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Die
Erfindung betrifft eine Unterlegplatte für die Befestigung
einer Schiene auf einem festen Untergrund, wobei die Unterlegplatte
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und in die dem festen Untergrund
zugeordnete Unterseite der Unterlegplatte eine Aussteifungsstruktur
eingeformt ist, die durch Rippen und zwischen ihnen vorhandene Vertiefungen
gebildet ist.
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Darüber
hinaus betrifft die Erfindung eine unter Verwendung einer solchen
Unterlegplatte hergestellte Befestigung für eine Schiene.
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Aus
der Praxis ist ein unter der Bezeichnung ”ECF” angebotenes
Schienenbefestigungssystem bekannt, bei dem die Schiene auf der
Aufstandfläche einer aus Stahl bestehenden Unterlegplatte
steht. An ihren in Längsrichtung der zu befestigenden Schiene ausgerichteten
Längsseiten ist die Aufstandfläche durch jeweils
eine Rippe begrenzt, an der im fertig montierten Zustand der Schienenfuß seitlich
geführt ist. Zusätzlich dient die Rippe als Lager
für eine Spannschraube, die mit ihrem Schraubenkopf in
einer in die Rippe eingeformten Aufnahme formschlüssig
sitzt und mit ihrem Schaft von der Oberseite der Unterlegplatte
wegweisend die Mittelschlaufe einer W-förmigen Spannklemme
durchgreift. Mittels einer auf die Spannschraube geschraubten Mutter
wird dann die Spannklemme so gegen die Unterlegplatte verspannt,
dass über die freien Enden der Federarme der Spannklemme
eine ausreichende Niederhaltekraft auf die jeweilige Seite des Schienenfußes ausgeübt
wird.
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Eine
ausreichende Nachgiebigkeit einer durch das System ECF gebildeten
Schienenbefestigung beim Überfahren durch ein Schienenfahrzeug wird
dabei durch eine elastische Zwischenlage gewährleistet,
die zwischen der Unterlegplatte und einer auf dem jeweiligen festen
Untergrund liegenden Tragplatte angeordnet wird.
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Um
eine Anpassung der Position der Schiene an die jeweils geforderte
Spurweite zu ermöglichen, ist bei dem ECF-System in die
seitlich über die Aufstandfläche hinausstehenden
Bereiche der Unterlegplatte jeweils eine von ihrer Oberseite zu
ihrer Unterseite führende Hülsenöffnung
eingeformt, in der eine als Niederhalterhülse ausgebildete
Exzenterhülse sitzt. Die Exzenterhülse weist dabei
an ihrem in Montagestellung oberen Ende einen Vorsprung in Form
eines um die Umfangsfläche der Hülse umlaufenden
Kragens auf, der in Montagestellung auf der Oberseite der Unterlegplatte
aufliegt. Gleichzeitig ist die zwischen der Unterseite des Kragenvorsprungs und
dem in Montagestellung unteren Ende der Exzenterhülse verbleibende
Höhe so bemessen, dass im fertig montierten Zustand die
Hülse auf der Traglatte steht. Durch die Hülsenöffnung
der Exzenterhülse ist dabei eine Schraube gesteckt, die
in einen in den festen Untergrund eingelassenen Dübel verschraubt
ist und so eine Drehachse für die Hülse bildet.
Durch diese Konstruktion wird einerseits erreicht, dass die Unterlegplatte über
die als Niederhalter wirkende Exzenterhülse mit einer definierten
Niederhaltekraft gegen den festen Untergrund verspannt ist. Andererseits
lässt sich die Lage der Unterlegplatte und mit ihr die
auf ihr stehende Schiene durch eine Verdrehung der Exzenterhülse
quer zur Längserstreckung der Schiene ausgerichtet verschieben,
um die Position der Schiene an die geforderte Spurweite anzupassen.
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Nachteilig
an dem bekannten ECF-System zur Befestigung einer Schiene ist, dass
die Unterlegplatte ein hohes Gewicht aufweist und auch die Freiheit
bei ihrer Gestaltung durch den für ihre Herstellung verwendeten
Stahlwerkstoff begrenzt ist.
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Um
die Nachteile von aus Stahl bestehenden Unterlegplatten der voranstehend
erläuterten Art zu vermeiden, ist in der
EP 1 950 347 A2 eine Unterlegplatte
der eingangs angegebenen Art vorgeschlagen worden. Die bekannte
Unterlegplatte weist auf ihrer dem festen Untergrund zugeordneten
Unterseite eine Aussteifungsstruktur auf, die aus einander kreuzenden
Rippen gebildet ist, welche zwischen sich jeweils ungefüllte
Ausnehmungen begrenzen. Zusätzlich sind in die Unterlegplatte
Durchgangsöffnungen eingeformt, durch die von der Unterseite
der Unterlegplatte her eine als Spannschraube dienende konventionell
geformte Sechskantschraube gesteckt werden kann, um eine Spannklemme
gegen die Unterlegplatte zu verspannen. Für den Schraubenkopf der
Spannschraube ist dabei eine in die Unterseite der Unterlegplatte
eingeformte, ebenfalls sechskantförmig ausgebildete Aufnahme
vorgesehen, in der der Schraubenkopf im fertig montierten Zustand formschlüssig
sitzt.
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Die
aus der
EP 1 950 347
A2 bekannte, aus Kunststoff bestehende Unterlegplatte ist
dazu bestimmt, unmittelbar auf den jeweiligen festen Untergrund
aufgelegt zu werden. Um einen ausreichend festen Halt zu ermöglichen,
ist die bekannte Unterlegplatte an ihren Schmalseiten mit jeweils
drei Durchgangsöffnungen versehen, durch die jeweils eine
in den festen Untergrund einschraubbare Befestigungsschraube gesteckt
wird. Weder eine Spurweitenanpassung noch eine elastische Lagerung
der Schiene sind dabei vorgesehen.
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Vor
dem Hintergrund des voranstehend beschriebenen Standes der Technik
bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Unterlegplatte zu
konzipieren, die einerseits ein minimiertes Gewicht und eine optimierte
Steifigkeit aufweist und andererseits geeignet ist, auf einer elastischen
Zwischenlage abgestützt zu werden. Darüber hinaus
sollte eine hinsichtlich der Einfachheit seiner Montage optimierte Befestigung
mit optimierten Gebrauchseigenschaften geschaffen werden.
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In
Bezug auf die Unterlegplatte hat die Erfindung diese Aufgabe dadurch
gelöst, dass die Unterlegplatte gemäß Anspruch
1 ausgebildet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen
Unterlegplatte sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen
Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Einzelnen
erläutert.
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In
Bezug auf die Befestigung ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
die in Anspruch 12 angegebene Befestigung gelöst worden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen
Befestigung sind in den auf Anspruch 12 rückbezogenen Ansprüchen
angegeben und werden nachfolgend ebenfalls im Einzelnen erläutert.
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Bei
einer erfindungsgemäßen aus einem Kunststoff gefertigten
Unterlegplatte für die Befestigung einer Schiene auf einem
festen Untergrund sind mindestens einige, vorzugsweise alle Vertiefungen der
in ihre Unterseite eingeformten Aussteifungsstruktur mit einem Füllstoff
geschlossen. Durch die Füllung der Vertiefung wird bei
der Montage einer solchen Unterlegplatte auf einer elastischen Lage
der Gefahr vorgebeugt, dass sich unter Last die Aussteifungsstruktur
in die elastische Zwischenlage drückt und diese nachhaltig
beschädigt. ”Geschlossen” meint in diesem
Zusammenhang jede Art von Füllung der Vertiefungen, durch
die sichergestellt ist, dass bei dem fertig montiertem System im
Fall der Belastung durch ein den durch das System gebildeten Befestigungspunkt überfahrendes
Schienenfahrzeug die Rippen der Unterlegplatte sich allenfalls nur
so gering in die elastische Zwischenlage eindrücken, dass
es zu keiner bleibenden Beschädigung kommt.
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Abhängig
von der Empfindlichkeit und Tragfähigkeit der elastischen
Lage, auf die die Unterlegplatte aufgelegt werden soll, kann es
zweckmäßig sein, lediglich einen Teil der Vertiefungen
mit Füllstoff zu füllen. So bietet es sich in
Fällen, in denen die Vertiefungen regelmäßig
angeordnet sind, zwischen zwei gefüllten Vertiefungen eine
oder mehrere ungefüllt zu belassen, an, wenn dadurch die
für ein dauerhaftes elastisches Verhalten der elastischen
Zwischenlage vorgegebene zulässige Flächenbelastung unter
Last nicht überschritten wird. Eine besonders einfache
Fertigung und besonders sichere Funktion ergibt sich allerdings
dann, wenn alle Vertiefungen der Aussteifungsstruktur einer erfindungsgemäßen Unterlegplatte
mit Formstoff gefüllt sind.
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Abhängig
von der Belastbarkeit des Füllstoffs kann es dabei ausreichen,
wenn er als dünne Schicht lediglich nach Art eines Deckels
die jeweilige Vertiefung an ihrer der Unterseite zugeordneten Öffnung
verschließt. In diesem Fall kann es sich bei dem Füllstoff
beispielsweise um eine ausreichend starke Folie oder Platte handeln,
die die Öffnung der jeweiligen Vertiefung verschließt.
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Soll
jedoch eine besonders belastbare Füllung der Vertiefungen
erreicht werden oder Füllstoff zusätzlich zur
Schalldämmung beitragen oder eine andere zusätzliche
Funktion übernehmen, kann es ebenso zweckmäßig
sein, die Vertiefungen vollständig mit dem Füllstoff
zu füllen. oder jeweils so viel Füllstoff in die
Vertiefungen zu geben, dass der Füllstoff über
die die jeweilige Vertiefung begrenzenden Rippen hinaussteht. Gerade
in letzterem Fall ist besonders sicher gewährleistet, dass
es im praktischen Einsatz zu keiner Beschädigung der elastischen
Zwischenlage durch die Rippen kommt.
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In
jedem Fall kann die Füllung mit dem Füllstoff
beispielsweise nach der Herstellung der Unterlegplatte in einem
separaten Arbeitsschritt in die jeweilige Vertiefung eingebracht
werden. Dazu kann der Füllstoff in die Vertiefungen im
fließfähigen Zustand eingespritzt oder als vorgefertigtes
Formelement eingesetzt werden.
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Als
Kunststoff für die Herstellung der Unterlegplatte kommt
beispielsweise glasfaserverstärktes Polyamid in Frage.
Als Füllstoff eignet sich dagegen unverstärktes
Polyamid.
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Für
die seitliche Führung der Schiene kann auch auf der Oberseite
einer erfindungsgemäßen Unterlegplatte in an sich
bekannter Weise eine Standfläche für die zu befestigende
Schiene ausgebildet sein, die an ihren in Längsrichtung
der zu befestigenden Schiene ausgerichteten Längsseiten durch
jeweils eine Stützschulter begrenzt ist. An den Stützschultern
kann dann jeweils ein Spannelement zum Verspannen eines zum Niederhalten
der zu befestigenden Schiene bestimmtes Federelement befestigbar
sein. Zu diesem Zweck kann in ebenfalls bekannter Weise eine von
der Ober- zur Unterseite der Unterlegplatte führende Durchgangsöffnung
in die jeweilige Stützschulter eingeformt sein. Um dabei einerseits
auf einfache Weise einen sicheren Halt der Spannschraube während
des Verspannens des Federelements zu gewährleisten und
andererseits die elastische Zwischenlage nicht durch einen über
die Unterseite der Unterlegplatte hinausstehenden Schraubenkopf
zu belasten, kann auch an der Unterseite einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Unterlegplatte im Bereich der Mündung der Durchgangsöffnung
eine Aufnahme eingeformt sein, in der im fertig montierten Zustand
der vielkantige, insbesondere sechskantige Schraubenkopf der Spannschraube sitzt.
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Damit
die mit ihrem Schraubenkopf in der Aufnahme sitzende Spannschraube
auch den hohen Drehmomenten, die beim Verspannen des jeweiligen Federelements
auftreten können, standhalten kann, ohne dass dazu gesonderte
Metallelemente oder desgleichen in die aus Kunststoff bestehende
Unterlegplatte eingesetzt werden müssen, schlägt
die Erfindung gemäß einer weiteren für
die Praxis wichtigen Ausgestaltung vor, dass jeder Seitenfläche
des Schraubenkopfes eine an der Umfangswand der Aufnahme ausgebildete
Anlagefläche zugeordnet ist. Diese Anlagefläche
erstreckt sich dabei über eine Teillänge der jeweils
zugeordneten Seitenfläche des Schraubenkopfes, so dass
die betreffenden Seitenflächen des Schraubenkopfes im Montagezustand
an der ihnen jeweils zugeordneten Anlagefläche flächig abgestützt
sind.
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Gleichzeitig
sind bei dieser Ausgestaltung der Erfindung die Anlagenflächen
der Umfangswand beabstandet zueinander angeordnet, so dass zwischen
zwei benachbarten Anlageflächen jeweils eine Ausnehmung
in die Umfangswand der Aufnahme eingeformt sein kann, in deren Bereich
im fertig montierten Zustand kein Kontakt zwischen dem Schraubenkopf
und der Umfangswand der Aufnahme besteht. Durch eine solche Gestaltung
der Aufnahme wird erreicht, dass auch unter Drehmomentbelastung zwischen
den die Belastung aufnehmenden Abschnitten der Aufnahme eine Flächenberührung
besteht, über die die aufzunehmenden Kräfte vergleichbar
großflächig in die die Aufnahme umgebenden Abschnitte
der Unterlegplatte geleitet werden.
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Auf
diese Weise werden Belastungsspitzen verhindert, die bei konventionell
gestalteten Aufnahmen auftreten, deren Form glatt der Form des von
ihnen aufzunehmenden Schraubenkopfes entspricht. Dort ergibt sich
regelmäßig aufgrund des unvermeidbaren Spiels,
mit dem der Schraubenkopf in der zugeordneten Aufnahme sitzt, an
den Kanten zwischen den Seitenflächen des Schraubenkopfes
ein schmaler, linienförmiger Kontaktbereich, auf den die
gesamte Belastung konzentriert wird. Diese Kraftkonzentration kann
so hoch werden, dass sich der Schraubenkopf in das die Aufnahme
umgebende Material einarbeitet und der sichere Halt des Schraubenkopfes
nicht mehr gewährleistet ist. Durch die erfindungsgemäß erreichte
flächige Abstützung der Seitenflächen
des Schraubenkopfes tritt diese Gefahr nicht mehr auf.
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Eine
weitere Minimierung des Gewichts der Unterlegplatte kann dadurch
erreicht werden, dass die Unterlegplatte in Draufsicht betrachtet
im Bereich der Standfläche eine Einschnürung aufweist.
Die Unterlegplatte weist bei dieser Ausgestaltung in ihren in Montagestellung
seitlich über die Schiene hinausstehenden Abschnitten eine
größere in Längsrichtung der Schiene
gemessene Breite auf als in dem Bereich, der sich unter dem Schienenfuß befindet.
Auf diese Weise wird nicht nur zusätzlich Gewicht eingespart,
sondern die breiteren seitlichen Abschnitte tragen auch zu einer
optimierten Abstützung der Schiene gegen die beim Überfahren
wirkenden Querkräfte bei.
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Ein übermäßiges
Zusammendrücken der elastischen Zwischenlage bei Belastung
kann auch dadurch verhindert werden, dass an der Unterseite der
Unterlegplatte an ihrer Unterseite mindestens ein von der Unterseite
weg weisender, als Anschlag dienender Vorsprung ausgebildet ist,
durch den bei fertig montiertem System der Weg begrenzt ist, um
den die Unterlegplatte bei Überfahren der Schiene durch
ein Schienenfahrzeug in Folge der Elastizität der elastischen
Zwischenlage einsinkt. Der betreffende Vorsprung kann dabei nach
Art einer Schürze in Richtung des jeweiligen festen Untergrunds
vorstehend um die Unterlegplatte umlaufen, so dass unabhängig von
ihrer jeweiligen Bewegung allseitig ein Anschlag für die
Absenkbewegung der Unterlegplatte gewährleistet ist. Ein
solcher umlaufender Vorsprung hat den zusätzlichen Vorteil,
dass er die elastische Zwischenlage gegen Verschmutzung und Nässe
schützt. Alternativ ist es jedoch selbstverständlich
auch denkbar, an bestimmten Punkten jeweils einen separaten Vorsprung
für denselben Zweck vorzusehen.
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In
die Unterlegplatte kann mindestens eine von ihrer Oberseite zu ihrer
Unterseite führende Hülsenöffnung für
eine Niederhalterhülse eingeformt sein, in der eine Niederhalterhülse
mit Schiebesitz steckt, deren Höhe größer
als die Dicke der Unterlegplatte im Bereich der ihr zugeordneten
Hülsenöffnung ist und die einen von ihrer Umfangsfläche
abstehenden Vorsprung aufweist, der im fertig montierten Zustand
auf der Oberseite der Unterlegplatte aufliegt, wobei in diesem Fall
dann das Befestigungselement dazu vorgesehen ist, durch die Hülsenöffnung
der Niederhalterhülse gesteckt zu werden.
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Die
in die Hülsenöffnung gesteckte Niederhalterhülse
bewirkt bei dieser Ausgestaltung vergleichbar mit dem eingangs erläuterten
Stand der Technik, dass die Unterlegplatte nur mit einer vorgegebenen
Maximalkraft belastet wird. Auf diese Weise wird sicher verhindert,
dass die aus Kunststoff bestehende Unterlegplatte durch Montagefehler
beschädigt wird. Gleichzeitig gewährleistet die
Hülse, dass die elastische Zwischenlage durch das Befestigungselement
nur so weit zusammengerückt wird, wie es für einen
sicheren Halt erforderlich ist. Die geforderte Elastizität
der elastischen Zwischenlage steht damit auch im fertig montierten
Zustand sicher zur Verfügung. Der Schiebesitz der Hülse
in der ihr zugeordneten Öffnung der Unterlegplatte stellt
dabei sicher, dass die Unterlegplatte jeder in Folge der Belastungen
beim Überfahren eintretenden Kompression oder Expansion
der Zwischenlage ungehindert folgen kann.
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In
die Unterlegplatte kann mindestens eine von ihrer Oberseite zu ihrer
Unterseite führende Hülsenöffnung für
eine Niederhalterhülse eingeformt sein, in die eine Niederhalterhülse
mit Schiebesitz steckbar ist, die einen von ihrer Umfangsfläche
abstehenden Vorsprung aufweist, der im fertig montierten Zustand
auf der Oberseite der Unterlegplatte aufliegt.
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Grundsätzlich
eignet sich eine erfindungsgemäße Unterlegplatte
für eine mit Hilfe einer Exzenterhülse bewerkstelligte
Spurweitenanpassung. Um diese Möglichkeit auch bei einer
erfindungsgemäßen Unterlegplatte zu nutzen, kann
die Niederhalterhülse als Exzenterhülse ausgebildet
sein. Um dabei eine besonders einfache, den sich auf der Baustelle
jeweils stellenden rauen Bedingungen gerecht werdende Kontrolle
der jeweils vorgenommenen Verstellung zu ermöglichen, können
an der Hülsenöffnung Rastmarken ausgebildet sein,
die unter Berücksichtigung der Exzentrizität der
Drehachse der Exzenterhülse in Bezug auf die zentrale Längsachse
der Hülsenöffnung derart beabstandet zueinander
angeordnet sind, dass bei einer Drehverstellung der Exzenterhülse
um ihre Drehachse in der Hülsenöffnung durch die Rastmarken
Drehpositionen der Exzenterhülse definiert sind, die einer
schrittweisen Lageänderung der Unterlegplatte um einen
definierten Betrag entsprechen. Indem gleichzeitig die Niederhalterhülse
ein zu den Rastmarken der Hülsenöffnung kompatibles
Formelement aufweist, über das die in die ihr zugeordnete
Hülsenöffnung eingesetzte Niederhalterhülse formschlüssig
mit jeweils einer der Rastmarken der Hülsenöffnung
verkoppelt ist, lässt sich die Lage er Unterlegplatte problemlos
in einer für den Monteur ohne weiteres nachvollziehbaren
Weise so verstellen, dass eine optimal maßgerechte Spurweitenanpassung
ohne aufwändige Messungen erzielt wird.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Befestigung einer Schiene
auf einem festen Untergrund liegt eine erfindungsgemäß ausgebildete
Unterlegplatte auf einer zwischen der Unterlegplatte und dem festen
Untergrund angeordneten Zwischenlage aus einem elastischen Material
auf.
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Im
Fall, dass in der Hülsenöffnung in erfindungsgemäßer
Weise Rastmarken ausgebildet sind, kann die Fixierung der Niederhalterhülse
auf besonders einfache Weise dadurch bewerkstelligt werden, dass
die Niederhalterhülse ein zu den Rastmarken der Hülsenöffnung
korrespondierendes Formelement aufweist, über das die in
die ihr zugeordnete Hülsenöffnung eingesetzte
Niederhalterhülse formschlüssig mit jeweils einer
der Rastmarken der Hülsenöffnung verkoppelt ist.
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Um
zum einen eine möglichst gleichmäßige Abstützung
der Schiene auf dem festen Untergrund zu gewährleisten,
zum anderen jedoch auch den abrasiven Verschleiß der elastischen
Zwischenlage zu minimieren, ist bei einem erfindungsgemäßen
Befestigungssystem zusätzlich eine zwischen der Zwischenlage
und dem festen Untergrund anzuordnende Tragplatte vorgesehen. Diese
kann erforderlichenfalls aus vergleichbar dünnem Stahlblech
oder aus einem ausreichend festen Kunststoff bestehen.
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Die
Tragplatte kann dabei auf ihrer der Unterlegplatte zugewandten Oberseite
einen Vorsprung aufweisen, der entsprechend dem oben bereits beschriebenen,
in Richtung des festen Untergrund weisenden Vorsprungs der Unterlegplatte
die Funktion eines Anschlags für die Bewegung der Unterlegplatte beim Überfahren
der Schiene durch ein Schienenfahrzeug übernimmt. Gleichzeitig
kann bei entsprechender Formgebung durch den Vorsprung der Tragplatte
eine Aufnahme für die elastische Zwischenlage gebildet
sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich der betreffende Vorsprung
zumindest über eine ausreichende Teillänge des
Umfangs der Zwischenlage entlang ihres Randes erstreckt oder eine
ausreichende Zahl von separaten Vorsprüngen an der Tragplatte
angeordnet ist, die die Position der Zwischenlage festlegen.
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Die
Montage einer erfindungsgemäßen Befestigung kann
dadurch vereinfacht werden, dass mindestens eine Klammer vorgesehen
ist, die für die Montage ein aus der Unterlegplatte, der
darunter liegenden Zwischenplatte und der unter der Zwischenplatte
liegenden Tragplatte gebildetes Paket in vormontierter Stellung
zusammenhält.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
System zum Befestigen einer Schiene in einer Explosionsdarstellung;
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2 das
System in fertig montierter Stellung in Draufsicht;
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3 das
System in fertig montierter Stellung in einer in Längsrichtung
der Schiene betrachteten seitlichen Ansicht;
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4 das
System in fertig montierter Stellung in einer seitlichen perspektivischen
Ansicht;
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5 eine
Unterlegplatte mit zugeordneten Exzenterhülsen in einer
perspektivischen Ansicht von oben;
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6 die
Unterlegplatte mit darin eingesetzten Exzenterhülsen in
einer perspektivischen Ansicht von unten;
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7 eine
Exzenterhülse in einer perspektivischen Ansicht;
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8 einen
ersten vergrößerten Ausschnitt der Unterlegplatte
in einer perspektivischen Ansicht von unten;
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9 einen
zweiten vergrößerten Ausschnitt der Unterlegplatte
in einer perspektivischen Ansicht von unten.
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Das
System 1 zum Befestigen einer Schiene S auf einem festen,
hier durch eine hier nicht weiter dargestellte Betonschwelle gebildeten
Untergrund 2 umfasst eine aus einem Kunststoffmaterial
hergestellte Unterlegplatte 3, eine unterhalb der Unterlegplatte 3 anzuordnende
Zwischenlage 4 aus einem elastisch nachgiebigen Material,
eine unterhalb der Zwischenlage 4 auf dem festen Untergrund 2 anzuordnende
Tragplatte 5, vier Exzenterhülsen 6a, 6b, 6c, 6d,
denen jeweils eine als Befestigungselement dienende Befestigungsschraube 7a, 7b, 7c 7d zugeordnet
ist, zwei Federelemente 8a, 8b, zwei Adapterstücke 9a, 9b sowie
zwei Spannschrauben 10a, 10b.
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Die
aus einem Kunststoffmaterial bestehende Unterlegplatte 3 weist
eine in Draufsicht gesehen knochenartige, langgestreckte Gestalt
auf. Ihre an jeweils eine ihrer Schmalseiten angrenzenden äußeren
Bereiche 3a, 3b weisen dabei eine deutlich größere,
in Richtung der Längserstreckung L der zu befestigenden
Schiene S gemessene Breite B auf, als ihr mittlerer Bereich, wobei
die Änderung der Breite B vom schmaleren mittleren Bereich
zu den angrenzenden breiten seitlichen Bereichen 3a, 3b einen kontinuierlichen,
sprungfreien Verlauf hat.
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In
dem mittleren Bereich ist auf der Oberseite O der Unterlegplatte 3 eine
sich in Längsrichtung L erstreckende Standfläche 3c eingeformt,
die sich über die jeweilige Breite B des mittleren schmaleren Bereichs
der Unterlegplatte 3 erstreckt und seitlich zu den Schmalseiten
der Unterlegplatte 3 hin durch jeweils eine Schulter 3d, 3e begrenzt
ist.
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An
den der Standfläche 3c zugeordneten Anlageflächen
der Schultern 3d, 3e ist jeweils ein in Richtung
der gegenüberliegenden Schulter 3e, 3d vorstehender
schwalbenschwanzartiger Vorsprung 3f ausgebildet. Auf diesen
kann jeweils eines der Adapterstücke 9a, 9b mit
einer komplementär geformten Ausnehmung gesetzt werden,
um erforderlichenfalls einen Abstand zwischen dem auf die Standfläche 3c gesetzten
Schienenfuß F der Schiene S zu überbrücken
und so eine sichere seitliche Führung der Schiene S zu
gewährleisten.
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In
die Schultern 3d, 3e ist jeweils eng benachbart
zur Standfläche 3c und mittig in Bezug auf die
Erstreckung der Schulter in Längsrichtung L eine Durchgangsöffnung 3g, 3h eingeformt,
die von der Oberseite O zur Unterseite U der Unterlegplatte 3 führt.
Durch die Durchgangsöffnungen 3g, 3h ist
von der Unterseite U der Unterlegplatte 3 herkommend jeweils
eine der nach Art einer konventionellen Sechskantschraube ausgebildeten
Spannschrauben 10a, 10b gesteckt. Der Schraubenkopf 10c der Spannschrauben 10a, 10b sitzt
dabei jeweils in einer in die Unterseite U der Unterlegplatte 3 eingeformten, im
Bereich der Mündung der jeweiligen Durchgangsöffnung 3g, 3h angeordnete
Aufnahme 3i, 3j.
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Die
Aufnahmen 3i, 3j sind jeweils von einer Umfangswand 3k umgeben,
die einstückig mit der Unterlegplatte 3 verbunden
ist. An ihren den Aufnahmen 3i, 3j jeweils zugeordneten
Umfangsflächen sind an den Umfangswänden 3k jeweils
sechs in gleichen Winkelabständen um das Zentrum der jeweiligen
Aufnahme 3i, 3j verteilt Anlageflächen 3l ausgebildet,
deren in Umfangsrichtung der jeweiligen Aufnahme 3i, 3j gemessene
Länge La jeweils weniger als die Hälfte der Länge
Ls der Seitenflächen 10d des Schraubenkopfes 10c beträgt.
Zwischen zwei benachbarten Anlageflächen 3l ist
jeweils eine Ausnehmung 3m in die jeweilige Umfangswand 3k eingeformt,
die gegenüber den Anlageflächen 3l in
die Umfangswand 3k zurückweichen. Dabei ist angrenzend an
die eine die jeweilige Ausnehmung 3m jeweils begrenzenden
Anlagefläche 3l jeweils zusätzlich eine nach
Art einer Nut ausgebildete Entlastungsausnehmung 3n in
die Umfangswand 3k eingeformt, während die Ausnehmung 3m zu
der anderen sie begrenzenden Anlagefläche in einen relativ
flachen Verlauf übergeht.
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Die
regelmäßige Verteilung, die Position und die Abmessungen
der Anlageflächen 3l, der Ausnehmungen 3m und
der Entlastungsausnehmungen 3n der jeweiligen Aufnahme 3i, 3j sind
so gewählt, dass der Schraubenkopf 10c in fertig
montierter Position (8) mit seinen Seitenflächen 10d jeweils
an einer der Anlageflächen 3l anliegt und jeder
zwischen zwei Seitenflächen 10d vorhandenen Kanten 10e des Schraubenkopfes 10c im
Bereich einer Entlastungsausnehmung 3n angeordnet ist,
ohne Kontakt mit der jeweiligen Umfangswand 3k zu haben.
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Ebenso
besteht im Bereich der Ausnehmungen 3m kein Kontakt zwischen
dem Schraubenkopf 10c und der jeweiligen Umfangswand 3k,
so dass alleine die Anlageflächen 3l die während
der Montage und im praktischen Einsatz auf den Schraubenkopf 10c wirkenden
Momente aufnehmen. Ein Einschneiden des Schraubenkopfes 10c im
Bereich seiner Kanten 10e in das Material der Umfangswand 3k wird auf
diese Weise ebenso verhindert wie ihre Zerstörung durch Überlastung.
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Dementsprechend
kann die Unterlegplatte 3 die beim Verspannen der nach
Art einer konventionellen, ω-förmigen Spannklemme
ausgebildeten Federelemente 8a, 8b auftretenden
Drehmomente problemlos aufnehmen. Zum Verspannen der Federelemente 8a, 8b werden
diese so auf die Unterlegplatte 3 gesetzt, dass die ihnen
jeweils zugeordnete Spannschraube 10a, 10b mit
ihrem Gewindeschaft durch die Mittelschlaufe des Federelements 8a bzw. 8b greift
und die freien Federarme des Federelements 8a, 8b auf
dem Schienenfuß F liegen. Anschließend wird mittels
jeweils einer auf den Gewindeschaft aufgeschraubten Mutter 12 die
Mittelschlaufe des Federelements 8a, 8b so weit
gegen die Unterlegplatte 3 gedrückt, bis eine
ausreichende Niederhaltekraft auf den Schienenfuß F ausgeübt
wird.
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Im
Bereich ihrer Ecken ist in die Unterlegplatte 3 jeweils
eine Hülsenöffnung 3o eingeformt, die von
der Oberseite O zur Unterseite U der Unterlegplatte 3 führt.
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In
jeder der vier Hülsenöffnungen 3o sitzt eine
der aus einem in Kombination mit dem Werkstoff der Unterlegplatte 3 gut
gleitfähigen und ausreichend festem Material gefertigten
Exzenterhülsen 6a–6d. Diese
weisen eine Durchgangsöffnung 6e auf, welche exzentrisch
zur Mittelachse Me der jeweiligen Exzenterhülse 6a–6d angeordnet
ist. An der äußeren Umfangsfläche der
Exzenterhülsen 6a–6d ist jeweils ein
sich achsparallel zur Mittelachse Me erstreckender, schmaler Rastvorsprung 6f ausgebildet,
der sich jeweils über die gesamte Höhe He der
Exzenterhülsen 6a–6d erstreckt.
Die Exzenterhülsen 6a–6d sind dabei
als Niederhalterhülsen ausgebildet, wozu sie an ihrem oberen,
der Oberseite O der Unterlegplatte 3 zugeordneten Rand
einen nach Art eines Kragens umlaufenden Vorsprung 6g aufweisen.
Im fertig montierten Zustand liegt der Vorsprung 6g der
Exzenterhülsen 6a–6d auf der
Oberseite O der Unterlegplatte 3 auf.
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Die
vier Hülsenöffnungen 3o sind jeweils durch
eine Umfangswand 3p umgeben, die durch das Kunststoffmaterial
der Unterlegplatte 3 gebildet ist. In die Umfangswand 3p sind
in unregelmäßigen Winkelabständen α nach
Art von Nuten ausgebildete, sich achsparallel zur Mittelachse Mh
der jeweiligen Hülsenöffnung 3o erstreckende
Rastmarken 3q eingeformt, deren Form komplementär
zur Form des an den Exzenterhülsen 6a–6d jeweils
ausgebildeten Rastvorsprungs 6f ist.
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Die
Rastmarken 3q und die Hülsenöffnungen 3o sind
dabei jeweils so gestaltet, dass die ihnen jeweils zugeordnete Exzenterhülse 6a–6d mit
ihrem Rastvorsprung 6f mit Schiebesitz formschlüssig
so in ihnen geführt ist, dass die Drehstellung der Exzenterhülse 6a–6d in
der ihr zugeordneten Hülsenöffnung 3o fixiert
ist, gleichzeitig aber eine in Richtung der Mittelachse Me gerichtete
Relativbewegung zwischen Unterlegplatte 3 und der jeweiligen
Hülse 6a–6d problemlos möglich
ist.
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Bei
der Montage des Systems 1 wird jeweils eine der Befestigungsschrauben 7a–7d durch
die Durchgangsöffnung 6e der jeweiligen Exzenterhülse 6a–6d gesteckt
und in einen in den festen Untergrund 2 eingelassenen Kunststoffdübel 11 geschraubt.
Auf diese Weise bilden die Befestigungsschrauben 7a–7d jeweils
eine Drehachse, um die sich die ihnen zugeordnete Exzenterhülse 6a–6d drehverstellen lässt.
Unter Berücksichtigung der Exzentrizität der so geschaffenen
Drehachse in Bezug auf die Mittelachse Mh der jeweiligen Hülsenöffnung 30 sind
die Winkelabstände α zwischen den Rastmarken 3q so
bemessen, dass bei fertig montierter Unterlegplatte 3 mit
jeder Drehverstellung zwischen zwei Rastmarken eine quer zur Längserstreckung
der Schiene S ausgerichtete Verschiebung der Unterlegplatte 3 um
einen betragsmäßig stets gleichen Abstand einhergeht.
So können die Winkelabstände α beispielsweise
so ausgelegt sein, dass jede Drehverstellung der Exzenterhülsen 6a–6d die
Unterlegplatte 3 für eine Spurweitenanpassung
um einen Millimeter verschiebt.
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Um
den Rand der Unterlegplatte 3 umlaufend ist ein von der
Unterseite U wegweisender, schürzenartiger Vorsprung 3r an
die Unterlegplatte 3 angeformt. Der Vorsprung 3r dient
als Anschlag für die in Richtung des festen Untergrunds 2 gerichteten Bewegungen,
die die Unterlegplatte 3 ausführt, wenn die auf
ihr stehende Schiene S von einem hier nicht gezeigten Schienenfahrzeug
befahren wird.
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In
den Bereich der Unterseite U, der nicht von den Hülsenöffnungen 3o mit
ihrer Umfangswand 3q und auch nicht von den Aufnahmen 3i, 3j eingenommen
wird, ist eine Aussteifungsstruktur 3s in die Unterlegplatte 3 eingeformt,
die aus einander unter einem rechten Winkel kreuzenden Rippen 3t und
zwischen ihnen angeordneten Vertiefungen 3u gebildet sind.
Die Vertiefungen 3u sind dabei mit einem leichten, jedoch
formstabilen Formstoff T gefüllt. Die Formstofffüllung
T schließt dabei im Wesentlichen bündig mit der
freien Oberseite der Rippen 3t ab oder steht mit einem Überstand
von typischerweise mindestens 2 mm über die Oberseite der
Rippen über, so dass keine scharfen Kanten der Rippen 3t mehr
hervortreten.
-
Um
eine elastische Abfederung der Schiene S auch unmittelbar gegenüber
der Unterlegplatte 3 zu bewerkstelligen, ist auf die Stützfläche 3c eine elastische
Lage 3v aufgespritzt, die aus einem dauerelastischen Kunststoff
besteht. Alternativ ist es auch möglich, die elastische
Lage 3v durch eine vorgefertigte Platte aus elastischem
Material zu bilden, die auf die Stützfläche 3c aufgelegt
und mit ihr insbesondere verklebt wird.
-
Die
elastische Zwischenlage 4 weist in Draufsicht eine Form
auf, die der von der Aussteifungsstruktur 3 eingenommenen
Fläche entspricht. Dementsprechend deckt die Aussteifungsstruktur 3 im
fertig montierten Zustand des Systems 1 die Zwischenlage 4 vollständig
ab. Die in den Vertiefungen 3u der Aussteifungsstruktur 3s vorhandene
Füllstofffüllung T stellt dabei auch unter der
Last eines die Schiene S befahrenden Schienenfahrzeugs sicher, dass
die Rippen 3t der Aussteifungsstruktur 3s nicht in
die Zwischenlage 4 schneiden. Stattdessen ist die Unterlegplatte 3 stets
so großflächig auf der elastischen Zwischenlage 4 abgestützt,
dass dauerhaft eine optimale Federwirkung erhalten bleibt.
-
Die
auf dem festen Untergrund 2 aufliegende dünne
Tragplatte 5 dient als Schutz der elastischen Zwischenlage
gegen abrasiven Verschleiß sowie Schmutz und gewährleistet
eine ebene Auflagefläche. Um die Lage der elastischen Zwischenlage
auf der Tragplatte 5 zu sichern, ist auf der der Unterlegplatte 3 zugeordneten
Oberseite der Tragplatte 5 durch einen der äußeren
Form der elastischen Lage folgenden Vorsprung 5a eine Aufnahme
gebildet, in der bei fertig montiertem System 1 die Zwischenlage 4 formschlüssig
sitzt. Der Vorsprung 5a dient dabei zusätzlich
ebenfalls als Anschlag, durch den die in Richtung des festen Untergrunds 2 gerichteten
Bewegungen der Unterlegplatte 3 begrenzt sind und ein übermäßiges
Zusammenpressen der elastischen Zwischenlage 4 verhindert
wird.
-
Die
elastische Zwischenlage 4 wird auch dadurch gegen ein zu
großes Zusammenpressen bei der Montage geschützt,
dass die Höhe He der als Niederhalterhülsen gestalteten
und im fertig montierten Zustand auf der Tragplatte 5 stehenden
Exzenterhülsen 6a–6d so gewählt
ist, dass die Unterlegplatte 3 auch bei fest angezogenen
Befestigungsschrauben 7a–7d nur mit einer
definierten Kraft gegen die elastische Zwischenlage 4 gepresst
wird. Soll die betreffende Kraft sehr gering sein, so wird eine Höhe
He der Exzenterhülse gewählt, die der Dicke der
Unterlegplatte 3 im Bereich der Hülsenöffnungen 3o zuzüglich
der Dicke der elastischen Lage im entspannten Einbauzustand abzüglich
der Dicke des Vorsprungs 6g entspricht.
-
- α
- Winkelabstände
- 1
- System
zum Befestigen einer Schiene S
- 2
- Untergrund
- 3
- Unterlegplatte
- 3a,
3b
- äußere
Bereiche der Grundplatte 3
- 3c
- Standfläche
der Grundplatte 3
- 3d,
3e
- Schulter
der Grundplatte 3
- 3f
- Vorsprung
- 3g,
3h
- Durchgangsöffnungen
- 3i,
3j
- Aufnahmen
der Grundplatte 3
- 3k
- Umfangswand
- 3l
- Anlagefläche
- 3m
- Ausnehmung
- 3n
- Entlastungsausnehmung
- 3o
- Hülsenöffnung
- 3p
- Umfangswand
- 3q
- Rastmarke
- 3r
- Vorsprung
- 3s
- Aussteifungsstruktur
- 3t
- Rippe
- 3u
- Vertiefung
- 3v
- elastische
Lage
- 4
- elastische
Zwischenlage
- 5
- Tragplatte
- 5a
- Vorsprung
- 6a–6d
- Exzenterhülsen
- 6e
- Hülsenöffnung
- 6f
- Rastvorsprung
- 6g
- Vorsprung
- 7a–7d
- Befestigungsschrauben
- 8a,
8b
- Federelemente
- 9a,
9b
- Adapterstücke
- 10a,
10b
- Spannschrauben
- 10c
- Schraubenkopf
- 10d
- Seitenfläche
des Schraubenkopfes 10c
- 10e
- Kante
des Schraubenkopfes 10c
- 11
- Kunststoffdübel
- 12
- Mutter
- B
- jeweilige
Breite der Grundplatte 3
- F
- Schienenfuß
- He
- Höhe
- L
- Längsrichtung
- La,
Ls
- Längen
- Me
- Mittelachse
der jeweiligen Exzenterhülse 6a–6d
- Mh
- Mittelachse
der jeweiligen Hülsenöffnung 3o
- O
- Oberseite
der Grundplatte 3
- S
- Schiene
- T
- Formstoff
- U
- Unterseite
der Grundplatte 3
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1950347
A2 [0007, 0008]