-
Die Erfindung betrifft eine Befestigung für eine Schiene für Schienenfahrzeuge mit einer elastischen Zwischenlage, auf der die Schiene in fertig montierter Stellung steht, und mit einem eines auf der Winkelführungsplatte abgestützten, aus einem Drahtmaterial geformten und im fertig montierten Zustand gespannten Federelement, das einen Befestigungsabschnitt und mindestens einen von dem Befestigungsabschnitt abgehenden Stützabschnitt aufweist, der im fertig montierten Zustand mit seinem freien Ende auf die Schiene wirkt, wobei auf der dem Federelement zugeordneten Oberseite der Winkelführungsplatte Formelemente ausgebildet sind, durch die das Federelement im fertig montierten Zustand in Bettlängs- und Querrichtung der Schiene abgestützt ist und wobei die Winkelführungsplatte auf ihrer der Schiene zugeordneten Längsseite eine Führungsfläche aufweist. Derartige Winkelführungsplatten sind in vielen Varianten bekannt.
-
Der Zweck der Winkelführungsplatten besteht darin, im fertig montierten Zustand das die erforderliche elastische Haltekraft auf den Schienefuß ausübende Federelement abzustützen. Gleichzeitig stellt die Winkelführungsplatte eine seitliche Abstützung des Schienenfußes dar, durch die die Schiene in der jeweils vorgeschriebenen Längsausrichtung gehalten wird.
-
Bekannte Winkelführungsplatten, die beispielsweise von der Anmelderin unter der Bezeichnung ”W14” angeboten werden, weisen eine in der Draufsicht rechtwinklige, längsgestreckte Grundform auf, an deren einer, der Schiene zugeordneten Längsseite eine Führungsfläche ausgebildet ist. Diese Führungsfläche liegt im fertig montierten Zustand der Winkelführungsplatte voll am Schienenfuß an und fixiert die Lage der Schiene in Querrichtung. Dabei weist die bekannte Winkelführungsplatte eine etwa mittig ausgerichtete, sich von ihrer Ober- bis zu ihrer Unterseite erstreckende Durchgangsöffnung auf. Durch diese Offnung lässt sich bei der Montage eine Befestigungsschraube führen, die die Winkelführungsplatte mit dem auf ihr angeordneten Federelement auf dem Untergrund verspannt. Schließlich ist in einem Bereich, der der zweiten, im Montagezustand von der Schiene abgewandten Längsseite zugeordnete ist, in die Oberseite der bekannten Winkelführungsplatte eine sich in Längsrichtung erstreckende und parallel zu der betreffenden Längsseite verlaufende Rinne eingeformt, gegenüberliegend zu der auf der Unterseite der Winkelführungsplatte ein sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckender Vorsprung ausgebildet ist, mit dem die Winkelführungsplatte im Montagezustand formschlüssig in eine entsprechende, in den durch eine Schwelle gebildeten Untergrund eingeformte Rille eingreift und auf diese Weise festgelegt ist.
-
Die zum Halten der Schiene bestimmten und beispielsweise in Kombination mit der bekannten Winkelführungsplatte eingesetzten Federelemente sind üblicherweise einstückig aus einem Federdraht geformt. Sie weisen in der Regel einen U-förmig gebogenen Mittelabschnitt auf, von dessen Schenkeln jeweils ein Stützabschnitt abgeht, der jeweils schlaufenartig zunächst nach Außen vom Befestigungsabschnitt weg, dann sinngemäß parallel zum jeweiligen Schenkel und zum Schluss nach Innen zurück in Richtung des Befestigungsabschnittes gebogen ist. Im montierten Zustand liegen die freien Enden der Stützabschnitte auf dem Schienenfuß und üben die erforderliche elastische Haltekraft aus, während der Befestigungsabschnitt auf der Winkelführungsplatte durch die durch die Befestigungsöffnung der Winkelführungsplatte geführte Befestigungsschraube auf der Platte verspannt ist. Aufgrund der Formgebung des Federelements werden dabei der Befestigungsabschnitt und die Stützabschnitte so gegeneinander verspannt, dass eine für den Halt der Schiene ausreichende federelastische Kraft auf den Schienenfuß ausgeübt wird.
-
Neben dem voranstehend erläuterten Stand der Technik ist in der
DE 41 01 198 C1 eine Winkelführungsplatte der eingangs angegebenen Art beschrieben, die zum Befestigen einer Schiene mittels einer ω-förmigen Spannklemme bestimmt ist. In der bekannten Winkelführungsplatte sind dabei Vertiefungen vorgesehen, in denen nach der Montage der U-förmig gebogene Mittelteil der Spannklemme liegt. Darüber hinaus weist die bekannte Winkelführungsplatte eine Rinne auf, die sich in Montagestellung parallel zur Schiene erstreckt. In dieser Rinne sind nach der Montage die nach außen führenden Abschnitte der Spannklemme längs und quer zur jeweils zu befestigenden Schiene abgestützt.
-
Ein grundsätzliches Problem bei der Befestigung von Schienen, die im Betrieb hohen Belastungen durch schnell fahrende Züge oder große Lasten transportierende Züge unterworfen sind, besteht darin, dass die Schienen dazu neigen, beim Überfahren der jeweiligen Befestigungsstelle zu kippen oder zu rotieren.
-
Ausgehend von dem aus der
DE 41 01 198 C1 bekannten Stand der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung daher darin, eine Schienenbefestigung zu schaffen, die im Einbauzustand auch bei hohen Belastungen eine andernfalls in Folge von Kippen oder Rotieren eintretende unzulässig große Veränderung der Position der Schiene verhindert.
-
Diese Aufgabe ist durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst worden.
-
Die erfindungsgemäß ausgebildete Winkelführungsplatte weist wie der Stand der Technik auf ihrer der Schiene zugeordneten Längsseite eine Führungsfläche auf. Auf dieser Führungsfläche ist erfindungsgemäß eine sich über einen Abschnitt der Führungsfläche erstreckende Leiste ausgebildet, auf welcher mit einem kleinen Abstand im fertig montierten Zustand die Schiene zur Anlage kommt. Sowohl in Labor- als auch in Gleisversuchen hat sich gezeigt, dass mit einer solchen im Einbauzustand über die eigentliche Führungsfläche unter die Schiene hinaus stehende Leiste ein Kippen/Rotieren der Schiene auch unter höchsten Belastungen sicher vermieden werden kann. Dazu wird bei der Montage die erfindungsgemäß ausgestaltete Winkelführungsplatte mit einer Zwischenlage kombiniert, deren Dicke bzw. Höhe größer ausgeführt ist als die Höhe der an der Winkelführungsplatte befindlichen Leiste. Auf diese Weise ist durch die Ecke der Zwischenlage zwischen Betonschwelle und der Unterkante des Schienenfußes ein Luftspalt gebildet, der beim Überfahren überwunden wird.
-
Dies erweist sich insbesondere dann als günstig, wenn die Schiene auf einer elastischen nachgiebigen Schienenzwischenlage montiert ist, wie es beispielsweise im modernen Hochgeschwindigkeitsverkehr der Fall ist. Bei solchen Hochgeschwindigkeitsstrecken wird die Schiene in der Regel auf hochelastischen Schienenzwischenlagen mit einer definierten Elastizität gelagert, um die erforderliche Nachgiebigkeit der Schiene zu gewährleisten.
-
Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie auf ihrer der Schiene zugeordneten Längsseite eine größere Länge aufweist als an ihrer gegenüberliegenden Längsseite. Bei dieser Ausgestaltung ist die Längserstreckung der Fläche, die zur Anlage an die Schiene kommt, vergrößert, so dass auch die lokal zwischen Schiene und Winkelführungsplatte auftretenden Pressungen vermindert sind. Gleichzeitig behält die erfindungsgemäße Winkelführungsplatte auch bei dieser Gestaltung eine Grundform, die ihre problemlose Montage auf konventionell ausgebildeten Schwellen ohne weiteres zulässt.
-
Die Oberseite einer erfindungsgemäßen Winkelführungsplatte ist so ausgebildet, dass ein auf der Winkelführungsplatte montiertes, konventionell ausgebildetes Federelement im Bereich mindestens eines seiner sich im fertig montierten Zustand quer zur Schiene streckenden Abschnitte seitlich geführt ist. Auf diese Weise lässt sich sicher verhindern, dass es zum Aufspreizen des Federelements aufgrund höherer Spannkräfte kommt, die benötigt werden, um die hohen, für eine dauerhaft sichere Befestigung hochbelasteter Schienen erforderlichen Haltekräfte aufzubringen.
-
Mit den auf ihrer Oberseite ausgebildeten Formelementen ermöglicht es eine erfindungsgemäße Winkelführungsplatte auf überraschend einfache Weise, auch mit hohen Kräften beaufschlagte Federelemente noch sicher zu halten, ohne dass dazu besondere Gestaltungen des Federelements oder zusätzliche Bauteile erforderlich wären. Mit der Erfindung steht somit ein Bauelement zur Verfügung, welches sich zu geringen Herstellkosten als Massenprodukt unkompliziert herstellen lässt und gleichzeitig eine optimale Funktion der mit ihm im Montagezustand verbundenen Federelemente gewährleistet.
-
Die Formelemente können dabei als Erhöhungen oder Einsenkung ausgebildet sein. D. h., es können beispielsweise Nasen oder Höcker aus der Oberfläche der Oberseite heraustreten, um einen Abschnitt des Federelements zu führen, der im montierten Zustand beabstandet zu der Oberfläche verläuft. Genauso können in die Oberfläche Rinnen eingeformt sein, in denen nach der Montage jeweils ein Abschnitt des Federelemnents liegt und seitlich geführt ist.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1a eine erste Winkelführungsplatte 1 in Draufsicht;
-
1b die erste Winkelführungsplatte 1 von oben in einer perspektivischen Ansicht;
-
1c die erste Winkelführungsplatte 1 in Unteransicht;
-
1d die erste Winkelführungsplatte 1 von unten in einer perspektivischen Ansicht;
-
2a eine zweite Winkelführungsplatte 2 in Draufsicht;
-
2b die zweite Winkelführungsplatte 2 in einer perspektivischen Ansicht;
-
2c die zweite Winkelführungsplatte 2 in Unteransicht;
-
2d die zweite Winkelführungsplatte 2 von unten in einer perspektivischen Ansicht;
-
3a eine dritte Winkelführungsplatte 3 in Draufsicht;
-
3b die dritte Winkelführungsplatte 3 in einer perspektivischen Ansicht;
-
3c die dritte Winkelführungsplatte 3 in Unteransicht;
-
3d die dritte Winkelführungsplatte 3 von unten in einer perspektivischen Ansicht;
-
4a eine vierte Winkelführungsplatte 4 in Draufsicht;
-
4b die vierte Winkelführungsplatte 4 in einer perspektivischen Ansicht;
-
4c die vierte Winkelführungsplatte 4 in Unteransicht;
-
4d die vierte Winkelführungsplatte 4 von unten in einer perspektivischen Ansicht;
-
5 ein Federelement in perspektivischer Ansicht.
-
Die in den 1a–1d gezeigte, nicht für eine erfindungsgemäße Befestigung bestimmte Winkelführungsplatte 1 weist eine in der Draufsicht rechtwinklige, längsgestreckte Grundform auf, an deren einer, der Schiene zugeordneten Längsseite eine Führungsfläche 5 ausgebildet ist. Diese Führungsfläche liegt im fertig montierten Zustand der Winkelführungsplatte 1 voll am Schienenfuß einer nicht dargestellten Schiene an und fixiert die Lage dieser Schiene in Querrichtung Q.
-
Ausgehend von ihrer Oberseite 6 ist in die Winkelführungsplatte 1 eine etwa mittig zur Längserstreckung und in Richtung der Führungsfläche 5 versetzt angeordnete, sich von der Oberseite 6 bis zu ihrer Unterseite 7 der Winkelführungsplatte 1 erstreckende Durchgangsöffnung 8 eingeformt. Durch diese Öffnung lässt sich bei der Montage eine hier nicht gezeigte Befestigungsschraube führen, die die Winkelführungsplatte 1 mit dem auf ihr angeordneten Federelement F auf dem jeweiligen Untergrund verspannt.
-
Nahe ihrer von der Führungsfläche 5 abgewandeten Längsseite ist in die Oberseite 6 der Winkelführungsplatte 1 eine Rinne 9 eingeformt, die sich über die gesamte Länge der Winkelführungsplatte 1 erstreckt. Dabei sind in die Rinne 9 zwei symmetrisch zur Mitte der Längserstreckung der Winkelführungsplatte 1 angeordnete Vertiefungen 10 eingeformt, die sich über eine Teillänge der Rinne 9 erstrecken und in Längsrichtung jeweils durch leichte Erhebungen 11 begrenzt sind. Die Länge der Vertiefungen 10 entspricht etwa der Länge der beim Federelement F von den Schenkeln F1 des zentral angeordneten Befestigungsabschnitts F2 jeweils nach außen führenden Bereiche F3 der Stützabschnitte F4.
-
Gleichzeitig ist gegenüberliegend zur Rinne 9 auf der Unterseite 7 der Winkelführungsplatte 1 ein im Querschnitt zackenförmiger Vorsprung 12 ausgebildet, der sich ebenfalls über die gesamte Länge der Winkelführungsplatte 1 erstreckt. Im montierten Zustand greift der Vorsprung 12 in eine entsprechend ausgebildete Kerbe des Untergrunds und fixiert so die Lage der Winkelführungsplatte 1 in Querrichtung Q.
-
In ihrem der Führungsfläche zugeordneten Randbereich ist die Befestigungsöffnung 8 von einem Kragen 13 umgeben, dessen Seitenflächen kehlenförmig eingewölbt sind, wobei der Kehlenradius dem Außenradius R des Federelements F im Bereich von dessen Befestigungsabschnitt F2 entspricht.
-
Seitlich beabstandet zu dem Kragen 13 erheben sich auf der Oberseite 6 der Winkelführungsplatte 1 jeweils an die Führungsfläche 5 angrenzende Seitenführungen 14. Diese sind auf ihrer dem Kragen 13 zugeordneten Seite in gleicher Weise wie dieser kehlenformig ausgebildet und mit ihrer Oberseite in einem Abstand zu dem Kragen 13 angeordnet, der etwa dem Durchmesser des Federelements F im Bereich von dessen Befestigungsabschnitt F2 entspricht.
-
Gemeinsam mit dem Kragen 13 bilden die Führungen 14 Formelemente, durch die das Federelement F nach der Montage im Bereich seines Befestigungsabschnitts F2 in einer quer zur Längsrichtung L der nicht gezeigten Schiene ausgerichteten Richtung Q seitlich geführt ist. In gleicher Weise bilden auch die in die Rinne 9 eingebrachten Vertiefungen 10 Formelemente, an deren seitlichen Begrenzungen das Federelement F mit seinen Abschnitten F3 nach der Montage in Querrichtung geführt ist. Die Vertiefungen 10, der Kragen 13 und die Führungen 14 verhindern so sicher das Aufspreizen der Federklemme F auch dann, wenn es hohe Spannkräfte aufnehmen muss, wobei die Erhebungen 11 ein Aufhalten des zentralen Abschnitts F2 des Federelements F unter Belastung unterdrückt.
-
Parallel zur Führungsfläche 5 verläuft auf der Oberseite 6 der Winkelführungsplatte 1 eine Kante, die etwa mittig zur Öffnung der Durchgangsöffnung 8 ausgerichtet ist. Ausgehend von dieser Kante fällt die Oberseite 6 in Richtung der Rinne 9 ab, so dass schräge Ablaufflächen 15 gebildet sind, die auf die Oberseite 6 gelangende Flüssigkeit von der Durchgangsöffnung 8 wegleiten. Die Ablaufflächen 15 und der Kragen 13 verhindern so, dass es zur Ansammlung von Flüssigkeit im Bereich der Durchgangsöffnung 8 oder zwischen dem Kragen 13 und den Führungen 14 kommt. Dabei wird in die Vertiefungen 10 gelangende Flüssigkeit über seitlich der Erhebungen 11 ausgebildete Öffnungen 16 aus den Vertiefungen 10 abgeleitet.
-
In die Bereiche der Winkelführungsplatte 1, die weder zum Abstützen des Federelements F noch zum Ableiten von Flüssigkeit benötigt werden, sind sowohl ausgehend von der Oberseite 6 als auch ausgehend von der Unterseite 7 Ausnehmungen 17, 18 in die Winkelführungsplatte 1 eingeformt. Die Ausnehmungen 17, 18 sind dabei so ausgebildet, dass einerseits eine optimale Formstabilität der Winkelführungsplatte 1 gewährleistet ist und andererseits eine maximale Gewichtsreduzierung erreicht ist.
-
In Querrichtung Q ausgerichtete, auf der Unterseite 7 ausgebildete und an den Vorsprung 12 angrenzende Rippen 19 fixieren nach der Montage die Lage der Winkelführungsplatte 1 in Längsrichtung L.
-
Die für eine erfindungsgemäße Befestigung bestimmte Winkelführungsplatte 2 entspricht in ihrer Gestalt der Winkelführungsplatte 1. Zusätzlich ist bei der Winkelführungsplatte 2 jedoch in erfindungsgemäßer Weise an der Führungsfläche 5 eine über die Führungsfläche 5 herausstehende Leiste 20 ausgebildet, die mittig zur Längserstreckung der Führungsfläche 5 ausgerichtet ist und an die Unterseite 7 der Winkelführungsplatte 2 angrenzt.
-
Die Länge der Leiste 20 entspricht etwa der Hälfte der Länge der Führungsfläche 5, ihre Höhe H beträgt weniger als die Höhe der Schienenzwischenlage. Die Leiste 20 bildet somit einen Kippschutz, der bei Montage der Schiene auf einer elastischen Schienenzwischenlage verhindert, dass die Schiene seitlich undefiniert kippen kann. Die Leiste bewirkt, dass die Schiene bei nur geringen seitlichen Bewegungen ausschließlich vertikal federt.
-
Auch die Winkelführungsplatte 3 entspricht in ihrem Grundaufbau der Winkelführungsplatte 1. Die in Längsrichtung nach wie vor symmetrisch ausgebildete Winkelführungsplatte 3 weist jedoch im Bereich ihrer Führungsfläche 5 eine Länge l2 auf, die größer ist als die Länge l1 der gegenüberliegenden, die Rinne 9 begrenzende Seite. Auf diese Weise ist eine Verlängerung der Führungsfläche 5 und dementsprechend eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Schiene und Winkelführungsplatte 3 gebildet, durch die im Betrieb die örtlich auftretenden Pressungen zwischen Schienenfuß und Führungsfläche 5 reduziert sind.
-
Schließlich entspricht die Gestaltung der Winkelführungsplatte 4 der der Winkelführungsplatte 3. Wie bei der Winkelführungsplatte 2 ist jedoch zusätzlich auf der Führungsfläche 5 eine Leiste 20 ausgebildet, um ein Einknicken der Schiene bei einer Montage auf einer weichen nachgiebigen Schienenzwischenlage zu vermeiden.
