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Anwendungsgebiet und Stand der Technik
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kammerfüllelement für eine Schiene mit Schienenkammern, die von einer Schienenkopfseite, einem Schienensteg und einem Schienenfuß begrenzt sind, wobei das Kammerfüllelement aus elastischen Material besteht.
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Bei Schienen, insbesondere Rillenschienen, die im wesentlichen oberflächengleich mit einer Einbettung aus Beton und/oder Asphalt verlegt werden, werden häufig die Schienenkammern nach der Verlegung der Schiene und vor dem Verguss mit dem Material der Einbettung mit elastischen Kammerfüllelementen versehen, die die Schiene einerseits abdichten und andererseits Vibrationen und Auslenkungen der Schiene ermöglichen und dämpfen. Wegen Toleranzen der Schiene in ihren Maßen und Konturen und Maßabweichungen bei den Kammerfüllelementen sind diese entweder sehr schwer genau passend in die Schienenkammern einzusetzen oder darin zu lose, so dass sie gefährdet sind, vor oder während der Einbettung, zum Beispiel der Verguss mit dem Einbettmaterial, herauszufallen oder sich zu verschieben,. Das wird noch dadurch erschwert, dass normalerweise sowohl die Schienenkopfunterseiten als auch die Schienenfußoberseite leicht nach außen hin schräg sind, so dass die Schienenkammer sich nach außen hin leicht aufweitet. Auch könnte die Schiene mit einer Beschichtung zur notwendigen elektrischen Isolierung gegenüber dem Erdreich vorgesehen sein, die den Halt in der Schienenkammer zusätzlich beeinträchtigt.
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Aus der
DE 20 2015 106 173 U1 ist ein elastisches Kammerfüllelement bekannt geworden, das an einer Unterseite eine Schicht aufweist, die eine größere Elastizität hat als das übrige Kammerfüllelement. Dadurch sollen beim Einsetzen des Kammerfüllelementes in die Schienenkammer Toleranzen von Schiene und/oder Kammerfüllelement ausgeglichen werden.
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Aus der
DE 20 2011 109 278 U1 sind Kammerfüllelemente bekannt geworden, die für beide Seiten einer Rillenschiene vorgesehen sind und unter den Schienenfuß hindurch scharnierartig eine Verbindung herstellen, die gleichzeitig als Schienensohle dient.
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Aufgabe und Lösung
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kammerfüllelement zu schaffen, das leicht in die Schienenkammer einzuführen und dort dennoch sicher anzuordnen ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Dehnungselement für einen an den Steg angrenzenden Abschnitt des Kammerfüllelementes für dessen Dehnung in eine Richtung im wesentlichen parallel zum Steg vorgesehen ist, das beim Einführen des Kammerfüllelementes in die Schienenkammer durch Kontakt mit dem Steg betätigbar ist.
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Das Kammerfüllelement muss also kein Übermaß zur Berücksichtigung der größten Weitentoleranz der Schienenkammer aufweisen und kann so relativ leicht durch Druck oder Schlag eingeführt werden. Kurz bevor die zur Anlage am Steg vorgesehene Fläche des Kammerfüllelementes den Steg erreicht, wird das Dehnungselement betätigt und dehnt das Kammerfüllelement parallel zum Steg, also in vertikaler Richtung, auf. Es ist meist ausreichend, diese Aufweitung auf den Bereich zu beschränken, der dem Steg am nächsten ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Dehnungselement einen in eine Vertiefung des Kammerfüllelementes eingreifenden Keil auf. Dieser steht etwas über die dem Steg zugekehrte Fläche des Kammerfüllelementes vor und dringt unter Aufweitung des Kammerfüllelementes in vertikaler Richtung in die Vertiefung ein. Durch eine entsprechende Gestaltung des Teiles bzw. der Vertiefung ist die Lage des Keils in der Vertiefung dann selbstsichernd, so dass dieser weder vor dem Eindringen in die Schienenkammer herausfallen kann, noch nach dem Einführen einen Druck entgegen der Einführrichtung ausüben kann.
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Noch wirksamer ist eine Ausführung, bei der das Dehnungselement einen Dehnungsspeicher aufweist, der durch Kontakt mit der Schiene, insbesondere dem Schienensteg, einen den Dehnungsspeicher auslösenden Auslöser aufweist. Hier muss die Kraft zur Aufweitung des Kammerfüllelementes nicht beim Einführen aufgebracht werden, sondern sie ist im Kammerfüllelement gespeichert und wird durch den Kontakt mit dem Schienensteg ausgelöst. Ein bevorzugtes Beispiel ist eine vorgespannte Feder, zum Beispiel eine U-förmige Blattfeder, die durch einen klammerartigen Auslöser gespannt gehalten wird, bis durch Druck auf diesen Auslöser die Enden der Blattfeder freigegeben werden und sie die Ausnehmung, in der sie liegt, und damit das Kammerfüllelement, aufweitet. Es sind viele Ausführungen des Dehnungsspeichers möglich, z.B. dachartig gewölbte Plättchen, die durch einen Druck auf ihren „First“ in eine stabile Lage springen, in der sie eine größere Länge haben.
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Die vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 bis 3 einen schematischen Querschnitt durch eine Rillenschiene und ein Kammerfüllelement mit einem auf einer Keilwirkung aufgebauten Dehnungselement in drei Montagephasen und
- 4 und 5 einen Querschnitt entsprechend 1 bis 3 einer Ausführung mit jeweils zwei Dehnungselementen mit Dehnungsspeichern in Form von Blattfedern.
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Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 zeigt einen Querschnitt durch eine Schiene 11, nämlich eine Rillenschiene, wie sie überwiegend bei Straßenbahnen und ähnlichen Nahverkehrsmitteln eingesetzt wird. Die Schiene 11 hat einen Schienenkopf 12 mit einer Lauffläche 13 und einen Spurkanal 14, in dem der Spurkranz eines nicht gezeigten Fahrzeugrades geführt wird. Der Schienenkopf 12 ist durch einen Schienensteg 15 mit einem Schienenfuß 16 verbunden. Zwischen den Unterseiten 17,18 des Schienenkopfes, den Seitenflächen 19, 20 des Steges 15 und der Oberseite 21 des Schienenfußes 16 sind auf beiden Seiten des Schiene 11 sogenannte Schienenkammern 22, 23 gebildet. In diese sollen nach der Verlegung der Schiene auf einem hier nicht dargestellten Untergrund Kammerfüllelemente 24 eingesetzt werden, von denen eines in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die Kammerfüllelemente 24 sind aus einem zwar elastischen, jedoch recht gestaltfesten Werkstoff hergestellt, beispielsweise aus einem kunststoffgebundenen Komposit-Werkstoff auf der Basis von Gummipartikeln, wie sie beim Recycling von Autoreifen anfallen. Die Elastizität soll einerseits so sein, dass die Schiene, nachdem sie inklusive der Kammerfüllelemente bis zur Höhe der Lauffläche in ein relativ starres Material, wie Beton, Asphalt o.dgl. eingebettet ist, unter Last oder thermischen Einflüssen sowohl in vertikaler Richtung als auch seitlich etwas nachgeben kann. Dazu ist der Schienenfuß 16 normalerweise auch von einem Schienenfuß-Schuhprofil umgeben, dessen Sohle elastisch ist.
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1 zeigt, dass das Kammerfüllelement 24 auf einem Teil seines Umfanges die Kontur der jeweiligen Schienenkammer 22 nachbildet, d.h. seine obere Fläche hat einen Abschnitt mit einer Kontaktfläche 25, die i.w. die gleiche leichte Schräge hat wie die Unterseite 17 des Schienenkopfes; die dem Steg zugewandte und zur Anlage an der Seitenfläche 19 des Stegs bestimmte Frontfläche 26 ist ebenso wie diese i.w. eine senkrechte Ebene; und die untere Kontaktfläche 27, also die untere Begrenzungsfläche des Kammerfüllelementes 24 hat im wesentlichen die gleiche Schräge wie die Oberseite 21 des Schienenfußes bzw. eines den Schienenfuß auch an der Oberseite umfassenden, nicht dargestellten Schienenfuß-Schuhprofils. Das Kammerfüllelement ist also passend zu der jeweiligen Schienenkammer gestaltet, auch das nicht dargestellte, für die auf der in 1 rechten Seite der Schiene 11 vorgesehene Kammerfüllelement.
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In der Frontfläche 26 ist eine Vertiefung 32 vorgesehen, in die ein aus einem härteren Material, vorzugsweise Kunststoff bestehender Keil 28 in Richtung des Pfeils 29 eingeführt werden kann. Der Keil ist so bemessen, dass er, wie aus 1 zu erkennen ist, an seiner schmalen Seite 30 schmaler ist als die Öffnung 31 der Vertiefung 32 und an seinem dicken Ende 33 größer ist als die Öffnung 31. 2 zeigt, dass der Keil vor dem Einsetzen des Kammerfüllelementes 24 in die Schienenkammer 22 nur zu einem Teil in die Vertiefung 32 eingeführt ist, so dass das dickere Ende 33 über die Frontfläche 26 hinausragt. Eine Rillung oder Verzahnung 34 der das schmale Ende 30 mit dem dicken Ende 33 verbindenden Keilfläche 35 sorgt, ggf. im Zusammenwirken mit einer entsprechenden Innengestaltung der Vertiefung 32 dafür, dass der Keil während der Montage nicht herausfällt.
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2 zeigt, dass das Kammerfüllelement 24 in die Schienenkammer vor oder nach der Montage der Schiene eingeführt wird, und zwar mit Druck oder notfalls auch Hammerschlägen. Dabei ist das Kammerfüllelement so bemessen, dass zwar die Kontaktflächen 25, 27 an den entsprechenden Flächen der Schiene, also der Schienenkopf-Unterseite 17 und der Schienenfuß-Oberseite 21, in Kontakt kommen sollen, aber keine übermäßige Kraft für das Einführen notwendig ist. Da, wie schon beschrieben, sowohl die Schienen als auch die Kammerfüllelemente Toleranzen unterworfen sind, kann es auch sein, dass an den Kontaktflächen Spalte auftreten oder das Kammerfüllelement leicht zusammendrückt werden muss. Die Zusammendrückung würde durch die Vertiefung 32 auch etwas begünstigt werden. Wenn allerdings, wie im Vergleich zwischen 2 und 3 zu erkennen ist, der Teil 28 mit seinem dicken Ende zur Anlage an der Seitenfläche 19 des Steges kommt und durch die Einführbewegung in Richtung des Pfeils 36 in die Vertiefung 32 hineingetrieben wird, dann wird das Kammerfüllelement 24 in seinem dem Steg zugewandten Abschnitt nach oben und unten aufgeweitet (siehe Pfeile 37), so dass das elastische Material des Kammerfüllelementes einen starken Kontaktdruck (Pfeile 38) auf die entsprechenden Flächen der Schiene ausübt. Die Rillung oder Verzahnung 34 sorgt auch dafür, dass der Keil, nachdem er in Vertiefung 32 eingeführt ist, keinen Druck entgegen der Einführrichtung (Pfeil 36) ausüben kann.
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Die Ausgestaltung des Kammerfüllelementes 24 mit der Vertiefung 32 und dem Keil 28 bildet also ein Dehnungselement 40 zur sicheren Festlegung des jeweiligen Kammerfüllelementes 24 in der jeweiligen Schienenkammer 22,23. Dieses Dehnungselement 40 kann nicht nur, wie 1 bis 3 gezeigt, in vertikaler Richtung mittig im Kammerfüllelement angeordnet sein, sondern auch jeweils nahe den Kontaktflächen 25,27. Wenn Kammerfüllelemente in längeren Stücken von meist 50-100 cm vorliegen, ist es auch nicht nötig, Dehnungselemente über die gesamte Länge eines Kammerfüllelementes vorzusehen. Es ist meist ausreichend, sie in Abständen voneinander, oder auch nur im Bereich der jeweiligen Längsenden des Kammerfüllelementes anzuordnen. Die Dehnungselemente dienen in erster Linie dazu, die Kammerfüllelemente 24 unmittelbar vor oder nach der Verlegung der Schiene an dieser zu fixieren. Es wird damit vermieden, dass beim Auftreten eines Übermaßes des Kammerfüllelementes zu starke Schläge ausgeübt werden müssen, um es in die Schienenkammer einzufügen oder dass das Kammerfüllelement während oder nach der Schienenmontage am Untergrund aus der Schienenkammer herausfällt. Nach dem Verguss durch die Einbettung ist das Kammerfüllelement dann endgültig gesichert.
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4 und 5 zeigen eine Ausgestaltung, bei der Dehnungselemente 40 mit einem auslösbaren Dehnungsspeicher 41 verwendet werden. Bei dem in zwei Arbeitsphasen dargestellten Beispiel enthalten die Dehnungsspeicher Federelemente 43 in Form von Blattfedern, die von einem Auslöser 42 im gespannten Zustand gehalten werden. Sie sind in Vertiefungen 32 des Kammerfüllelementes 24 angeordnet, und zwar jeweils in relativ geringem Abstand zu den Kontaktflächen 25, 27. Die Blattfedern sind U-förmig gebogen und sind an ihrem freien Schenkelenden 44 hakenförmig umgebogen, so dass entsprechend umgebogene Enden des etwa T-förmigen Auslösers 42 damit zusammenwirken und einen die Blattfeder in ihrer gespannten Position haltenden brückenartigen Klammerabschnitt 46 bilden.
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5 zeigt, dass die vor dem Einsetzen (4) über die Frontfläche 26 hervorstehenden Auslösestifte 45 des Auslösers 42 beim Einsetzen durch Kontakt mit der Seitenfläche 19 des Stegs 15 den T-förmigen Auslöser 42 ins Innere der Vertiefung 32 gedrückt werden und damit die Blattfederschenkel des Federelementes 43 freigeben, so dass die Blattfeder die Vertiefung 31 aufweitet und den gewünschten Kontaktdruck von den Kontaktflächen 25, 27 auf die entsprechenden Flächen der Schiene ausübt (Pfeile 38). Es ist also zu erkennen, dass diese Ausführung mit Dehnungsspeicher 41 den notwendigen Druck beim Einsetzen des Kammerfüllelementes verringert, da für dessen Aufweitung keine wesentliche Kraft benötigt wird. Die Ausführung des Dehnungsspeichers mit den Blattfedern dient i. W. zur Erläuterung des Prinzips. Es können, wie vorstehend schon erwähnt, auch andere Möglichkeiten eines auslösbaren Dehnungsspeichers angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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| Schiene |
11 |
| Schienenkopf |
12 |
| Lauffläche |
13 |
| Spurkanal |
14 |
| Schienensteg |
15 |
| Schienenfuß |
16 |
| Unterseiten |
17,18 |
| Seitenflächen |
19,20 |
| Oberseite |
21 |
| Schienenkammern |
22,23 |
| Kammerfüllelemente |
24 |
| Kontaktfläche |
25 |
| Frontfläche |
26 |
| Kontaktfläche |
27 |
| Vertiefung |
32 |
| Keil |
28 |
| Pfeils |
29 |
| Seite |
30 |
| Öffnung |
31 |
| Vertiefung |
32 |
| dickes Ende |
33 |
| Verzahnung |
34 |
| Keilfläche |
35 |
| Pfeil |
36 |
| Pfeil |
37 |
| Pfeil |
38 |
| Dehnungselement |
40 |
| Dehnungsspeicher |
41 |
| Auslöser |
42 |
| Federelement |
43 |
| Schenkelenden |
44 |
| Auslösestift |
45 |
| Klammerabschnitt |
46 |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202015106173 U1 [0003]
- DE 202011109278 U1 [0004]
