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Anordnung zum Befestigen einer Schiene auf einer Schwelle
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordung zum Befestigen einer
Schiene auf einer Schwelle, jeweils bestehend aus einem der Schiene benachbarten
und mit der Schwelle verbundenen Einsatzstück, das mit seinem Kopf aus der Oberfläche
der Schwelle ragt und von einer eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Klemmplatte
umgeben ist, die jeweils mit Hilfe einer in den Kopf eingreifenden Federklammer
in ihrer den Fuß der Schiene in Anlage mit der Oberfläche der Schwelle haltenden
Klemmlage gehalten ist.
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Seit Bestehen der Eisenbahn sind viele Anordnungen bekanntgeworden,
mit deren Hilfe die Schienen in ihrer Lage auf den sie tragenden Schwellen dauerhaft
gehalten werden sollen. Alle diese Anordnungen haben das Ziel, sowohl das Kriechen
der Schienen in Längsrichtung als auch ihr ständiges oder vorübergehendes Ausweichen
in Querrichtung während des Verkehrs über diese Schienen zu verringern.
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Dieses Ziel soll bei der eingangs genannten, aus der US-PS 3 887 128
bekannten Anordnung dadurch erreicht werden, daß die nachgebende Federklammer in
dem Einsatzstück und damit in ihrer Sperrstellung durch einen starren, nicht nachgebenden,
aber beweglichen Stift gehalten wird. Dies führt zu Schwierigkeiten mit der Isolierung
einer solchen
Klemmverbindung, was bekanntlich durch zwischengelegte
Isolierstücke erreicht wird. Ein gegenseitiges Verschieben zwischen Isolierstück
und Klemmplatte ist nicht ausgeschlossen, was ebenfalls zu einer Lockerung der Klemmverbindung
und damit zu Verschiebungen der Schiene führt.
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Ähnliches gilt für die Anordnung nach der US-PS 4 067 495, die darüber
hinaus noch eine schwer zu handhabende Federklammer besitzt, welche in eine einzige
öffnung im Einsatzstück einzuführen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Anordnungen
der hier infrage stehenden Art derart zu verbessern, daß zwischen den Klemmplatten,
die mit den in den Schwellen befestigten Einsatzstücken verbunden sind, und den
benachbart liegenden Schienen auch bei Benutzung von Isolierstücken möglichst keine
Verschiebungen mehr auftreten können, wobei auch die Federklammern als Teil einer
solchen Anordnung eine solche Ausbildung erfahren sollen, daß ein möglichst gleichmäßiges
Anpressen der Klemmplatten auf der Schienen- und auf der Schwellenseite erreichbar
wird.
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Ausgehend von einer Anordnung der eingangs genannten Art ist diese
Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Durchtrittsöffnung der Klemmplatte
von den Kanten eines äußeren Befestigungsteils und eines gegenüberliegenden Schienenabschnittes,
zwischen denen zwei einander gegenüberliegende Seitenabschnitte sich erstrecken,
begrenzt ist, die den Kopf des Einsatzstückes länges seines Umfanges umfassen, daß
zwischen dem Schienenabschnitt und der Oberfläche der Flanke des Schienenfußes ein
dielektrisches Deckstück liegt, und daß die mit den Schenkeln in Eingriff mit dem
Kopf stehende Federklammer mittels Federteilen auf dem äußeren Befestigungsteil
und dem Schienenabschnitt der Klemmplatte die Schiene in ihrer Lage auf der Schwelle
haltend aufliegt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Anordnung weist also den jeweiligen
Schwellen fest verbundene Einsatzstücke zu beiden Seiten des Schienenfußes der jeweiligen
Schienen auf, die verhindern, daß die mit Isolierstücken versehenen Klemmplatten
weder seitlich noch in Längsrichtung der Schienen auswandern können. Die Klemmplatten
sind elastisch und liegen jeweils mit ihren Schienenabschnitten auf den Oberflächen
der Flanken des Schienenfußes und mit ihren äußeren Befestigungsteilen auf den Oberflächen
der Schwellen auf und werden jeweils mittels einer einzigen, entsprechende Klammerteile
aufweisenden Federklammer in ihrer Klemmlage gehalten.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Klemmplatte und das
dielektrische Deckstück, also die Isolierung, infolge ihrer Ausbildung quasi ein
integrales Bauteil bilden, so daß ein Auseinandergehen oder ein Verschieben des
einen Bauteils relativ zum anderen unmöglich wird. Diese Ausbildung ist mit entscheidend
für die dauerhafte Befestigung der Schienen auf den Schwellen.
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Schließlich ist auch die symmetrische Ausbildung der Federklammer
vorteilhaft, da sie durch ihre parallel nebeneinanderliegenden Schenkel abgestützt
auf beide Teile der Klemmplatte gleiche Druckkräfte ausübt.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand dreier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Anordnung zum Befestigen von Schienen auf Schwellen, Figur 2 in vergrößerter Darstellung
eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Anordnung nach Figur 1,
Figur
3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung von Klemmplatte und rsolationsstück
im auseinandergenommenen Zustand, Figur 4 eine Seitenansicht der während des Verkehrs
über die Schiene elastisch nachgebenden Klemmplatte, Figur 5 eine perspektivische
Darstellung einer anderen Ausführungsform des Isolationsstückes der Klemmplatte,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß Figur 5 im auseinandergenommenen
Zustand und Figur 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung.
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In Figur 1 ist die Anordnung zum Befestigen einer Schiene R auf der
Oberfläche 2 einer Schwelle 3, auf der sie mit ihrem Schienenfuß 4 aufliegt, ganz
allgemein mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet. Die Anordnung 1 , sowohl in der
Ausführungsform der Erfindung nach Figur 1 als auch nach den Figuren 2 und 7, ist
jeweils einer Schwelle 3 zugeordnet, welche aus einer gießfähigen Substanz, wie
beispielsweise aus azeton oder synthetischem Kunststoff besteht. Hierzu weist die
Anordnung 1 ein insatzstuck 5 auf, das mit einem Ankerschaft 6 in den Körper der
Schwelle 3 ragt und in diesem befestigt ist, so daß ein integraler Kopf 7 des Einsatzstückes
5 in einer festen unverrückbaren Lage zu den Kanten 8 der Flanke des Schienenfußes
4 angeordnet ist.
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Das Einsatzstück 5 hat zwei Aufgaben. Nicht nur, daß es eine mit einer
Durchtrittsöffnung s versehene Klemmplatte 9 in Längs- und c errichtung exakt fixiert,
sondern auch als ortsfestes Mittel das nachträgliche Montieren einer Federklammer
10 ermöglicht, die ferner
durch dieses Einsatzstück in ihrer Lage
gehalten wird. Hierzu rat der Kopf 7 des Einsatzstückes aus der Oberfläche 2 der
Schwelle heraus, und zwar so weit, daß die Kanten 8 der Flanken des Schienenfußes
überragt werden, vgl. Figur 2. Der Kopf 7 weist eine Kappe 11 auf, die oberhalb
eines der Oberfläche 2 der Schwelle 3 benachbarten Podestes oder Plattform 12 angeordnet
ist und durch einen Steg 13, der im wesentlichen in der Längsachse des Ankerschaftes
6 liegend sich vertikal erstreckt sowie einer der Kante 8 der Flanken des Schienenfußes
zugewandten Wand 14 getragen ist.
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Wie insbesondere die Figur 2 zeigt, liegen der Steg 13 und die Wandung
14 parallel zueinander und parallel zur Längserstreckung der Schiene R und begrenzen
einander benachbart liegende Aushöhlungen 15 und 16, von denen die Aushöhlung 15
geschlossen und die Aushöhlung 16 einseitig geöffnet ist. Die Bedeutung dieser Aushöhlungen
wird später beschrieben werden.
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Mit dem Einsatzstück 5 wirkt die gan z allgemein als Isolator 9 bezeichnete
rechtwinklige Anordnung einer Klemmplatte 17 und eines mit ihr verbundenen dielektrischen
Deckstckes 18 zusammen. Die Klemmplatte 17 besitzt eine begrenzte Nachgiebigkeit
und ist mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 19 versehen, die mit ihren Öffnungskanten
die Außenwandungen 20 des Kopfes 7 des Einsatzstückes 5 umfaßt und mit diesem eine
enge Formschluß-Passung bildet. Hierzu sind sowohl die Durchtrittsöffnung 19 als
auch der Kopf 7 in einander entsprechender Weise rechtwinklig ausgebildet. Der Isolator
9 weist ferner, anschließend an das eine der Durchtrittsöffnung 19, ein äußeres
Befestigungsteil 21 mit einer Außenkante 22 und einer nach unten gerichteten Auflagefläche
23 auf. Der entgegengesetzt liegenden Kante der Durchtrittsöffnung 19 benachbart
schließt sich ein Schienenabschnitt 24 an, mit einer außenliegenden Kante 25, die
im Ausmaße der Dicke der Flanken des Schienenfußes 4 aufgebogen ist. Die genannte
innere Kante der Durchtrittsöffnung 19 ist mit dem Bezugszeichen 26, vgl. Figur
3, bezeichnet und erstreckt sich entlang einer Linie, die zwischen der Außenkante
8 der Flanke des Schienenfußes 4 und der Passungsfläche 27 der Wandung 14 des Kopfes
7 des Einsatzstückes 5 *Ende
liegt. Die seitlichen Begrenzungen
der Durchtrittsöffnung 19 werden durch zwei parallelliegende Seitenabschnitte 28
der Klemmplatte 17 bestimmt, die zwischen dem äußeren Befestigungsteil 21 und dem
Schienenabschnitt 24 liegen. Die dem äußeren Befestigungsteil benachbarte Kante
der Durchtrittsöffnung 19 ist mit 26' bezeichnet.
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Wie am besten aus Figur 3 zu ersehen, ist das dielektrische Deckstück
18 aus einem geeigneten isolierenden Werkstoff gefertigt, das in der Lage ist, seine
Formstabilität einzuhalten, um sicherzustellen, daß eine zufriedenstellende elektrische
Isolation zwischen der aus Metall bestehenden Klemmplatte 17 und der Oberfläche
29 sowie der Außenkante 8 der Flanke des Schienenfußes 4 aufrechterhalten wird.
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Wie die Figuren 1 bis 4 zeigen, ist das dielektrische Deckstück 18
jeweils einstückig ausgebildet und weist eine rechtwinklige Basis 30 auf, mit einer
in Längsrichtung sich erstreckenden integralen, nach unten gerichteten Flanke 31.
Die Höhe dieser Flanke ist mindestens gleich der Kante 8 der Flanke des Schienenfußes
4. Die Oberfläche der Basis 30 weist eine Ausnehmung 32 auf, deren Dimensionen in
Längs- und Querrichtung mit den Dimensionen des Schienenabschnittes 24 der Klemmplatte
17 entsprechen. Die Kanten dieser Ausnehmung 32 werden einerseits durch die beiden
sich annähernd geradlinig erstreckenden Wandungen 33, 33 und durch dazu rechtwinklig
liegende erste und zweite Wandungen 34 und 35 bestimmt. Die Enden der zweiten Wandung
35 enden kurz vor der zugehörigen Wandung 33 und bilden damit ein Paar von querliegenden
Kanälen 36, 36, deren seitliche Ausmaße im wesentlichen gleich der Breite der mit
ihnen korrespondierenden Seitenabschnitte 28 der Klemmplatte 17 sind. Die erste
und zweite Wandung 34 und 35 des dielektrischen Deckstückes 18 sind leicht höher
ausgebildet als die Tiefe der Ausnehmung 32, so daß nach erfolgtem Einsetzen des
Schienenabschnittes 24 der Klemmplatte 17 in die Ausnehmung 32 die überstehenden
Kanten dieser beiden WandungZen 34 und 35 verformt werden können, so wie es in Figur
3 bei 37 dargestellt ist, um jeweils den Schienenabschnitt 24 übergreifende Abschnitte
dieser Wandungen zu erzeugen, die auf der Oberfläche
38 des Schienenabschnittes
aufliegen und diesen damit in seiner Lage fixieren.
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Wie sich aus dem vorstehenden ergibt, bildet also das als Isolator
9 bezeichnete Bauteil eine einheitliche Anordnung, bestehend aus der aus federnd
nachgebendem Metall bestehenden Klemmplatte 17 und dem mit dieser unverrückbar verbundenen
dielektrischen Deckstück 18, so daR,wenn dieser Isolator in seine Wirklage gebracht
ist, wie es in den Figuren 1 und 2 der Zeichnung gezeigt ist, die Flanke des Schienenfußes
4 elektrisch isoliert ist, und zwar sowohl gegenüber dem Einsatzstück 5 als auch
gegenüber der Federklammer 10. I)iese elektrische Isolation kann dadurch vervollständigt
werden, daß ein weiteres dielektrisches Deckstück 39 zwischen die untere Oberfläche
des Schienenfußes 4 und die obere Oberfläche 2 der Schwelle 3 angeordnet wird, wie
dies an sich bekannt ist.
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Um die Schiene auf ihrer Schwelle zu befestigen, ist das Bauteil 9
mit seiner Durchtrittsöffnung 19 auf den Kopf 7 des Einsatzstückes 5 zu schieben,
bis es sowohl auf der Oberfläche 2 der Schwelle 3 als auch auf der Oberfläche 29
der Flanke des Schienenfußes 4 aufliegt.
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Daraufhin ist die Federklammer 10 mit ihren Schenkeln 41 in die Ausnehmungen
15 und 16 des Kopfes 7 zu schieben, um so das Bauteil 9 und damit die Klemmplatte
17 in ihrer Lage zu fixieren. Die Federklammer 10 weist hierzu zwei gleich ausgebildete
U-förmige Federteile 43 und 44 auf, die über ein bogen- oder schleifenförmiges Federteil
40 miteinander verbunden sind. Jedes U-förmige Federteil weist einen der bereits
erwähnten Schenkel 41 auf, die, wie am besten aus Figur 2 ersichtlich, sich an den
oberen Wandungen der Ausnehmungen 15 und 16 anlegen, während die erwähnten Federteile
43 und 44 jeweils auf dem Befestigungsteil 21 bzw. auf dem Schienen teil 24 der
Metallplatte 17 aufliegen. Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß die Federklammer
von oben gesehen etwa B-förmig ausgebildet ist und eine integrale Klammer bildet.
Zum Einführen der Federklammer in die Ausnehmungen 15 und 16 dient ein hier nicht
dargestelltes an sich bekanntes Werkzeug, mit dessen Hilfe das notwendige
Aufbiegen
der Federschenkel 41 bzw. der Federteile 43 und 44 sowie das Einführen in die in
Figur 1 dargestellte Lage erfolgt.
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Wie aus Figur 1 ersichtlich, liegt also die eingeführte Federklammer
10 mit ihrem Federteil 43 auf dem äußeren Befestigungsteil 21 und mit ihrem anderen
Federteil 44 auf dem Schienenabschnitt 24 des als Isolator 9 bezeichneten Bauteils
auf. Im Hinblick auf die im wesentlichen aufwärts gerichtete Kraft, die erforderlich
ist, um die Schenkel 41 der Federklammer 10 während ihrer Installation in die dabei
gewünschte Lage zu überführen, ergibt sich nach der Installation der Federklammer,
daß diese nach ihrer Einführung nunmehr abwärts gerichtet sind - die Schenkel 41
sind über die Federteile 42 mit den Federteilen 43 und 44 verbunden -, so daß die
genannten Federteile 43 und 44 die ihnen zugeordneten Teile der Klemmplatte 17,
nämlich das Befestigungsteil 21 und der Schienenabschnitt 24 nach unten, also auf
die Oberfläche 2 der Schwelle 3 und auf die Oberfläche 29 der Flanke des Schienenfußes
4 drücken.
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Der Druck auf die Basis 30 des dielektrischen Deckstückes 18 ist auf
die Flanke des Schienenfußes 4 gleichmäßig verteilt, indem das Federteil 44 im wesentlichen
entlang der längsseitigen Mittellinie der Basis des Schienenteils 24 angreift, wie
in ähnlicher Weise das Federteil 43 sich im wesentlichen entlang der längsseitigen
Mittellinie der planen Auflagefläche 23 des äußeren Befestigungsteils 21 erstreckt.
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Wie Figur 2 am besten zeigt, ist die Klemmplatte 17 von der Auflageflache
23 aus nach aufwärts gebogen, so daß ein Freiraum 45 zwischen der Klemmplatte und
der Oberfläche 2 der Schwelle entsteht. Dieser wirkt isolierend und begrenzt den
Kontaktbereich auf den Oberflächenkontakt zwischen der Metallplatte 17 und der Schwelle.
Die Kante 46 der planen Auflagefläche 23 endet kurz vor der Kante 26' der Durchtrittsöffnung
19, von dieser Linie ab ragt die Klemmplatte 17 mit ihren Seitenabschnitten 28 aufwärts,
und zwar im wesentlichen geradlinig bis zu einer Linie, die der Wandung 14 des die
Aushöhlung 15 tragenden Kopfes 7 des Einsatzstückes 5 gegenüberliegt. Von dieser
Linie
aus sind die Seitenabschnitte 28 stärker nach oben gebogen, als die Teilabschnitte
28', vgl. Figur 2. Der an die Seitenabschnitte 28 sich anschließende Schienenabschnitt
24 der Klemmplatte 17 ist dann weniger stark abgebogen als der Teilabschnitt 28'.
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Die Ausführungsform des dielektrischen Deckstückes 18 gemäß den Figuren
5 und 6 benutzt als Befestigungsmittel für das starre Verbinden der Metallplatte
17 mit dem dort mit 18' bezeichneten dielektrischen Deckstück anstelle der Kanten
34 und 35 Bolzen 47. Die Kanten 34 und 35 brauchen daher nur eine Höhe aufzuweisen,
die gleich der Dicke des Schienenabschnittes 24' ist.
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Mit anderen Worten, die obere Oberfläche der vier Wände, die die obere
Begrenzung der Ausnehmung 32 bilden, sind so konstruiert, daß sie in einer gemeinsamen
Ebene liegt, die gleich ist mit der oberen Oberfläche 38 des Abschnittes 24' des
dielektrischen Deckstückes 18', wenn dieses in diesen Bereich der Klemmplatte eingreift,
wie dies in Figur 5 dargestellt ist.
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Als Mittel zum Halten des Deckstückes in dieser Position dienen die
bereits erwähnten Bolzen 47, die in der Ausnehmung 32 befestigt sind. Vor dem Zusammenbau
weisen die Bolzen eine glatte Oberfläche 48 auf, die nach dem Zusammenbau die Oberfläche
des Abschnittes 38 überragen. Hierzu sind senkrechte Öffnungen 49 im Abschnitt 38
des Schienenabschnittes 24' vorgesehen, in die die Bolzen eingreifen, sobald die
Klemmplatte 17 in die Ausnehmung 32 des Deckstückes 18' eingesteckt wird, vgl. auch
Figur 6. Nach dem Einstecken werden die Oberflächen 48 der Bolzen 47 zu Köpfen 50
verformt, siehe Figur 5.
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Die Bolzen 47 bilden mit den Löchern 49 eine enge Passung, durch die
Deckstücke 18' und Schienenabschnitt 38 der Klemmplatte unverrückbar fest miteinander
verbunden sind, derart, daß die obere Oberfläche 38 und die Oberfläche der Wände
33 in einer Ebene liegen.
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Selbstverständlich können auch andere Methoden zum Verbinden von dielektrischem
Deckstück und Klemmplatte benutzt werden.Allerdings muß sichergestellt sein, daß
diese Verbindung fest ist und keine relative Bewegung zwischen beiden Bauteilen
erlaubt, wie zum Beispiel eine Preßpassung, eine sogenannte Schnappverbindung oder
ein Verkleben.
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Die Ausführungsform nach Figur 7 zeigt eine andere Ausbildung der
als Isolator 9' bezeichneten Baugruppe aus Klemmplatte 17' und dielektrischem Deckstück
18". Dort ist das Deckstück 18" im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ausgebildet,
bestehend aus einer planen Grundplatte 30' und einer nach abwärts gerichteten Flanke
31'. Der Schienenabschnitt 24s' der Klemmplatte weist ebenfalls einen planen Plattenabschnitt
56 auf, der auf der Oberfläche 29 der Flanke des Schienenfußes aufliegt. Ferner
ist an dem Schienenabschnitt eine integrale , die Kante 8 der Flanke des Schienenfußes
4 umfassende Abbiegung 57 vorgesehen, die sich zwischen den Seitenabschnitten 28-28
der Klemmplatte befindet. Bei dieser Ausführungsform ist der Schienenabschnitt der
Klemmplatte also nicht allseits von aufwärtsgerichteten Wänden des dielektrischen
Deckstüc,kes umgeben, sondern das Deckstück bildet ein L-förmiges Teil, das zum
Beispiel mit dem Schienenabschnitt auf der innenliegenden Oberfläche und der Abbiegung
verklebt ist. Das zusammengefügte Bauteil wird in gleicher Weise im Zusammenwirken
mit dem Kopf 7 benutzt, wie es für die Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 4
beschrieben worden ist, wie dies auch die gleichen Bezugsziffern zeigen, die für
jeweils gleiche Teile verwendet worden sind.
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Die beiden ersten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung
1 eignen sich besonders gut für das Befestigen von Schienen auf ihren Schwellen
bei viel befahrenen Hauptstrecken, während die zuletzt beschriebene vereinfachte
Ausführungsform gut geeignet ist für das Befestigen von Schienen auf ihren Schwellen
innerhalb sogenannter Nebenstrecken.