DE2919461C2

DE2919461C2 -

Info

Publication number: DE2919461C2
Application number: DE2919461A
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl.-Ing. Kreuzlingen Ch Heim
Original assignee: KARL RICHTBERG KG 6530 BINGEN DE; SCHWIHAG GESELLSCHAFT fur EISENBAHNOBERBAU MBH GOTTLIEBEN THURGAU CH
Current assignee: KARL RICHTBERG KG 6530 BINGEN DE; SCHWIHAG GESELLSCHAFT fur EISENBAHNOBERBAU MBH GOTTLIEBEN THURGAU CH
Priority date: 1979-05-15
Filing date: 1979-05-15
Publication date: 1989-12-07
Also published as: AT372433B; SE420854B; AU6432080A; DK157202B; AU536352B2; ZA807057B; PL227842A1; YU44320B; AR222107A1; DK157202C; ES263218Y; ES263218U; DK484480A; ATA542580A; RO81365B; RO81365A; PL131638B1; YU292680A; DE2919461A1; DD154379A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schienenbefe stigung an Quer- und/oder Längsschwellen sowie sonstigen Schienenstützpunkten aller Art, insbesondere an Holzschwel len, im Eisenbahnoberbau, bestehend aus einer auf die Auf lagefläche aufgesetzten Unterlags-, vorzugsweise Rippenplat te oder zwei zusammenwirkenden Rippenabstützplatten, die durch Schwellenschrauben o.dgl. an der Schwelle bzw. an dem Schienenstützpunkt verankert ist bzw. sind und auf der bzw. zwischen denen der Schienenfuß entweder durch Hakenschrau ben, Klemmplatten oder Federringe oder aber über Spannbügel oder Spannklemmen elastisch-formschlüssig befestigt wird.

Bei den Schienenbefestigungen dieser Art (vgl. die deutsche Auslegeschrift 25 27 494 bzw. die deutsche Patentschrift 9 62 261), dienen die Unterlags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippen abstützplatten dazu, Kräfte von der Schiene auf die Schwelle bzw. den Schienenstützpunkt zu übertragen und gleichzeitig die Lage der beiden Schienen zueinander so festzulegen, daß die erforderliche Spurweite für die Radsätze der Fahrzeuge an jeder Stelle des Gleises aufrechterhalten wird.

Die Unterlags- bzw. Rippenplatte bzw. Rippenabstützplatten bilden also ein besonders wichtiges Bauteil der Schienenbe festigung, weil durch sie die Horizontalkräfte von den Schienen auf die Schienenstützpunkte übergeleitet werden. Dies bedingt, daß eine Sicherung der Unterlags- bzw. Rippen platten bzw. Rippenabstützplatten gegen Relativverschiebung zur Schwellendeckfläche bzw. zur Schienenstützpunkt-Auflage fläche, und zwar insbesondere in Richtung quer zur Gleis- Längsachse nur erreicht werden kann, indem die Auflagefläche der Unterlags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippenabstützplatten insgesamt durch die Schwellenschrauben o.dgl. mit beträcht licher Flächenpressung auf die Schwellendeckfläche bzw. den Schienenstützpunkt gedrückt wird, damit die auf die Unter lags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippenabstützplatten wirkenden freien horizontalen Kräfte ohne Verschiebung als Reibungs kräfte auf die Querschwellen bzw. den Schienenstützpunkt übertragen werden können.

Diese Anforderungen bestehen bereits seit der Einführung von Schienenbefestigungen, deren Unterlags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippenabstützplatten mittels Schwellenschrauben auf Holzschwellen befestigt sind. Sie konnten jedoch bis heute nicht zufriedenstellend erfüllt werden. Die Praxis hat ge zeigt, daß die meisten Unterlags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippenabstützplatten im Verspannungszustand mit der Quer schwelle bzw. dem Schienenstützpunkt zwischen ihrer Aufla gefläche und der Schienenstützpunkt-Auflagefläche keinen oder nur einen geringen und damit ungenügenden Reibungskon takt erreichen, welcher zudem bei steigender Benutzungsdauer der Gleisanlagen immer geringer wird. Es mußte festgestellt werden, daß in der Praxis selbst bei einem neu eingebauten Schienenstützpunkt nur in der unmittelbaren Umgebung der Schwellenschrauben o.dgl. - gleichgültig, ob diese mit oder ohne Federring verspannt wurden - ein kraftübertragender Reibschluß zwischen den Unterlags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippenabstützplatten und der Schienenstützpunkt-Auflage fläche erreicht wird.

Diese am Anfang noch recht gut wirksame Verspannung zwischen Unterlags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippenabstützplatten und Schwellendeckflächen bzw. Schienenstützpunkt-Auflagefläche läßt jedoch vielfach schon nach kurzer Liegezeit beträcht lich nach, und zwar weil sich aufgrund der hohen Verspan nungskräfte eine plastische Verformung der Schwellendeck fläche einstellt. Neben der durch Einwirkung von Horizon talkräften eintretenden Verschiebung der Unterlags- bzw. Rippenplatten bzw. Rippenabstützplatten mit der daraus re sultierenden Änderung der Gleisspur, ergibt sich der weitere Nachteil, daß die Lochwandungen der Unterlags- bzw. Rippen platte bzw. Rippenabstützplatten sich an die Schäfte der Schwellenschrauben anlegen und aufgrund der aus dem Befahren des Gleises resultierenden Belastung Biegebeanspruchungen auf die Schwellenschraube ausüben, wodurch der dauerhaft feste Sitz derselben in den Schwellen eine Beeinträchtigung erfährt.

Es hat sich auch gezeigt, daß bei der Verwendung der bekann ten Schienenbefestigungen in Verbindung mit Holzschwellen eine sehr hohe Flächenpressung um die Schwellenschrauben herum entsteht, durch die eine plastisch-elastische Verfor mung der Schwellendeckfläche eintritt. Hieraus ergibt sich wiederum der Nachteil, daß sich die Unterlags- bzw. Rippen platten bzw. Rippenabstützplatten in ihrem Mittelbereich nach oben wölben und sich die Unterlags- bzw. Rippenplatten damit im Schienenbereich von der Schwellendeckfläche abhe ben.

Beim Überfahren der Unterlags- bzw. Rippenplatten tritt sodann ein stoßartiges Niederdrücken derselben im gewölbten Bereich - das sog. Pumpen - ein. Dieses Pumpen führt dann naturgemäß zu einer allmählichen mechanischen Zerstörung der Schwellendeckfläche.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befe stigungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die eine permanent kraftschlüssige Festlegung der Unterlags- bzw. Rippenplatten auf der Schienenstützpunkt- Auflagefläche gewährleistet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale ge löst.

Durch Einsatz dieser Maßnahmen ergibt sich zwar noch eine geringe - grundsätzalich nicht zu vermeidende - elastische Verformung der Schienenstützpunkt-Auflagefläche, jedoch wird durch die der Unterlags- bzw. Rippenplatte bzw. Rippenab stützplatte innewohnende, als Rückstellwirkung in Erschei nung tretende Eigenelastizität eine kraftschlüssige Reibver bindung zwischen dieser und der Schwellendeckfläche bzw. der Schienenstützpunkt-Auflagefläche auch dann aufrechterhalten, wenn Korrosionsverschleiß zwischen der Unterlags- bzw. Rip penplatte bzw. Rippenabstützplatte und dem Kopf der Schwel lenschrauben eintritt. Ein Nachspannen der Schwellenschraube ist während der gesamten Liegedauer der insbesondere aus Holz bestehenden Querschwellen praktisch damit nicht not wendig.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schienenbefestigung an Schienenstützpunkten ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher er läutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Querschnitt eine Schiene UIC 60 mit der zugehö rigen Befestigungsvorrichtung, wobei in der rechten Hälfte die als Befestigungselement dienende Haken schraube nicht endmontiert, in der linken Hälfte jedoch endmontiert dargestellt ist,

Fig. 2 die Vorrichtung zur Schienenbefestigung nach Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 3 die Schienenbefestigung nach den Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht,

Fig. 4 die bei der Vorrichtung zur Schienenbefestigung nach den Fig. 1 bis 3 benutzte Unterlags- bzw. Rippenplatte in vorgewölbtem, unverspanntem Zu stand,

Fig. 5 die Draufsicht auf die Unterlags- bzw. Rippenplatte nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht dieser Unterlags- bzw. Rippen platte,

Fig. 7 in einer Seitenansicht zwei neben dem Schienenfuß angeordnete Rippenabstützplatten,

Fig. 8 die Draufsicht auf die Platten nach Fig. 7 und

Fig. 9 eine Seitenansicht einer Platte nach den Fig. 7 und 8.

Die Schienenbefestigung 2 nach den Fig. 1 bis 6 weist eine Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 auf, die mit vier Schwellen schrauben 5 auf einer Querschwelle 1 befestigt ist. Die Schiene 3 ist durch Hakenschrauben 6, Klemmplatten 6′ und Federringe 6′′ mit der Platte 4 verbunden. Die Unterseite des Schienenfußes stützt sich dabei zwischen den beiden Rippen 7 der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 nicht unmittel bar auf deren Oberseite ab. Vielmehr ist dort eine Zwischen lage 8 eingeschaltet.

In der linken Hälfte der Fig. 1 ist die als Spannglied be nutzte Hakenschraube 6 in endmontiertem Zustand gezeigt, wobei die Klemmplatte 6′ als Druckglied auf dem Schienenfuß aufliegt, während die Vorspannung über die mit der Haken schraube zusammenwirkende Mutter und den Federring 6′′ er zeugt wird.

Die rechte Hälfte der Fig. 1 zeigt hingegen Hakenschraube 6 mit Mutter, Klemmplatte 6′ und Federring 6′′ im nicht end montierten Zustand. Insoweit ist die Schienenbefestigung an sich bekannt. Ihre Erläuterung dient nur zum besseren Ver ständnis der vorliegenden Erfindung.

Für die Wirksamkeit der Schienenbefestigung 2 ist es be sonders wichtig, daß die Auflagefläche 9 der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 insgesamt und permanent kraftschlüssig mit der Schwellendeckfläche 10 in Berührung gehalten wird. Zum Erreichen dieses Zielens wird, wie die Fig. 4 und 6 erkennen lassen, die Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 mit einer minde stens von zwei sich gegenüberliegenden Begrenzungskanten, hier den beiden Längsbegrenzungskanten 4′, aus nach einwärts und unten durchgewölbten Ausgangsform verwendet.

Beim Ausführungsbeispiel der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 nach den Fig. 4 bis 6 verläuft die Wölbung 11 in Querrich tung und zwar solcherart, daß der Wölbungsscheitel 12 mit der Längsmittellinie 13 der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 zusammenfällt.

In anderen Fällen kann sich jedoch die Wölbung 11 auch pa rallel zur Längsrichtung der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 erstrecken, dergestalt, daß dann der Wölbungsscheitel 12 mit der Quermittellinie 14 zusammenfällt.

Schließlich ist es aber auch denkbar, die Wölbung 12 in Diagonalrichtung der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 verlau fen zu lassen, derart, daß sie eine sphärische Fläche bil det, die gewissermaßen nur einen Scheitelpunkt im Kreuzungs bereich von Längsmittellinie 13 und Quermittellinie 14 hat.

Die Wölbung 11 für die Auflagefläche 9 der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 kann kurvenförmigen Verlauf haben, z.B. einem Kreis- oder Ellipsenbogen oder anderen zweckmäßigen geome trischen Kurven entsprechen. Sie kann aber auch durch unter bestimmbaren Anschlußwinkeln aneinandergereihte Geraden und/oder Flachbogen gebildet werden.

Wichtig ist, daß die die Wölbung 11 aufweisenden Unterlags- bzw. Rippenplatten 4 sich mit Hilfe der vier, jeweils ein Loch, insbesondere ein Ovalloch 15, mit relativ großem Spiel durchdringenden Schwellenschrauben 5 o.dgl. elastisch ver spannen und dadurch mit ihrer gesamten Auflagefläche 9 kraftschlüssig gegen die Schwellendeckfläche 10 verspannen lassen. Durch entsprechendes Anziehen der Schwellenschraube 5 o.dgl. läßt sich damit eine bestimmte Flächenpressung zwischen der Auflagefläche 9 und der Unterlags- bzw. Rippen platte 4 und der Schwellendeckfläche 10 erzeugen. Diese wird dann zur Übertragung der von der Schiene 3 auf die Unter lags- bzw. Rippenplatte 4 einwirkenden Horizontalkräfte herangezogen. Je größer dabei der in der Vertikalrichtung zurückzulegende elastische Weg 11′ der Verspannung ist (Fig. 4), desto größer ist auch, und zwar in Abhängigkeit von Materialqualität, Plattendimensionierung und Wölbungsform die erzielbare Flächenpressung. Als optimal hat sich für die Gestaltung er Wölbung 11 dabei aufgrund von Versuchen eine Kurvenform erwiesen.

Eine baulich abgewandelte Ausführungsform für eine Vorrich tung zur Schienenbefestigung an Querschwellen ist in den Fig. 7 bis 9 gezeigt.

Hier werden jeweils an Stelle einer einstückigen durchgehen den Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 zur Bildung von Schie nenbefestigungen 16 an Querschwellen 1 zwei sogenannte Rip penabstützplatten 17 verwendet. Die beiden Rippenabstütz platten 17 sind dabei in seitlichem Abstand nebeneinander so auf die Schwellendeckfläche 10 aufgesetzt, daß in den frei bleibenden Raum der Fuß der Schiene 3 auf eine Zwischenlage 18 gesetzt werden kann.

Die bauliche Ausführung der beiden Rippenabstützplatten 17 ist dabei identisch. Sie sind lediglich zu beiden Seiten des Schienenfußes relativ zueinander um 180° verdreht angeord net. Mit den Rippen 19 jeder Rippenabstützplatte 17 wirken dabei aus Hakenschrauben 6, Klemmplatten 6′ und Federringe 6′′ bestehende Spannmittel in gleicher Weise zusammen wie mit der bereits beschriebenen Ausführungsform von durchge henden Unterlagsplatte bzw. Rippenplatte 4. Insofern ist eine derartige Schienenbefestigung an sich ebenfalls be kannt.

Die Rippenabstützplatten 17 nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung haben im unverspannten Zustand - wie aus der linken Hälfte der Fig. 9 ohne weiteres ersichtlich - eine von sich gegenüberliegenden Begrenzungskanten, hier den Quer-Begrenzungskanten 7′, aus nach einwärts und unten durchgewölbten Ausgangsform, wobei der Scheitel 21 der Wöl bung mit der Quermittellinie 22 jeder Rippenabstützplatte 17 zusammenfällt.

Die Schwellenschrauben 5 wirken mit den Rippenabstützplatten 17 jeweils über nach deren Querbegrenzungskanten 17′ offenen sowie gegen die Schienen-Längsachse geneigt verlaufenden Eingriffsschlitzen 23 zusammen, die zur Lagekorrektur der Schiene dienen, derart, daß sich bei einer Längsverschiebung der Rippenabstützplatten 17 relativ zu den Schwellenschrau ben 5 zwangsläufig auch eine Bewegungskomponente in Quer richtung einstellt. Hierdurch lassen sich die Rippenabstütz platten 17 auch in Querrichtung gegen den Schienenfuß ver spannen sowie durch Anziehen der Schwellenschrauben 5 mit einer aus der Wölbung 20 resultierenden Vorspannung perma nent kraftschlüssig gegen die Schwellendeckfläche 10 fest legen, wie das aus der rechten Hälfte der Fig. 9 ersichtlich ist.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es noch von Vorteil ist, wenn die Auflagefläche 9 der Unterlags- bzw. Rippenplatte 4 bzw. der Rippenabstützplatten 17 Oberflächen aufrauhungen erhalten. Diese können als Riffelungen, Buckel, Warzen ausgeformt oder auch durch Sandstrahlen hergestellt werden. Diese Maßnahmen erhöhen nicht nur den Reibungskoef fizienten, sondern ergeben auch noch eine mechanische Ver zahnung mit der Schwellendeckfläche 10.

Claims

1. Vorrichtung zur Schienenbefestigung an Quer- und/oder Längsschwellen sowie schwellenlosen Schienenstützpunkten aller Art, insbesondere an Holzschwellen, im Eisenbahn oberbau, bestehend aus einer auf die Schwellendeckfläche bzw. den Schienenstützpunkt aufgesetzten Unterlagsplatte bzw. Rippenplatte oder zwei zusammenwirkenden Abstütz platten, die durch Schwellenschrauben o.dgl. an der Schwelle bzw. an dem Schienenstützpunkt verankert ist bzw. sind und auf der bzw. zwischen denen der Schienenfuß entweder durch Hakenschrauben, Klemmplatten oder Feder ringe oder aber über Spannbügel bzw. Spannklemmen ela stisch-formschlüssig befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlags- bzw. Rippenplatte (4) oder die Rippen abstützplatten (17) eine von ihren einander gegenüber liegenden Begrenzungskanten (4′ bzw. 17′) aus nach ein wärts und unten durchgewölbte (11 bzw. 20) Ausgangsform aufweist bzw. aufweisen und durch die Schwellenschrauben (5) o.dgl. unter elastischer Verformung flächig auf die Schwellendeckfläche (10) bzw. Schienenstützpunkt-Auflage fläche verspannbar ist bzw. sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wölbungsscheitel (12 bzw. 21) mit der Mittellinie (13 oder 14 bzw. 22) der Unterlags- bzw. Rippenplatte (4) oder Rippenabstützplatten (17) zusammenfällt (Fig. 5 bzw. Fig. 8).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (11 bzw. 20) parallel zur Längsrichtung der Unterlags- bzw. Rippenplatte (4) oder der Rippenab stützplatten (17) verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (11) parallel zur Querrichtung (13) der Unterlags- bzw. Rippenplatte (4) verläuft (Fig. 4).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (11) in Diagonalrichtung der Unterlags bzw. Rippenplatte (4) verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (11 bzw. 20) der Unterlags- bzw. Rippen platte (4) oder der Rippenabstützplatten (17) kurvenför mig, z.B. entsprechend einem Kreis- oder Ellipsenbogen oder anderen zweckmäßigen geometrischen Kurven, ver läuft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (11 bzw. 20) durch unter bestimmbaren Anschlußwinkeln aneinandergereihte Geraden und/oder Flachbogen gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (9) der Unterlags- bzw. Rippen platte (4) oder der Rippenabstützplatten (17) mit Ober flächenaufrauhungen versehen sind, z.B. Riffelungen, Buckel, Warzen aufweisen oder durch Abrasion (Sandstrah len) aufgerauht sind.