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Die Erfindung betrifft eine Führungsplatte zum seitlichen Führen einer Schiene in einem auf einer Schwelle ausgebildeten Schienenbefestigungspunkt. Dabei besitzt die Führungsplatte eine Oberseite, an der eine Abstützfläche zum Abstützen eines Federelements ausgebildet ist. Des Weiteren hat eine solche Führungsplatte eine Unterseite, über die die Führungsplatte im Gebrauch auf der Schwelle abgestützt ist. An einer Stirnseite eines Stützabschnitts der Führungsplatte ist zudem eine Stützfläche vorhanden, über die die Führungsplatte im Gebrauch an einer an der Schwelle vorgesehenen Schulter abgestützt ist. Schließlich hat die Führungsplatte auch einen Führungsabschnitt, der in Längsrichtung der Führungsplatte gegenüberliegend zum Stützabschnitt ausgebildet ist und an dessen Stirnseite eine Führungsfläche vorhanden ist, an der im Gebrauch eine Längsseite der Schiene abgestützt ist, um die Schiene seitlich zu führen, wobei die Führungsfläche mit ihren Schmalseiten jeweils in einem Eckbereich mit einer der Längsseitenflächen zusammenstößt, die die Führungsplatte an ihren Längsseiten begrenzen.
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Der Schienenbefestigungspunkt, in dem die Führungsplatte eingesetzt wird, wird üblicherweise auf der Oberseite einer quaderförmigen Schwelle errichtet, auf der eine Aufstandfläche für die Schiene vorgesehen ist, die in Längsrichtung der Schwelle seitlich durch jeweils eine Stützschulter begrenzt ist.
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Schienenbefestigungspunkte, in denen Schienen für Schienenfahrzeuge auf einer Schwelle befestigt sind, und die zu ihrer Herstellung benötigten Bauteile sind in der Praxis millionenfach im Gebrauch. Dabei ist in einem Schienenbefestigungspunkt in der Regel an jeder Längsseite der zu befestigenden Schiene jeweils eine Führungsplatte angeordnet. Die Führungsplatten stellen nicht nur sicher, dass die Schiene beim Überfahren durch ein Schienenfahrzeug ihre vorschriftsmäßige Position im Gleis behält, sondern dienen darüber hinaus auch als Auflage für jeweils ein Federelement, das gegen die die Schiene tragende Schwelle verspannt ist und eine elastische Niederhaltekraft auf den der jeweiligen Führungsplatte zugeordneten Längsseitenabschnitt des Schienenfußes ausübt, durch die die Schiene auf der Schwelle gehalten ist.
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Um die gegen die Führungsplatte beim Überfahren der im jeweiligen Schienenbefestigungspunkt gehaltenen Schiene wirkenden Querkräfte in die Schwelle abzuleiten, sind an der Schwelle die Stützschultern vorgesehen. Gegen eine dieser Schultern ist die jeweilige Führungsplatte an ihrer zur Schiene gegenüberliegenden Seite abgestützt. Unterstützt werden kann die lagegenaue Positionierung und Abstützung der Führungsplatte dadurch, dass an der Unterseite der Führungsplatte, typischerweise im Bereich des Übergangs zu der an der Stützschulter anliegenden Stützfläche der Führungsplatte, ein in der Seitenansicht winkelförmiger Führungsabschnitt ausgebildet ist, der in eine in die Schwelle eingeformte, sich in Breitenrichtung der Schwelle erstreckende Rille greift. Derart geformte Führungsplatten werden in der Fachsprache als „Winkelführungsplatten“ bezeichnet.
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Die Schwellen, auf denen die jeweilige Schiene fixiert ist und die als solche Teil des jeweiligen Schienenbefestigungspunkts sind, tragen üblicherweise jeweils zwei parallel zueinander verlaufende Schienen, die gemeinsam ein Gleis bilden, auf dem ein Schienenfahrzeug mit seinen Schienenrädern abrollt. Auf diese Weise bilden die Schwellen den spurtreuen parallelen Verlauf der Schienen eines Gleises und verteilen die beim Überfahren der Schienen durch ein Schienenfahrzeug auftretenden Lasten auf den die Schwellen tragenden Unterbau. Dieser Unterbau ist bei konventionellen Gleisanlagen üblicherweise als Schotterbett ausgebildet, auf oder in dem die Schwellen lose liegen.
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Seit langem sind bei Gleisanlagen die aus fertigungstechnischen Gründen unvermeidbar aus einzelnen Teilstücken zusammengesetzten Schienen durchgehend verschweißt. Auf diese Weise werden so genannte „Stoßlücken“ zwischen den einander zugeordneten Stirnseiten der Teilstücke vermieden. Allerdings hat die feste Verschweißung zur Folge, dass sich die Schienen nicht ausdehnen können, um die Folgen ihrer mit einer Erwärmung einhergehenden Wärmedehnung zu kompensieren. Dies führt insbesondere in den Sommermonaten zur Entstehung von hohen Axialdruckkräften in den Schienen. Werden diese Kräfte zu groß, so knickt das Gleis streckenweise seitlich aus. Bei einer solchen Gleisverwerfung werden die Schwellen typischerweise um 10 - 50 cm seitlich gegenüber ihrer ordnungsgemäßen Ausrichtung verschoben. Gleichzeitig kommt es zu einer Verdrehung der Schienen in der Schienenauflagefläche der Schwelle. In Folge der Verwerfung und Verdrehung wird die Führungsplatte hohen Belastungen unterworfen, die so weit gehen können, dass die Führungsplatte sich nicht mehr in der für ihre Funktion vorgeschriebenen Position befindet. In Folge dessen ist ein Überfahren eines abgeknickten Streckenabschnitts nur noch mit großer Vorsicht oder gar nicht mehr möglich.
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Es ist bekannt, dass thermischen bedingten Gleisverwerfungen durch laterale Versteifung des aus den Schwellen und die Schienen gebildeten Gleisrostes entgegengewirkt werden kann. So kann durch den Einsatz besonders geformter, einen besonders hohen Widerstand gegen laterale Verformungen des Gleises gewährleistender Schwellen, so genannte „Y-Stahlschwellen“, die Knickneigung herabgesetzt werden. Auch kann durch Erhöhung des Querverschiebewiderstandes der Schwellen der Gefahr der Entstehung von Gleisverwerfungen entgegengewirkt werden. Hierzu werden beispielsweise besonders schwere Betonschwellen oder in das Schotterbett greifende Schwellenanker eingesetzt. Auch kann der Reibwiderstand zwischen Schotterbett und Schwelle durch entsprechende Beschichtungen der Schwelle oder gestalterische Maßnahmen, wie eine besondere Profilierung der Schwellenflanken, erhöht werden.
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Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik hat sich die Aufgabe gestellt, eine Führungsplatte so auszubilden, dass sie bei Einsatz in einem Schienenbefestigungspunkt mit optimalem Widerstand einer Verdrehung der Schiene und damit einhergehend der bei hohen Außentemperaturen auftretenden Gefahr des Entstehens einer Gleisverwerfung entgegenwirkt.
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Ebenso sollte ein Schienenbefestigungspunkt angegeben werden, bei dem in gleicher Weise einem Verdrehen der Schiene und der damit bei hohen Außentemperaturen auftretenden Gefahr von Gleisverwerfungen ein optimierter Widerstand entgegensetzt ist.
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In Bezug auf die Führungsplatte hat die Erfindung diese Aufgabe durch eine Führungsplatte mit mindestens den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Ein die voranstehend genannte Aufgabe lösender Schienenbefestigungspunkt weist erfindungsgemäß mindestens die in Anspruch 13 genannten Merkmale auf.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden wie der allgemeine Erfindungsgedanke nachfolgend im Einzelnen erläutert.
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In Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik besitzt eine erfindungsgemäße Führungsplatte zum seitlichen Führen einer Schiene in einem auf einer Schwelle ausgebildeten Schienenbefestigungspunkt
- - eine Oberseite, an der eine Abstützfläche zum Abstützen eines Federelements ausgebildet ist,
- - eine Unterseite, über die die Führungsplatte im Gebrauch auf der Schwelle abgestützt ist,
- - einen Stützabschnitt, der an seiner Stirnseite eine Stützfläche aufweist, über die die Führungsplatte im Gebrauch an einer an der Schwelle vorgesehenen Schulter abgestützt ist,
und
- - einen Führungsabschnitt, der in Längsrichtung der Führungsplatte gegenüberliegend zum Stützabschnitt ausgebildet ist und an dessen Stirnseite eine Führungsfläche vorhanden ist, an der im Gebrauch eine Längsseite der Schiene abgestützt ist, um die Schiene seitlich zu führen, wobei die Führungsfläche mit ihren Schmalseiten jeweils in einem Eckbereich mit einer der Längsseitenflächen zusammenstößt, die die Führungsplatte an ihren Längsseiten begrenzen.
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Erfindungsgemäß ist nun bei einer solchen Führungsplatte in an die Eckbereiche angrenzenden Endabschnitten der Führungsfläche jeweils ein in Längsrichtung der Führungsplatte von der Führungsfläche abstehender Riegelvorsprung angeformt, der dazu vorgesehen ist, im Gebrauch unter die der Führungsfläche jeweils zugeordnete Längsseite der Schiene zu greifen, wobei in Breitenrichtung der Führungsplatte der Abstand zwischen den Riegelvorsprüngen mindestens 70 %, insbesondere mindestens 80 %, der Breite der Führungsfläche beträgt.
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Ein erfindungsgemäßer Schienenbefestigungspunkt umfasst in entsprechender Weise
- - eine Schwelle, die eine Oberseite und zwei Längsseiten hat, die jeweils in einer Längskante mit der Oberseite der Schwelle zusammentreffen, wobei auf einer auf der Oberseite der Schwelle vorgesehenen Aufstandfläche eine in dem Schienenbefestigungspunkt gehaltene Schiene abgestützt ist und wobei die Schwelle quer zur Schiene ausgerichtet ist und eine in Richtung der Längserstreckung der Schiene gemessene Breite aufweist,
und
- - eine erfindungsgemäß ausgebildete, auf der Schwelle befestigte Führungsplatte, die über ihre Stützfläche an einer an der Schwelle vorgesehenen Schulter abgestützt ist und an deren Führungsfläche die Schiene mit einer ihrer Längsseiten geführt ist, unter die die Riegelvorsprünge greifen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Führungsplatte sind somit an der die Führungsfläche aufweisenden Stirnseite im Bereich der Endabschnitte der Führungsfläche nach Art von Nasen vorstehende Riegelvorsprünge angeformt, die beim Einsatz einer erfindungsgemäßen Führungsplatte in einem Schienenbefestigungspunkt unter die der Führungsfläche der Führungsplatte jeweils zugeordnete Längsseite der Schiene greifen. Auf diese Weise ist im Schienenbefestigungspunkt eine in Schwerkraftrichtung wirkende formschlüssige Abstützung der Schiene an der Führungsplatte hergestellt, durch die sichergestellt ist, dass der flächige Kontakt zwischen dem Führungsabschnitt der Führungsplatte und der zugeordneten Längsseite des Schienenfußes aufrechterhalten ist.
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Die Riegelvorsprünge verhindern auf diese Weise, dass die Endabschnitte der Führungsfläche der Führungsplatte bei der Montage der Führungsplatte abheben. Gleichzeitig stellen sie nach der Montage im Fall, dass sich die Schiene verdreht, sicher, dass die Führungsplatte gleichmäßig belastet wird und einer Verformung der Schiene eine hohe Steifigkeit entgegensetzt, so dass ein hoher Widerstand gegen ein Verdrehen der Schiene in Folge starker Erwärmung gewährleistet ist.
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Hinsichtlich der Wirkung der Riegelvorsprünge hat es sich als wichtig erwiesen, dass diese nur in den Eckbereichen der Führungsfläche ausgebildet sind und zwischen ihnen ein Abstand ohne einen Vorsprung vorhanden ist, der im Gebrauch unter die Schiene greift. Auf diese Weise ist in einem erfindungsgemäßen Schienenbefestigungspunkt gewährleistet, dass die Schiene auch zwischen den Riegelvorsprüngen über eine lange Strecke ohne dazwischen liegendes Material der Führungsplatte auf der Schwelle abgestützt ist. Dabei wird durch eine möglichst weit beabstandete Anordnung der Riegelvorsprünge die Hebelwirkung bei der Abstützung der Schiene optimal genutzt.
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Dementsprechend sieht eine besonders praxisgerechte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Riegelvorsprünge an den ihnen jeweils zugeordneten Eckbereich grenzen, in denen die Führungsflächen mit jeweils einer Längsseitenfläche der Führungsplatte zusammenstoßen.
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Ebenso ist es aus den voranstehend erläuterten Gründen vorteilhaft, wenn sich die Riegelvorsprünge jeweils höchstens über die Breite des ihnen zugeordneten Endabschnitts der Führungsfläche erstrecken, so dass ein ausreichend großer Abstand zwischen den Riegelvorsprüngen frei bleibt.
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Beispielsweise kann eine in Draufsicht auf ihre Oberseite in konventioneller Weise rechteckig geformte Führungsplatte an ihrer Führungsfläche mit den erfindungsgemäß ausgebildeten und angeordneten Riegelvorsprüngen ausgestattet sein, um in einem mit ihr ausgestatteten Schienenbefestigungspunkt einen erhöhten Widerstand gegen ein Verdrehen der Schiene zu bewirken.
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Hinsichtlich der Materialausnutzung und der Formstabilität einer erfindungsgemäßen Führungsplatte hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Führungsfläche des Führungsabschnitts eine größere Breite aufweist als die Stützfläche des Stützabschnitts, so dass bei einer Projektion der Stützfläche in die Führungsfläche die Führungsfläche mit den Endabschnitten, in denen die Riegelvorsprünge ausgebildet sind, über die Stützfläche seitlich hinaussteht. Bei dieser Ausgestaltung ist der die Stützfläche tragende Stützabschnitt schmaler als der die Führungsfläche tragende Führungsabschnitt der Führungsplatte.
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Die Grundform einer derart gestalteten Führungsplatte gleicht dann den in der deutschen Patentschrift
DE 102 54 679 B4 ,
3a -
4d, dargestellten bekannten Führungsplatten. Jedoch ist dort nicht erkannt worden, dass durch eine insbesondere bis zur Schwellenbreite oder darüber hinaus reichende Verbreiterung des Führungsabschnitts und der damit einhergehenden Verbreiterung der Führungsfläche einer Führungsplatte in Kombination mit den erfindungsgemäß an der Führungsfläche ausgebildeten Verriegelungsvorsprüngen der Widerstand gegen ein Verdrehen der Führungsplatte in einem Schienenbefestigungspunkt wirksam erhöht werden kann.
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Hinsichtlich eines optimalen Lastaufnahmevermögens bei gleichzeitig minimiertem Volumen und damit minimiertem Materialbedarf für die Formgebung der Führungsplatte optimierte geometrische Verhältnisse ergeben sich, wenn für das Verhältnis BF/BS der Breite BF der Führungsfläche zur Breite BS der Stützfläche der erfindungsgemäßen Führungsplatte gilt: 1,2 ≤ BF/BS ≤ 1,6, wobei sich Verhältnisse BF/BS von mindestens 1,3 oder mindestens 1,4 oder höchstens 1,5 als besonders praxisgerecht herausgestellt haben.
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Derart erfindungsgemäß gestaltete Führungsplatten weisen gegenüber konventionellen Führungsplatten der beispielsweise in der
DE 102 54 679 B4 gezeigten Art einen um das Drei- bis Sechsfache vergrößerten Widerstand gegen Verdrehung in Folge von Längenausdehnung der Schiene bei erhöhten Außentemperaturen auf.
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Um bei minimiertem Gewicht und Materialvolumen einen optimal hohen Widerstand gegen eine Verdrehung zu erzielen, kann bei einer erfindungsgemäßen Führungsplatte der Führungsabschnitt auch so weit verbreitert sein, dass die vom Führungsabschnitt getragene Führungsfläche eine über die Breite der Stützfläche der Führungsplatte hinausgehende Breite aufweist. Dies erlaubt es, in einem mit einer erfindungsgemäß gestalteten Führungsplatte ausgestatteten Schienenbefestigungspunkt den Schienenfuß über eine deutlich größere Länge seitlich an der jeweiligen Führungsplatte abzustützen, als dies in einem konventionellen Schienenbefestigungspunkt der Fall ist.
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Dabei hat eine über die Aufstandfläche der Schwelle hinausgehende Breite des Führungsabschnitts der Führungsplatte den Vorteil, dass die dann in den über die Schwelle seitlich hinausstehenden Endabschnitte angeordneten Verriegelungsvorsprünge auch dann noch problemlos unter die der Führungsplatte zugeordnete Längsseite der Schiene greifen können, wenn die Schiene unmittelbar, d.h. ohne ein zwischen Schiene und Schwelle angeordnetes Plattenelement, auf der Schwelle sitzt. Im Fall, dass die Breite der Führungsfläche kleiner oder gleich der Breite der Aufstandfläche der Schwelle ist, kann zwischen der Schiene und der Schwelle mindestens eine Zwischenplatte angeordnet sein, durch die die Schiene in einem Höhenabstand über der Aufstandfläche der Schwelle gehalten ist, der mindestens gleich der Höhe der Riegelvorsprünge ist, so dass die Riegelvorsprünge unter die ihnen zugeordnete Längsseite der Schiene greifen können. Dabei können zur Einstellung einer geeigneten Höhenposition an Stelle einer Zwischenplatte auch zwei oder mehrere Platten, die zu einem Stapel aufeinander gelegt sind, verwendet werden.
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Durch die vergrößerte Kontaktzone zwischen der Längsseite des Schienenfußes und der an ihr anliegenden Führungsfläche der Führungsplatte ist zum einen der Durchschubwiderstand, das heißt der Widerstand gegen eine in Längsrichtung der Schiene erfolgende Relativbewegung zwischen Schiene und Führungsplatte, erhöht. Gleichzeitig steht an der Führungsplatte bezogen auf eine in Höhenrichtung der Schiene ausgerichtete Vertikalachse ein gegenüber konventionellen Führungsplatten deutlich vergrößerter Hebel zur Verfügung, über den die Führungsplatte einer Verdrehung der Schiene um die betreffende Vertikalachse in Folge der thermischen Ausdehnung der Schiene entgegengewirkt werden kann.
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Indem erfindungsgemäß an der die Führungsfläche aufweisenden Stirnseite einer erfindungsgemäßen Führungsplatte im Bereich der Endabschnitte, mit denen die Führungsfläche bei einer Projektion der Stützfläche in die Führungsfläche über die Stützfläche hinaussteht, in einer Vertikalebene zwei Riegelvorsprünge vorgesehen sind, ist in einem erfindungsgemäß gestalteten Schienenbefestigungspunkt eine in Schwerkraftrichtung wirkende formschlüssige Sperre gebildet, die eine Relativbewegung zwischen Schiene und Führungsplatte in Schwerkraftrichtung verhindert. Auf diese Weise ist sichergestellt ist, dass der flächige Kontakt zwischen dem Führungsabschnitt der Führungsplatte und der zugeordneten Längsseite des Schienenfußes gewährleistet ist.
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Die erfindungsgemäß vorgesehenen Riegelvorsprünge verhindern dabei auch, dass die vorteilhafterweise an einem gegenüber dem Stützabschnitt in der voranstehend erläuterten Weise verbreiterten Führungsabschnitt vorhandenen Endabschnitte der Führungsfläche bei der Montage der Führungsplatte abheben.
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Gleichzeitig stellen die Riegelvorsprünge im Fall, dass sich die Schiene verdreht, sicher, dass die Führungsplatte gleichmäßig belastet wird und einer Verformung der Schiene eine hohe Steifigkeit entgegensetzt, so dass ein hoher Widerstand gegen ein Verdrehen der Schiene in Folge starker Erwärmung gewährleistet ist.
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Im Ergebnis wird so durch die erfindungsgemäße Gestaltung einer Führungsplatte der beim Stand der Technik in Folge der Wärmeausdehnung der Schienen bestehenden Gefahr einer Gleisverwerfung und einer nachhaltigen Beeinträchtigung der Funktion des Schienenbefestigungspunkts entgegengewirkt.
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Der besondere Vorteil einer erfindungsgemäßen Gestaltung einer Führungsplatte besteht dabei darin, dass sich die im Feld verbauten konventionellen Führungsplatten auf Gleisstrecken, bei denen die Gefahr von Gleisverwerfungen besteht, mit einfachen Mitteln gegen erfindungsgemäße Führungsplatten austauschen lassen. Sämtliche sonstigen Bauteile des im Feld schon vorhandenen Schienenbefestigungspunkts können weiter verwendet werden, so dass vorhandene, hinsichtlich der Entstehung von Verwerfungen gefährdete Strecken durch den Einsatz erfindungsgemäßer Führungsplatten auf ressourcenschonende und besonders wirtschaftliche Weise erfindungsgemäß ertüchtigt werden können.
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Grundsätzlich kann die erfindungsgemäß gestaltete Führungsplatte in jeder bekannten Art und Weise an der Schwelle fixiert werden, um die auf sie im Gebrauch wirkenden Kräfte aufzunehmen und in die Schwelle abzuleiten. Als hierzu besonders geeignet hat es sich erwiesen, wenn die Führungsplatte in an sich bekannter Weise an ihrer zum Führungsabschnitt gegenüberliegenden Seite einen Stützabschnitt aufweist, der an seiner Stirnseite eine Stützfläche besitzt, die gegen eine an der Schwelle vorgesehene Schulter abgestützt ist und deren Breite kleiner ist als die Breite der Führungsfläche.
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Im Fall, dass die Führungsplatte in der im voranstehenden Absatz erwähnten Weise mit einem Stützabschnitt versehen ist, ist die Breite des Stützabschnitts an seiner die Stützfläche tragenden Stirnseite vorteilhafterweise höchstens gleich der Breite der Schulter in deren mit der Stützfläche in Kontakt kommenden Bereich. Auf diese Weise wird bei minimiertem Materialeinsatz für die Formgebung der Führungsplatte eine optimale Abstützung an der dazu vorgesehenen Schulter der Schwelle erreicht.
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Gemäß einer besonders praxisgerechten, eine gleichmäßige Abstützung der Schiene bei gleichmäßiger Belastung der Führungsplatte gewährleistenden Ausgestaltung ist eine erfindungsgemäß gestaltete Führungsplatte in an sich bekannter Weise, wie beispielsweise die aus der oben erwähnten
DE 102 54 679 B4 bekannten Führungsplatten, in Draufsicht gesehen spiegelsymmetrisch in Bezug auf ihre quer zur Längserstreckung der Schiene ausgerichtete Längsachse geformt. Dies erweist sich insbesondere dann als zweckmäßig, wenn die erfindungsgemäße Führungsplatte in einem im übrigen konventionell ausgebildeten Schienenbefestigungspunkt eingesetzt werden soll, bei dem auf die Führungsplatte ein als W-förmige Spannklemme ausgebildetes Federelement gesetzt wird, wie es beispielsweise ebenfalls in der
DE 102 54 679 B4 gezeigt und millionenfach im Feld im Einsatz ist.
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Beispielsweise durch eine elastische Einsenkung der Schiene beim Überfahren des jeweiligen Schienenbefestigungspunkts durch ein Schienenfahrzeug oder durch eine mit einer bei hohen Außentemperaturen eintretenden Wärmeausdehnung einhergehenden Verdrehung der Schiene um ihre Längsachse können temporäre Veränderungen der Höhenposition der Schiene auftreten.
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Eine optimale Wirkung der Riegelvorsprünge ergibt sich dabei dann, wenn die Unterseite der Riegelvorsprünge mit der unteren Begrenzungskante der die Führungsfläche aufweisenden Stirnseite der Führungsplatte zusammentrifft und die Höhe der Riegelvorsprünge höchstens gleich der halben Höhe, insbesondere höchstens gleich einem Drittel der Höhe der Führungsfläche ist.
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Um eine Überlastung der Riegelvorsprünge bei einer größeren Absenkbewegung, die beispielsweise beim Überfahren des Schienenbefestigungspunkts durch ein besonders schweres Schienenfahrzeug verursacht werden kann, zu vermeiden, können die Riegelvorsprünge an ihrer Oberseite eine Schrägfläche aufweisen, auf der der Schienenfuß abgestützt ist und die in Richtung der freien Stirnseite der Riegelvorsprünge abfällt. Besonders bewährt hat es sich hier, dass die Schrägfläche mit einem auf die Führungsfläche gefällten Lot einen Neigungswinkel von höchstens 45° einschließt, wobei Neigungswinkel von 40° +/- 2° sich als besonders zweckmäßig erwiesen haben, um eine Überlastung der Riegelvorsprünge zu vermeiden.
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Der von einer erfindungsgemäß gestalteten Führungsplatte in einem Schienenbefestigungspunkt ihrer Verdrehung um eine in Höhenrichtung der Schiene ausgerichtete Vertikalachse entgegengesetzte Widerstand kann zusätzlich durch eine geeignete Aussteifung der Führungsplatte erhöht werden. Hierzu kann eine erfindungsgemäße Führungsplatte in einem an die mit der Führungsfläche versehene Stirnseite angrenzenden Bereich ihrer Oberseite eine Verstärkungsrippe aufweisen, die sich über die Breite der Führungsfläche erstreckt.
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Demselben Zweck dient es, wenn bei einer erfindungsgemäß gestalteten Führungsplatte an deren Oberseite im Randbereich derjenigen Seitenabschnitte, die den Führungsabschnitt mit dem Stützabschnitt verbinden, jeweils eine Aussteifungsrippe ausgebildet ist. Durch eine derartige laterale Aussteifung ist die Führungsplatte in ihrem seitlichen Randbereich optimal steif, in dem im Gebrauch die höchsten Belastungen auftreten können.
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Eine optimale Formsteifigkeit der Führungsplatte insgesamt ergibt sich dabei dann, wenn die Verstärkungsrippe und die Aussteifungsrippen vorhanden sind und die Aussteifungsrippen die Verstärkungsrippe jeweils an dem Ende stützen, das ihnen zugeordnet ist. Hierzu können die Verstärkungsrippen an ihren seitlichen Enden in jeweils eine der Aussteifungsrippen übergehen.
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Sämtliche der voranstehend erläuterten und sich aus den Ansprüchen ergebenden Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Führungsplatte und damit einhergehend eines erfindungsgemäß mit einer solchen Führungsplatte ausgestatteten Schienenbefestigungspunktes lassen sich insbesondere dann besonders vorteilhaft nutzen, wenn die Führungsplatte aus einem Stück aus einem Kunststoffmaterial geformt ist. Hierzu in Frage kommende Kunststoffmaterialien sind diejenigen, die bereits heute schon für die Herstellung von Führungsplatten der hier in Rede stehenden Art verwendet werden.
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Eine besonders wirkungsvolle Abstützung der Schiene in einem erfindungsgemäßen Schienenbefestigungspunkt kann dadurch erzielt werden, dass die erfindungsgemäß gestaltete Führungsplatte nach Art einer Winkelführungsplatte ausgebildet ist. Der bei dieser Ausgestaltung an der Unterseite der erfindungsgemäß gestalteten Führungsplatte vorgesehene winkelförmige und sich in Breitenrichtung der Führungsplatte erstreckende Absatz greift in diesem Fall in eine korrespondierend in die Oberseite der Schwelle eingeformte Rille und vergrößert so den Bereich, in dem die Führungsplatte an der Schwelle abgestützt ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 einen Schienenbefestigungspunkt in einer Ansicht von oben;
- 2 den Schienenbefestigungspunkt in seitlicher Ansicht;
- 3 eine in dem Schienenbefestigungspunkt eingesetzte Führungsplatte in perspektivischer, auf ihre Oberseite gerichtete Ansicht;
- 4 die Führungsplatte in einer seitlichen Ansicht
- 5 die Führungsplatte in einer Ansicht von oben.
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Im Schienenbefestigungspunkt 1 ist eine Schiene S befestigt, die Teil eines hier nicht gezeigten Gleises für Schienenfahrzeuge ist, bei dem üblicherweise zwei Schienen S parallel geführt sind. Die zum Befestigen der Schienen S des Gleises vorgesehenen Schienenbefestigungspunkte 1 sind in einem Streckenabschnitt, der bei hohen Außentemperaturen zu Gleisverwerfungen neigt, nach dem Muster des Schienenbefestigungspunkts 1 ausgebildet, während in den sonstigen Streckenabschnitten konventionell gestaltete Schienenbefestigungspunkte der eingangs allgemein angegebenen Art zum Einsatz kommen können.
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Der Schienenbefestigungspunkt 1 umfasst eine quer zur Längserstreckung LS der Schiene S ausgerichtete Schwelle 2, an deren einem Endabschnitt der Schienenbefestigungspunkt 1 errichtet ist. Am gegenüberliegenden, hier nicht gezeigten Endabschnitt ist die zweite Schiene des Gleises, zu dem die im Schienenbefestigungspunkt 1 befestigte Schiene S gehört, in gleicher Weise befestigt.
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Die quaderförmige, insgesamt konventionell geformte Schwelle 2 ist in an sich bekannter Weise aus einem Betonwerkstoff gefertigt und in ebenso bekannter Weise in einem hier nicht dargestellten Schotterbett gelagert. Dabei weist die Schwelle 2 eine Oberseite 3 und zwei Längsseiten 3',3" auf, die in jeweils einer Längskante LK', LK'' mit der Oberseite 3 zusammentreffen.
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Auf der Oberseite 3 der Schwelle 2 ist eine Aufstandfläche 4 ausgebildet, auf der die Bauteile des Schienenbefestigungspunktes 1 sitzen. In der quer zur Längserstreckung LS der Schiene S ausgerichteten Längsrichtung LB der Schwelle 2 ist die Aufstandfläche 4 jeweils durch eine Schulter 5,6 begrenzt, die an ihrer der Aufstandfläche 4 zugeordneten Stirnseite jeweils eine ebene, ausgehend von der Aufstandfläche 4 gegenüber der Vertikalen geneigte Stützfläche 13 aufweist. In die mit der jeweiligen Schulter 5,6 zusammentreffenden Randbereiche der Aufstandfläche 4 ist jeweils eine Rille 7,8 eingeformt, die sich über die quer zur Längserstreckung LS gemessene Breite BB der Aufstandfläche 4 der Schwelle 2 erstreckt.
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Die Schiene S steht mit der Unterseite UF ihres Schienenfußes SF auf einer elastischen Zwischenlage 9, die mittig zwischen den Schultern 5,6 in die Aufstandfläche 4 der Schwelle 2 eingelassen ist. Auf diese Weise ist die Schiene S, wie an sich bekannt, in Schwerkraftrichtung SR elastisch nachgiebig auf der Schwelle 2 abgestützt.
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Der Schienenbefestigungspunkt 1 umfasst des Weiteren zwei identisch in einem Stück aus einem hierzu bewährten Kunststoffwerkstoff geformte Führungsplatten 10, von denen jeweils eine an einer der Längsseiten der Schiene S angeordnet ist.
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Die in Draufsicht (3) gesehen in Bezug auf ihre achsparallel zur Längsachse der Schwelle 2 ausgerichtete Längsachse LF spiegelsymmetrisch geformten Führungsplatten 10 sind nach Art von Winkelführungsplatten ausgebildet und weisen an ihrer Unterseite, mit der sie auf der Aufstandfläche 4 der Schwelle 2 aufliegen, einen in der Seitenansicht winkelförmigen Absatz 11 auf, mit dem sie in der jeweils zugeordneten Rille 7,8 der Schwelle 2 sitzen. Der Absatz 11 ist dabei im Bereich eines Stützabschnitts 12 der Führungsplatten 10 ausgebildet, über den die Führungsplatten 10 jeweils an der der jeweiligen Führungsplatte 10 zugeordneten Schulter 5,6 der Schwelle 2 abgestützt sind. Der Stützabschnitt 12 der Führungsplatten 10 weist dazu an seiner den Schultern 5,6 zugeordneten Stirnseite eine sich über die Breite des Stützabschnitts 12 erstreckende Stützfläche 13 auf, die entsprechend der Neigung der Stützfläche der zugeordneten Schulter 5,6 geneigt ist, so dass bei fertig montiertem Schienenbefestigungspunkt 1 die Stützfläche 13 der Führungsplatten 10 flächig dicht an der Stützfläche der zugeordneten Schulter 5,6 anliegt.
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Die mit der Breite des Stützabschnitts 12 übereinstimmende Breite BS der Stützfläche 13 ist höchstens gleich der Breite BB der Aufstandfläche 4 der Schwelle, so dass der Stützabschnitt 12 nicht über die Breite der Schultern 5,6 hinaussteht, sondern seine Stützfläche 13 vollflächig an der Stützfläche der jeweiligen Schulter 5,6 anliegt.
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An ihrer der Schiene S zugewandten, zum Stützabschnitt 12 gegenüberliegenden Seite weisen die Führungsplatten 10 jeweils einen Führungsabschnitt 14 auf, der an seiner der Schiene S zugeordneten Stirnseite eine ebene Führungsfläche 15 trägt, die eine in Breitenrichtung der Führungsplatte 10 langgestreckte rechteckige Grundform aufweist.
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An der Führungsfläche 15 liegt der Schienenfuß SF mit seiner jeweiligen Längsseite 16,17 dicht an. Die Führungsfläche 15 stößt dabei mit ihren Schmalseiten jeweils in einem Eckbereich 15a, 15b der Führungsfläche15 mit einer der an den Längsseiten 16,17 vorhandenen Längsseitenflächen zusammen, die die Führungsplatte 10 an ihren Längsseiten nach außen begrenzen.
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Die Führungsfläche 15 erstreckt sich vollständig über die stirnseitige Breite des Führungsabschnitts 14. Dabei ist ihre Breite BF gleich der Breite BB der Aufstandfläche 4 der Schwelle 2, so dass sich die Führungsfläche 15 mit ihren an die Eckbereiche 15a, 15b anstoßenden Endabschnitten 18,19 jeweils über die vollständige Breite BB der Aufstandfläche 4 und damit einhergehend über die Oberseite 3 der Schwelle 2 zwischen den Längskanten LK', LK'' erstreckt. Gleichzeitig gilt für das Verhältnis BF/BS der Breite BS der Stützfläche 13 zur Breite BF der Führungsfläche 15 BF/BS = 1,5.
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Jeweils angrenzend an den jeweiligen Eckbereich 15a, 15b ist an die Endabschnitte 18,19 der Führungsfläche 15 des Führungsabschnitts 14 jeweils ein Riegelvorsprung 20,21 angeformt, der in Bezug auf die Führungsfläche 15 senkrecht von dem Führungsabschnitt 14 absteht und mit seiner Unterseite bündig zur Unterseite der Führungsplatten 10 ausgerichtet ist.
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Die Riegelvorsprünge 20,21 sind jeweils in der unteren Hälfte der Eckbereiche 15a, 15b der Führungsfläche 15 des Führungsabschnitts 14 ausgebildet. Ihre maximale Höhe HR entspricht etwa einem Drittel der maximalen Höhe HF der Führungsfläche 15 im Bereich zwischen den Riegelvorsprüngen 20,21. Dabei sind die Höhe HR und die Höhe HF so bemessen, dass bei fertig montiertem Schienenbefestigungspunkt 1 die Riegelvorsprünge 20,21 unter die der jeweiligen Führungsplatte 10 zugeordnete Längsseite 16,17 greifen und so gegen die Unterseite UF des Schienenfußes SF wirken. Der in Breitenrichtung gemessene Abstand BA zwischen den Verriegelungsvorsprüngen 20,21 beträgt dabei mindestens 80 % der gesamten Breite BF der Führungsfläche 15.
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An ihrer Oberseite weisen die Riegelvorsprünge 20,21 der Führungsplatten 10 jeweils eine Schrägfläche 22 auf, die ausgehend von der Kante, an der die Oberseite des jeweiligen Riegelvorsprungs 20,21 auf die Führungsfläche 15 trifft, in Richtung der freien Stirnseite der Riegelvorsprünge 20,21 abfällt. Der zwischen der Schrägfläche 22 und einem Lot auf die Führungsfläche 15 eingeschlossene Winkel β beträgt in Seitenansicht der Führungsplatten 10 jeweils etwa 40°, so dass die mit der Kante zwischen ihrer jeweiligen Längsseite 16,17 und ihrer Unterseite UF auf den Riegelvorsprüngen 20,21 sitzende Schiene S bei einer in Schwerkraftrichtung SR gerichteten Absenkbewegung entlang der Schrägflächen 22 gleiten kann.
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Der Führungsabschnitt 14 geht an den Längsseiten der Führungsplatten 10 jeweils über einen ausgesteiften Seitenabschnitt 23,24 in den Stützabschnitt 12 der Führungsplatten 10 über. Die Seitenflächen der Stützabschnitte 23,24 weisen einen kontinuierlichen, sprungfreien Verlauf auf und überführen so die Breite BF der Führungsfläche 15 in die Breite BS der Stützfläche 13. Auf der Oberseite der Führungsplatten 10 ist im Bereich des Übergangs zur Führungsfläche 15 eine sich über die Breite BF der Führungsfläche 15 erstreckende Verstärkungsrippe 25 ausgeformt. An ihren seitlichen Enden geht die Verstärkungsrippe 25 in jeweils eine Aussteifungsrippe 26,27 über, die sich an der Oberseite der Führungsplatten 10 entlang des Randbereichs des jeweiligen Seitenabschnitts 23,24 erstreckt und deren Höhe in Richtung des Stützabschnitts 12 abnimmt.
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Im Bereich des Stützabschnitts 12 ist in die Oberseite der Führungsplatten 10 eine sich über die Breite des Stützabschnitts 12 erstreckende Rille 28 eingeformt. Darüber hinaus ist in die Führungsplatte 10 an zentraler Stelle eine von der Oberseite zur Unterseite der Führungsplatten 10 führende Durchgangsöffnung 29 ausgebildet. Zusätzlich ist eine ausgehend von der Verstärkungsrippe 25 in Richtung des Stützabschnitts 12 verlaufende Führungsrippe 30 auf der Oberseite der Führungsplatten 10 vorgesehen, die in Bezug auf die Breite der Führungsplatten 10 mittig angeordnet ist und die Durchgangsöffnung 29 seitlich umrandet.
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Die Rille 28 und die Führungsrippe 30 dienen als Führungselemente, durch die die Ausrichtung eines als konventionelle W-förmige Spannklemme ausgebildeten, im Schienenbefestigungspunkt 1 jeweils auf den Führungsplatten 10 sitzenden Federelements 31 gesichert ist. Die Federelemente 31 sind in bekannter Weise mit ihren Haltearmen auf der ihnen jeweils zugeordneten Seite des Schienenfußes SF abgestützt und mittels jeweils einer konventionellen Schwellenschraube 32 gegen die Schwelle 2 verspannt. Die Schwellenschrauben 32 sind dazu durch die Mittelschlaufe des Federelements 31 und die Durchgangsöffnung 29 geführt in jeweils einen hier nicht dargestellten, in die Schwelle 2 eingelassenen Dübel geschraubt und mit ihrem Schraubenkopf gegen die Mittelschlaufe des Federelements 31 abgestützt. Zur elektrischen Isolierung kann zwischen den Haltearmen der Federelemente 31 und dem Schienenfuß SF jeweils noch ein für diese Zwecke aus dem Stand der Technik bekanntes Isolierelement 33 angeordnet sein.
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Kommt es in Folge hoher Außentemperaturen zu einer Längung der Schiene S in Folge von Wärmeausdehnung, so setzen die Führungsplatten 10 einer Seitwärtsbewegung der Schiene S einen gegenüber konventionellen Führungsplatten deutlich erhöhten Widerstand entgegen. Dieser wird durch die bis zur Breite BB der Aufstandfläche 4 der Schwelle 2 reichenden Breite der Führungsabschnitte 14, der entsprechend vergrößerten Breite BF der Führungsfläche 15 sowie des entsprechend vergrößerten Wirkhebels erzielt, mit dem die Führungsplatten 10 um eine auf die Aufstandfläche 4 senkrecht errichtete Vertikalachse gegen eine von der Schiene S ausgehende Seitenkraft wirken können. Der hohe Widerstand gegen Verdrehen wird durch die hohe Steifigkeit unterstützt, die bei den Führungsplatten 10 aufgrund ihrer lateralen Aussteifung durch die Aussteifungsrippen 26,27 gewährleistet ist. Dabei stellen die Riegelvorsprünge 20,21 sicher, dass ein ordnungsgemäßer Kontakt zwischen Schiene S und Führungsplatten 10 auch dann noch gewährleistet ist, wenn die Schiene S durch die in dem Schiebenbefestigungspunkt 1 vorgenommene Schienenbefestigung verspannt ist oder wenn sich die Schiene S aufgrund der Wärmeausdehnung um ihre Längsachse verdreht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schienenbefestigungspunkt
- 2
- Schwelle
- 3
- Oberseite der Schwelle 2
- 3',3"
- Längsseiten der Schwelle 2
- 4
- Aufstandfläche der Schwelle 2
- 5,6
- Schultern der Schwelle 2
- 7,8
- Rillen der Schwelle 2
- 9
- elastische Zwischenlage
- 10
- Führungsplatten
- 11
- winkelförmiger Absatz der Führungsplatten 10
- 12
- Stützabschnitt der Führungsplatten 10
- 13
- Stützfläche der Führungsplatten 10
- 14
- Führungsabschnitt der Führungsplatten 10
- 15
- Führungsfläche der Führungsplatten 10
- 15a,15b
- Eckbereiche der Führungsfläche 15
- 16,17
- Längsseiten des Schienenfußes SF
- 18,19
- Endabschnitte des Führungsabschnitts 14 der Führungsplatten 10
- 20,21
- Riegelvorsprünge der Führungsplatten 10
- 22
- Schrägfläche der Riegelvorsprünge 20,21
- 23,24
- ausgesteifte Seitenabschnitte der Führungsplatten 10
- 25
- Verstärkungsrippe
- 26,27
- Aussteifungsrippen
- 28
- Rille der Führungsplatten
- 29
- Durchgangsöffnung der Führungsplatten 10
- 30
- Führungsrippe
- 31
- Federelemente (W-förmige Spannklemmen)
- 32
- Schwellenschrauben
- 33
- Isolierelemente
- ß
- zwischen der Schrägfläche 22 und einem Lot auf die Führungsfläche 15 eingeschlossener Winkel
- BA
- Abstand zwischen den Riegelvorsprüngen
- BB
- Breite der Schwelle 2
- BF
- Breite der Führungsfläche 15
- BS
- Breite der Stützfläche 13
- HR
- maximale Höhe der Riegelvorsprünge 20,21
- HF
- maximale Höhe der Führungsfläche 15
- S
- Schiene
- SF
- Schienenfuß der Schiene S
- SR
- Schwerkraftrichtung
- LB
- Längsrichtung der Schwelle 2
- LF
- Längsachse der Führungsplatten 10
- LK', LK''
- Kanten zwischen den Längsseiten 3',3" und der Oberseite 3 der Schwelle 2
- LS
- Längserstreckung der Schiene S
- UF
- Unterseite des Schienenfußes SF
