-
Die
Erfindung betrifft ein Schienenbefestigungssystem wie es beispielsweise
aus der deutschen Auslegeschrift DE-AS 1 954 008 bekannt ist. Die
bekannte Schienenbefestigung weist eine durch eine Befestigungsschraube
gehaltene elastische Klemme aus Stabstahl auf, die sich mit mindestens einem
Abschnitt auf einer Schwelle, Tragplatte oder dergleichen abstützt. Ein
in Montagestellung nach oben aufgewölbter Mittelteil der Klemme
umschlingt den Schaft der Befestigungsschraube, während die freien
Enden der Klemme auf den Schienenfuß drücken. Dabei ragt der Mittelteil über den
Schienenfuß hinaus
und bildet so eine direkte oder indirekte, hart federnde Begrenzung
für eine
Abhebbewegung des Schienenfußes.
-
Die
bekannte Schienenbefestigung bietet den Vorteil, dass die bügelförmige Klemme
in ihrer Spannstellung einerseits die Schiene über einen langen Federweg niederdrückt und
andererseits an der Oberfläche
des Schienenfußes
erhöhten
Abhebekräften
oder einer etwaigen Kippbewegung der Schiene über einen kurzen Federweg mit
erhöhter Haltekraft
entgegenwirkt.
-
Um
eine einwandfreie Führung
der Spannklemme sowohl während
der Montage selbst als auch im Einsatz zu gewährleisten, ist bei dem bekannten
Befestigungssystem die Spannklemme bevorzugt auf einer Tragplatte
abgestützt.
Die Tragplatte weist eine in Montagestellung sich längs der
Schiene erstreckende Rippe auf, die einen Anschlag für den Übergangsbereich
zwischen dem Mittelteil und den Haltearmen der Spannklemme bildet
und über den
in Montagestellung die Haltearme hinweg bis zum Schienenfuß greifen.
Die Rippe bedingt dementsprechend eine ausreichend hohe Wölbung der
Haltearme mindestens in dem Bereich, in dem diese über die
Rippe geführt
sind.
-
Vormontierbare
Schienensysteme der voranstehend erläuterten Art sind jeweils in
der Europäischen
Patentschrift
EP 0
231 304 B1 und der deutschen Offenlegungsschrift
DE 33 34 119 A1 beschrieben.
Vergleichbar mit dem bereits erläuterten bekannten
System weist auch diese bekannte Schienenbefestigung eine Rippenplatte
und eine mittels einer durch eine Befestigungsschraube gehaltene elastische
Spannklemme auf, die aus Stabstahl hergestellt und W-förmig ausgebildet
ist. Vom Mittelteil der Spannklemme gehen Haltearme aus, die sich
in Draufsicht gesehen im Wesentlichen parallel zum Mittelteil erstrecken
und in der Seitenansicht eine nach oben gewölbte Form besitzen.
-
In
fertiger Montagestellung liegen die freien Enden der Haltearme auf
dem Schienenfuß der
zu befestigenden Schiene auf. Dabei ist die voranstehend beschriebene
bekannte Spannklemme im Bereich des Übergangs ihrer Haltearme zum
Mittelteil so geformt, dass sich die Klemme in eine Vormontagestellung
bringen lässt,
in der die Haltearme unter Freilassung des für die Schiene benötigten Raums vom
Untergrund weg nach oben zeigen. Bereits in diesem Zustand umschlingt
der Mittelteil der Spannklemme den Schaft der Befestigungsschraube.
Nach dem Positionieren der Schiene wird die Spannklemme in Richtung
des Schienenfußes
verschoben und durch Einschrauben der Schraube in die fertige Montagestellung
gepresst. Mit diesem Niederpressen geht eine Verspannung der Spannklemme
einher, welche die für
das Halten der Schiene erforderliche, von den Haltearmen elastisch übertragene
Haltekraft auf den Schienenfuß bewirkt.
-
Die
bekannten Schienenbefestigungen haben sich in der Praxis bewährt. Es
zeigt sich jedoch, dass es bei diesen Systemen insbesondere im Bereich
von durch schweren Güterverkehr
oder Hochgeschwindigkeitsbetrieb hoch belasteten Schienentrassen
schwierig ist, die jeweils aufgebrachten Haltekräfte und die Gesamtelastizität des Befestigungssystems
an die sich im praktischen Betrieb jeweils stellenden Anforderungen
anzupassen.
-
Ausgehend
von dem voranstehend erläuterten
Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein System
zum Befestigen von Schienen zu schaffen, das eine erhöhte Biegefestigkeit
bei gleichzeitig erhöhter
Elastizität
aufweist.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Befestigungssystem gelöst, das mit einer Tragplatte
und einer auf der Tragplatte gehaltenen Spannklemme ausgestattet
ist, die einen Mittelabschnitt zum Verspannen der Spannklemme auf
der Tragplatte, mindestens einen seitlich von dem Mittelabschnitt
abzweigenden Torsionsabschnitt und mindestens einen von dem Torsionsabschnitt
in Montagestellung zur zu befestigenden Schiene führenden
Haltearm aufweist, der über sein
freies Ende in Montagestellung eine Haltekraft auf die Schiene ausübt. Erfindungsgemäß ist bei
einem solchen Befestigungssystem der Haltearm der Spannklemme in
Montagestellung auflagerfrei seitlich an einem dem Mittelabschnitt
der Spannklemme zugeordneten Bereich der Tragplatte vorbei geführt.
-
Trägt die Tragplatte
auf ihrer der Spannklemme zugeordneten Oberseite eine Rippe, auf
der der Mittelabschnitt der Spannklemme in Montagestellung abgestützt ist,
so wird der Haltearm in erfindungsgemäßer Weise seitlich an dieser
Rippe vorbei geführt. Die
Rippe der Tragplatte bildet in Montagestellung eine seitliche Abstützung für die zu
befestigende Schiene. Ist zu diesem Zweck eine besonders breite Ausgestaltung
der Rippe erforderlich, so kann die erfindungsgemäß auflagerfreie
Führung
des mindestens einen Haltearms der Spannklemme auch dadurch verwirklicht
werden, dass in der Rippe ein Durchgang ausgebildet wird, durch
den der Haltearm berührungslos
zur Schiene geführt
ist. Die Rippe ist dann in einen dem Mittelabschnitt der Spannklemme zugeordneten
Abschnitt, an dem der jeweilige Haltearm der Spannklemme seitlich
vorbeigeführt
ist, und seitliche Abschnitte geteilt, an denen der Haltearm ebenfalls
seitlich vorbei geführt
ist.
-
Auch
bei einem erfindungsgemäßen Befestigungssystem
kann die Spannklemme in an sich bekannter Weise mit der Tragplatte
mittels eines an der Tragplatte befestigten Spannmittels verspannt
sein. Ist eine Rippe der voranstehend beschriebenen Art auf der
Tragplatte vorhanden, so kann für
die Befestigung der Spannklemme in ebenfalls an sich bekannter Weise
in die Rippe eine Befestigungsöffnung für ein Spannmittel
eingeformt sein.
-
Bei
einem erfindungsgemäßen Schienenbefestigungssystem
sind die jeweils vorhandenen Haltearme in der Montagestellung vom
Mittelteil der Spannklemme weg ohne weitere Abstützung zur Schiene geführt, auf
die sie die geforderte Haltekraft ausüben. Auf diese Weise können die
Haltearme eine gestreckte, in Seitenansicht gar nicht oder nur wenig
gewölbte
Form aufweisen. Mit derart ausgebildeten und abgestützten Haltearmen
versehene, in einer erfindungsgemäßen Schienenbefestigung zum Einsatz
kommende Spannklemmen weisen bei gleichen Werkstoffen und Durchschnittsgeometrien
gegenüber
den eingangs erläuterten,
konventionell geformten Spannklemmen eine deutlich erhöhte Dauerbiegefestigkeit
auf und ermöglichen
zusätzlich
eine ebenso deutlich erhöhte
Elastizität
des Befestigungssystems bei Belastung der Schiene durch einen die Schiene überfahrenden
Zug.
-
Eine
weitgehend symmetrische Belastung der einzelnen Abschnitte der Spannklemme
lässt sich
dadurch erreichen, dass die Spannklemme in an sich vom Stand der
Technik bekannter Weise W-förmig
mit zwei jeweils seitlich an der Tragplatte frei vorbeigeführten Haltearmen
ausgebildet ist. Um die erfindungsgemäße freie Führung der Haltearme zur Schiene
zu ermöglichen,
ist die Breite der Tragplatte in ihrem der Spannklemme zugeordneten
Bereich bevorzugt geringer als die größte Breite des von den Haltearmen
der Spannklemme umgrenzten Raums. Sofern eine Rippe auf der Tragplatte
vorhanden ist, so sollte die Breite der Rippe bzw. ihr dem Mittelabschnitt
der Spannklemme zugeordneter Abschnitt in der bereits voranstehend
erläuterten
Weise auf den Raum beschränkt
sein, der von den Haltearmen der Spannklemme seitlich begrenzt wird,
so dass der Haltearm wiederum seitlich frei an der Rippe bzw. dem
betreffenden Abschnitt vorbeigeführt
werden kann.
-
Ein
weiterer positiver Effekt der Erfindung besteht darin, dass die
Anordnung der Haltearme im freien Raum neben den Seitenflächen der
Tragplatte eine einfache Einstellung der Nachgiebigkeit des gesamten
Befestigungssystems ermöglicht.
So kann beispielsweise durch Variation der Länge des zwischen dem jeweiligen
Haltearm und dem Mittelabschnitt angeordneten Torsionsabschnitts
oder Veränderung
der Geometrie von Torsionsabschnitt bzw. Haltearm die Nachgiebigkeit
des Befestigungssystems auf einfache Weise direkt beeinflusst werden. Besonders
einfach lässt
sich dies dann verwirklichen, wenn der Torsionsabschnitt in Montagestellung
auf der Tragplatte abgestützt
ist. Über
die Länge
der Abstützung
kann dabei der Anteil eingestellt werden, den der Torsionsabschnitt
zur Gesamtelastizität
des Befestigungssystems beiträgt.
So lässt
sich die federnde Elastizität,
mit der die Haltearme die Haltekraft übertragen, dadurch beeinflussen,
dass der Torsionsabschnitt frei über
die Tragplatte oder eine an der Tragplatte ausgebildete Führung hinaus
steht. Je größer die
Länge des über die
Tragplatte frei in den Raum hinaus stehenden Teilstücks des
Torsionsabschnitts ist, desto größer ist
die Nachgiebigkeit. Zudem erleichtert die Abstützung des Torsionsabschnittes
die Montage der Spannklemme.
-
Um
eine einwandfreie Übertragung
der von den jeweiligen Haltearmen ausgeübten elastischen Kraft auf
den Fuß der
zu befestigenden Schiene bei gleichzeitiger Schonung des Materials
der Schiene sicherzustellen, kann der Haltearm an seinem freien Ende
eine Abkröpfung
aufweisen.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen schematisch:
-
1 ein
Schienenbefestigungssystem in einer Draufsicht;
-
2 das
Schienenbefestigungssystem in einer seitlichen, teilgeschnittenen
Ansicht.
-
Das
Schienenbefestigungssystem 1 dient zur Befestigung einer
Schiene 2, die Teil eines weiter nicht dargestellten Gleiskörpers ist.
Das Schienenbefestigungssystem 1 weist jeweils zwei auf
einer Schwelle, einer Platte oder einem anderen zum Tragen des Gleiskörpers geeigneten
Untergrund 3 über einer
Grundplatte 4 angeordnete, identisch geformte Tragplatten 5, 6 auf,
die in der Fachsprache auch als "Rippenplatten" bezeichnet werden.
die Tragplatten 5, 6 sind gegenüberliegend
am Fuß 7 der
Schiene 2 anliegend angeordnet.
-
Die
Tragplatten 5, 6 weisen in Draufsicht jeweils
eine rechtwinklige Grundform mit einer parallel zur Längsachse
der Schiene 2 gemessenen Breite B auf. Im an die von der
Schiene 2 abgewandten Breitseite 8 angrenzenden
Bereich ist ihre Oberseite jeweils planeben in Form einer in Richtung
der Breitseite 8 abfallenden Ebene 9, 10 ausgebildet.
-
Auf
diesen Ebenen 9, 10 liegen bei fertig montiertem
Befestigungssystem 1 jeweils die jeweiligen Torsionsabschnitte 12, 13 einer
von der jeweiligen Tragplatte 5, 6 getragenen
Spannklemme 14, 15. Die Torsionsabschnitte 12, 13 sind
auf diese Weise über
einen Teil ihrer Längserstreckung
auf der jeweiligen Tragplatte 5, 6 abgestützt, während sie über ihre
restliche Teillänge
LT jeweils frei in die Umgebung ragen.
-
Zusätzlich weisen
die Tragplatten 5, 6 im an den Schienenfuß 7 angrenzenden
Bereich ihrer Oberseite 9 jeweils eine an die der Breitseite 8 gegenüberliegende,
der Schiene 2 zugeordneten Breitseite 14 der jeweiligen
Tragplatte 5, 6 angrenzende Rippe 17, 18 auf,
die sich über
die gesamte Breite der jeweiligen Tragplatten 5, 6 erstreckt.
Diese Rippen 17, 18 gewährleisten, dass die Tragplatten 6, 7 die Schiene 2 auch
dann noch sicher seitlich führen, wenn
es in Folge der mit dem Überfahren
der Schiene 2 durch einen Zug auftretenden Belastung zu
einer vertikal ausgerichteten Abhebbewegung der Schiene 2 kommt.
-
Schließlich ist
an zentraler Stelle in die Tragplatte 2 eine hier nicht
dargestellte Befestigungsöffnung
eingeformt, die in an sich bekannter Weise als Pilzkopffräsung ausgeführt ist.
In diese Befestigungsöffnung
ist eine eine als Hakenschraube ausgebildete Spannschraube 19 so
eingeführt,
dass sie mit ihrem Schraubenkopf in der Befestigungsöffnung gehalten
ist und ihr Gewindeabschnitt über
die Oberseite der Rippe 9, 10 hinaus steht.
-
Die
Spannklemmen 15, 16 sind jeweils W-förmig ausgebildet.
Sie weisen einen Mittelabschnitt 20 auf, der für sich betrachtet
in Draufsicht U-förmig
ausgebildet ist und in Montagestellung den über die jeweilige Rippe 9, 10 hinausstehenden
Gewindeabschnitt der Spannschraube 19 um mindestens 180° umgibt.
Die Basis des Mittelabschnitts 20 ist dabei zur Schiene 2 gerichtet,
während
seine Öffnung
von der Schiene 2 weg zeigt. Die von der in Draufsicht
halbkreisförmig
geformten Basis geradlinig wegführenden
Schenkel des Mittelabschnitts 16 gehen jeweils in einem
kontinuierlich verlaufenden Bogen in einen der Torsionsabschnitte 12, 13 über. Die
Torsionsabschnitte 12, 13 sind rechtwinklig zu den
betreffenden Schenkeln des Mittelabschnitts 20 angeordnet
und erstrecken sich in Montagestellung im Wesentlichen parallel
zur Schiene 2. An die Torsionsabschnitte 12, 13 schließt sich
jeweils ein lang gestreckter, im Wesentlichen gerader Haltearm 21, 22 an,
wobei der Übergang
zwischen den Torsionsabschnitten 12, 13 und dem
von ihnen jeweils getragenen Haltearm 21, 22 ebenfalls
in Form eines sprungfrei verlaufenden Bogens ausgebildet ist. Jeder
Haltarm 21, 22 selbst ist dabei wiederum im Wesentlichen
rechtwinklig zu dem ihn jeweils tragenden Torsionsabschnitt 12, 13 angeordnet.
An ihren freien Enden weisen die Haltearme 21, 22 jeweils
eine Abkröpfung 23, 24 auf,
mit dem die Haltearme 21, 22 auf dem Fuß 7 der
Schiene 2 aufliegen und über die sie die erforderlichen
Haltekräfte
auf den Fuß 7 der Schiene 2 sicher übertragen.
-
Die
Länge L
der Torsionsabschnitte 12, 13 ist so auf die Breite
B der jeweiligen Rippen 9, 10 der Tragplatten 5, 6 abgestimmt,
dass die Haltearme 21, 22 jeweils im freien seitlich
der Tragplatten 5, 6 vorhandenen Raum an den Rippen 9, 10 vorbei
verlaufen. Auf diese Weise sind die Haltearme 21, 22 lediglich
an dem ihnen jeweils zugeordneten Torsionsabschnitt 12, 13 und
an ihren Abkröpfungen 23 bzw. 24 abgestützt.
-
Die
von den Spannklemmen 15, 16 ausgeübten elastischen
Haltekräfte
werden in an sich bekannter Weise dadurch erzeugt, dass eine Mutter 25 auf den
Gewindeabschnitt der jeweiligen Spannschraube 19 geschraubt
wird und dabei die jeweilige Spannklemme 15, 16 niederpresst.
Die federnde Nachgiebigkeit der Spannklemmen 15, 16 ist
dabei zum einen direkt abhängig
von der Länge
LT, mit der die Torsionsabschnitte 12, 13 seitlich
frei über
die Tragplatte 5, 6 hinaus stehen. Die Torsionsabschnitte 12, 13 wirken
dabei nach Art einer Drehstabfeder.
-
Zum
anderen wird die Elastizität,
mit der die Haltekraft auf den Schienenfuß 7 übertragen
wird, direkt beeinflusst durch die Form und Ausrichtung der Haltearme 21, 22.
Durch eine geeignete Formgebung lässt sich so die Dauerbiegefestigkeit
der Spannklemmen 15, 16 und die Nachgiebigkeit
des Befestigungssystems 1 auf einfache Weise gezielt beeinflussen.
-
- 1
- Schienenbefestigungssystem
- 2
- Schiene
- 3
- Untergrund
- 4
- Grundplatte
- 5,
6
- Tragplatten
- 7
- Fuß der Schiene 2
- 8
- der
Schiene 2 abgewandte Breitseite der Tragplatten
-
- 5, 6
- 9,
10
- Ebenen
auf der Oberseite der Tragplatten 5, 6,
- 12,
13
- Torsionsabschnitte
der Spannklemmen 15, 16
- 14
- der
Schiene 2 zugeordnete Breitseite der
-
- Tragplatten 5, 6
- 15,
16
- Spannklemmen
- 17,
18
- Rippen
- 19
- Spannschraube
- 20
- Mittelabschnitt
der Spannklemmen 15, 16
- 21,
22
- Haltearme
der Spannklemmen 15, 16
- 23,
24
- Abkröpfung
- B
- Breite
der Tragplatten 5, 6
- L
- Länge der
Torsionsabschnitte 13, 14
- LT
- Länge, mit
der die Torsionsabschnitte 13, 14
-
- seitlich
frei über
die durch die Erhebungspaare
-
- 10, 11 gebildeten
Führungen
hinaus stehen