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Die Erfindung betrifft ein System zum Befestigen einer Schiene auf einer in einem Untergrund verankerten Rippenplatte, an deren freier Oberseite zwei Rippen ausgebildet sind, die sich in Längsrichtung der zu befestigenden Schiene erstrecken und zwischen sich eine Aufstandfläche begrenzen, auf der die zu befestigende Schiene bei fertig montiertem System abgestützt ist, wobei in die Rippen von deren Oberseite her jeweils mindestens eine Ausnehmung zum Befestigen eines Spannelements eingeformt ist, das zum Verspannen eines Federelements vorgesehen ist.
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Das Federelement weist dabei mindestens einen Federarm, der bei fertig montiertem System mit seinem freien Ende eine federnd elastische Niederhaltekraft auf den Schienenfuß der zu befestigenden Schiene ausübt und mit seinem anderen Ende auf der Rippenplatte abgestützt ist, und einen Mittelabschnitt auf, der an den Federarm angeschlossen ist und bei fertig montiertem System mittels des Spannelements gegen die Rippenplatte verspannt ist.
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Die in einem solchen System vorhandene Rippenplatte hat einerseits die Aufgabe, die beim Überfahren des mit Hilfe des Systems gebildeten Schienenbefestigungspunkts durch ein Schienenfahrzeug auftretenden Lasten gleichmäßig und großflächig auf den Untergrund zu verteilen, auf dem die Rippenplatte aufgelegt ist. Andererseits bilden die auf der Rippenplatte vorhandenen, zwischen sich die Aufstandfläche für die jeweils zu befestigende Schiene seitlich begrenzenden Rippen eine Führung, durch die die Schiene quer zu ihrer Längserstreckung sicher geführt ist. Die Rippen sind dabei so ausgelegt, dass sie die im praktischen Einsatz auftretenden Querkräfte sicher aufnehmen können. Gleichzeitig sind an den Rippen üblicherweise die Federelemente verspannt, die im praktischen Einsatz die zum Niederhalten der Schiene erforderliche elastische Niederhaltekraft bewirken.
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Wie beispielsweise in der
DE 35 26 653 C2 gezeigt, eignen sich zum Niederhalten der Schiene insbesondere als ω-förmige Spannklemmen ausgebildete Federelemente, die einen in Draufsicht U-förmigen Spannabschnitt besitzen, dessen Schenkel in einem bogenförmigen Übergangsstück jeweils in einen parallel zu den Schenkeln des Spannabschnitts ausgerichteten Federarm übergehen. Im fertig montierten Zustand ist die Mittelschlaufe eines solchen Spannklemmen-Federelements von einer Mutter, die auf den sie durchgreifenden, in eine entsprechende, in die zugeordnete Rippe eingeformte Gewindeöffnung eingeschraubten Schraubenbolzen aufgeschraubt ist, gegen die Rippenplatte verspannt. Die Federarme und die Schenkel des Spannabschnitts sind dabei so gebogen ausgeführt, dass sie bei fertig montierter Federklemme jeweils im Bereich des bogenförmigen Übergangsabschnitts auf der Rippenplatte abgestützt sind. Gleichzeitig liegen die Federarme mit ihren freien, in Richtung des Spannabschnitts abgekröpften Endabschnitten auf dem Schienenfuß auf. Auf diese Weise können bei geringem Raumbedarf definierte Niederhaltekräfte über eine lange Einsatzdauer zuverlässig und sicher aufgebracht werden.
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Bei einem anderen insbesondere im asiatischen Raum verbreitet eingesetzten, ebenfalls auf einer Rippenplatte basierenden Befestigungssystem kommen nach Art von Blattfedern wirkende Federelemente zum Einsatz. Die Federelemente sind dazu aus einem Flachfederstahl gebogen. Bei fertig montiertem Federelement drückt das Federelement mit seinem freien Ende auf den zugeordneten Schienenfuß der zu befestigenden Schiene. Ausgehend von dem betreffenden Ende ist das Federelement dann so gebogen, dass es die jeweils zugeordnete Rippe bogenförmig überbrückend zur Oberseite der Rippenplatte verläuft und von dort in einem zunächst nach oben und dann in Richtung der zu befestigenden Schiene weisenden größeren Bogenabschnitt zurückgeführt ist. In das Federelement ist dabei eine Durchgangsöffnung eingeformt, durch die das jeweilige gegen die Rippenplatte verspannte, als Schraubenbolzen ausgebildete Spannelement greift. Mittels einer auf das Spannelement aufgeschraubten Mutter kann der obere, in Richtung der zu befestigenden Schiene zurückgeführte Abschnitt des Federelements gegen die Rippenplatte verspannt werden. Ein unter Verwendung eines solchen Federelements zusammengestelltes System zur Befestigung einer Schiene ist beispielsweise in 2 des Artikels ”Effects of Track Structure an Seismic Behavior of Isolation System Bridges” von Akihiro TOYOOKA et al., erschienen im Quarterly Report of RTRI, Vol. 46, No. 4 pp. 238–243 (2005), dargestellt.
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Der Vorteil von in der voranstehend erläuterten Weise gestalteten Federelementen besteht in Kombination mit einer Befestigung an einer Rippenplatte insbesondere darin, dass es mit ihnen möglich ist, vergleichbar geringe Niederhaltekräfte genau dosiert auf den Schienenfuß aufzubringen. Dies gewährleistet, dass der Schiene bei einer Ausdehnung in ihrer Längsrichtung nur ein geringer Durchschubwiderstand entgegensteht. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass in Folge der Lage- oder Längenänderung der Schiene Spannungen in Größenordnungen in den Untergrund eingetragen werden, die zu einer Beschädigung des Untergrunds führen könnten.
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Diesen Vorteilen steht der Nachteil gegenüber, dass die bekannten Federelemente vergleichbar schnell ermüden und eine hohe Anfälligkeit gegen Korrosion und allgemeinen Materialverschleiß zeigen. Dies zieht einen hohen Wartungsaufwand nach sich.
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Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Möglichkeit zu schaffen, ein Schienenbefestigungssystem der voranstehend erläuterten Art auf kostengünstige Weise so zu gestalten, dass seine Dauerhaltbarkeit und Funktionssicherheit verbessert und eine einfache Montage ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass ein System zur Befestigung einer Schiene in der in Anspruch 1 angegebenen Weise ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
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Ein erfindungsgemäßes System zum Befestigen einer Schiene geht in Übereinstimmung mit dem eingangs angegebenen Stand der Technik von einer in einem Untergrund verankerten Rippenplatte aus, an deren freier Oberseite zwei Rippen ausgebildet sind, die sich in Längsrichtung der zu befestigenden Schiene erstrecken und zwischen eine Aufstandfläche begrenzen, auf der die zu befestigende Schiene bei fertig montiertem System abgestützt ist. In die Rippen ist dabei von deren Oberseite her jeweils mindestens eine Ausnehmung zum Befestigen eines Spannelements eingeformt. Das Spannelement dient dabei, ebenfalls, wie beim eingangs erläuterten Stand der Technik, zum Verspannen jeweils eines Federelements, welches in Anlehnung an den eingangs erläuterten Stand der Technik mindestens einen Federarm, der bei fertig montiertem System mit seinem freien Ende eine federnd elastische Niederhaltekraft auf den Schienenfuß der zu befestigenden Schiene ausübt und mit seinem anderen Ende auf der Rippenplatte abgestützt ist, und einen Spannabschnitt aufweist, der an den Federarm angeschlossen ist und bei fertig montiertem System mittels des Spannelements gegen die Rippenplatte verspannt ist.
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Erfindungsgemäß ist nun jeder Rippe ein Führungselement zugeordnet, das einen Stützabschnitt und einen daran angeformten Auflageabschnitt aufweist. Die Form und Ausrichtung des Stützabschnitts und des Auflageabschnitts der Führungselemente sind dabei jeweils derart an die Form der zugeordneten Rippe angepasst, dass einerseits die Führungselemente bei fertig montiertem System sich mit ihrem Stützabschnitt in Längsrichtung der zu befestigenden Schiene entlang der zugeordneten Rippe erstrecken und auf der Rippenplatte abgestützt sind und andererseits der Auflageabschnitt über die Oberseite der Rippe kragt.
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In den Auflageabschnitt der Führungselemente ist jeweils eine Ausnehmung zum Durchführen des Spannmittels in die Ausnehmung der jeweils zugeordneten Rippe eingeformt.
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Die Abmessungen des Führungselements sind dabei einerseits an die Form der jeweiligen Rippe und anderseits so an die Abmessungen und die Form des jeweils eingesetzten Federelements angepasst, dass der Spannabschnitt des Federelements bei fertig montiertem System in Folge der von dem ihm zugeordneten Spannelement aufgebrachten Spannkraft gegen den Auflageabschnitt gedrückt gehalten ist.
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Bei einem erfindungsgemäß gestalteten Befestigungssystem bildet das Führungselement auf diese Weise einerseits eine Führung, durch die das Federelement jeweils sowohl in seiner Vormontagestellung als auch in seiner fertig montierten Stellung sicher gehalten ist. Dies erlaubt es, bei einem Neubau, bei einem Austausch der jeweils zu befestigenden Schiene oder beim Ersatz einer bereits im Einsatz befindlichen alten Schienenbefestigung auf einfache Weise das erfindungsgemäße System so vorzumontieren, dass es sicher in der Vormontagestellung gehalten ist, bis die zu befestigende Schiene für die Fertigmontage ordnungsgemäß gesetzt ist. Andererseits wirkt das Führungselement auch als Anschlag, durch den sichergestellt ist, dass das Federelement nur bis zu einem bestimmten, den jeweiligen Anforderungen genügenden Grad verspannt werden kann.
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Um die Lage des Führungselements an der Rippenplatte im montierten Zustand zu sichern, kann in die jeweils zugeordnete Rippe eine Ausnehmung eingeformt und an den Auflageabschnitt ein Vorsprung angeformt sein, der an die Form der in die Rippe eingeformten Ausnehmung so angepasst ist, dass er bei fertig montiertem System formschlüssig in die Ausnehmung greift.
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Grundsätzlich kann ein erfindungsgemäßes Führungselement so ausgelegt werden, dass es selbst den bei fertig montiertem System auf ihm lastenden Kräften standhält und das Federelement in seiner jeweiligen Vormontage sichert. Ist es nicht möglich, den Auflageabschnitt der Führungselemente jeweils so zu positionieren, dass er im fertig montierten Zustand direkt auf der jeweils zugeordneten Rippe liegt, können Mittel zum Abstützen des jeweiligen Auflageabschnitts der Führungselemente auf der Oberseite der dem jeweiligen Führungselement zugeordneten Rippe vorgesehen sein. Die beim erfindungsgemäßen System dann vorhandenen Mittel zum Abstützen des jeweiligen Auflageabschnitts der Führungselemente auf der zugeordneten Rippe können dabei so ausgelegt werden, dass sie Höhenunterschiede zwischen einzelnen Rippen, die in Folge von Korrosion oder anderem abrasiven Verschleiß eingetreten sind, ausgleichen. Dies erlaubt es, das erfindungsgemäß vorgesehene Führungselement an unterschiedlich verschlissenen oder beschädigten Rippenplatten in gleicher Weise zu verwenden. Die betreffenden Mittel zum Abstützen können dabei als integrales Formelement an das jeweilige Führungselement angeformt sein. Beispielsweise ist es denkbar, die betreffenden Mittel nach Art einer Stütze auszubilden, deren Länge jeweils an den bei fertig montiertem System zwischen dem Auflageabschnitt des jeweiligen Führungselements und der zugeordneten Rippe bestehenden Abstand angepasst ist. Alternativ oder ergänzend können die Mittel zum Abstützen der Auflageabschnitte der Führungselemente auf der jeweils zugeordneten Rippe auch als mindestens ein austauschbares Stützelement ausgebildet sein, das einen bei fertig montiertem System zwischen der Unterseite des jeweiligen Auflageabschnitts und der Oberseite der zugeordneten Rippe jeweils bestehenden Abstand überbrücken. Die Verwendung einzelner oder mehrerer Stützelemente dieser Art erlaubt eine optimale Flexibilität bei der Anpassung des Führungselements an die jeweilige Einbausituation vor Ort.
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Die erfindungsgemäße Einführung eines Führungselements ermöglicht es deshalb insbesondere, bereits im Einsatz befindliche Schienenbefestigungssysteme der voranstehend erläuterten Art auf Grundlage der dort schon vorhandenen Rippenplatte so umzurüsten, dass aus hoch belastbaren Materialien bestehende und aufgrund ihrer Formgebung und der Gestalt ihres Grundmaterials dauerhaft funktionssichere Federelemente zum Niederhalten einer Schiene mit exakt eingehaltenen, vergleichbar niedrigen Niederhaltekräften eingesetzt werden können. Einhergehend mit den genau bestimmbaren Niederhaltekräften ist bei einem erfindungsgemäßen System auch der gewünscht niedrige Durchschubwiderstand gewährleistet.
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Um eine optimale Positionierung des Spannabschnitts des Spannelements in der Montageposition auf dem jeweiligen Führungselement zu sichern, können die bei einem erfindungsgemäßen System vorhandenen Führungselemente an der freien Oberseite ihres Auflageabschnitts jeweils Absätze aufweisen, die eine Führung für die auf dem Auflageabschnitt angeordneten Abschnitte des jeweiligen Federelements bilden.
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Damit die bei einem erfindungsgemäßen System vorgesehenen Führungselemente ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, können ihre Wände dünn ausgelegt werden. Um dennoch eine ausreichende Festigkeit insbesondere hinsichtlich der bei fertiger Montage wirkenden Druck- und Schubkräfte zu sichern, kann an dem Stützabschnitt der Führungselemente jeweils mindestens eine Aussteifungsrippe angeformt sein. Diese kann so ausgelegt werden, dass die Aussteifungsrippe jeweils an der der Rippe zugeordneten Fläche des Stützabschnitts angeformt ist und den Auflageabschnitt des jeweiligen Führungselements stützt. Gleichzeitig kann die mindestens eine Aussteifungsrippe als Abstandshalter dienen, durch den bei fertig montiertem System der Abstand des Stützabschnitts des jeweiligen Führungselements zur zugeordneten Rippe festgelegt ist.
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Besonders geeignet als Material für die Herstellung eines in einem erfindungsgemäßen System eingesetzten Führungselements hat sich ein gegebenenfalls faser- oder in anderer Weise verstärkter Kunststoff herausgestellt. Aus einem solchen Kunststoffmaterial lassen sich die Führungselemente auf einfache und kostengünstige Weise einstückig herstellen.
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Eine optimal platzsparende und gleichzeitig hinsichtlich der Erzeugung der Federkraft ebenso optimal wirksame Gestaltung des bei einem erfindungsgemäßen System vorhandenen Federelements ergibt sich dann, wenn der mindestens eine Federarm des Federelements bogenförmig so gekrümmt ausgeführt ist, dass er bei fertig montiertem System ausgehend von der Rippenplatte, auf der er abgestützt ist, die zugeordnete Rippe in einem Bogen überspannt. Dabei können selbstverständlich bei einem erfindungsgemäßen System auch Federelemente eingesetzt werden, die über jeweils zwei Federarme die erforderlichen Niederhaltekräfte auf den Schienenfuß aufbringen. Optimalerweise ist dabei das Federelement nach Art des eingangs angegebenen Standes der Technik als ω-förmige Spannklemme mit einem in Draufsicht U-förmigen Spannabschnitt ausgebildet, dessen Schenkel in einem bogenförmigen Übergangsbogen jeweils in einen parallel zu den Schenkeln des Spannabschnitts ausgerichteten Federarm übergehen. Grundsätzlich kann die Länge des Spannabschnitts so ausgelegt werden, dass das Federelement sowohl in der vormontierten Stellung als auch in seiner fertigen Montageposition von demselben Spannelement gehalten sein kann. Gleichzeitig kann der Spannabschnitt eines derart geformten Federelements aber auch als Notanschlag gegen ein Abheben der Schiene für den Fall dienen, dass aufgrund von ungünstigen Betriebsbedingungen oder fortschreitendem Verschleiß kein ordnungsgemäßer Kontakt mehr zwischen den Federarmen des Federelements und dem Schienenfuß der zu befestigenden Schiene gewährleistet ist. Hierzu können die Federarme kürzer sein als die parallel zu ihnen ausgerichteten Schenkel des Spannabschnitts, so dass der Spannabschnitt bei fertig montiertem System weiter in Richtung des Stegs der zu befestigenden Schiene über die ihm zugeordnete Rippe der Rippenplatte hinausragt als die Federarme des jeweiligen Federelements.
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Um einerseits eine gute Verteilung der auf den Schienenfuß ausgeübten Kraft zu gewährleisten und andererseits ein Verhaken von Federelementen der erfindungsgemäß verbauten Art bei ihrer Aufbewahrung und ihrem Transport zu verhindern, können die Endabschnitte der Federarme in an sich bekannter Weise in Richtung des Spannabschnitts weisend gekrümmt sein, wobei der kleinste Abstand zwischen den freien Enden der Endabschnitte und dem Spannabschnitt kleiner ist als das jeweilige Federelement an seiner dünnsten Stelle.
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Als Spannelemente können bei einem erfindungsgemäßen System in ebenfalls bereits bekannter Weise Schraubenbolzen mit jeweils einer darauf aufschraubbaren Mutter oder mit einem an sie angeformten Schraubenkopf versehene Schraubenbolzen verwendet werden.
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Eine für die Praxis besonders wichtige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems zur Befestigung einer Schiene besteht darin, dass das erfindungsgemäße System mindestens ein auf den Auflageabschnitt auflegbares Distanzstück umfasst, das bei fertig montiertem System zwischen dem Spannabschnitt des jeweiligen Federelements und dem Auflageabschnitt des zugeordneten Führungselements angeordnet ist. Durch Auflegen eines solchen Distanzstücks auf den Auflageabschnitt kann der beim Spannen des Spannelements zurückgelegte Federweg so eingestellt werden, dass unabhängig vom Abstand der freien Oberseite des Auflageabschnitts von der Oberseite des Schienenfußes die vom Federelement bei fertig montiertem System ausgeübte Niederhaltekraft stets innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs liegt. Mit Hilfe eines oder mehrerer solcher Distanzstücke können so in Folge von Verschleiß, Beschädigungen oder Einbauungenauigkeiten verursachte Höhendifferenzen in großem Umfang ausgeglichen werden, ohne dass dazu ein besonders dimensioniertes Führungselement benötigt wird.
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Um die Montage des jeweiligen Distanzstücks zu erleichtern, kann an dem Auflageabschnitt mindestens eines der Führungselemente mindestens eine Aufnahme zum formschlüssigen Halten des Führungselements ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein System zur Befestigung einer Schiene in einem Schnitt quer zur Längserstreckung der Schiene;
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2 das System gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht;
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3 ein in dem System zum Einsatz kommendes Führungselement in einer perspektivischen Ansicht;
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4 ein Distanzstück in einer perspektivischen Ansicht.
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Das System 1 dient zum Befestigen einer Schiene S auf einer Rippenplatte 2, die auf einem festen Untergrund U befestigt ist. Die Rippenplatte 2 hat die Basis für ein älteres, hier nicht dargestelltes Schienenbefestigungssystem gebildet, bei dem die zum Niederhalten der Schiene S benötigte Niederhaltekraft mit einem blattfederartigen Federelement der voranstehend allgemein erläuterten Art erfolgte. Dieses ältere Befestigungssystem ist durch das hier erläuterte erfindungsgemäße System 1 ersetzt worden.
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Zwischen der Rippenplatte 2 und dem Untergrund U liegt eine Zwischenlage 2a, durch welche die aus einem Stahl- oder Gusseisenwerkstoff bestehende Rippenplatte 2 gegenüber dem Untergrund U isoliert ist. Bei dem Untergrund U kann es sich um eine Schwelle oder eine Platte handeln, die aus einem Betonwerkstoff hergestellt ist.
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Die Rippenplatte 2 weist eine in Draufsicht rechteckige Grundform auf. In ihren vier Eckbereichen ist beim hier erläuterten Ausführungsbeispiel jeweils eine hier nicht sichtbare Durchgangsöffnung eingeformt. Durch die Durchgangsöffnungen ist jeweils ein Schraubenbolzen 3, 4, 5, 6 geführt, die in jeweils einen in den festen Untergrund U eingelassenen, hier ebenfalls nicht sichtbaren Dübel eingeschraubt ist. Auf die Schraubenbolzen 3–6 ist jeweils eine Mutter 7–10 aufgeschraubt, welche die Rippenplatte 2 gegen den Untergrund U drückt. Auf diese Weise ist die Rippenplatte 2 fest an dem Untergrund U verankert. Alternativ sind auch hier nicht dargestellte Rippenplatten im Einsatz, die nur mittels zwei in diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen der Rippenplatten vorgenommenen Schrauben mit dem Untergrund U verbunden sind.
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An der Oberseite der Rippenplatte 2 ist eine sich über die in Längsrichtung L der Schiene S gemessene Länge L2 der Rippenplatte 2 erstreckende und mittig in Bezug auf die quer zur Längsrichtung L gemessenen Breite der Rippenplatte 2 angeordnete Aufstandfläche 11 gebildet, auf der die Schiene S abgestützt ist. Die Aufstandfläche 11 ist dabei an ihren Längsseiten durch jeweils eine an die Rippenplatte 2 einstückig angeformte Rippe 12, 13 begrenzt, die sich parallel zueinander über die Länge L2 der Rippenplatte 2 erstrecken.
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Der quer zur Längsrichtung L gemessene Abstand A der Rippen 12, 13 ist so an die Breite des Schienenfußes 14 der Schiene S angepasst, dass der Schienenfuß 14 an seinen gegenüberliegenden Längseiten mit geringem Spiel an den Rippen 12, 13 geführt ist. Zwischen dem Schienenfuß 14 und der Aufstandfläche 11 ist dabei eine elastische Lage 15 angeordnet, durch die die im durch das System 1 gebildeten Befestigungspunkt erforderliche elastisch nachgiebige Abstützung der Schiene S gewährleistet ist. Die elastische Lage 15 steht dabei in Längsrichtung L gesehen mit ihren Endabschnitten über die Rippenplatte 2 hinaus und umgreift mit seitlich vorstehenden Vorsprüngen 16 die jeweils zugeordnete Rippe 12, 13. Auf diese Weise ist die elastische Lage 15 formschlüssig an den Rippen 12, 13 gehalten.
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Zusätzlich zu den Rippen 12, 13 sind an der Oberseite der Rippenplatte 2 leistenartig geformte Paare von parallel zu den Rippen 12, 13 ausgerichteten Anschlägen 16, 17; 18, 19 einstückig angeformt, von denen das eine Paar von Anschlägen 16, 17 zwischen der Rippe 12 und der ihr zugeordneten einen Schmalseite der Rippenplatte 2 und das andere Paar von Anschlägen 18, 19 zwischen der Rippe 13 und der ihr zugeordneten anderen Schmalseite der Rippenplatte 2 angeordnet ist. Die Anschläge 16, 17 und 18, 19 sind dabei jeweils in einem bestimmten Abstand zueinander positioniert. Bei dem älteren Schienenbefestigungssystem, das durch das System 1 ersetzt worden ist, haben sie die ordnungsgemäße Position des größeren Bogenabschnitts des dort jeweils eingesetzten blattfederartigen Federelements gesichert.
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In die Rippen 12, 13 ist jeweils eine hier nicht sichtbare, bezogen auf die Längserstreckung der Rippen 12, 13 mittig angeordnete Ausnehmung eingeformt, die von der vom Schienenfuß 14 abgewandten Seite der jeweiligen Rippe 12, 13 zugänglich und zu deren Oberseite geöffnet ist. In den Ausnehmungen der Rippen 12, 13 sitzt jeweils der Schraubenkopf eines als Schraubenbolzen ausgebildeten Spannelements 20, 21. Die Form der Ausnehmungen der Rippen 12, 13 ist dabei so an die Form des Schraubenkopfes angepasst, dass der Schraubenkopf der Spannelemente 20, 21 in vertikaler Richtung V und in Längsrichtung L formschlüssig in der ihm jeweils zugeordneten Ausnehmung 12a, 13a gehalten ist und der Schaft der Spannelemente 20, 21 jeweils in vertikaler Richtung aus der jeweiligen Ausnehmung 12a, 13a heraus nach oben gerichtet ist.
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Auf den Rippen 12, 13 sitzt jeweils ein beispielsweise aus einem Kunststoff einstückig geformtes Führungselement 22, 23, das jeweils einen Stützabschnitt 24 und einen vom oberen Rand des Stützabschnitts 24 im Wesentlichen rechtwinklig abstehenden Auflageabschnitt 25 aufweist. Zusätzlich ist an den Randbereich des Auflageabschnitts 25, der an die freie, vom Stützabschnitt 24 abgewandte und parallel zum Stützabschnitt 24 verlaufende Stirnseite des Auflageabschnitts 25 angrenzt, ein Vorsprung 26 einstückig angeformt, der von der Unterseite 27 des Auflageabschnitts 25 nach unten wegweisend im Wesentlichen parallel zum Stützabschnitt 24 ausgerichtet ist. Die Form des Vorsprungs 26 ist dabei so an die Form der dem jeweiligen Spannelement 20, 21 zugeordneten Ausnehmung 12a, 13a der jeweiligen Rippe 12, 13 angepasst, dass der jeweilige Vorsprung 26 bei fertig montierten Führungselementen 22, 23 formschlüssig in die betreffende zugeordnete Ausnehmung 12a, 13a greift und des jeweilige Führungselement 22, 23 gegen eine Verschiebung in Längsrichtung L der Schiene S sichert. Hierzu kann in den Vorsprung 26 von seinem unteren Rand her eine Ausnehmung 26a eingeformt sein, die seitlich nur durch von dem Auflageabschnitt 25 zungenartig nach unten abstehende Zungenabschnitte 26b, 26c begrenzt ist. An den Zungenabschnitten 26b, 26c können wiederum in Längsrichtung Lf des jeweiligen Führungselements 22, 23 abstehende Absätze 26d, 26e angeformt sein, die im fertig montierten Zustand mit leichtem Druck gegen die seitlichen Begrenzungsflächen der jeweils zugeordneten Ausnehmung 12a, 13a anliegen und so selbsttätig eine positionsgenaue Ausrichtung des jeweiligen Führungselements 22, 23 an der zugeordneten Rippe 12, 13 gewährleisten.
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Durch Aussteifungsrippen 28, die an der dem Auflageabschnitt 25 zugewandten Innenseite des Stützabschnitts 24 über die Länge L22 der Führungselemente 22, 23 verteilt ausgebildet sind und sich nach Art von Gewölbestreben über die Höhe H24 des Stützabschnitts 24 erstrecken, ist der Auflageabschnitt 25 zusätzlich an dem Stützabschnitt 24 abgestützt.
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Die zwischen den Aussteifungsrippen 28 des Stützabschnitts 24 und dem Vorsprung 26 verbleibende lichte Weite ist dabei so an die Breite der Rippen 12, 13 angepasst, dass bei auf den Rippen 12, 13 sitzenden Führungselementen 22, 23 der Stützabschnitt 24 mit seinen Aussteifungsrippen 28 an der vom Schienenfuß 14 abgewandten Längsseite der ihnen jeweils zugeordneten Rippe 12, 13 anliegt, während der Vorsprung 26 im Bereich des dem Schienenfuß 14 zugeordneten Randes der jeweiligen Ausnehmung 12a, 13a der jeweiligen Rippe 12, 13 sitzt.
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Gleichzeitig sind die Höhe H24 des Stützabschnitts 24 und die gegenüber der Höhe H24 kleinere Höhe des Vorsprungs 26 so an die Höhe der Rippen 12, 13 angepasst, dass in der Montagestellung der Auflageabschnitt 25 auf der Oberseite der zugeordneten Rippe 12, 13 aufliegt und dabei im Wesentlichen parallel zur Aufstandfläche 11 der Rippenplatte 2 ausgerichtet ist.
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In den Auflageabschnitt 25 der Führungselemente 22, 23 ist zusätzlich jeweils eine Durchgangsöffnung 29 eingeformt, die bezogen auf die Länge und Breite des Auflagenabschnitts 25 mittig ausgerichtet ist, in Querrichtung zum jeweiligen Führungselement 22, 23 länglich ausgebildet ist und von der Ober- zur Unterseite des Auflageabschnitts 25 führt. In der fertigen Montagestellung greift das in die jeweilige Rippe 12, 13 eingesetzte Spannelement 20, 21 mit seinem Schraubenschaft durch die Durchgangsöffnung 29, so dass das mit seinem Stützabschnitt an der äußeren Längsseite der jeweiligen Rippe 12, 13 anliegende Führungselement 22, 23 positionsgenau an der ihm zugeordneten Rippe 12, 13 gehalten ist.
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An der freien Oberseite 30 der Führungselemente 22, 23 sind zwei nach oben vorstehende Absätze 31, 32 angeformt, die in gleichmäßigen Abständen zur Durchgangsöffnung 29 angeordnet sind. Die Absätze 31, 32 dienen als seitliche Führung für den Spannabschnitt 33 jeweils eines Federelements 34, 35.
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In die Absätze 31, 32 ist zusätzlich jeweils eine Nut 31a, 32a eingeformt, die sich in Längsrichtung Lf des jeweiligen Führungselements 22, 23 über die Absätze 31, 32 erstreckt. Die Nuten 31a, 32a sind dabei mindestens an ihren zur Durchgangsöffnung 29 gerichteten Enden offen. Die Federelemente 34, 35 dienen zum Erzeugen der zum Niederhalten der Schiene S auf der Rippenplatte 2 erforderlichen elastischen Niederhaltekraft. Mit ihrem in Draufsicht U-förmigen Spannabschnitt 33 und ihren daran angeschlossenen Federarmen 36, 37 weisen die Federelemente 34, 35 jeweils die Grundform eines ω auf. Die Federarme 36, 37 sind dazu in jeweils einem Übergangsbogen 38 an den ihnen jeweils zugeordneten Schenkel des Spannabschnitts 33 angeschlossen und im Wesentlichen parallel zu den Schenkeln des Spannabschnitts 33 in Richtung des vorderen Endes des Spannabschnitts 33 geführt. Die freien Endabschnitte 39 der Federarme 36, 37 sind dabei in an sich bekannter Weise in Richtung des Spannabschnitts 33 abgekröpft. Auf diese Weise ist einerseits die Auflagefläche, an der die Federarme 36, 37 mit ihren Endabschnitten 39 in fertig montierter Stellung auf dem Schienenfuß 14 abgestützt sind, vergrößert. Anderseits ist der Abstand zwischen dem freien Ende der Endabschnitte 39 und dem Spannabschnitt 33 jeweils so gering, dass ein Durchtreten von anderen Federelementen durch diesen Abstand unmöglich ist und es beim Transport oder der Lagerung der Federelemente 34, 35 somit nicht zum Verhaken mit anderen Federelementen kommen kann. Gleichzeitig ist die wirksame Länge der Federarme 36, 37 kürzer als die Länge der Schenkel des Spannabschnitts 33, so dass der Spannabschnitt 33 mit seiner gebogenen Basis 40 bei fertig montiertem System in Richtung der Schiene S über die Endabschnitte 39 der Federarme 36, 37 hinaussteht. Der Spannabschnitt 33 bildet so einen Notanschlag, durch den im Fall, dass kein ordnungsgemäßer Kontakt zwischen den Federamen 36, 37 und dem Schienenfuß 14 mehr besteht, ein unzulässig weit gehendes Abheben der Schiene S von der Aufstandfläche 11 auf einfache Weise verhindert wird.
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Die Federarme 36, 37 und die Schenkel des Spannabschnitts 33 der Federelemente 34, 35 sind in Seitenansicht gesehen so gebogen, dass sie in ihrer auf der Rippenplatte 2 montierten Stellung mit ihren Übergangsbögen 38 jeweils auf der Rippenplatte 2 stehen und die jeweils zugeordneten Rippe 12, 13 bogenförmig in Richtung der zu befestigenden Schiene S übergreifen. Der Abstand der Schenkel des Spannabschnitts 33 kann dabei so bemessen sein, dass die Schenkel zwischen sich den nach oben von der jeweiligen Rippe 12, 13 abstehenden Schaft des jeweils zugeordneten Spannelements 20, 21 aufnehmen können.
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Zur Montage des Systems 1 werden nach der Demontage des alten Befestigungssystems die Spannelemente 20, 21 mit ihrem Schraubenkopf in die Aufnahme der ihnen jeweils zugeordneten Rippe 12, 13 gesetzt. Anschließend wird jeweils eines der Führungselemente 22, 23 an der zugeordneten Rippe 12, 13 so positioniert, dass der Schraubenschaft des jeweiligen Spannelements 20, 21 durch ihre Durchgangsöffnung 29 greift und ihr Stützabschnitt 24 an der äußeren Längsseite der ihm zugeordneten Rippe 12, 13 anliegt. Gleichzeitig ist die Dicke des Stützabschnitts 24 jeweils so dimensioniert, dass der Stützabschnitt 24 an dem der jeweiligen Rippe 12, 13 zugeordneten Seite der zur Rippe 12, 13 jeweils nächstbenachbarten Anschlags 16, 18 der Rippenplatte 2 abgestützt ist. Der Auflageabschnitt 25 der Führungselemente 22, 23 kragt in dieser Stellung über die Oberseite der jeweils zugeordneten Rippe 12, 13 und liegt auf der Oberseite der jeweiligen Rippe 12, 13 auf. Auf diese Weise ist der Auflageabschnitt 25 fest auf der zugeordneten Rippe 12, 13 abgestützt. Gleichzeitig sind die Führungselemente 22, 23 durch ihren in die Aufnahme der jeweils zugeordneten Rippe 12, 13 greifenden Vorsprung 26 in Längsrichtung L verschiebesicher an der jeweiligen Rippe 12, 13 gehalten.
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Daraufhin wird jeweils eines der Federelemente 34, 35 so positioniert, dass der Schraubenschaft des jeweils zugeordneten Spannelements 20, 21 zwischen den Schenkeln seines Spannabschnitts 33 angeordnet ist und das jeweilige Federelement 34, 35 mit seinen Übergangsbögen 38 an der äußeren, der jeweiligen Schmalseite der Rippenplatte 2 zugewandten Seite des ihm jeweils zugeordneten leistenförmigen Anschlags 17, 19 der Rippenplatte 2 sitzt, der am weitesten entfernt ist von der zugehörigen Rippe 12, 13. Die Länge und Form der Federarme 36, 37 und des Spannabschnitts 33 der Federelemente 34, 35 sind dabei so ausgelegt, dass die freien Endabschnitte 39 der Federarme 36, 37 der Federelemente 34, 35 in dieser Vormontagestellung auf dem Auflageabschnitt 25 des ihnen jeweils zugeordneten Führungselements 22, 23 liegen.
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Mit Hilfe einer auf das jeweilige Spannelement 20, 21 aufgeschraubten, gegen den jeweiligen Spannabschnitt 33 wirkenden Mutter 41, 42 sind die Federelemente 34, 35 in dieser Vormontagestellung so vorgespannt, dass sie nur mit einem leicht erhöhten Kraftaufwand unter Überwindung des jeweiligen Anschlags 17, 19 in Richtung der Schiene S verschoben werden können. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei vormontiertem System 1 die Aufstandfläche 11 der Rippenplatte 2 für die Positionierung der Zwischenlage 2a und das Setzen der Schiene S frei zugänglich ist. Die betreffende Vormontagestellung ist in der linken Hälfte der 1 und 2 angedeutet.
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Nachdem die Schiene S gesetzt ist, werden die Federelemente 34, 35 aufeinander zu in Richtung der Schiene S bewegt, bis ihre Übergangsbögen 38 den jeweiligen äußeren Absatz 17, 19 überwunden haben und an dessen der jeweiligen Rippe 12, 13 zugewandten Seite abgestützt sind. Einhergehend mit dieser Verschiebung gleiten die Endabschnitte 39 der Federarme 36, 37 von dem Auflageabschnitt 25 der Führungselemente 22, 23 auf die ihnen jeweils zugeordnete seitliche Oberfläche des Schienenfußes 14. Sobald die Federelemente 34, 35 diese Stellung erreicht haben, werden die Muttern 41, 42 weiter angezogen. Der Spannabschnitt 33 der Federelemente 34, 35 wird dadurch in Richtung der jeweils zugeordneten Rippe 12, 13 gegen die Rippenplatte 2 gedrückt. Auf diese Weise werden die Federelemente 34, 35 so verspannt, dass über ihre Federarme 36, 37 eine elastische Niederhaltekraft auf den Schienenfuß 14 ausgeübt wird. Die Verspannung der Federelemente 34, 35 und die jeweils aufgebrachten Niederhaltekräfte sind dabei dadurch begrenzt, dass nach einem gewissen, exakt vorbestimmten Weg W der Spannabschnitt 33 der Federelemente 34, 35 auf dem ihm zugeordneten Auflageabschnitt 25 der Führungselemente 22, 23 liegt und eine weitere Verspannung in Folge der durch die Führungselemente 22, 23 bewerkstelligten Abstützung verhindert wird.
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Weicht aufgrund von Verschleiß oder aufgrund baulich bedingter Ungenauigkeiten der Höhenausrichtung der Rippenplatte 2 oder des Schienenfußes 14 die Höhe des Auflageabschnitts 25 eines der Führungselemente 22, 23 über dem Schienenfuß oder der Oberseite der Rippenplatte 2 in einem außerhalb eines Toleranzbereichs liegenden Maß von einem Sollmaß ab, so kann diese Abweichung mit Hilfe eines oder mehrerer Distanzstücke 43, 43' ausgeglichen werden, von denen die Distanzstücke 43, 43' hier der Übersichtlichkeit halber nur in 3 und das Distanzstück 43 beispielhaft in 4 alleine gezeigt ist. Die Distanzstücke 43, 43' weisen jeweils eine definierte Dicke D auf. Mehrere solcher Distanzstücke 43, 43' mit gleichen Dicken D können miteinander kombiniert werden oder es können hier nicht gezeigte Distanzstücke zur Verfügung gestellt werden, deren Dicken jeweils ein genau bestimmtes Vielfaches der Dicke D darstellen.
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Um die Positionierung der Distanzstücke 43, 43' zu erleichtern und ihre Lage in Montagestellung zu sichern, weisen die Distanzstücke 43, 43' zwei Führungszapfen 44, 45 auf, von denen jeweils einer an eine ihrer Schmalseiten so angeformt ist, dass er mit seiner Längsachse jeweils achsparallel zu der dem Stützabschnitt 25 zugeordneten Längsseite 46 der Distanzstücke 43, 43' ausgerichtet ist und an diese Längsseite 46 grenzt. Gleichzeitig ist die Länge L43 der Distanzstücke 43, 43' so bemessen, dass sie, wenn sie dicht auf dem Auflageabschnitt 25 liegen, mit ihren Führungszapfen 44, 45 in jeweils eine der Nuten 31a, 32a greift und sich mit Spiel zwischen den Absätzen 31, 32 erstreckt.
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Ausgehend von der Längsseite 46 ist in die Distanzstücke 43, 43' jeweils eine Ausnehmung 47 eingeformt, deren Abmessungen so bemessen sind, dass die Durchgangsöffnung 29 des jeweiligen Führungselements 22, 23 bei auf ihm liegenden Distanzstücken 43, 43' frei zugänglich ist und ungehindert vom jeweiligen Spannelement 20, 21 durchgriffen werden kann.
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Nach dem Verspannen des jeweiligen Federelements 34, 35 liegt dessen U-förmiger Spannabschnitt 33 dementsprechend auf dem zuoberst angeordneten Distanzstück 43. Dementsprechend ist durch die Distanzstücke 43, 43' der beim Spannen vom Spannabschnitt 33 zurückgelegte Weg W um die doppelte Dicke D vermindert.
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Mit der Erfindung steht somit ein Schienenbefestigungssystem
1 zur Verfügung, das eine Rippenplatte
2 mit zwei Rippen
12,
13, in die jeweils eine Ausnehmung
12a,
13a zum Befestigen eines Spannelements
20,
21 zum Verspannen eines Federelements
34,
35 eingeformt ist, das einen Federarm
36,
37 zum Ausüben einer Niederhaltekraft auf den Schienenfuß
14 und einen Spannabschnitt
33 aufweist, der mittels des Spannelements
20,
21 gegen die Rippenplatte
2 verspannbar ist. Um bei einem solchen System die Dauerhaltbarkeit und Funktionssicherheit zu verbessern und eine einfache Montage zu ermöglichen, ist jeder Rippe
12,
13 ein Führungselement
22,
23 mit einem Stützabschnitt
24 und einem Auflageabschnitt
25 zugeordnet, wobei der Stützabschnitt
24 und der Auflageabschnitt
25 an die zugeordnete Rippe
12,
13 angepasst sind, so dass die Führungselemente
22,
23 sich mit ihrem Stützabschnitt
24 in Längsrichtung L der zu befestigenden Schiene S entlang der zugeordneten Rippe
12,
13 erstrecken und auf der Rippenplatte
2 abstützen können und der Auflageabschnitt
25 über Rippe
12,
13 kragt, dass in den Auflageabschnitt
25 eine Ausnehmung
29 zum Durchführen des Spannmittels
22,
23 in die Ausnehmung der jeweiligen Rippe
12,
13 eingeformt ist, und dass der Spannabschnitt
33 bei fertig montiertem System
1 in Folge der von dem Spannelement
20,
21 aufgebrachten Spannkraft gegen den Auflageabschnitt
25 gedrückt gehalten ist.
| BEZUGSZEICHEN | Bauteil/Element/Maß |
| 1 | System zum Befestigen der Schiene S |
| 2 | Rippenplatte |
| 2a | Zwischenlage |
| 3, 4, 5, 6 | Schraubenbolzen zum Verankern der Rippenplatte 2 an dem Untergrund U |
| 7, 9, 8, 10 | Muttern |
| 11 | Aufstandfläche der Rippenplatte 2 |
| 12, 13 | Rippen der Rippenplatte 2 |
| 12a, 13a | Ausnehmung der Rippen 12, 13 |
| 14 | Schienenfuß |
| 15 | elastische Lage |
| 16, 17, 16, 19 | Anschläge |
| 20, 21 | Spannelemente |
| 22, 23 | Führungselemente |
| 24 | Stützabschnitt der Führungselemente 22, 23 |
| 25 | Auflageabschnitt der Führungselemente 22, 23 |
| 26 | Vorsprung der Führungselemente 22, 23 |
| 26a | Ausnehmung des Vorsprungs 26 |
| 26b, 26c | Zungenabschnitte des Vorsprungs 26 |
| 26d, 26e | in Längsrichtung Lf des Führungselements von den Zungenabschnitten 26b, 26c abstehende Absätze des Vorsprungs 26 |
| 27 | Unterseite der Führungselemente 22, 23 |
| 28 | Aussteifungsrippen der Führungselemente 22, 23 |
| 29 | Durchgangsöffnung der Führungselemente 22, 23 |
| 30 | Oberseite der Führungselemente 22, 23 |
| 31, 32 | Absätze der Führungselemente 22, 23 |
| 33 | Spannabschnitt der Federelemente 34, 35 |
| 34, 35 | Federelemente |
| 36, 37 | Federarme der Federelemente 34, 35 |
| 38 | Übergangsbogen der Federelemente 34, 35 |
| 39 | Endabschnitte der Federarme 36, 37 |
| 40 | gebogene Basis des Spannabschnitts 33 |
| 41, 42 | Muttern |
| 43, 43' | Distanzstücke |
| 44, r | Führungszapfen |
| | |
| A | Abstand der Rippen 12, 13 |
| B12 | Breite der Rippen 12, 13 |
| D | Dicke des Distanzelements 43 |
| L | Längsrichtung der Schiene S |
| Lf | Längsrichtung des Führungselements 22, 23 |
| L22 | Länge der Führungselemente 22, 23 |
| H24 | Höhe des Stützabschnitts 24 |
| S | Schiene |
| U | Untergrund |
| V | vertikale Richtung |
| W | beim Spannen der Federelemente 34, 35 zurückgelegter Weg des Spannabschnitts 33 der Federelemente 34, 35 |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- et al., erschienen [0005]
- Vol. 46, No. 4 [0005]
