DE1257817B - Schienenbefestigung auf Betonschwellen od. dgl. - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

EOIb

Deutsche KL: 19 a-9/28

Nummer: flHQ^^^H

Aktenzeichen: M 67411 V/19 a
Anrneldetag: 25. November 1965

uislegetag:

4, Januar 1S88

Die Erfindung betrifft eine Schienenbefestigung auf Betonschwellen od. dgl. ohne Unterlagsplatte, nur mit seitlich neben der Schiene angeordneten, in die unbewehrte Schwellenoberseite eingelassenen Führungsplatten, die mittels unnachgiebig in der Schwelle verankerter Schrauben über ein Klemmstück, das auf die Führungsplatte drückt, auf die Schwelle gepreßt werden.

Konstruktionen mit seitlichen Führungsplatten sind seit langem bekannt. Sie streben meist gegenüber Konstruktionen mit durchgehender Unterlagsplatte (ζ. B. Rippenplatte) eine Verbilligung an. Sie konnten sich aber bis jetzt nicht durchsetzen.

Die Führungsplatten, im Schwellenwerk bereits aufgebracht, ermöglichen wohl eine schnelle und genaue Montage der Schiene; sie sollen aber auch die von der Schiene kommenden, recht großen Seitenkräfte einwandfrei aufnehmen und auf den Beton-· körper übertragen und sollen femer wirkungsvoll mithelfen, eine hohe Verdrehungsfestigkeit zwischen Schiene und 'Schwelle in der Horizontalebene zu erzeugen, aus Gründen der gewünschten Rahmensteifigkeit des Gleises.

Im Gegensatz zur durchgehenden Rippenplatte, die aus Kostengründen schmal gehalten wird, erlauben die seitlichen Führungsplatten, die gesamte Betonschwellenbreite für die Lagerung der Schiene auszunützen; das zur Stoßdämpfung nötige elastische Zwischenglied unter der Schiene (z. B. Gummiplatte) kann größer werden. Dieser Gesichtspunkt ist von erheblicher Bedeutung. Schläge unrunder Räder auf harte Schienen brauchen besonders im Winter eine wirksame Abfederung.

Die bisherigen Konstruktionen mit Führungsplatten haben entweder in technisch-mechanischer Hinsieht nicht voll befriedigt, oder sie brachten keine Verbilligung, oder sie litten unter beiden Mängeln.

Preßt man eine ebene Führungsplatte lediglich mit Schraubendruck direkt oder indirekt auf die Schwellenoberseite, dann wird zunächst nur die Reibung zwischen Führungsplatte und Schwellenoberseite sich der von der Schiene kommenden Seitenkraft widersetzen. Dieser Reibungswiderstand ist jedoch bei billiger Bauweise nicht allzu groß. Er ist von der Schraubenkraft abhängig, und diese darf einen durch die Tragkraft von Dübel und Klemmstück bestimmten Grenzwert nicht überschreiten. Es ist nicht zu vermeiden, daß der Reibungswiderstand allmählich kleiner wird und schließlich ganz verschwindet, wenn sich die Schraube z. B. durch Nachgeben des Dübels lockert. Die Seitenkraft muß in diesem Fall von der Schraube allein aufgenommen werden, wobei sie zu-Schienenbefestigung auf Betonschwellen od. dgl.

Anmelder:

Dr.-Ing. Hermann Meier,

München 29, Asgardstr. 37

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Hermann Meier, München

sätzlich auf Biegen und Abscheren beansprucht wird. Kleine Bewegungen der gelockerten Führungsplatte verursachen Verschleiß, hauptsächlich am Schraubenschaft, was den Bruch der Schraube bekanntlich fördert.

Legt man unter gleichen Umständen die ebene Führungsplatte in eine flache Ausnehmung der Schwellendecke und läßt sie sich am unbewehrten Betonkörper abstützen, so kann es dort leicht zum Betonausbruch kommen; die Stützstelle wird abgeschert, insbesondere wenn bei gelockertem Zustand der Befestigung die gesamte horizontal wirkende Seitenkraft von dem Beton aufzunehmen ist.

Legt man unter gleichen Umständen die Führungsplatte auf eine schwach geneigte oder leicht gewölbte, nach außen ansteigende Fläche, so ändert sich nicht viel am gesamten Verhalten.

Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß große Seitenkräfte bis jetzt bei ebenen oder nahezu ebenen Führungsplatten nur dann einwandfrei aufgenommen werden, wenn der Betonkörper an der Oberfläche besonders armiert ist, z. B. durch ein einbetoniertes großes Winkeleisen, gegen das sich die Führungsplatte abstützt. Diese Maßnahme kostet aber Geld, die Armierung ist nicht auswechselbar und der allmählichen Zerstörung durch Korrosion und Verschleiß unterworfen.

Bildet man die Führungsplatte als einen Winkel aus, der quer zur Schwelle frei aufliegt, mit einem Schenkel auf der Schwellenoberseite die Schiene führend, mit dem anderen tief in den Schwellenkörper greifend, so kann die Seitenkraft wohl ohne Armierung der Schwellendecke gut übertragen werden, aber die Maßnahme bedeutet eine empfindliche Schwächung der Biegefestigkeit der Betonschwelle.

Klebt man den tief greifenden Schenkel in den Betonkörper ein, so wird die Schwächung ausgeglichen und auch die Kraftübertragung wird einwandfrei; aber das Kleben ist teuer, und die in ge-

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wissen Zeitabständen notwendige Auswechslung der Führungsplatte wird sehr umständlich.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schienenbefestigung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die einfach ein- und ausgebaut werden kann, billig in der Herstellung und Unterhaltung ist, zuverlässig die Spannung hält und den auftretenden Seiten- und Verdrehungskräften einwandfrei widersteht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß nach einem ersten Vorschlag in der Weise, daß die Führungsplatten im Schnitt senkrecht zur Schiene ein winkel- oder partiell winkelförmiges Profil aufweisen, das nach oben geöffnet ist und auf der von der Schiene abgewandten Seite mit einer Schrägfläche im Schwellenbeton anliegt. Nach einem zweiten Vorschlag besteht die Lösung der angegebenen Aufgabe darin, daß die Führungsplatten an ihrer Unterseite mit senkrecht zur Schiene verlaufenden Rippen versehen sind, deren von der Schiene abgewandte Stirnflächen im Schwellenbeton anliegende Schrägflächen bilden.

Das Ziel ist, alle auftretenden horizontalen Seitenkräfte durch eine zuverlässig stets vorhandene hohe Schraubenzugkraft stark abzulenken, so daß die Resultierende mit erheblicher Schräge gegen das Innere des Betonkörpers gerichtet wird. Formt man die Führungsplatte so, daß die Resultierende etwa lotrecht als Normalkraft auf eine genügend große Übertragungsfläche wirkt, so können sehr hohe Seitenkräfte ohne Zerstörungsgefahr vom unbewehrten Betonkörper aufgenommen werden.

Man kann die angestrebte Wirkung dadurch erleichtern, daß man die Schwellenschrauben schräg anordnet. Man gibt gewissermaßen der Befestigungskonstruktion eine Vorspannung nach innen, gegen die Schiene zu.

Die Führungsplatten werden, um billig zu sein, aus einem stählernen Walzprofil gefertigt. Selbstverständlich kann man sie auch herstellen als Schmiedestück oder aus Stahlguß bzw. Kunststoff.

Als Schwellenschraube kann man eine durchgesteckte Schraube oder die bekannte Hammerkopfschraube benützen, die am oder im Inneren des Schwellenkörpers eine unnachgiebige Verankerung findet. Die Hammerkopfschraube wird von oben mit ihrem Kopf in den Schwellenkörper eingeführt, der dann im Inneren des Schwellenkörpers in einer einbetonierten, gelochten Platte unnachgiebig einhakt. An diesem Festpunkt ist die Schraube schwenkbar in Richtung der Schwellenachse. Dieser Umstand ermöglicht die Befreiung des Schraubenschaftes von Biegungs- und Abscherungsbeanspruchung.

Benutzt man ein elastisches Klemmstück, so besteht die sehr vorteilhafte Möglichkeit, den Federweg des Klemmstückes durch einen Anschlag an der Führungsplatte zu begrenzen. Der Vorteil liegt einerseits in der nun leichten und narrensicheren Handhabung der Konstruktion in der Praxis (keine Gefahr, das Klemmstück durch Unachtsamkeit beim Anziehen der Schraube plastisch zu verformen) und andererseits in der Möglichkeit, eine sehr große Schraubenzugkraft zu entwickeln, viel größer als sie zum Niederdrücken des Klemmstückes in der Endlage erforderlich ist. Die Kraftsteigerung schadet dem Klemmstück nicht und kommt voll der Führungsplatte zugute. Das Nachspannen der Schraube ist einfach.

Um auch die Schraubenkraft von der Mutter auf das Klemmstück zentrisch einzuleiten, ist entweder das Klemmstück an dieser Stelle gewölbt auszuführen, oder ein gewölbtes steifes Beilagestück ist zusätzlich unter die Mutter zu legen.

In manchen Fällen der Praxis wird es erwünscht sein, die Führungsplatte und die Verschraubung so zu gestalten, daß sowohl elastische Klemmstücke als auch steife Platten mit Federring austauschbar aufgebracht werden können. Man kann dann bei diesen Austauschbefestigungen in Geraden, wo geringere Seitenkräite zu erwarten sind, mit den etwas billigeren steifen Klemmplatten auskommen, in der Krümmung jedoch elastische Klemmstücke verwenden, mit der Möglichkeit der größeren Schraubenkrafteinleitung (wichtig wegen der Seitenkraftaufnahme) und des größeren Federweges (wichtig im Hinblick auf die elastische und auch plastische Verformung der Zwischenlage unter der Schiene). Dabei kann im Bedarfsfalle auch eine kürzere Schraube eingewechselt werden.

Einige Ausführungsbeispiele der Schienenbefestigung nach der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 und 2 eine Schienenbefestigung mit einer partiell winkelförmigen Führungsplatte, einem steifen Klemmstück und einem Federring,

F i g. 3 und 4 eine solche mit einem elastischen Klemmstück und einem Druckring,

F i g. 5 und 6 eine Schienenbefestigung mit einer Führungsplatte mit Rippen an der Unterseite, einem elastischen Klemmstück und einem Beilagestück,

Fig. 7 und 8 eine solche mit einem anderen elastischen Klemmstück,

F i g. 9 und 10 eine Schienenbefestigung mit einem S-förmigen, elastischen Klemmstück und einer winkelförmigen Führungsplatte,

Fig. 11 und 12 eine Schienenbefestigung mit einer winkelförmigen Führungsplatte und einer schräg gerichteten Schraube.

Die Schiene 1 liegt auf der Betonschwelle 2, dazwischen nur die über die ganze Schwellenbreite reichende elastische Zwischenlage 3. Die partiell winkelförmige Führungsplatte 4 liegt als Walzprofil gesehen parallel zur Schiene und wird durch die Befestigungsschraube 5 über die steife Klemmplatte 6, deren äußere Stelze 7 auf die obere Einbuchtung 8 der Führungsplatte und deren innere Stelze 9 auf den Schienenfuß drücken, auf der Schwelle befestigt.

Zur Sicherung der Spannungshaltung ist unter der Mutter 10 ein hochspannender Federring 11 eingelegt. Die Art der Lagerung verhindert ein Verdrehen oder Verschieben der Klemmplatte. Das winkelförmige Profil mit seiner Öffnung nach oben hat stark geneigte Schrägflächen 12 und 13 nach beiden Seiten. Die Einlassung in die Betonschwellenoberseite ist zur Vermeidung einer Tragkraftschwächung der Schwelle relativ gering, aber doch so stark und ausgeprägt, daß ein hoher Verdrehungswiderstand erreicht wird. Der äußere, sehr schräg gehaltene Teil 14 der Führungsplatte stützt sich mit seinem Ende sogar gegen einen kleinen Hocker 15 der Betonschwelle ab. Die Schräge entspricht dem Wunsche, die Kraftresultierende etwa lotrecht aufzunehmen.

Anstelle der steifen Klemmplatte kann gemäß F i g. 3 und 4 wahlweise auch ein W-förmig gebogener Stab als elastisches Klemmstück 16 eingelegt werden, wobei unter die Mutter der Befestigungs-

schraube sodann zweckmäßig ein Druckring 17 eingelegt wird. Die freien Enden 18 drücken dabei auf den Schienenfuß; die mittlere Schlaufe 19 umschlingt den Schraubenschaft; die äußeren Wendestellen 20 sind etwas heruntergezogen, stützen sich auf der oberen Einbuchtung der Führungsplatte auf und verhindern ein Verdrehen oder Verschieben des Klemmstückes. Die mittlere Schlaufe 19 ist an ihren Seitenteilen 21 etwas nach oben gewölbt, um die Schraubenkraft möglichst zentrisch einzuleiten. Schwellen und seitliche Führungsplatten sind bei beiden Konstruktionen die gleichen, wodurch die Austauschbarkeit gewährleistet ist.

Bei zwei weiteren Beispielen gemäß F i g. 5 bis 8 liegt die Führungsplatte 22 als Walzprofil gesehen senkrecht zur Schiene und ist leicht nachgeschmiedet. Sie trägt auf der Unterseite Rippen 23 parallel zur Schwellenachse. Diese verhindern das Verdrehen, und die entsprechenden schmalen Ausnehmungen in der Schwellendecke schwächen die Biegefähigkeit der Schwelle nur geringfügig. Die äußeren Enden 24 der Rippen werden so abgeschrägt, daß die Kraftresultierende günstig in den Betonkörper eingeleitet wird.

Auch bei diesen Konstruktionen kann wahlweise eine elastische Federklemmplatte 25 in Verbindung mit einem Beilagestück (Hülse) 26 oder ein W-förmig gebogenes, elastisches Klemmstück 27 eingelegt werden. Die Sicherung gegen Verdrehen und Verschieben von Klemmplatte bzw. Klemmstück erfolgt jeweils durch die Leiste 28 der Führungsplatte. Die Ausbildung des W-förmigen Klemmstückes gleicht jener von F i g. 3 und 4, ist jedoch außen nicht so stark nach unten abgewinkelt. Schwellen und seitliche Führungsplatten sind auch bei diesen beiden Konstruktionen die gleichen (Austauschbefestigung).

In den F i g. 9 bis 12 sind schließlich einschlägige Schienenbefestigungen dargestellt mit S-förmigen elastischen Klemmstücken. Nach F i g. 9 und 10 weist die Schwellenoberseite eine Ausnehmung 29 auf, in die eine aus Blech winkelförmig gebogene Führungsplatte 30 eingelegt ist, welche mit ihrer inneren, lotrechten Aufbiegung 31 der Schiene als Führung dient. In diese Führungsplatte wird ein gerolltes, dreifach elastisches, S-förmiges Klemmstück 32 eingelegt, welches an seinen drei Auflager- und Druckstellen 33, 34 und 35 zusätzliche Bombierungen aufweist und mittels der Schraubenmutter 36 verspannt wird, bis sich sein lotrechter Stegteil 37 fest auf der Führungsplatte abstützt. Hierdurch wird der erzielbare gesamte Federweg vergrößert. Die Sicherung gegen Verdrehung erfolgt durch zwei am Ende der Führungsplatte aufgebogene Lappen 38.

In Fig. 11 und 12 ist die winkelförmige Führungsplatte ein ungleichschenkeliges und an der Oberseite leicht abgerundetes Walzprofil 39, welches in die Schwellenoberseite satt eingebettet ist. Die Schwellenschraube 40 ist schräg angeordnet, um der Konstruktion eine wirksame Vorspannung nach innen, gegen die Schiene zu erteilen. Das S-förmige Klemmstück 41 besitzt ebenfalls drei ausgeprägte Auflager- und Druckstellen 42, 43 und 44. Die Schwächung durch das Loch im Klemmstück wird durch Beigabe eines weiteren Federbleches 45 ausgeglichen und damit die Federung im Mittelteil des Klemmstücks vorteilhaft verstärkt. Das zusätzliche Federblech ist an seinem Ende 46 der Biegung des Klemmstücks angepaßt und an seinem Ende 47 umgelappt, wodurch die Verdreh- und Verschiebesicherheit der Konstraktion gewährleistet ist. Unter die Schraubenmutter 48 ist ein der Rundung des Federbleches angeglichenes Druckstück 49 eingelegt, um die Druckkraft auf die ganze Federbreite zu verteilen und seine Richtung in Schraubenachse sicherzustellen. Um die Einlassung in die Schwellenoberseite zur Vermeidung der Tragkraftschwächung der Schwelle gering zu halten, sind auf der Schwellendecke kleine Höcker 50 aufbetoniert.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Schienenbefestigung auf Betonschwellen od. dgl. mit seitlich neben der Schiene angeordneten, in die unbewehrte Schwellenoberseite eingelassenen Führungsplatten, die mittels unnachgiebig in der Schwelle verankerter Schrauben über ein Klemmstück, das auf die Führungsplatte drückt, auf die Schwelle gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten im Schnitt senkrecht zur Schiene ein winkel- oder partiell winkelförmiges Profil aufweisen, das nach oben geöffnet ist und auf der von der Schiene abgewandten Seite mit einer Schrägfläche im Schwellenbeton anliegt.

2. Schienenbefestigung auf Betonschwellen od. dgl. mit seitlich neben der Schiene angeordneten, in die unbewehrte Schwellenoberseite eingelassenen Führungsplatten, die mittels unnachgiebig in der Schwelle verankerter. Schrauben über ein Klemmstück, das auf die Führungsplatte drückt, auf die Schwelle gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten an ihrer Unterseite mit senkrecht zur Schiene verlaufenden Rippen versehen sind, deren von der Schiene abgewandte Stirnflächen im Schwellenbeton anliegende Schrägflächen bilden.

3. Schienenbefestigung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem elastischen Klemmstück aus Flachoder Stabstahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück mit seinem äußeren Teil verdrehungsfest auf der Führungsplatte durch besondere Formgebung derselben aufliegt, mit seinem Innenteil auf den Schienenfuß drückt und beim Anziehen der Schrauben an der Führungsplatte direkt oder indirekt eine sichere Federwegbegrenzung findet.

4. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur zentrischen Kraftübertragung unter der Schraubenmutter entweder das Klemmstück leicht hochgewölbt ist oder daß ein gewölbtes Beilagestück unter der Mutter angeordnet ist.

5. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatte so geformt und die Schraube so bemessen ist, daß jederzeit an Stelle eines elastischen ein steifes Klemmstück mit Federring eingebaut werden kann.

6. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Klemmstück — von oben gesehen — eine W-förmige Gestalt besitzt, sein Mittelteil den Schraubenschaft umschlingt und sich die äußeren Wendestellen in Rillen od. dgl. auf der Oberseite der Führungsplatte abstützen, während die freien Enden auf den Schienenfuß drücken.

7. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück — parallel zur Schiene gesehen — S-förmig gebogen ist, der Mittelteil dieses Klemmstückes etwa lotrecht steht, der der Schiene zugewandte Teil als eingerollte Feder ausgebildet ist und auf den Schienenfuß drückt und der der Schiene abgewandte Teil durch die Schraube auf die Führungsplatte gepreßt ist.

8. Schienenbefestigung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Klemmstückes verdrehungsfest, z. B. in einer Ausnehmung einer Rippe oder durch Aufbiegung der Führungsplatte oder des Klemmstückes, gehalten ist.

9. Schienenbefestigung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der der Schiene abgewandte Teil des Klemmstückes ebenfalls als eingerollte Feder ausgebildet ist, die beim Anziehen der Schraube eine eigene Federbegrenzung findet.

10. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das S-förmige Klemmstück an seinen drei Auflagerund Druckstellen zusätzliche Bombierungen besitzt.

11. Schienenbefestigung nach Anspruch 7 .oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der der Schiene abgewandte Teil eine Verstärkung seiner Federung erhält durch Beilage eines Federblattes oder durch Umkehr des Federblattes am Ende und Verdoppelung bis unter die Schraube.

12. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben derart schräg angeordnet sind, daß sie sich in der Tiefe der Schienenachse nähern.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 944 378;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 023 062,
046 648, 1132 573, 1161 295, 1189 102;
französische Patentschrift Nr. 1 305 986.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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