DE2653439C3 - Elastisches Halteelement zur Befestigung von Schienen auf der Schienenunterstützung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elastisches Halteelement zur Befestigung von Schienen auf der Schienenunterstützung, bestehend aus einer elastischen, bügelartig umgebogenen Federplatte mit zwei einander überlagernden, durch ein Bogenstück miteinander verbundenen Schenkeln, welche jeweils von einem eir Festspannorgan aufnehmenden Loch durchsetzt sind, und sich unter der Wirkung des Festspannorgans gegenseitig beaufschlagen, wobei der untere Schenkel auf dem Schienenfuß aufliegt

Als Stand der Technik ist bereits eine Schienenbefestigung mit zweischenkligen, federnden Klemmplatten

■"■ bekannt (DE-PS 8 83 161). Dieses Halteelement weist eine hohe Flexibilität auf, wobei die beiden, einander überlagernden Schenkel sich unter der Wirkung des Festspannorgans gegenseitig beaufschlagen und mindestens der obere Schenkel eine Querwölbung aufwei-

i" sen kann, welche durch Festziehen des Festspannorgans alimählich niedergedrückt wird.

Die Wölbung des oberen Schenkels beginnt an dem die beiden Schenkel verbindenden Bogenstück und nimmt zum freien Ende des Schenkels hin zu. Diese

' '< Wölbung ist jedoch dazu gedacht, dem Festspannorgan unter Flachdrücken der Wölbung eine symmetrische Auflage beiderseits des Loches zu gewährleisten. Das Festspannorgan beaufschlagt daher das Halteelement über eine sich abhängig von der Größe der einwirken-

-'" den Spannkraft ändernde Fläche.

Diese Veränderlichkeit der Auflagefläche in Kombination mit der asymmetrischen Auflage des Festspannorgans beiderseits des Loches hält den Angriffspunkt der auf das Halteelement wirkenden Klemmkraft in

' einem verhältnismäßig großen Abstand zu resultierenden, der auf den Schienenfuß wirkenden Kräfte, zudem ist der obere Schenkel relativ nachgiebig und kann damit nur eine relativ geringe Andruckkraft dieses bekannten Halteelementes gewährleisten.

'■" Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Halteelement, welches rechtwinklig zu dem das Festspannorgan aufnehmenden Loch an beiden Kanten des oberen Schenkels nach oben aufgebogene Flanken aufweist (BE-PS 5 28 830). Diese Flanken versteifen den oberen Schenkel und sollen die durch das Loch bedingte Schwächung kompensieren. Der obere Schenkel ist hierbei eindeutig länger als der untere Schenkel, so daß der Schienenfuß nur durch den oberen Schenkel beaufschlagt wird. Der Wirkungsgrad eines derartigen gattungsfremden Halteelements ist dementsprechend gering und wird durch die vorgenannten umgeschlagenen Kanten nicht erheblich verbessert.

Auigabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein elastisches Halteelement zur Befestigung einer

¹' Schiene auf der Schienenunterstützung der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine Erhöhung der Andruckkraft auf den Schienenfuß bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsge.Tiäß dadurch gelöst, daß auf dem oberen Schenkel zwischen dem das Festspannorgan aufnehmenden Loch und dem freien Ende einerseits und zwei den unteren Schenkel beaufschlagenden Seitenlaschen eine erhabene Wölbung mit einer die Form des Festspannorgans angepaßten Oberflächengestalt ausgebildet ist, welche

■·'■ eine durch das Festspannorgan beaufschlagbare Fläche bildet, und daß der die Auflagefläche tragende Abschnitt des Schenkels auch bei normaler Verspannung gegenüber den beiden, den unteren Schenkel beaufschlagenden Seitenlaschen höher gelegen ist.

^h" Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades und eine Erhöhung der Andruckkraft auf den Schienenfuß. Diese Verbesserung des Wirkungsgrades folgt durch die Wölbung auf dem oberen Schenkel des Halteelements, die einerseits zwischen dem das Festspannorgan aufnehmenden Loch und dem freien Ende des Schenkels und andererseits zwischen zwei den unteren Schenkel beaufschlagenden Seitenlaschen ausgebildet ist. Diese Wölbung bietet dem

Festspannorgan eine durchgehende Auflagefläche und bleibt unabhängig von der Stellung des oberen Schenkels konstant Somit bildet ein selbst bei normaler Verspannung stets einen bestimmten Abstand zum unteren Schenkel beibehaltender Abschnitt des oberen Schenkels die Auflagefläche. Die so erzielte Auflagefläche ist verhältnismäßig groß dimensioniert und wird bei Belastungsspitzen nicht so leicht zerstört Zudem gestattet sie eine asymmetrische Angriffswirkung des Festspannorgans auf das Haltelement, wodurcn der Angriffspunkt der auf das Halteelement wirkenden Klemmkraft zum freien Ende des Schenkels hin verlagert ist

Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Wölbung in ihrem Mittelbereich eine nach außen gerichtete Vertiefung auf. Die Oberfläche dieser Vertiefung ist als Teil einer Kugelkalotte ausgebildet, deren Mittelpunkt auf der Achse des Loches liegt In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird diese Wölbung durch Tiefziehen des oberen Schenkels hergestellt wobei die Mittelpartie der Wölbung eine nach außen weisende Vertiefung bildet

Somit bietet das Halteelement dem Festspannorgan auf der dem Schienenfuß zugewandten Seite eine gute Auflagefläche, wodurch der Angriffspunkt der Klemmkraft aus der Achse des Festspannorgans wegrückt und sich der resultierenden, der auf die Schiene wirkenden Spannkräfte nähert und zwar unabhängig von der vertikalen Bewegung der Schiene. Folglich erhöht sich auch der Wirkungsgrad derart daß die Schenkellänge zur Verringerung der Flexibilität auf einen opti-nalen Wert gekürzt werden kann, wobei sich trotzdem eine wesentliche Verbesserung der auf die Schiene wirkenden Andruckkraft ergibt

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung durchsetzt das Loch den oberen Schenkel am Ansatz der Wölbung und das andere Loch den unteren Schenkel am Übergang zwischen dem Bogenstück und seinem geradlinigen Abschnitt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der untere Schenkel ein gegen den Schienenfuß anliegendes Kniestück auf, welches von dem Loch mit durchsetzt ist Damit beaufschlagt das Festspannorgan praktisch den Schienenfuß, so daß die asymmetrische Klemmkraft des Festspannorgans einen Wirkungsgrad in der Größenordnung von 0,8 bis 1 gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Unterseite der Wölbung zur Oberseite des unteren Schenkels auch bei Belastung einen Abstand auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen quer zur Schienenlängsrichtung verlaufenden Teilschnitt durch eine Schienenbefestigung mittels eines Halteelements;

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 nach F i g. 1;

F i g. 3 das Halteelement in Einzeldarstellung;

F i g. 4 einen Teilschnitt nach F i g. 1 durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 5 einen qu£r zur Schienenlängsrichtung verlaufenden Teilschnitt durch eine Schienenbefestigung nach einer weiteren AusFühru:.£sioi m der Erfindung.

Wie aus F i g. 1 lirsichtlich, lagert die Schiene Ri über eine elastische Zwischensohle S auf ihrer z. B. als Schwelle Ti ausgebildeten Unterstützung und wird mit Hilfe eines Festspannorgans Ou im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schwellenschraube, über ein Halteelement A) niedergehalten.

Das Halteelement A\ (F i g. 3) ist bügeiförmig umgebogen und besteht aus einem oberen Schenkel 13 und einem unteren Schenkel 14, welche über ein die Schwelle Ti beaufschlagendes Bogenstück 15 miteinander verbunden sind Der obere Schenkel 13 besitzt ein in der Mitte verstärktes Profil (Fig.2) in Form einer Wölbung 7 auf der Schenkeloberseite, deren Höhe zum freien Ende hin zunimmt und seitlich von den unteren Schenkel 14 beaufschlagenden Seitenlaschen 18, 19 begrenzt wird. Die Oberseite der Wölbung 7 bietet dem Festspannorgan O\ eine Auflagefläche, deren Gestalt komplementär zur Form des Festspannorgans ausgebildet ist Bei dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Festspannorgan O\ eine Schwellenschraube, deren Kopf eine ballige Unterseite besitzt die mit einer nach außen gerichteten komplementären Vertiefung 17 im Auflagebereich zusammenwirkt Diese Vertiefung 17 schließt sich an die Seitenlaschen 18 und 19 über zwei gewölbte Abschnitte 8 und 9 (F i g. 2) an. Die Wölbung 7 wird vorzugsweise durch Tiefziehen des oberen Schenkels 13 hergestellt und bildet auf der anderen Seite des Schenkels eine seitlich von den Laschen 18 und 19 begrenzte Hohlfläche. Durch beide Schenkel erstreckt sich jeweils ein Loch 22 und 23. durch welche das Festspannorgan O\ geführt wird. Das Loch

22 im oberen Schenkel 13 verläuft durch den Ansatz der erhabenen Wölbung 7, die somit zwischen diesem Loch und dem freien Schenkelende liegt, während das Loch

23 den unteren Schenkel 14 am Übergang zwischen dem Bogenstück 15 und dem geradlinigen Abschnitt 16 durchsetzt.

Fig. 3 zeigt das Halteelement A\ in seinem unverspannten Zustand, wobei die Schenkel 13 und 14 an ihren freien Enden um einen Abstand e voneinander entfernt und an ihrem anderen Ende über das Bogenstück 15 miteinander verbunden sind.

Das angezogene Festspannorgan Oj beaufschlagt den oberen Schenkel 13 in der Vertiefung 17, wobei der untere Schenkel 14 mit seinem geradlinigen Abschnitt 16 auf den Schienenfuß R\ gedrückt wird. Dabei stützt sich das Bogenstück 15 gegen die Schwelle Γι ab, und der Schenkel 13 nähert sich dem unteren Schenkel 14. Das Festspannorgan O\ wird so lange festgezogen, bis die Laschen 18, 19 die Oberseite 21 des unteren Schenkels 14 beaufschlagen, wobei die Unterseite 20 der Wölbung 7 stets einen gewissen Abstand zur Oberseite 21 des unteren Schenkels wahrt (F i g. 2).

Auf diese Weise wird die korrekte Spannung ohne weitere Kontrolle und Hilfsmittel erreicht, da der Abstand e zwischen den beiden Schenkeln schon vorher entsprechend der für die Schiene erforderlichen Andruckkraft festgelegt wurde.

Die Flexibilität nach unten wird durch die Beweglichkeit des unteren Schenkels 14 gewährleistet, der mit seinem Abschnitt 16 den Bewegungen des Schienenfußes folgt.

Die Flexibilität nach oben ergibt sich durch den auf Teile der Wölbung 7 wirkenden Stauchdruck, der eine gewisse Näherung der Seiten 20 und 21 bewirkt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Halteelement A\ sehr kurz, und sein Bogenstück 15 befindet sich praktisch unterhalb des Kopfs der dicht am Schienenfuß R\ gesetzten Schwellenschraube. Die Flexibilität nach oben und unten wird daher auf einen gewünschten optimalen Wert begrenzt.

Im übrigen beaufschlagt die Schwellenschraube mit ihrer balligen in Form einer Kugelkalotte ausgebildeten Unterseite den oberen Schenkel 13 in seiner zwischen

dem Loch 22 und seinem freien Ende der Kugelkalotte angepaßten Vertiefung 17, d. H. auf dessen, den Schienenfuß überlagernden Abschnitt. Auf der anderen Seite des Lochs 22 ist der Schenkel 13 nicht mehr erhaben gewölbt, sondern strebt auf dieser Seite von der Schwellenschraube weg und geht in das Bogenstück 15 über. Die vom Festspannorgan O\ auf das Halteelement A] ausgeübte Klemmkraft wird somit zum großen Teil auf diese Wölbung 7 in Richtung Schienenfuß R\ übertragen, und damit in Richtung der Resultierenden der auf den Schienenfuß wirkenden Spannkräfte. Der Auflagepunkt 5 des Bogenstückes 15 auf der Schwelle ist zwar verhältnismäßig nah am Schienenfuß gelegen, es hat sich aber gezeigt, daß die Verringerung des Abstands zwischen der Andnickwirkung des Halteelements und der Resultierenden der auf den Schienenfuß wirkenden Spannkräfte ausschlaggebender ist als die Verringerung der Länge des Halteelements und für das Halteelement einen Wirkungsgrad im Bereich von 1 (zwischen 0,8 und 1) zur Folge hat. Außerdem ist dir Wirkungsgrad im wesentlichen konstant, da die Schiene stets in Anlage an dem verhältnismäßig kurzen Abschnitt 16 bleibt, während das Festspannorgan sich gegen die kurze Vertiefung 17 abstützt. Etwaige geringfügige Verschiebungen dieser beiden Kräfte erfolgen außerdem in der gleichen Richtung.

In manchen Fällen ist es erforderlich, ein seitliches Wandern des Schienenfußes unter der Einwirkung schräger Schubkräfte zu verhindern. Dies erreicht man durch ein etwas abgewandeltes Halteelement A2 (F i g. 4), welches auf einer Schwelle T2 montiert wird, die mit einer Anschlagschulter 24 ausgebildet ist. Dieses Halteelement A2 unterscheidet sich vom Halteelement A\ durch die Gestalt des unteren Schenkels, der hier ein der Schulter 24 in der Schwelle 7} angepaßtes Bogenstück 25 und ein sich gegen die Kante 27 des Schienenfußes Ri anlegendes Kniestück 26 aufweist.

Um einen guten Wirkungsgrad dieses Halteelements zu gewährleisten, muß das Festspannorgan Ch so dicht wie möglich an die Kante 27 des Schienenfußes gesetzt werden. Aus diesem Grund durchsetzt das Loch 28 den unteren Schenkel des Halteelements im Übergang des Kniestückes 26 in den geradlinigen Abschnitt 16.

Als weitere Maßnahme gegen ein seitliches Ausweichen der Schiene ist es an sich bekannt, auf einei Schienenschwelle T3 eine Unterlagplatte 30 zu befestigen, in welcher Führungskanten 31, 32 zur seitlicher Führung des Schienenfußes Rz ausgebildet sind (F i g. 5) Die Unterlagplatte 30 wird auf der Schienenunterstützung, d. h. auf der Schwelle 7}, mittels Schwellenschrauben 33, 34 befestigt. Die Schiene A₃ wird auf die Unterlagplatte über elastische Halteelemente A3, A'-angedrückt, welche mittels in der Schienenunterstützung T₃ oder in der Unterlagplatte 30 verankertet Festspannorgane 35, 36 niedergehalten werden. Die Halteelemente A₃ und Λ'₃ entsprechen in der Form dem Halteelement A\ und bestehen jeweils aus einem oberer Schenkel 43 mit einer erhabenen Wölbung 37. 38, die der angepaßten Unterseite des Schwellenschraubenkopfes als Auflagefläche dient, einem Bogenstück 39,40 dessen Form und Abmessung je nach gewünschtei Flexibilität wählbar sind, und einem unteren Schenkel 41,42, der einen sicheren Andruck auf der Unterlagplatte 30 und dem Schienenfuß R₃ gewährleistet.

Wie bei den in F i g. 1 und 4 gezeigten Ausführungsformen übt auch hier das Festspannorgan eine asymmetrische Kiemmkraft auf das Halteelement aus und drückt dessen den Schienenfuß überlagernder Abschnitt stärker nach unten, so daß sich im Vergleicr zu den herkömmlichen Halteelementen, bei welchen die Andruckkraft in der Achse des Festspannorgan! wirksam ist, ein wesentlich verbesserter Wirkungsgrac ergibt Ebenfalls wie bei den vorhergehend beschriebe nen Ausführungsformen bleibt auch hier diese Kraf unabhängig von der Stellung des Schienenfüße: konstant, und zwar dank der Anlagefläche zwischen de: Wölbung und dem Spannorgan und aufgrund dei Tatsache, daß sich diese Anlage auch nicht durcl Vertikalbewegungen der Schiene verändert.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hie beschriebenen Anwendungsformen. Sie eignet sich füi die Befestigung von Schienen mit oder ohne Unterlag platte auf Unterstützungen aller Art, z. B. aus H0I2 Beton oder Metall, wobei jedes Halteelement durcl einen Bolzen, eine Schwellenschraube oder dgl. andere: Festspannorgan niedergehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elastisches Halteelement zur Befestigung von Schienen auf der Schienenunterstützung, bestehend aus einer elastischen bügelartig umgebogenen Federplatte mit zwei einander überlagernden, durch ein Bogenstück miteinander verbundenen Sehen kein, welche jeweils von einem ein Festspannorgan aufnehmenden Loch durchsetzt sind, und sich unter der Wirkung des Festspannorgans gegenseitig beaufschlagen, wobei der untere Schenkel auf dem Schienenfuß aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem oberen Schenkel (13) zwischen dem das Festspannorgan aufnehmenden Loch (22) und dem freien Ende einerseits und zwei den unteren Schenkel (14) beaufschlagenden Seitenlaschen (18, 19) eine erhabene Wölbung (7) mit einer die Form des Festspannorgans angepaßten Oberflächengestalt ausgebildet ist, welche eine durch das Festspannorgan beaufschlagbare Fläche bildet, und daß der die Auflagefläche tragende Abschnitt des Schenkels (13) auch bei normaler Verspannung gegenüber den beiden, den unteren Schenkel (14) beaufschlagenden Seitenlaschen (18, 19) höher gelegen ist

2. Halteelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (7) in ihrem Mittelbereich eine nach außen gerichtete Vertiefung (17) aufweist.

3. Halteelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Vertiefung (17) als Teil einer Kugelkalotte ausgebildet ist, deren Mittelpunkt auf der Achse des Lochs (22) liegt.

4. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Tiefziehen der Federplatte hergestellte Wölbung (7, 37,38) auf der gegenüberliegenden Seite des oberen Schenkels eine Hohlfläche bildet.

5. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch

(22) den oberen Schenkel (13) am Ansatz der Wölbung (7) durchsetzt.

6. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Loch (23) den unteren Schenkel (14) am Übergang zwischen dem Bogenstück (15) und seinem geradlinigen Abschnitt (16) durchsetzt.

7. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Schenkel (14) ein gegen den Schienenfuß anliegendes Kniestück (26) aufweist, welches von dem Loch

(23) mit durchsetzt ist.

8. Halteelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (20) der Wölbung (7) zur Oberseite (21) des unteren Schenkels (14) auch bei Belastung einen Abstand aufweist.