DE3040769C2

DE3040769C2 - Eisenbahnschwelle aus Stahl

Info

Publication number: DE3040769C2
Application number: DE3040769A
Authority: DE
Inventors: William Faulkner Lonsdale Südaustralien Langman
Original assignee: OMARK INDUSTRIES INC PORTLAND OREG US
Current assignee: OMARK INDUSTRIES INC PORTLAND OREG US
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1984-11-22
Also published as: JPS6224561B2; CA1151620A; FR2470188A1; AU6350480A; AU534253B2; IT1207149B; DE3040769A1; ZA806486B; JPH0469241B2; FR2470188B1; IT8050006A0; JPS61165401A; GB2063972B; JPS5685001A; US4417690A; GB2063972A

Description

Die Erfindung betrifft eine Eisenbahnschwelle aus Stahl in Form einer Dachschwelle, mit auf der Deckfläche angebrachten Ausprägungen, welche paarweise nach oben ragen und eine Ausnehmung zum Aufnehmen und Festhalten eines Schienenfußes begrenzen.

Eine derartige Eisenbahnschwelle ist durch die DE-PS 5 03 507 bekannt und weist Ausprägungen auf, welche von unten her durch eingeschweißte Qucrstäbc ausgefüllt sind. In die Ausprägungen sind in Längsrichtung der Schwelle verlaufende Ausnehmungen cingcfräsi, welche zum Verklemmen der Schiene die Köpfe von Hakenschrauben aufnehmen sollen. Diese eingefrästen Ausnehmungen haben ebenso wie das bekannte Vorsehen von Bohrungen in der Schwelle eine Verringerung der Festigkeit zur Folge, insbesondere weil die eingesetzten Befestigungselemente sehr hohe punktförmigc Spannungskonzentrationen bewirken.

Es ist auch bekannt, auf der Deckfläche von Eisenbahnschwellen Rippen oder verstärkte Querschnitte bei der Herstellung einstückig vorzusehen, welche eine für das Einsetzen des Schienenfußes vorgesehene Ausnehmung haben (CH-PS I 73 640). Die verdickten Querschnittsbereiche sind dabei ebenfalls mit Bohrungen versehen, in welche Spannbolzen eingeschraubt werden können.

Anstelle der einstückigan Herstellung von verdickten Querschnittsbereichen ist auch vorgesehen, auf die Deckfläche der Eisenbahnschwelle Materialstreifen aufzuschweißen, die ebenfalls mit Ausnehmungen für das Einsetzen des Schienenfußes versehen sind (DE-OS 27 18 665). Sowohl das Aufschweißen der Mctallstücke als auch das Vorsehen von verstärkten Querschnittsbereichen verteuert die Herstellung der Eisenbahnschwellen und hat somit nachteiligen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit.

Auch das Vorsehen von Vertiefungen in der Deckflä

che von Eisenbahnschwellen aus Stahl wird als nachteilig angesehen, da diese Vertiefungen von der Deckfläche aus in die Seitenwände verlaufen und daher für das Einpressen der Vertiefungen sehr große Kräfte und entsprechend sehr starke Pressen erforderlich sind, um eine Verformung in die Seitenwände hinein zu ermöglichen. Überdies wird durch die Reduzierung der Querschnittsmoduls ein Verlust an Festigkeit bewirkt Schließlich ist es auch bekannt (DE-PS 5 87 517) Spannbolzen oder ίο Spannrippen zur Verstärkung des Schienensitzes und zum Einsetzen von Befestigungsschrauben vorzusehen. Auch diese Maßnahme ist herstellungstechnisch sehr aufwendig und daher unwirtschaftlich. Zur Sicherung der Spurweite ist es auch bekannt, Spannbolzen bzw. Haitebolzcn an der Schwelle anzuschweißen. Hierzu ist ein Verfahren erforderlich, bei dem sowohl Spann- als auch Paßlehren mit sehr hoher Genauigkeit eingesetzt werden müssen, um eine korrekte Position der Bolzen sicherzustellen. Die Querschnittsform und die Querschnittsgröße derartiger Haltebolzen bzw. Spannbolzen ist stark begrenzt, deshalb ergibt sich auch nur eine geringe Anlagefläche für den Schienenfuß an einem solchen Bolzen, so daß der Widerstand gegen ein Schiefstellen der Eisenbahnschwelle und auch gegen eine Abnutzung verhältnismäßig begrenzt ist

Es ist allgemein bekannt, daß die Belastung der Eisenbahnrchv. eile durch einen darüberfahrenden Zug die höchsten Beanspruchungen im Bereich der Schienenbefestigung auslöst, wobei vcktoriell sich addierende jn Längs- und Querzugbeanspruchungen auf der Oberseite der Eisenbahnschwelle im Bereich der Schienenbefestigung entstehen. Diesen Zugbeanspruchungen können sich Restspannungen überlagern, die durch ausgedehnte Schweißmaßnahmen im Bereich der Schienenbefestigung (wie z. B. bei der DE-OS 27 18 665) entstehen. Das Zusammenwirken dieser Beanspruchungen kann zu Ermüdungsbrüchen führen, die, wie bekannt ist, insbesondere im Bereich ausgedehnter Schweißstellen auftreten. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Eisenbahnschwelle aus Stahl zu schaffen, die sehr stabil ist und mit welcher die Beibehaltung der Spurweite mit fertigungsmäßig einfachen Mitteln gewährleistet wird. Dabei soll dafür Sorge getragen werden, daß durch die Ausgestaltung der Schienenbefestigung die Festigkeit der Eisenbahnschwelle in Bereichen vergrößert wird, in welchen die Befestigungsmittel angeordnet werden, so daß die Gefahr von Ermüdungsbrüchen verringert wird.

Diese Aufgabe wird für eine Eisenbahnschwelle der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei einander zugeordnete perforationsfreie Ausprägungen jeweils einander gegenüberliegende, zumindest in einem Teilabschnitt etwa senkrecht verlaufende und die Ausnehmung begrenzende Seitenflächen haben und daß an der jeweils flachen Oberseite der Ausprägungen ein Haltcbolzen angeschweißt ist.

Eine derart ausgestaltete Eisenbahnschwelle hat den Vorteil, daß die einander gegenüberliegenden, die Ausnehmung begrenzenden Stirnflächen der Ausprägungen Bezugsflächen darstellen, die eine Positionierung der Schienen in der richtigen Spurweite sicherstellen. Dadurch wird die Notwendigkeit der Verwendung von Paßlehren vermieden. Ferner entfällt auch die Notwendigkeit der Anbringung von Bohrungen in der Eisenbahnschwelle. Die Ausprägung kann in der Eisenbahnschwelle mit verhältnismäßig kleinen Pressen angebracht werden, da wesentlich geringere Drücke erforderlich sind, um die Schwelle nach außen zu verformen

als dies bei der Einprägung nach innen unter gleichzeitiger Verformung der Seitenwände der Fall ist. Durch das Anbringen der Ausprägungen sind die Bereiche der Eisenbahnschwelle unmittelbar neben dem Schienenfuß etwas erhöht so daß der Hallebolzen für die Federklammer verhältnismäßig kurz sein kann und daher nur geringen Biegebeanspruchungen ausgesetzt ist. Dies ist von besonderer Wichtigkeit für einen Schienenfuß, \velcher zusammen mit einer Isolierunterlage montiert ist. Derartige Isolierunterlagen werden in Verbindung mit Eisenbahnschwellen aus Stahl in mehrfacher Hinsicht als wesentliches Montageelement angesehen. Durch die Ausprägungen beiderseits des Schienenfußes wird ferner in vorteilhafter Weise erreicht, daß die bei Eisenbahnschwellen mit im wesentlichen gleichen Querschnitt über die Gesamtlänge im Bereich der Schienenbefestigung auftretende Durchbiegung sich durch Vergrößern des Querschnittmoduls in diesem Bereich infolge der großflächigen Ausprägung verringern, so daß sich die maximalen Verbiegungen in weniger gefährdeten Bereichen ergeben.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Die Ausprägungen können in der Höhe variabel sein, um sie an Schienen unterschiedlichen Gewichtes anzupassen. Derartige Schienen unterschiedlichen Gewichtes haben entsprechend eine unterschiedliche Schienenfußdicke. Durch die unterschiedliche Höhe der Ausprägungen besteht die Möglichkeit der Anpassung an die Schienenfußdicke, wobei identische Federklammern und Haltebolzen Verwendung finden können, unabhängig davon, ob eine Isolierunterlage bzw. eine elastische Unterlage angebracht ist oder nicht. An der flachen Oberseite der Ausprägungen kann der Haltebolzen bzw. Spannbolzen für die Federklammer bereits vor der Montage der Schiene befestigt sein.

Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird anhand eines auf die Zeichnung bezugnehmenden Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Eisenbahnschwelle aus Stahl,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie III! der F i g. I,

Fig.3 einen Schnitt längs der Linie HI-III gemäß Fig. 2,

Fig.4 einen Teilschnitt, aus dem die Befestigung einer Schiene in der zwischen den Ausprägungen gebildeten Ausnehmung hervorgeht, und

Fig.5 einen Teilschnitt längs der Linie V-V der Fig. 4.

Aus der Zeichnung geht eine Eisenbahnschwelle 10 aus Stahl hervor, deren Seitenwände 11 und Deckfläche 12 derart ausgebildet sind, daß die Schwelle die Form einer Dachschwelle hat. In der Deckfläche 12 sind jeweils beiderseits der Schiene 13 nach oben vorstehende Ausprägungen 14 ausgebildet, deren Seitenflächen weich in die Seitenwände 11 der Schwelle übergehen. Die einander gegenüberliegenden Seitenflächen 15 und 16 der Ausprägungen verlaufen senkrecht oder nahezu senkrecht, zumindest über einen kurzen Flächenabschnitt, so daß sie an der äußeren Seitenkante einer nachgiebigen Isolierunterlage 17 zur Anlage kommen, welche um den Schienenfuß 18 der Schiene 13 herumgelcgt ist. Diese Isolierunterlage 17 ist in ihrer Abmessung längs der Schiene breiter als die obere Dcckfläche 12 der Eisenbahnschwelle 10, wodurch eine Überlappung geschaffen wird, welche Kapillarstrecken bricht. Die Isolierunterlage 17 ist mit zwei Ausformungen 19 verschen, in welche jeweils eine entsprechende Lagerplatte 20 einlegbar ist. Auf dieser Lagerplaue 20 kommt der untere Schenkel einer an sich bekannten U-förmigen Federklammer 22 zu liegen.
An den Ausprägungen 14 sind ferner jeweils ein HaI-tebolzen 24 angeschweißt Jeder Haltebolzen 24 hat einen Kopf 25, unter welchen der obere Schenkel der Federklammer 22 zu liegen kommt.

Um die Federklammer 22 herauszunehmen, wird ein spezielles Werkzeug in die öffnung eingesetzt, welche

ίο von den beiden Schenkeln und dem Joch der Federklammer umschlossen wird. Der Haltebolzen 24 sowie die Deckfläche 12 dienen als Anlageflächen für dieses Werkzeug, um die Federklammer herausziehen zu können. Zum Einsetzen der Federklammer 22 wird diese an den Haltebolzen angelegt und quer zur Längsrichtung der Schiene 13 eingetrieben.

Die einzelnen Ausprägungen 14 haben eine flache Oberseite 27, auf welcher der Haltebolzen 24 aufgeschweißt ist. Die der Schiene gegenüberliegende Seitenfläche 26 der jeweiligen Ausprägung 14 verläuft in weicher Krümmung in die Deckfläche 12 der Eisenbahnschwelle 10. Auf der flachen Oberseite 27 ist im Randbereich zur Seitenfläche 26 eine nockenförmige Erhebung 28 ausgebildet, welche nach dem Einsetzen der Federklammer hinter dem Bügel der Klammer zu liegen kommt. Dadurch wird das Herausnehmen der Federklammer 22 erschwert, insbesondere, wenn hierfür kein Spezialwerkzeug Verwendung findet. Diese Maßnahme dient dem Schutz gegen mutwillige Zerstörung.

ίο Wie bereits erwähnt, wird das Biegemoment auf den Haltebolzen 24 wegen der kürzeren Bolzenlänge auf Grund der Befestigung des Haltebolzens auf der flachen Oberseite der Ausprägung 14 verringert. Diese Verringerung des Biegemomentes ergibt sich im Vergleich zu

J5 einer Dachschwelle ohne Ausprägungen 14. Durch die spezielle Ausgestaltung der Ausprägungen wird der Schienenfuß in einer genau vorher festgelegten Position festgehalten, wodurch sich die Einhaltung der Spurbreite durch einfache Mittel mit hoher Genauigkeit ergibt.

Ferner kann eine Isolierunterlage einfach eingelegt werden, ohne daß dadurch die Spurlage beeinträchtigt wird. Die Eisenbahnschwelle erfährt durch die Anbringung der Ausprägungen 14 keine Schwächung, außerdem werden auch die Ausbildung von Spannungskonzentrationcn vermieden. Als Vorteil wird die Erhöhung des Steifigkeitsmoduls im Bereich des Querschnitts der Ausprägung angesehen, so daß sich eine Erhöhung der Festigkeit im Befestigungsbereich der Schiene und nicht eine Schwächung ergibt, wie dies bei perforierten Eisen-

M bahnschwellen unvermeidlich ist. Mit Hilfe der Maßnahmen gemäß der Erfindung lassen sich Eisenbahnschwellen mit hoher Festigkeit und Spurhaltigkeit verhältnismäßig einfach und kostensparend herstellen, und da jegliche Perforation vermieden wird, auch die Entstehung von Spannungsrissen und Rost vermeiden, welche im Bereich der Perforation unvermeidlich sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Eisenbahnschwelle aus Stahl in Form einer Dachschwelle, mit auf der Deckfläche angebrachten Ausprägungen, welche paarweise nach oben ragen und eine Ausnehmung zum Aufnehmen und Festhalten eines Schienenfußes begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander zugeordnete perforationsfreie Ausprägungen (14) jeweils einander gegenüberliegende, zumindest in einem Teilabschnitt etwa senkrecht verlaufende und die Ausnehmung begrenzende Seitenflächen (15,16) haben und daß an der jeweils flachen Oberseite (27) der Ausprägungen (14) ein Haltebolzen (24) angeschweißt ist

2. Eisenbahnschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Seitenflächen (26) der Ausprägungen (14) weich in die Deckfläche (12) übergehen.

3. Eisenbahnschwelle nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß auf der flachen Oberseite (27) der Ausprägungen (14) nockcnförmigc Erhebungen (28) im Bereich des Übergangs zur äußeren Seitenfläche (26) ausgebildet sind.

A. Eisenbahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebolzen (24)T-förmigist.