DE3708752A1 - Verstellbare schienenbefestigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare, elektrisch isolierte, Schienenbefestigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei festen Fahrbahnen wird anstelle eines Schotterbettes eine Asphalt- oder Betontragschicht für die Gleisanlage beziehungsweise die Schwellen hergerichtet. Für einen sanften Zuglauf muß in diesen Fällen die beim Schotterbett sich ergebende natürliche Einsenkung der Schwelle während des Überrollens des Zuges durch eine elastische Zwischenplatte beziehungsweise Zwischenschicht unter der Schiene und/oder Schwelle nachgeahmt werden.

Für Hochgeschwindigkeitsstrecken und/oder hochbelastete Gleise wird aus Sicherheitsgründen häufig ein Schienen-/Schwellenbefestigungs­ system verwendet, bei dem die Funktionen "Schienenverspannung" und "Einsenken unter Last" beziehungsweise "Höhen- und Seiten­ verstellbarkeit" getrennt sind. Die moderne Signaltechnik verlangt zudem eine Isolierung der Schiene gegenüber dem Unterbau.

Eine derartige Befestigung für Betonschwellen ist aus der DE-AS 26 00 416 bekannt. Die Rippenplatte wird seitlich durch Winkelführungsstücke fixiert, die wiederum mit je einer Schwellen­ schraube gegen die Schwelle gezogen werden. Eine Stahlfeder spannt die Rippenplatte auf die elastischen Zwischenplatten, die Reaktions­ kraft wirkt auf die Schraubenmutter. Nachteilig ist, daß die Winkelführungsstücke und die Stahlfeder durch Isolierstücke isoliert werden müssen. Bei notwendiger seitlicher Verschiebung der Rippen­ platte mit der Schiene müssen an jeder Schwellenschraube sechs oder mehr Teile demontiert und schmalere beziehungsweise breitere Winkel­ führungsstücke montiert werden; die seitliche Verschiebbarkeit ist konstruktiv begrenzt. Außerdem unterliegen die Winkelführungsstücke und/oder die Zwischenscheiben an der Rippenplatte einem Dauer- Verschleiß und müssen daher von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden.

Beim Festziehen der Schwellenschraube mit einem Moment von normalerweise mehr als 200 Nm ändert die Mutter ihre undefinierte Lage auf der Stahlfeder; in der Praxis hat es durch wiederholte Biegebeanspruchung auch Schraubenbrüche gegeben. Die Schraube wird während des Zuglaufes durch Einsenken der Zwischenplatte einer Schwellbeanspruchung bis zu 15 Hz ausgesetzt.

Bei der Metro Rotterdam werden Rippenplatten mit zwei diagonal versetzten Ankerbolzen und darauf geführten Schraubfedern auf der elastischen Zwischenplatte beziehungsweise Schwelle gehalten. Für Hochleistungsbetrieb ist dieses Befestigungssystem ungeeignet, da die Ankerbolzen in der Betonschwelle durch Seitenkräfte auf Biegung beansprucht werden. Eine Höhenverstellung ist nicht möglich, eine Seitenverschiebung durch Exzenterscheiben in nur geringem Umfang. Die Schraubenfeder muß durch Kappen gegen eindringende Steine geschützt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine höhen- und seitenverstellbare, elektrisch isolierte Schienenbefestigung für Hochleistungsgleise auf fester Fahrbahn vorzuschlagen, die für fast alle Schwellentypen - Beton-, Holz-, Y-Stahlschwelle aus Doppel-T- Trägern - und in Weichenstücken einsetzbar ist, dabei eine definierte federnde Einsenkung der Schiene zuläßt, leicht montiert werden kann sowie einfache Lagekorrekturen der Schiene während der Gleisverlegung oder später ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Die Anwendung eines derartigen Federelementes für die Rippenplattenbefestigung gewährleistet, daß die Schwellenschraube keiner Schwell- oder Wechselbelastung ausgesetzt wird. Die Schwingungs- und damit Körperschalldämpfung und die elektrische Isolierung wird von dem zwischen den Hülsen beispielsweise einvulkanisierten Gummi bewirkt. Gleiche Wirkung könnte ein zwischen den stabilen Hülsen, innen und außen formschlüssig befestigte, Elastomer-Ring erzielen. Diese Verbindung des dreischichtig ausgebildeten Federelementes ist wichtig, damit die von der Zwischenplatte über die Rippenplatte wirkenden Rückstellkräfte auf die zwischen Schraubenkopf und Schwelle festgelegte Innenhülse übertragen werden. Dadurch läßt sich auch eine sehr kurze, biegesteife Schraube verwenden. Die erfindungsgemäße Lösung läßt eine einfache Montage des Schienen-/Schwellensystems zu; Höhen- und Seitenregulierung lassen sich nach Lösen der Schwellenschraube leicht durchführen. Besonders vorteilhaft läßt sich die Befestigung bei Y-Schwellen, die aus Doppel-T-Trägern bestehen, anwenden. Der Schlitz zwischen den zwei in definiertem Abstand zueinander fixierten Trägern führt die Schwellen­ schraube bei der seitlichen Schienen-Lagekorrektur während der Schienenverlegung, insbesondere auch bei Weichenmontage, und es sind so große seitliche Verschiebewege möglich. Die Schraubenmutter gleitet dabei in dem durch die Trägerflansche gebildeten Hohlraum. In diesem Fall kann die Außenhülse in die Rippenplatte geschrumpft oder gepreßt werden. Anstelle zweier einzelner Schraubenmuttern kann auch eine Lasche mit zwei Gewindeaugen oder eine Dübelhalterung für je zwei gegenüberliegende Schwellenschrauben verwendet werden.

Als Federmaterial kann je nach Einsenkhäufigkeit und Einsenktiefe der Rippenplatte ein elastomerer Werkstoff wie Naturkautschuk oder Kunststoff verwendet werden, der vorzugsweise Shore-A-Härten zwischen 40 und 70 hat. Der Isolierwiderstand des Federmaterials liegt vorzugsweise zwischen 10⁴ Ohmmeter und 10¹³ Ohmmeter.

Zur Verringerung der Flächenpressung sollte die Innenhülse zur Schwelle hin eine Bördelkante ausweisen. Diese Maßnahme ist bei Holz- oder Betonschwellen angebracht, aber auch bei Y-Schwellen kann zur Überbrückung des Spaltes zwischen den Trägerflanschen anstelle einer Scheibe eine solche Bördelkante vorgesehen werden.

Aus der Schienendurchbiegung beim Zuglauf kann eine geringfügige Abhebung der Rippenplatte resultieren. Wird die Außenhülse mit einer Bördelung versehen, die auf der Rippenplatte liegt, kann dieser Abhebung entgegengewirkt werden. Die Bördelung begrenzt bei der Montage zudem die Sitztiefe der Außenhülse.

Damit bei der zuvor beschriebenen oder der durch die Rückstellkräfte des Federmaterials bedingten Abhebung der Rippenplatten die Außenhülse nicht mit dem Schraubenkopf in Berührung kommt, kann eine Isolierscheibe vorgesehen werden, insbesondere wenn die Außenhülse nur geringfügig kürzer gestaltet ist als die Innenhülse.

Feingewindeschrauben sind bei gleicher Zugfestigkeit dünner als regelmäßig beim Eisenbahnoberbau eingesetzte Schwellenschrauben. Für eine gute Führung der dünnen Schrauben - unter Verwendung gleicher Federelemente wie für Schwellenschrauben - wird erfindungsgemäß eine Abstandshülse in die Innenhülse des Federelementes eingesetzt.

Bei Beton- und Holzschwellen kann, insbesondere im häufig verwendeten Eichen- oder Bongossi-Holz bei Weichen, die Schwellenschraube bei seitlicher Schienenregulierung nicht ohne großen Aufwand versetzt werden. Erfindungsgemäß wird in diesen Fällen die Rippenplatte mit einem Schlitz oder Langloch versehen.

Anstelle eines Langloches oder Schlitzes in der Rippenplatte kann in derartige Schwellen ein beispielsweise in die Bewehrung der Beton­ schwelle integriertes Stahlprofil mit nach oben offenem Schlitz zur Aufnahme der Schraube und Mutter eingesetzt sein, in dem die Schraube seitlich verschoben werden kann.

Erfindungsgemäß wird in Weichen die Gleitplatte für die Weichenzunge auf der Rippenplatte befestigt. Dies hat die Vorteile, daß bei der Montage nur ein Bauteil existiert und sichergestellt ist, daß die gerade Schiene und die abbiegende Weichenzunge beim Zuglauf die gleiche Einsenktiefe haben und die Zunge nicht hochsteht.

Anhand von schematischen Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Befestigung an einer Y-Schwelle im Schnitt,

Fig. 2 eine andere erfindungsgemäße Befestigung an einer Y-Schwelle im Teilschnitt.

Ein Ende einer Y-Schwelle (Fig. 1) aus zwei Doppel-T-Trägern 1, die durch ein Abstandsblech 11 zwischen den unteren Flanschen 8 verbunden sind, weist zwischen den oberen Flanschen 2 einen Spalt auf. Eine nicht dargestellte Schiene ist auf der Rippenplatte 4 befestigt. Zwischen der Rippenplatte 4 und den Flanschen 2 der Y-Schwelle ist eine schwingungs- und körperschalldämpfende sowie elektrisch isolierende Zwischenplatte 3 angeordnet, die eine definierte Einsenkung der Schiene/Rippenplatte 4 von 2 mm zuläßt. Im Bereich der Befestigung weisen die Zwischenplatte 3 und die Rippenplatte 4 eine Bohrung 13 auf, in der ein Federelement sitzt, das durch den Kopf der Schraube 10 über die Innenhülse 7 und Bördelkante 14 auf oberen Flanschen 2 mit Hilfe der unter dem Spalt angeordneten Mutter 9 festgelegt ist.

Das anvulkanisierte Federmaterial 6 aus Gummi mit Shore-Härte-A-60 verbindet die Innenhülse 7 kraftschlüssig mit der Außenhülse 5, die in die Bohrung 13 der Rippenplatte 4 so tief eingeschrumpft ist, daß die Bördelung 12 auf der Rippenplatte 4 aufliegt.

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht und versetztem Teilschnitt ein Ende einer Y-Stahlschwelle 15.

Auf der Rippenplatte 19 mit den Rippen 18, 20 für die Lagesicherung des Schienenfußes ist eine Schiene 25 mit Hakenschraube 23, Mutter 22, Scheibe 21 und Spannklemme 24 befestigt. Auf dieser Rippenplatte 19 ist eine Gleitplatte 28 aufgeschweißt, die eine auf der Schleißplatte 26 aus Kunststoff schmierungsfrei gelagerte, seitenbewegliche Weichenzunge 27 trägt.

Die Rippenplatte 19 ist mitsamt der elastischen Zwischenplatte 17 über zwei Federelemente in einer Achse zu beiden Seiten der Schiene durch die Schrauben 31 mit Muttern 36 auf den Flanschen 16 der Y-Stahlschwelle 15 verspannt. Ähnlich wie in Fig. 1, jedoch wesentlich stabiler und für höhere Belastungen konzipiert, ist das Federelement mit der Außenhülse 29 im Bereich des Absatzes 35 in die Bohrung der Rippenplatte 19 eingepreßt. Die kraftschlüssige Verbindung erfolgt über eine eingeklebte Naturkautschuk-Feder 33 zur zwischen Kopf der Schraube 31, Deckscheibe 32 und Flansch 16 lagegesicherten Innenhülse 34. Bei Belastung der Schiene 25 oder Weichenzunge 27 kann die Zwischenplatte 17 um bis zu max. 3 mm zusammengepreßt werden. Die Außenhülse 29 und die Feder 33 folgen der Einsenkung der Zwischenplatte 17. Damit die Feder 33 nicht in Gegenrichtung (Wechselbeanspruchung) belastet wird nach Entlastung der Rippenplatte 19 oder die Rippenplatte 19 durch die Biegung in der Schiene 25 - bei Belastung jenseits der Y-Schwelle 15 - abhebt, wird die Außenhülse 29 durch Isolierscheibe 30 aus stark dehnfähigem Material und Deckscheibe 32 gesichert.

Bei notwendigen seitlichen Lagekorrekturen der Schiene 25 und Weichenzunge 27 wird die Schraube 31 in der Mutter 36 ein wenig gelöst und die Rippenplatte 19 samt Zwischenplatte 17 kann verschoben werden. Die Höhenlage des Gleises kann durch Unterlegplatten für die Rippenplatte 19 verändert werden; dabei ist eine Demontage des Federelements nicht notwendig.

Bei der erstmaligen Montage des Gleissystems kann die gesamte Rippenplatte 19 einschließlich Gleitplatte 28, der Hakenschraube 23 samt Zubehör und das Federelement mit Schraube 31 und Mutter 36 - nur mit drei Gewindegängen aufgeschraubt - im Herstellerwerk vormontiert und am späteren Verlageort so komplett in das Ende der Y-Stahlschwelle 15 eingeschoben werden. Dies bedeutet eine wesentliche Zeitersparnis.

Claims (10)

1. Verstellbare, elektrisch isolierte, symmetrische Schienen­ befestigung für Eisenbahnoberbau auf festen Fahrbahnen, bei welcher zwischen einer mit dem Schienenfuß verspannten, den Auflagedruck der Schiene verteilenden, Rippenplatte und einer Schwelle eine Zwischenplatte aus elastischem Werkstoff angeordnet ist und die Rippenplatte über ein Federelement mit einer Schraube gegen die Schwelle gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenplatte (4, 19) das Federelement wenigstens teilweise umschließt und das Federelement aus je einer stabilen Innenhülse (7, 34) und Außenhülse (5, 29) besteht mit einem dazwischen angeordneten, elektrisch nicht leitenden Federmaterial (6, 33), das reib-/oder formschlüssig mit den Hülsen verbunden ist, die Innenhülse (7, 34) zwischen der Schwelle (1, 15) und der Schraube (10, 31) eingespannt ist und die Außenhülse (5, 29) sich an der Rippenplatte (4, 19) abstützt.

2. Schienenbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmaterial (6, 33) im wesentlichen aus Naturkautschuk besteht.

3. Schienenbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmaterial (6, 33) ein Kunststoff-Elastomer ist.

4. Schienenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (7, 34) zur Schwelle (1, 15) hin eine Bördelkante (14) aufweist.

5. Schienenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (5) mit einer Bördelung (12) auf der Rippenplatte (4) aufliegt.

6. Schienenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schraube (10, 31) und der Innenhülse (7, 34) eine Abstandshülse angeordnet ist.

7. Schienenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 6, insbesondere für Holz- und Betonschwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenplatte (4, 19) eine sich auf beiden Seiten quer zur Schiene (25) erstreckende Ausnehmung für das Federelement aufweist.

8. Schienenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 7, insbesondere für Holz- und Betonschwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (7, 34) durch ein in die Schwelle integriertes Stahlprofil gestützt wird.

9. Schienenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (29) gegen Relativbewegung zur Rippenplatte (19) durch eine an der Schraube (31) angeordneten Scheibe (30, 32) gesichert ist.

10. Schienenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Weiche zwischen der Schiene (25) und der Schraube (31) mindestens eine Gleitplatte (28) für eine Weichenzunge (27) auf der Rippenplatte (19) angeordnet ist.