberseite 3 der Unterlegplatte 2 um einen für die Erzeugung einer ausreichenden Niederhaltekraft verschwenkt ist. Dabei ist auch unter hohen Spannlasten durch die erfindungsgemäß über jeweils ein Einsatzstück 34 erfolgende Ankopplung des jeweiligen Spannelements 21 an die Unterlegplatte 2 sichergestellt, dass es im Bereich der Ausnehmungen 25,26 der Unterlegplatte 2 zu keiner Materialermüdung oder-überlastung kommt.
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Unterstützt wird dies dadurch, dass das Einsatzstück 34 mit der freien, bis zur Oberseite 3 der Unterlegplatte 2 reichenden Oberseite seines Konusabsatzes 41 gegen die Unterseite der Führungsplatte 50 abgesützt ist, so dass die Führungsplatte 50 zumindest einen Teil der in Längsrichtung des Spannelements 21 wirkenden Kräfte abträgt, die von dem Einsatzstück 34 aufgenommen werden. Das zwischen der Dachfläche 27,28 der jeweiligen Ausnehmung 25,26 und der Oberseite 3 vorhandene Material der Unterlegplatte 2 ist dann entsprechend entlastet.
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Die Erfindung stellt somit eine Unterlegplatte 2 aus Kunststoff zum Abstützen einer Schiene S für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund U zur Verfügung, die eine Unterseite 9 und eine Oberseite 3 aufweist, auf der eine Stützfläche 4 für die Schiene S vorgesehen ist, wobei in die Unterseite 9 eine Ausnehmung 25,26 eingeformt ist, von der eine Durchgangsöffnung 19,20 zur Oberseite 3 führt, wobei der Durchmesser der Ausnehmung 25,26 in einer Querrichtung zur Längsachse LX der Durchgangsöffnung 19,20 zumindest abschnittsweise größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 19,20, so dass an der der Oberseite 3 zugeordneten Dachfläche 27,28 der Ausnehmung 25,26 ein Anschlag für ein in die Ausnehmung 25,26 eingesetztes Einsatzstück 34 gebildet ist, wobei an einer Innenfläche 29,30 der Ausnehmung 25,26 ein Widerlager 33a,33b zum verdrehsicheren Abstützen des Einsatzstücks 34 vorgesehen ist, das aus einem Material mit einer gegenüber dem Kunststoffmaterial höheren Festigkeit hergestellt und mit einem an einer seiner Außenflächen 35 ausgebildeten Gegenlager 36a,36b an dem Widerlager 33a,33b der Ausnehmung 25,26 und mit seiner Oberseite 39 gegen die Dachfläche 27,28 der Ausnehmung 25,26 abgestützt ist, und wobei in das Einsatzstück 34 von dessen Unterseite her eine Ausnehmung 42 eingeformt ist, in der eine fluchtend zur Durchgangsöffnung 19,20 der Unterlegplatte 2 ausgerichtete Durchgangsöffnung 40 mündet, wobei die Ausnehmung 42 des Einsatzstücks 34 zur verdrehsicheren Aufnahme und Abstützung eines Kopfes 22 eines Spannelements 21 ausgebildet ist, dessen Gewindeschaft 23 im Gebrauch durch die Durchgangsöffnungen 19,20,40 von Einsatzstück 34 und Unterlegplatte 2 geführt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schienenbefestigungspunkt
- 2
- Unterlegplatte
- 3
- Oberseite der Unterlegplatte 2
- 4
- Stützfläche der Unterlegplatte 2
- 5,6
- Seitenabschnitte der Unterlegplatte 2
- 7,8
- Eckbereiche der Seitenabschnitte 5,6
- 9
- Unterseite der Unterlegplatte 2
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11,12
- Befestigungsschrauben
- 13
- Dübel
- 14,15
- Schultern der Unterlegplatte 2
- 16,17
- Kehle der Unterlegplatte 2
- 18
- Steg der Unterlegplatte 2
- 19,20
- Durchgangsöffnungen der Unterlegplatte 2
- 21
- Spannelement
- 22
- Kopf des Spannelements 21
- 23
- Gewindeschaft des Spannelements 21
- 24
- quaderförmige Vorsprünge des Kopfs 22
- 25,26
- Ausnehmungen der Unterlegplatte 2
- 27,28
- Dachflächen der Ausnehmungen 25,26
- 29,30
- Innenumfangsflächen der Ausnehmungen 25,26
- 31a,31b
- gerade Umfangswandabschnitte der Innenumfangsflächen 27,28
- 32a,32b
- eingewölbter Abschnitt der Innenumfangsflächen 27,28
- 33a,33b
- Widerlager
- 34
- Einsatzstück
- 35
- Außenumfangsfläche des Einsatzstücks 34
- 36a,36b
- Gegenlager des Einsatzstücks 34
- 37a,37b
- ausgewölbte Abschnitte des Einsatzstücks 34
- 38a,38b
- gerade Abschnitte des Einsatzstücks 34
- 39
- Oberseite des Einsatzstücks 34
- 40
- Durchgangsöffnung des Einsatzstücks 34
- 41
- Konusabsatz des Einsatzstücks 34
- 42
- Ausnehmung
- 43
- zentraler quaderförmiger Abschnitt der Ausnehmung 42
- 44a,44b
- als Anschlag dienende Absätze
- 45a,45b
- Eckbereiche der Ausnehmung 42
- 50
- Führungsplatten
- 55
- Federelement
- 56
- Isolierelement
- 57
- Mittelschlaufe des Federelements 55
- 58
- Mutter
- B
- Breitenrichtung der Unterlegplatte 2
- E
- elastische Lage
- F
- Schienenfuß
- L
- Länge/Längserstreckung der Unterlegplatte 2
- LS
- Längsrichtung der Schiene S
- LX
- Längsachse der Durchgangsöffnung 40 des Einsatzstücks 34
- S
- Schiene
- U
- Untergrund
- V
- vertikale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1950347 A2 [0003]
- WO 2011/032974 A1 [0005]
