DE3033607A1

DE3033607A1 - Schalldaemmende schienenunterlage

Info

Publication number: DE3033607A1
Application number: DE19803033607
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 2100 Hamburg Bauer; Diether 4300 Essen Uderstädt
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1980-09-06
Filing date: 1980-09-06
Publication date: 1982-07-08
Also published as: NL8104148A; FR2489861A1; DE3033607C2; GB2083111A; GB2083111B; FR2489861B1

Description

Gesthuysen & Leutwein

8o.151.hu 43oo Essen 1, den 26. August 198ο

Patentanmeldung

Diether Uderstädt
Wolfsbachweg 13
43oo Essen 1

Schalldämmende Schienenunterlage

Die Erfindung betrifft eine schalldämmende Schienenunterlage, bestehend aus einer Grundplatte, aus einer Schienentragplatte und aus zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte angeordneten Dämmelementen, wobei vorzugsweise die einander zugewandten Oberflächen der Grundplatte und der Schienentragplatte zueinander komplementär ausgebildete Ausformungen aufweisen, die Dämmelemente den Ausformungen der Grundplatte und der Schienentragplatte entsprechend ausgebildet sind und die Dämmelemente durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte elastisch verformbar sind.

Patentanwälte · Dipl.-lng. Hans Dieter Gesthuysen · Dipl.-Phys. Dr. Klaus Leutwein
4300 Essen 1, Huyssenallee 15, Telefon: 02 01/23 3917, Telex: 08/57 9990

-L-

Neben dem klassischen Gleisunterbau mit Schwellen und Schotterbett werden heute verstärkt Gleisunterbauten aus Beton verwendet. Insbesondere beim Bau von Untergrundbahnen in Tunnelröhren o. dgl. wird diese Art des Gleisunterbaues mittlerweile fast ausschließlich verwendet. Die Gleisunterbauten bestehen hier aus in Abständen von etwa einem halben Meter angeordneten Schienenunterlagen, die bezüglich jeder Schiene eines Gleises sowohl die Funktion der Schwellen als auch die des Schotterbettes übernehmen. Eine solche Schienenunterlage besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Grundplatte und aus einer Schienentragplatte. Zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte sind Dämmelemente angeordnet. Diese Dämmelemente sind notwendig, da eine übertragung des von dem System Rad-Schiene erzeugten Körperschalls an die Nahumgebung, d. h. bei Untergrundbahnen beispielsweise an die Tunnelröhren, soweit wie möglich vermieden werden soll. Dabei ist eine gute Dämmwirkung hinsichtlich des vom System Rad-Schiene erzeugten Körperschalls insbesondere dann unerläßlich, wenn sich in der Nahumgebung, d. h. bei Erdreichabständen von weniger als 5 bis 1o m, Gebäude befinden, da der übertragene Körperschall in diesen Gebäuden durch Resonanzschwingungen zu Luftschall erheblicher Amplitude verstärkt werden kann.

Bei bislang vielfach verwendeten Schienenunterlagen der zuvor erläuterten Art (vgl. die DE-ASen 11 89 1o4 und 24 25 599) werden Dämmelemente verwendet, bei denen es sich um glatte oder leicht profilierte Platten aus Gummi, Gummi/Kunststoff-Verbindungen oder Gummi/Faserstoff-Verbindungen handelt. Bei Überfahrt eines die entsprechenden Schienen belastenden Zuges (U-Bahn, S-Bahn, Straßenbahn) werden die Dämmelemente durch die in vertikaler Richtung einwirkenden Kräfte elastisch verformt, d. h. im wesentlichen auf Druck beansprucht. Die Dämmwirkung solcher plattenförmiger Dämmelemente ist u. a. von der Plattendicke abhängig. Mit wachsender Plattendicke wird die Dämmung des Körperschalls verbessert, wobei allerdings für die Plattendicke eine Obergrenze dadurch gesetzt ist, daß in horizontaler Richtung auftretende Kräfte bei zu großer Plattendicke der Dämmelemente zu untragbar großen Auslenkungen

der Schienen in horizontaler Richtung führen können. (Bei glatten oder leicht profilierten, allein auf Druck beanspruchten Dämmelementen beträgt die Federsteife in horizontaler Richtung nur etwa 2o bis 5o.% der Federsteife in vertikaler Richtung.) Bei Kurvenfahrten auftretende Zentrifugalkräfte, Schlingerkräfte und beim Bremsen auftretende Verzögerungskräfte führen daher bei zu großer Plattendicke der Dämmelemente zu unzulässig großen Schienenauslenkungen in der Horizontalen. Bei Verwendung derartiger plattenförmiger Dämmelemente ist man folglich gezwungen, einen Kompromiß zwischen den sich widersprechenden Forderungen nach einer großen Plattendicke zwecks guter Dämmung des Körperschalls einerseits und einer geringen Plattendicke zwecks geringer Auslenkung in horizontaler Richtung andererseits zu finden.

Eine gewisse Verbesserung hinsichtlich der Auslenkung der Schienen in der Horizontalen bringt die bekannte, eingangs erläuterte scha 11dämmende Schienenunterlage (vgl. die DE-AS 19 22 o55). Bei dieser Schienenunterlage ist die der Schienentragplatte zugewandte Oberfläche der Grundplatte zickzackförmig mit zueinander abwechselnd angeordneten dreieckigen Aufweitungen bzw. Ausnehmungen ausgebildet und ist die der Grundplatte zugewandte Oberfläche der Schienentragplatte dazu komplementär ausgebildet. Zwischen diesen beiden ineinandergreifenden Profilen ist ein einstückiges Dämmelement aus elastischem Material, beispielsweise aus einer Gummimischung, angeordnet. Durch die kompakte Einspannung des Dämmelementes ist hier - aufgrund der beschränkten Kompressibilität des Materials - nur eine verhältnismäßig geringe statische Einfederung möglich.

Bei der zuvor erläuterten bekannten schalldämmenden Schienenunterlage werden zwar horizontale Kräfte, die ansonsten zu einer Verschiebung der Schieneiirtragplatte gegenüber der Grundplatte führen würden, an den aufeinanderzu weisenden Flächen der Aufweitungen bzw. Ausnehmungen abgefangen, jedoch ist diese bekannte schalldämmende Schienenunterlage in zwei Richtungen noch verbesserungsbedürftig gewesen. Einerseits war die erreichbare Dämmung von Körperschall noch nicht ausreichend, andererseits wurden horizontale Kräfte in

Richtung parallel zum Schienenverlauf, beispielsweise Bremskräfte, bzw. horizontale Kräfte, die eine wesentliche Komponente in Richtung parallel zum Schienenverlauf haben, nicht hinreichend abgefangen.

Zwischenzeitlich ist eine scha 11dämmende Schienenunterlage'der eingangs beschriebenen Art bekanntgeworden (vgl. die DE-OS 28 17 278), bei der einerseits eine optimale Dämmung von Körperschall gewährleistet ist, bei der andererseits unzulässig große Auslenkungen der Schienen in der Horizontalen unabhängig von der Richtung, in der die jeweils auftretenden Kräfte wirken, verhindert sind. Diese schalldämmende Schienenunterlage ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Dämmelemente nur zwischen anliegenden, gegenüber der Horizontalen geneigten Flanken der Aufweitungen bzw. Ausnehmungen von Grundplatte bzw. Schienentragplatte angeordnet sind, so daß zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte Hohlräume bestehen bleiben, daß an- ' dererseits an der der Schienentragplatte zugewandten Oberfläche der Grundplatte eine Vielzahl von kegel stumpfformigen Aufweitungen und an der der Grundplatte zugewandten Oberfläche der Schienentragplatte eine Vielzahl von zu den kegel stumpfformigen Aufweitungen korrespondierenden trichterförmigen Ausnehmungen angeordnet sind. In Bezug auf Einzelheiten dieser schalldämmenden Schienenunterlage wird auf die DE-OS 28 17 278, die DE-AS 28 17 278 und die DE-OS 28 57 1o5 verwiesen; der Offenbarungsgehalt der vorgenannten Druckschriften wird hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung gemacht.

Bei schalldämmenden Schienenunterlagen der eingangs beschriebenen Art, insbesondere auch bei solchen der zuletzt beschriebenen Art, ist die für eine gute Dämmung des Körperschalls wesentliche Einfederung dadurch begrenzt, daß die dem Rad vorlaufende "Verformungswelle" der Schiene in bestimmten Grenzen gehalten werden muß. Durch die momentane Einfederung der Schiene bei einem · überlaufenden Rad hat die Schiene in einem weiten unbelasteten Bereich vor dem fahrenden Zug das Bestreben, nach oben und seitlich auszuweichen. Hier-, durch kommt es zu einer gewissen Gleisunruhe, die erst nach relativ langer Zeit abklingt und den Schienenverschleiß und den Radkranzverschleiß fördert.

Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung . nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte schal!dämmende Schienenunterlage so auszugestalten und weiterzubilden, daß trotz relativ starker Einfederung nur eine relativ geringe "Verformungswelle" auftritt.

Die erfindungsgemäße schalldämmende Schienenunterlage, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß - zusätzlich zu den Dämmelementen - zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte vorzugsweise zwei die Schienentragplatte gegen die Grundplatte verspannende Vorspanneinrichtungen vorgesehen und die Vorspanneinrichtungen durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte entlastbar sind. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Vorspanneinrichtungen führen dazu, daß in dem unbelasteten Bereich vor (und hinter) dem fahrenden Zug die. Schienentragplatten und damit die Schienen relativ zu den Grundplatten "festgehalten" werden, - so daß ansonsten sich ausbildende "Verformungswellen" begrenzt werden.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll. ·

Zunächst besteht bei der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage zweckmäßigerweise jede Vorspanneinrichtung aus einem Gewindebolzen, aus einem höhenverstellbaren Widerlager und aus einem zwischen dem Widerlager und einer Abstützfläche angeordneten, elastisch verformbaren Vorspannelement, - so daß in einfacher Weise, nämlich durch die Höhenverstellbarkeit des Widerlagers, die Vorspannkraft aufgebracht und eingestellt werden kann.

Eine erste konkrete Ausführungsform der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage ist ergänzend dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen ortsfest in Bezug auf die Grundplatte angeordnet ist und daß das Widerlager aus einer auf dem der Grundplatte fernen Gewindeende des Gewindebolzens angeordneten Gewindemutter und einer Widerlagerscheibe besteht. Hier ist also die

Höhenverstellbarkeit des Widerlagers durch das Zusammenwirken der Gewindemutter und des Gewindeendes des Gewindebolzens realisiert. Dabei empfiehlt es sich, den Gewindebolzen mit einem Gewindebolzenkopf und die Grundplatte mit einer den Gewindebolzenkopf des Gewindebolzens aufnehmenden Ausnehmung zu versehen. ·

Eine zweite konkrete Ausführungsform der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage ist ergänzend dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte eine dem Gewindeende des Gewindebolzens entsprechende Gewindebohrung aufweist., daß dor Gowiridebol/en mit einem Gewindebolzenkopf vorsehen ist und daß das Widerlager aus dem Gewindebolzenkopf des Gewindebolzens und einer Widerlagerscheibe besteht. Hier ist also die Höhenverstellbarkeit des Widerlagers durch das Zusammenwirken des Gewindebolzens und der dem Gewindeende des Gewindebolzens entsprechenden Gewindebohrung der Grundplatte realisiert; der Gewindebolzen muß nur - mehr oder weniger - in die - dafür vorgesehene Gewindebohrung der Grundplatte eingeschraubt werden.

Bei den Ausführungsformen der erfindung.sgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage, bei denen der Gewindebolzen ortsfest in Bezug auf die Grundplatte angeordnet ist oder in eine - dafür vorgesehene - Gewindebohrung der Grundplatte eingeschraubt werden kann, empfiehlt es sich, die Schienentragplatte mit einer das Vorspannelement aufnehmenden Ausnehmung zu versehen,

- die u. a. durch die Abstützfläche für das Vorspannelement begrenzt ist. Dabei kann es zweckmäßig sein, der das Vorspannelement aufnehmenden Ausnehmung der Schienentragplatte ein Abdeckelement zuzuordnen, so daß das Vorspannelement einen gewissen Schutz erfährt.

Schließlich ist eine dritte konkrete Ausführungsform der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage ergänzend dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen ortsfest in Bezug auf die Schienentragplatte angeordnet ist und daß das Widerlager als auf dem der Schienentragplatte fernen Gewindeende des Gewindebolzens angeordnete Gewindehülse mit einem Widerlagerflansch aus-

BAD ORIGINAL

geführt ist. Hier erfolgt die Höhenverstellbarkeit des Widerlagers durch das Zusammenwirken des Gewindebolzens und der das Widerlager darstellenden Gewindehülse, - wobei natürlich sichergestellt sein muß, daß sich das als Gewindehülse ausgeführte Widerlager beim Drehen des Gewindebolzens nicht mitdreht.

Bei der zuletzt beschriebenen konkreten Ausführungsform der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage, bei der der Gewindebolzen ortsfest in Bezug auf die Schienentragplatte angeordnet ist, kann es zweckmäßig sein, die Grundplatte mit einer das Vorspannelement aufnehmenden Ausnehmung zu versehen,

- die u. a. durch die Abstützfläche für das Vorspannelement begrenzt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 zwei Teil schnitte durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des rechten Teils der Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage,

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage und

Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage.

Die in Fig. 1 dargestellte schalldämmende Schienenunterlage 1 dient zur Lagerung von Schienen 2 und besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Grundplatte 3, aus einer Schienentragplatte 4 und aus zwischen der

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• Al I ·

Grundplatte 3 und der Schienentragplatte 4 angeordneten Dämmelernenten 5, wobei die Dämmelemente 5 durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte elastisch verformbar sind. Wie der linke Teil der Fig. 1 zeigt, weisen die einander zugewandten Oberflächen 6 bzw. 7 der Grundplatte 3 bzw. der Schienentragplatte 4 zueinander komplementär ausgebildete Ausformungen auf. Die Dämmelemente 5 sind den Ausformungen der Grundplatte 3 und der Schienentragplatte entsprechend ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel, das der linke Teil der Fig. 1 zeigt, sind an der der Schienentragplatte 4 zugewandten Oberfläche 6 der Grundplatte 3 eine Vielzahl von kegel stumpfförmigen Aufweitungen 8 angeordnet. An der der Grundplatte 3 zugewandten Oberfläche 7 der Schienentragplatte 4 sind zu den kegel stumpfförmigen Aufweitungen 8 korrespondierende trichterförmige Ausnehmungen 9 verwirklicht. Im übrigen wird in Bezug auf die Dämmelemente 5 und die damit zusammenhängende Ausbildung der Grundplatte 3 und der Schienentragplatte 4 auf die DE-OS 28 17 278 verwiesen.

Erfindungsgemäß sind - zusätzlich zu den Dämmelementen 5 - zwischen der Grundplatte 3 und der Schienentragplatte 4 vorzugsweise zwei die Schienentragplatte 4 gegen die Grundplatte 3 verspannende Vorspanneinrichtungen 1o vorgesehen, die durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte entlastbar sind. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Vorspanneinrichtungen 1o führen dazu, daß in dem unbelasteten Bereich vor (und hinter) einem fahrenden Zug die Schienentragplatten 4 und damit die Schienen 2 relativ zu den Grundplatten 3 "festgehalten" werden, - so daß ansonsten sich ausbildende "Verformungswellen" begrenzt werden. (Im übrigen zeigt die Fig. 1 noch ein Befestigungselement 11, mit dem die Schiene 2 auf der Schienentragplatte 4 befestigt ist. Die Lehre der Erfindung hat mit dem Befestigungselement 11 nichts zu tun, so daß sich insoweit weitere Ausführungen erübrigen.)

In den dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage 1 besteht die Vorspanneinrichtung 1o aus einem Gewindebolzen 12, aus einem höhenverstellbaren Widerlager 13 und aus einem zwischen

dem Widerlager 13 und einer Abstützfläche 14 angeordneten, elastisch verformbaren Vorspannelement 15.

Die Fig. 1 und 2 einerseits, die Fig. 3 andererseits zeigen Ausführungsformen der erfindun'gsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage 1, bei denen der Gewindebolzen 12 ortsfest in Bezug auf die Grundplatte 3 angeordnet ist und das Widerlager 13 aus einer auf dem der Grundplatte 3 fernen Gewindeende des Gewindebolzens 12 angeordneten Gewindemutter 17 und einer Widerlagerscheibe 18 besteht. Dabei weisen der Gewindebolzen 12 einen Gewindebolzenkopf 19 und die Grundplatte 3 eine den Gewindebolzenkopf 19 des Gewindebolzens 12 aufnehmende Ausnehmung 2o auf.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage 1, bei der die Grundplatte 3 eine dem Gewindeende 17 des Gewindebolzens 12 entsprechende Gewindebohrung 21 aufweist, der Gewindebolzen 12 mit einem Gewindebolzenkopf 22 versehen ist und das Widerlager 13 aus dem Gewindebolzenkopf 22 des Gewindebolzens 12 und einer Widerlagerscheibe besteht. ■

Bei den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage 1, die in den Fig. 1 bis 4 dargestellt sind, weist die Schienentragplatte 4 eine das Vorspannelement 15 aufnehmende Ausnehmung 24 auf, - die u. ä. durch die Abstützfläche 14 für das Vorspannelement 15 begrenzt ist. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 einerseits, nach der Fig. 4 andererseits ist der das Vorspannelement 15 aufnehmenden Ausnehmung 24 der Schienentragplatte 4 ein Abdeckelement 25 zugeordnet.

Schließlich zeigt die Fig. 5 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage 1, bei der der Gewindebolzen 12 ortsfest in Bezug auf die Schienentragplatte 4 angeordnet ist und das Widerlager 13' als auf dem der Schienentragplatte 4 fernen Gewindeende 16 des Gewindebolzens 12 angeordnete Gewindehülse mit einem Widerlagerflansch 26 ausgeführt

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ist. Dabei weist die Grundplatte 3 eine das Vorspannelement 15 aufnehmende Ausnehmung 27 auf, - die u. a. durch die Abstützfläche 14 für das Vorspannelement 15 begrenzt ist.

Claims

Patentansprüche

1. Schalldämmende Schienenunterlage, bestehend aus einer Grundplatte, aus einer Schienentragplatte und aus zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte angeordneten Dämmelementen, wobei vorzugsweise die einander zugewandten Oberflächen der Grundplatte und der Schienentragplatte zueinander komplementär ausgebildete Ausformungen aufweisen, die Dämmelemente den Ausformungen der Grundplatte und der Schienentragplatte entsprechend ausgebildet sind und die Dämmelemente durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte elastisch verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß - zusätzlich zu den Dämmelementen (5) - zwischen der Grundplatte (3) und der Schienentragplatte (4) vorzugsweise zwei die Schienentragplatte (4) gegen die Grundplatte (3) verspannende Vorspanneinrichtungen (1ο) vorgesehen und die Vorspanneinrichtungen (1o) durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte entlastbar sind.

2. Schienenunterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorspanneinrichtung (1o) aus einem Gewindebolzen (12), aus einem höhenverstellbaren Widerlager (13) und aus einem zwischen dem Widerlager (13) und einer Abstützfläche (14) angeordneten, elastisch verformbaren Vorspannelement (15) besteht.

3. Schienenunterlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (12) ortsfest in Bezug auf die Grundplatte (3) angeordnet ist und daß das Widerlager (13) aus einer auf dem der Grundplatte (3) fernen Gewindeende (16) des Gewindebolzens (12) angeordneten Gewindemutter (17) und einer Widerlagerscheibe (18) besteht.

4. Schienenunterlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (12) einen Gewindebolzenkopf (19) und die Grundplatte (3) eine den Gewindebolzenkopf (19) des Gewindebolzens (12) aufnehmende Ausnehmung (2o) aufweist.

5. Schienenunterlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (3) eine dem Gewindeende (16) des Gewindebolzens (12) entsprechende Gewindebohrung (21) aufweist, daß der Gewindebolzen (12) mit einem Gewindebolzenkopf (22) versehen ist und daß das Widerlager (13) aus dem Gewindebolzenkopf (22) des Gewindebolzens (12) und einer Widerlagerscheibe (23) besteht.

6. Schienenunterlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienentragplatte (4) eine das Vorspannelement (15) aufnehmende Ausnehmung (24) aufweist, - die u. a. durch die Abstützfläche' (14) für das Vorspannelement (15) begrenzt ist.

7. Schienenunterlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das Vorspannelement (15) aufnehmenden Ausnehmung (24) der Schienentragplatte (4) ein Abdeckelement (25) zugeordnet ist.

8. Schienenunterlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (12) ortsfest in Bezug auf die Schienentragplatte (4) angeordnet ist und daß das Widerlager (13) als auf dem der Schienentragplatte (4) fernen Gewindeende (16) des Gewindebolzens (12) angeordnete Gewindehülse mit einem Widerlagerflansch (26) ausgeführt ist.

9. Schienenunterlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (3) eine das Vorspannelement (15) aufnehmende Ausnehmung (27) aufweist, - die u. a. durch die Abstützfläche (14) für das Vorspannelement (15) begrenzt ist.