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Die Erfindung betrifft ein System zum Befestigen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem festen Untergrund.
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Die Montage von Schienen für Schienenfahrzeuge erfolgt heute üblicherweise über Befestigungssysteme, die aus einer so genannten ”Winkelführungsplatte”, einem Federelement, in der Praxis auch ”Spannklemme” genannt, und einem geeigneten Spannelement zum Verspannen des Federelements zusammengesetzt ist. Bei diesem Spannelement handelt sich üblicherweise um eine Schraube oder einen Dorn, durch den das Federelement so gegen den Untergrund, auf dem die Schiene steht, verspannt wird, dass es über seinen auf dem Schienenfuß aufliegenden Haltearm die erforderlichen Haltekräfte aufbringt. Die Verspannung kann dabei beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Spannelement direkt mit dem Untergrund verbunden wird, der die Schiene und das Befestigungssystem trägt, oder dass das Spannelement an einem zusätzlichen Bauteil, wie beispielsweise einer Platte befestigt wird, die dann wiederum über eine geeignete Befestigungsschraube mit dem jeweiligen Untergrund fest verkoppelt ist.
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Befestigungssysteme der voranstehend erläuterten Art sind in großer Zahl bekannt und beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 32 43 895 A1 beschrieben und werden auf dem Markt von der Anmelderin beispielsweise unter der Bezeichnung ”System KS”, ”System W14” oder ”300” angeboten.
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Das System KS umfasst dabei eine so genannte Rippenplatte, die an ihren seitlichen Enden jeweils zwei Durchgangsöffnungen aufweist. Diese Rippenplatte wird auf den beispielsweise durch eine Betonplatte oder eine Betonschwelle gebildeten festen Untergrund aufgelegt. Durch die Durchgangsöffnungen werden Befestigungsschrauben in Aufnahmen geschraubt, die in den betreffenden festen Untergrund eingebracht sind. Die Befestigungsschrauben weisen dabei einen mit einem Außengewinde versehenen, in die jeweilige Aufnahme einzuführenden Befestigungsabschnitt, einen sich an den Befestigungsabschnitt anschließenden, zylindrisch ausgebildeten Schaftabschnitt und einen Kopfabschnitt auf, an dem ein konventioneller Schraubenkopf ausgebildet ist. Über die Unterseite ihres Schraubenkopfes üben die Befestigungsschrauben die erforderlichen Haltekräfte auf die Rippenplatten aus.
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Zusätzlich sind bei dem KS-System auf der Rippenplatte zwei Rippen ausgebildet, die zwischen sich eine Aufstandsfläche für den Fuß der zu befestigenden Schiene begrenzen. Über jeweils ein mit den Rippen verkoppeltes Spannelement kann auf der Rippenplatte eine w-förmige Spannklemme verspannt werden, die über die freien Enden ihrer Haltearme die für das Niederhalten der Schiene erforderlichen elastischen Kräfte auf den Schienenfuß ausüben.
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Beim Befestigungssystem System W14 wird auf den jeweiligen festen Untergrund eine so genannte Winkelführungsplatte aufgesetzt. Die Winkelführungsplatte weist eine Durchgangsöffnung auf, durch die eine Befestigungsschraube in eine zuvor in die den festen Untergrund bildende Betonplatte oder -schwelle eingeschraubt wird. Diese Befestigungsschraube übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion eines Spannelements, durch das die zum Niederhalten der Schiene verwendete w-förmige Spannklemme vorgespannt wird. Auf der Winkelführungsplatte ausgeformte Erhöhungen und Vertiefungen stellen dabei sicher, dass die Spannklemme auch unter der Belastung ihre optimale Position beibehält.
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Auch die im System W14 eingesetzte Befestigungsschraube weist einen mit einem Außengewinde versehenen Befestigungsabschnitt, einen sich daran anschließenden, zylindrischen Schaftabschnitt mit einem gleichmäßigen Durchmesser und einen Kopfabschnitt auf. Auch beim System W14 erfolgt die Übertragung der erforderlichen Spannkräfte über einen am freien Ende des Kopfabschnitts angeformten Schraubenkopf.
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Ein anderes ebenfalls für die Befestigung von Schienen auf einer festen Fahrbahn bestimmtes Befestigungssystem ist unter der Bezeichnung System 336 bekannt. Dieses System basiert auf einer so genannten Rippenplatte, die auf einem hochelastischen Elastomer gelagert wird und auf ihrer Oberseite sich längs der zu befestigenden Schiene erstreckende und eng benachbart zu dieser angeordnete Rippen aufweist. Diese Rippen dienen zum einen als seitliche Führung für den Schienenfuß. Zum anderen wird in sie eine Spannschraube zum Spannen des jeweiligen Federelements geschraubt. Die Verankerung der Rippenplatte in dem festen Untergrund erfolgt dabei über Schraubenbolzen, bei denen der Befestigungsabschnitt als Gewindezapfen mit einem mit einem Außengewinde versehenen Befestigungsabschnitt ausgebildet ist, der in den jeweiligen festen Untergrund eingeschraubt wird, einen sich daran anschließenden kurzen Schaftabschnitt sowie einen Kopfabschnitt aufweist, der in diesem Fall ebenfalls mit einem Außengewinde versehen ist, auf das eine Mutter aufgeschraubt werden kann. Der Schaftabschnitt der im System 336 verwendeten Schrauben ist tellerartig ausgebildet und sitzt bei fertig montiertem System bündig in einer korrespondierend ausgebildeten, umgekehrt tellerförmigen Ausnehmung, die im Bereich der Mündung der Bohrung ausgebildet ist, in die der Bolzen mit seinem Befestigungsabschnitt eingeschraubt ist.
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Unabhängig davon, welche der bekannten Befestigungssysteme verwendet werden, werden in die in den festen Untergrund eingebrachten Aufnahmen üblicherweise Kunststoffdübel eingesetzt, um den sicheren Halt der jeweiligen Befestigungsschraube zu gewährleisten. Alternativ können die Befestigungsschrauben mit ihrem Befestigungsabschnitt auch in die Aufnahmen des festen Untergrunds eingegossen sein.
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Im praktischen Einsatz sind die Befestigungsschrauben aufgrund der beim Überfahren der jeweils gehaltenen Schiene auftretenden Kräfte starken dynamischen Belastungen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung ihrer Längsachse ausgesetzt. Diese führen dazu, dass sich die Befestigungsschrauben insbesondere im Bereich ihres Schaftabschnitts verbiegen, bis sie bei eingedübelten Schrauben an der Innenseite des jeweiligen Dübels oder bei eingegossenen Schrauben am die jeweilige Aufnahme umgebenden Beton anliegen. Besonders kritisch erweisen sich die Verformungen der Befestigungsschrauben bei solchen Befestigungssystemen, bei denen die Befestigungsschraube einerseits in den jeweiligen Untergrund eingeschraubt und andererseits die Haltekräfte unmittelbar auf das jeweilige Spannelement ausüben.
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In Folge dieser Verbiegung verschiebt sich der Kraftangriffspunkt, über den die Befestigungsschraube die von ihr ausgeübten Kräfte auf das zu haltende Bauteil ausübt bzw. über den es die Reaktionskräfte aufnimmt. Aufgrund der Dynamik, denen insbesondere die Reaktionskräfte unterworfen sind, ist die exakte Lage des Kraftangriffspunkt in der Praxis dabei in der Regel unbekannt. Praktische Erfahrungen zeigen, dass diese Unbestimmtheit gerade bei der Befestigung von Schienen, die von Hochgeschwindigkeitszügen oder schweren Gütertransporten befahren werden, zu einer Überlastung der Befestigungsschrauben führen kann.
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Grundsätzlich könnte dieser Gefahr durch eine entsprechend stärkere Dimensionierung der Befestigungsschraube begegnet werden. Allerdings hätte dies nicht nur erhöhte Material- und Herstellungskosten für die Befestigungsschrauben selbst zur Folge, sondern eine solche verstärkte Auslegung würde auch eine entsprechend angepasste Dimensionierung aller anderen mit den Befestigungsschrauben eines in Rede stehenden Befestigungssystems für Schienen zusammenwirkenden Bauteile nach sich ziehen.
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Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Befestigungssystem zu schaffen, bei dem mit einfachen, kostengünstigen Mitteln die Gefahr einer Überlastung der jeweils vorhandenen Befestigungsschraube auf ein Minimum reduziert ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein gemäß Anspruch 1 ausgebildetes System gelöst worden. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In Übereinstimmung mit dem voranstehend erläuterten Stand der Technik umfasst ein erfindungsgemäßes System zum Befestigen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem festen Untergrund, in dem jeweils mindestens eine Aufnahme vorgesehen ist, eine Befestigungsschraube. Diese Schrauben weisen einen Befestigungsabschnitt, der dazu bestimmt ist, in die Aufnahme eingebracht zu werden, einen sich an den Befestigungsabschnitt anschließenden Schaftabschnitt, der bei fertig montiertem System mindestens mit einem an den Befestigungsabschnitt angrenzenden Teilbereich in der jeweiligen Aufnahme sitzt, und einen sich an den Schaftabschnitt anschließenden Kopfabschnitt auf, über den die Befestigungsschraube die erforderlichen Haltekräfte auf das von ihr jeweils gehaltene Bauelement ausübt.
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Erfindungsgemäß ist bei einem solchen System nun mindestens der im montierten Zustand in der Aufnahme sitzende Teilbereich des Schaftabschnitts der Befestigungsschraube ausgehend von einem maximalen Außendurchmesser, der mindestens gleich dem Innendurchmesser der jeweils freien Eintrittsöffnung der Aufnahme ist, mit in Richtung des Befestigungsabschnitts abnehmendem Außendurchmesser konisch zulaufend ausgebildet. Indem der betreffende Teilbereich des Schaftabschnitts als Konus ausgebildet ist, lässt sich die Befestigungsschraube immer bis zur vollständigen formschlüssigen Anlage an einer im Bereich der jeweiligen Aufnahme vorhandenen Abstützungsfläche verschrauben. Diese Abstützfläche kann beispielsweise bei einer eingedübelten Befestigungsschraube durch die innere Randfläche, die in diesem Fall die freie Eintrittsöffnung eines in die jeweilige Aufnahme eingesetzten Dübels begrenzt, oder bei einer eingegossenen Befestigungsschraube durch die entsprechende innere Randfläche gebildet sein, durch die die Eintrittsöffnung der Aufnahme selbst begrenzt ist.
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Da bei einem erfindungsgemäßen System aufgrund der besonderen Gestalt der jeweils verwendeten Befestigungsschraube und der dadurch erzielten formschlüssigen Montageposition weitestgehend bekannt ist, welche Position der Schaftabschnitt im Bereich des Austritts aus der Aufnahme hat, kann die Befestigungsschraube bei minimiertem Materialaufwand auf einfache Weise exakt so ausgelegt werden, dass sie auch den höchsten in der Praxis auftretenden Belastungen sicher standhält.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Befestigungssystems weist der konisch zulaufende Teilbereich des Schaftabschnitts der Befestigungsschraube eine vieleckige, d. h. drei- oder mehreckige, Querschnittsform auf. Diese Formgebung kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn die Öffnung, gegen deren jeweilige Abstützfläche der betreffende Teilbereich sich im montierten Zustand abstützt, jeweils unrund geformt ist. Soll eine möglichst vollflächige, kantenfreie Berührung zwischen der jeweiligen Stützfläche der jeweiligen Öffnung gewährleistet werden, kann dies dadurch erreicht werden, dass der konisch zulaufende Teilbereich des Schaftabschnitts die Form einer Kegelscheibe besitzt.
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Eine optimale Abstützwirkung ergibt sich allerdings dann, wenn der konisch zulaufende Teilbereich des Schaftabschnitts der Befestigungsschraube eine kreisförmige Querschnittsform aufweist. In diesem Fall bildet der konisch zulaufende Teilbereich des Schaftabschnitts eine Kegelscheibe, deren Mantelfläche in Richtung des Befestigungsabschnitts zuläuft. Diese Mantelfläche legt sich bei der Montage gleichmäßig an die korrespondierend geformte Abstützfläche an, so dass der Schaftabschnitt in diesem Teilbereich um seinen gesamten Umfang herum gleichmäßig abgestützt ist.
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Die Wirkung der in einem erfindungsgemäßen System vorgesehenen Gestaltung einer Befestigungsschraube stellt sich insbesondere dann besonders sicher ein, wenn der maximale Außendurchmesser des konisch zulaufenden Teilbereichs des Schaftabschnitts der Befestigungsschraube größer als der Innendurchmesser der Aufnahme ist und der konisch zulaufende Teilbereich des Schaftabschnitts der Befestigungsschraube derart angeordnet ist, dass im fertig montierten Zustand sein oberes, vom Befestigungsabschnitt abgewandtes Ende außerhalb der Aufnahme angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich auch bei nicht optimal aneinander angepasster Form von Aufnahme und konisch zulaufendem Teilbereich des Schaftabschnitts ein optimierter Sitz der Befestigungsschraube im montierten Zustand sicherstellen, da der konisch zulaufende Teilbereich des Schaftabschnitts in diesem Fall auch unter ungünstigen Bedingungen im Zuge des Einschraubens immer in eine Position gebracht werden kann, in der er vollständig formschlüssig in der Aufnahme sitzt.
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Demselben Zweck dient es, wenn der konisch zulaufende Teilbereich des Schaftabschnitts der Befestigungsschraube unmittelbar in den Befestigungsabschnitt übergeht.
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Ein minimiertes Gewicht der in einem erfindungsgemäßen System verwendeten Befestigungsschraube bei gleichzeitig optimierter dynamischer Belastbarkeit lässt sich dadurch erzielen, dass der Schaftabschnitt der Befestigungsschraube einen sich an seinen konisch zulaufenden Teilbereich in Richtung des Kopfabschnitts anschließenden Teilbereich aufweist, dessen Durchmesser höchstens gleich dem Außendurchmesser des sich an den Schaftabschnitt anschließenden Teilbereich des Kopfabschnitts ist.
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Wie beim Stand der Technik auch, kann bei der in einem erfindungsgemäßen System verwendeten Befestigungsschraube der Befestigungsabschnitt der Befestigungsschraube mit einem Gewinde versehen sein, um die Schraube beispielsweise in einen Kunststoffdübel einschrauben zu können.
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Genauso ist es in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik möglich, an dem Kopfabschnitt der Befestigungsschraube ein Gewinde auszubilden. Bei dieser Ausgestaltung ist die Befestigungsschraube nach Art eines Schraubenbolzens gestaltet, wobei das erfindungsgemäße System dann zusätzlich eine auf den Kopfabschnitt aufschraubbare Mutter umfasst, die im fertig montierten Zustand die erforderlichen Haltekräfte auf das von der Befestigungsschraube jeweils gehaltene Bauelement ausübt.
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Bei dem erfindungsgemäßen System kann es sich um ein System des Grundtyps ”W14” oder ein vergleichbar aufgebautes Befestigungssystem handeln, bei dem die Befestigungsschraube unmittelbar auf ein federndes Spannelement wirkt, das zum Halten der zu befestigenden Schiene benötigte Kräfte auf die Schiene ausübt. Genauso lässt sich die Erfindung nutzen, wenn es sich bei dem jeweiligen Befestigungssystem um ein System des Typs 336 handelt, bei dem die Befestigungsschraube auf eine Befestigungsplatte, insbesondere eine Rippenplatte, wirkt, auf der ein federndes Spannelement befestigt ist, das zum Halten der zu befestigenden Schiene benötigte Kräfte auf die Schiene ausübt.
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Zur Erleichterung der Montage der in einem erfindungsgemäßen System eingesetzten Befestigungsschraube kann an das freie Ende des Kopfabschnitts ein Formelement zum formschlüssigen Ansetzen eines Montagewerkzeugs angeformt sein. Bei dem betreffenden Formelement kann es sich beispielsweise um einen Innen- oder Außensechskant handeln, in bzw. an den ein geeigneter Schraubenschlüssel ein- bzw. angesetzt werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
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1 ein System zur Befestigung einer Schiene in einem Längsschnitt;
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2 einen Ausschnitt eines anderen Systems zur Befestigung einer Schiene in einem Längsschnitt;
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3 eine in den in den 1 und 2 dargestellten Systemen einsetzbare Befestigungsschraube.
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Das in 1 dargestellte System 51 dient zum Befestigen einer zu einem weiter nicht dargestellten Gleiskörper gehörenden Schiene 1 auf einer einen festen Untergrund darstellende Schwelle 2. Alternativ kann der feste Untergrund auch durch eine entsprechend ausgebildete Betonplatte oder ein vergleichbares Element gebildet sein. Das System S1 entspricht dabei dem Grundtyp der an sich bekannten Schienenbefestigungssysteme ”W14”, ”300” oder ”KS”.
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In die Schwelle 2 ist eine Aufnahme eingeformt, die eine ebene Grundfläche 3 und von der Grundfläche 3 ausgehend in einem Öffnungswinkel schräg ansteigende, parallel zur Schiene 1 verlaufende Seitenflächen 4, 5 besitzt. Benachbart zu den Seitenflächen 4, 5 sind in die Grundfläche 3 der Aufnahme Aufnahmen 6, 7 eingeformt. In die Aufnahmen 6, 7 sind jeweils mit einem Gewinde versehene Kunststoffdübel 8, 9 eingegossen, deren Eintrittsöffnung 6a, 7a im Wesentlichen jeweils bündig zur Grundfläche 3 der Aufnahme der Schwelle 2 angeordnet ist.
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Das System S1 umfasst des Weiteren eine auf die Grundfläche 3 der Aufnahme der Schwelle 2 aufgelegte Lage 10 eines elastischen Materials, durch die eine definierte Elastizität der Abstützung der Schiene 1 in vertikaler Richtung hergestellt ist, sowie eine darauf liegende, aus Stahl bestehende Grundplatte 11, über die die von der Schiene 1 ausgehende Belastung gleichmäßig auf die elastische Lage 10 verteilt wird.
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Darüber hinaus umfasst das System 51 zwei Winkelführungsplatten 12, 13, von denen eine auf der linken und eine auf der rechten Seite der Schiene 1 angeordnet ist. Die Winkelführungsplatten 12, 13 sind dabei einerseits an der ihnen jeweils zugeordneten Seitenfläche 4, 5 der Aufnahme der Schwelle 2 abgestützt. Andererseits liegt die Schiene 1 mit ihrem Schienenfuß 14 seitlich an jeweils einer der Winkelführungsplatten 12, 13 an. Die Winkelführungsplatten 12, 13 übernehmen so die seitliche Abstützung der Schiene 1 an der Schwelle 2.
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Auf den Winkelführungsplatten 12, 13 ist jeweils eine w-förmige, ebenfalls zum System S1 gehörende Spannklemme 15, 16 gehalten. Die Spannklemmen 15, 16 üben über die freien Enden ihrer Arme die für das Niederhalten der Schiene 1 beim Überfahren erforderlichen elastischen Haltekräfte auf die ihnen jeweils zugeordnete Oberseite des Fußes 14 der Schiene 1 aus.
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Schließlich umfasst das System 51 zwei Befestigungsschrauben 17a, 17b und darauf aufschraubbare Muttern 18a, 18b. Jeweils eine dieser Befestigungsschrauben 17a, 17b ist einer der Winkelführungsplatten 12, 13 und der auf ihnen jeweils zugeordneten Spannklemme 15, 16 zugeordnet.
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Die einstückig beispielsweise schmiedetechnisch hergestellten Befestigungsschrauben 17a, 17b weisen jeweils einen Befestigungsabschnitt 19 auf, an dem ein grobes Außengewinde 17a mit großer Steigung ausgebildet ist. An den Befestigungsabschnitt 19 ist ein Schaftabschnitt 20 angeschlossen, auf den wiederum ein Kopfabschnitt 21 folgt.
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Der Schaftabschnitt 20 weist einen unmittelbar an den Befestigungsabschnitt 19 angrenzenden Teilbereich 22 auf, der ausgehend von einem an seinem vom Befestigungsabschnitt 19 abgewandten Ende vorhandenen Querschnittsdurchmesser D1, der größer ist als der Außendurchmesser Db des Befestigungsabschnitts 19, in Richtung des Befestigungsabschnitts 19 konisch zuläuft. Der kleinste Querschnittsdurchmesser D2 des Teilbereichs 22 am Übergang zum Befestigungsabschnitt 19 entspricht dabei dessen Außendurchmesser Db. Der Teilbereich 22 des Schaftabschnitts 20 bildet auf diese Weise eine Kegelscheibe mit einer gleichmäßig geformten Mantelfläche. Etwa an der Hälfte seiner Länge Lt hat der Teilbereich 22 dabei einen Querschnittsdurchmesser Dh, der in etwa gleich dem Durchmesser De der freien Eintrittsöffnung 6a, 7a der in die Aufnahmen 6, 7 der Schwelle 2 eingegossenen Dübel 8, 9 ist.
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An den an den Befestigungsabschnitt 19 angrenzenden Teilbereich 22 schließt sich in Richtung des Kopfabschnitts 21 der Befestigungsschrauben 17a, 17b ein zweiter zylindrisch ausgebildeter Teilbereich 23 an, dessen Außendurchmesser Dz etwa gleich dem Kerndurchmesser des in den Kopfabschnitt 21 eingeformten Maschinengewindes 24 ist. An das freie Ende des Kopfabschnitts 21 ist als Formelement für das Ansetzen eines Schraubwerkzeugs ein Sechskant 25 angeformt.
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Zur Montage des Systems S1 werden zunächst die Kunststoffdübel 6, 7 in die Aufnahmen 4, 5 der Schwelle 2 eingegossen.
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Anschließend wird jeweils eine der Befestigungsschrauben 17a, 17b in die Dübel 6, 7 geschraubt, bis der konisch zulaufende Teil 22 ihres Schaftabschnitts 21 soweit in die Eintrittsöffnung 6a, 7a des jeweiligen Kunststoffdübels 8, 9 eingedrungen ist, dass er allseits formschlüssig in der Eintrittsöffnung 6a, 7a sitzt.
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Dann werden die elastische Lage 10 und die Grundplatte 11 in die Aufnahme gelegt und die Winkelführungsplatten 12, 13 gesetzt. Die Bauteile weisen dabei erforderlichenfalls eine zum Durchführen des Kopfabschnitts 22 der jeweiligen Befestigungsschraube 17a, 17b erforderliche Durchgangsöffnung auf.
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Auf die Winkelführungsplatten 12, 13 wird dann jeweils eine der Spannklemmen 15, 16 derart vorpositioniert, dass die freien Enden ihrer Haltearme nicht über die jeweilige dem Schienenfuß 14 zugeordneten Stirnfläche der Winkelführungsplatten 12, 13 überstehen. Dabei ist der Kopfabschnitt 22 der jeweiligen Befestigungsschraube 17a, 17b durch den von dem U-förmigen Mittelteil der Spannklemmen 15, 16 umgrenzten Raum geführt.
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Auf die über die jeweiligen Spannklemmen 15, 16 hinausragenden Kopfabschnitte 21 der Befestigungsschrauben 17a, 17b wird dann jeweils eine der Muttern 18a, 18b soweit aufgeschraubt, dass die Spannklemmen 15, 16 leicht vorgespannt in der Montageposition gehalten sind. Gleichzeitig üben die Befestigungsschrauben 17a, 17b über die Muttern 18a, 18b und die Spannklemmen 15, 16 auf die anderen von ihnen gehaltenen Bauelemente des Systems S1 eine Haltekraft aus, durch die diese Elemente in ihrer Montageposition gehalten werden.
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Schließlich wird die Schiene 1 mit ihrem Schienenfuß 14 zwischen die Winkelführungsplatten 12, 13 auf die Grundplatte 11 gesetzt. Dann werden die Spannklemmen 15, 16 soweit in Richtung des Schienenfußes 14 verschoben, bis die freien Enden ihrer Haltearme sicher auf die freie Oberseite des Schienenfußes 14 wirken. Daraufhin werden durch ein weiteres Verdrehen der Muttern 18a, 18b auf dem Kopfabschnitt 22 die Spannklemmen 12, 13 so weit vorgespannt, dass sie die für einen dauerhaft sicheren elastischen Halt der Schiene 1 erforderlichen Haltekräfte aufbringen.
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In 2 ist der linke Teil eines Systems S2 gezeigt, das zum Befestigen einer Schiene dient, von der in 2 lediglich der äußere seitliche Abschnitt des Schienenfußes 30 sichtbar ist. Auf der hier nicht dargestellten rechten Seite des Schienenfußes sind an den in 2 gezeigten Bauelementen entsprechende Teile in spiegelsymmetrischer Anordnung montiert.
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Das System S2 entspricht dem Grundtyp des an sich bereits bekannten Schienenbefestigungssystems 336. Es umfasst eine erste auf der Aufstandfläche 31 des jeweiligen festen Untergrunds 32 aufliegende Platte 33, auf der eine elastische, aus einem hochelastischen Elastomer bestehende Zwischenlage 34 aufgelegt ist. Bei dem festen Untergrund 32 kann es sich wie beim in 1 dargestellten System S1 beispielsweise um eine Betonschwelle oder eine Betonplatte handeln.
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Die Zwischenlage 34 stellt einerseits die erforderliche elastische Nachgiebigkeit des Befestigungssystems S2 sicher und bietet andererseits eine optimierte Schall- und Vibrationsdämpfung. Auf der elastischen Zwischenlage 34 liegt wiederum eine Rippenplatte 35, auf deren freier Oberseite eine sich längs des Schienenfußes 30 erstreckende und in enger Nachbarschaft zum Schienenfuß 30 angeordnete Rippe 36 ausgebildet ist. In die Rippe 36 ist eine Gewindebohrung eingeformt, in die ein Schraubenbolzen 37 eingeschraubt ist. Auf den freien Gewindeabschnitt des Schraubenbolzens 37 ist eine Mutter 38 aufgeschraubt, die über eine Zwischenscheibe so auf den Mittelteil einer ω-förmigen Spannklemme 39 wirkt, dass über deren freie Arme 40 die zum elastisch nachgiebigen Niederhalten der Schiene erforderlichen Haltekräfte auf die freie Oberseite des Schienenfußes 30 aufgebracht werden.
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In den seitlichen Endabschnitt der Rippenplatte 35 und den darunter liegenden Abschnitten der Zwischenlage 34 und der Platte 33 ist jeweils eine Durchgangsöffnung 41 eingeformt, die fluchtend zu einer in den festen Untergrund 32 eingeformten Aufnahme 42 angeordnet ist. In die Aufnahme 42 ist ein hier nur schematisch angedeuteter Dübel 43 eingesetzt, in den ein in einer Ausgestaltung und Formgebung dem im System S1 verwendeten Befestigungsschrauben entsprechende Befestigungsschraube 44 mit ihrem Befestigungsabschnitt 45 eingeschraubt ist. Selbstverständlich wäre es grundsätzlich bei entsprechender Ausformung der Aufnahme 42 auch möglich, den Befestigungsabschnitt 45 der Befestigungsschraube auch ohne einen Dübel im festen Untergrund 32 zu verankern.
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Der sich an den Befestigungsabschnitt 45 anschließende, sich ausgehend vom Befestigungsabschnitt 45 konisch erweiternde, als Kegelscheibe ausgebildete Schaftabschnitt 46 der Befestigungsschraube 44 sitzt dabei formschlüssig und selbsttätig zentrierend gehalten in der Eingangsöffnung des Dübels 43.
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Der sich an den Schaftabschnitt 46 anschließende Kopfabschnitt 47 weist an seinem oberen freien Ende ein Außengewinde auf, auf das eine Mutter 48 aufgeschraubt ist. Über die Mutter 48 wird eine auf den Kopfabschitt aufgesetzte und gegen die Rippenplatte 35 abgestützte Druckfeder 49 mit einer definierten Vorspannung beaufschlagt, so dass die Rippenplatte 35 mit einer genau vorbestimmten elastischen Kraft auf dem festen Untergrund 32 gehalten ist. Dabei gewährleistet der selbstzentrierende Sitz des konisch zulaufenden Schaftabschnitts 46 in der Öffnung des Dübels 43 auch dann einen optimalen Halt der Befestigungsschraube 44, wenn es im Zuge des Überfahrens des durch das Befestigungssystem S2 gebildeten Befestigungspunktes der Schiene zu einer Belastung quer zur Längsachse der Befestigungsschraube kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schiene
- 2
- Schwelle
- 3
- Grundfläche der Aufnahmen der Schwelle 2
- 4, 5
- Seitenflächen der Aufnahmen der Schwelle 2
- 6, 7, 42
- Aufnahmen
- 8, 9, 43
- Kunststoffdübel
- 6a, 7a
- jeweilige Eintrittsöffnung der Aufnahmen 6, 7
- 10
- elastische Lage
- 11
- Grundplatte
- 12, 13
- Winkelführungsplatten
- 14
- Schienenfuß
- 15, 16
- Spannklemmen
- 17a, 17b
- Befestigungsschrauben
- 18a, 18b, 48
- Muttern
- 19
- Befestigungsabschnitt
- 19a
- Außengewinde des Befestigungsabschnitts 19
- 20
- Schaftabschnitt
- 21
- Kopfabschnitt
- 22
- konisch zulaufender Teilbereich des Schaftabschnitts 20
- 23
- zylindrisch ausgebildeter Teilbereich des Schaftabschnitts 20
- 24
- Maschinengewinde
- 25
- Sechskant
- 30
- Schienenfuß
- 31
- Aufstandfläche
- 32
- Untergrund
- 33
- Platte
- 34
- elastische Zwischenlage
- 35
- Rippenplatte
- 36
- Rippe
- 37
- Schraubenbolzen
- 38
- Mutter
- 39
- Spannklemme
- 40
- Arme der Spannklemme
- 41
- Durchgangsöffnung
- 42
- Aufnahme
- 43
- Dübel
- 44
- Befestigungsschraube
- 45
- Befestigungsabschnitt der Befestigungsschraube 44
- 46
- Schaftabschnitt der Befestigungsschraube 44
- 47
- Kopfabschnitt der Befestigungsschraube 44
- 48
- Mutter
- 49
- Druckfeder
- D1
- großer Querschnittsdurchmesser des Teilbereichs 22
- D2
- kleiner Querschnittsdurchmesser des Teilbereichs 22 am Übergang zum Befestigungsabschnitt 19
- Db
- Außendurchmesser des Befestigungsabschnitts 19
- Dh
- mittlerer Querschnittsdurchmesser des Teilbereichs 22
- De
- Durchmesser der Eintrittsöffnung der Dübel 8, 9, 43
- Dz
- Außendurchmesser des Teilbereichs 23
- S1, S2
- System zum Befestigen der Schiene 1
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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