DE4216015A1 - Befestigungssystem für Schienen auf Unterschwellung einer Gleisanlage - Google Patents
Befestigungssystem für Schienen auf Unterschwellung einer GleisanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für Schienen
auf Unterschwellung auf Holz, Beton oder Stahl einer
Gleisanlage, bei dem Bolzen einerseits an den Schwellen
verankert sind, und andererseits über isolierende Keilklemmen
aus Kunststoff, die einen Durchbruch für den Bolzen
aufweisen, einen gegen die Schwelle durch Zwischenlagen
isolierten Schienenfuß elastisch verspannen, wobei die
Keilklemmen vorzugsweise den Schienenfuß übergreifen.
Zur Befestigung von Schienen auf Schwellen in einer
Gleisanlage werden zur Übertragung von Horizontalkräften -
längs und quer zur Schiene - und Vertikalkräften resultierend
aus direkter Betriebsbelastung, Durchbiegung der Schienen mit
folgender Abhebewelle, Querverschiebung aus resultierenden
Vertikalkräften oder Radialkräften in Kurven, sowie
Umwelteinflüssen - vorwiegend Temperaturdifferenzen von
minus 30 bis plus 60 Grad Celsius - elastische oder starre
Konstruktionen verwendet. Mit zunehmender Elektrifizierung
der Bahnantriebe, der Signal- und Stelltechnik, auch von
Nebenstrecken der Eisenbahnen oder Straßenbahnen werden bei
modernen Befestigungssystemen eine elektrische Isolierung der
Schienen gegen die Schwelle sowie eine mehr oder minder
starke Dämpfung systembedingter Schwingungen aus statischer
oder dynamischer Belastung und eine Schalldämpfung verlangt.
Darüber hinaus müssen die Befestigungssysteme möglichst
resistent gegen Korrosion und Verschleiß sein.
In der AT-PS 295 578 ist eine elastische und elektrisch
isolierende Befestigungsvorrichtung beschrieben, bei der mit
Hilfe eines Bolzens eine Stahlfeder und ein Kunststoffelement
den Schienenfuß auf der Schwelle fixieren. Dabei dient das
Kunststoffelement in erster Linie der elektrischen Isolierung
der Stahlfeder gegen die Schwelle und den Schienenfuß und
ermöglicht ein sattes Aufliegen der Stahlfeder im gespannten
Zustand auf beiden Bauteilen. Bedingt durch die über den
Bolzen aufgebrachte Spannkraft wird in dem elastischen, aus
wärmehärtendem thermoplastischem Kunststoff oder einem
Kunstharz oder einem vulkanisierten Elastomer bestehenden
Element eine Pressung erzeugt, die zur Verkeilung zwischen
der Schwelle und dem Schienenfuß beiträgt.
Aus der EP-A2 03 93 432, insbesondere Fig. 3, ist ein
gattungsbildendes Befestigungssystem bekannt. Es umfaßt ein
aus kältebeständigem, hochmoduligem, thermoplastischem
Polyurethan mit guten Bruchdehnungseigenschaften, geringer
Kältesprödigkeit und hohem spezifischen Durchgangswiderstand
bestehendes keilförmiges Klemmelement, welches, durch einen
Schraubbolzen gehalten, eine Lücke zwischen einer Schulter an
der Schwelle und dem Schienenfuß ausfüllt und mittels
übergreifender Nase den Schienenfuß gegen Horizontal- und
Vertikalverschiebung sichert. Das Keilelement wirkt mit einem
unter dem Schienenfuß angeordneten elastischen Material
gleicher Konsistenz zusammen.
Die Praxis hat gezeigt, daß das verwendete Kunststoffmaterial
für vielfältige Betriebszwecke, insbesondere in Gleisen die
nicht für Hochgeschwindigkeitsstrecken gedacht sind,
anwendbar ist. Probleme bereiten jedoch die wiederholte
Montage derartiger keilförmiger Klemmen, wenn an den Schienen
Richtarbeiten notwendig sind, oder wenn die Schwellen für den
Einbau in der Gleisanlage vormontiert werden sollen. Die Form
der Klemme führt dazu, daß ihre Kontaktflächen zu den
benachbarten Bauteilen ungleichmäßig stark belastet werden
und eine einmal eingebaute Klemme ohne mechanische
Hilfsmittel nicht zu lösen ist. Durch ungleichmäßige
Materialverteilung ist auch der Verspannungszustand, das
heißt die Aufbringung entsprechender Spannkräfte auf die zu
spannenden Bauteile, ungleichmäßig. Außerdem hat sich
gezeigt, daß trotz Neigung des Bolzens relativ zur
Schienenvertikalachse der Bolzen und das Klemmelement ganz
aus ihrer Montagestellung herausgenommen werden müssen, da
ansonsten die Schiene nicht herausgehoben werden kann. Als
weiterer Nachteil hat sich die Verwendung identischer
Materialien für die Schienenunterlage und das keilförmige
Klemmelement erwiesen, da insbesondere die Schienenunterlage
eine geringere Materialdämpfung aufweisen muß als das
Keilelement, weil sonst die Verspannung der Schiene in der
Entlastungsphase reduziert ist.
Gemäß dem Stand der Technik stützt sich das keilförmige
Klemmelement grundsätzlich gegen eine geneigte Fläche ab;
dann ist eine Abdichtung der Verankerungsdübel in der
Unterschwellung nur unvollkommen gegeben. Die Praxis hat
gezeigt, daß sich diese Klemmelemente aus Gründen des
Verschleißes und der Fertigungstoleranz, insbesondere der
Schwellen, häufig auch auf der Oberfläche der Unterschwellung
abstützen; dann ist zwar eine bessere Abdichtung gegen
Eindringen von Wasser, aber eine unzureichende Elastizität
der Schienenverspannung gegeben. Dies resultiert aus einer
Verlagerung des Hauptanteiles der Verspannkraft vom
Schienenfuß auf die Unterschwellung mit dem Ergebnis eines
unzureichenden Federweges des über den Schienenfuß greifenden
Teiles der Keilklemme.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
das Problem zugrunde, ein Befestigungssystem für Schienen auf
Schwellen einer Gleisanlage zu schaffen, das die Nachteile
der bekannten Systeme vermeidet, aber gleichzeitig die
hervorragenden Materialeigenschaften des kältebeständigen
Polyurethan ausnutzt, um eine aus wenigen Teilen bestehende
hochelastische Schienenbefestigung mit langer Lebensdauer und
geringen Herstell- und Montagekosten zu erhalten, die sich
auch für eine Vormontage aller Befestigungsteile eignet.
Das Problem wird durch den Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
erfaßt.
Die Problemstellung führte zu drei Lösungsvarianten, die
neben den vom Stand der Technik bereits berücksichtigten
Aufgaben auch das Problem der Vormontage der
Schienenbefestigung erfassen. Alle Befestigungselemente
können auf einer Schwelle vormontiert werden, so daß an der
Baustelle lediglich die Schiene selbst und die elastische
Schienenunterlage auf den Schwellen plaziert werden müssen.
Die Vormontageposition kann auch genutzt werden, wenn für
Richtarbeiten die Schiene aus der Sollposition entfernt
werden muß, ohne daß die Befestigungssysteme komplett aus der
Schwelle zu entfernen sind.
Die erste Lösung besteht darin, daß der Durchbruch für den
Durchgriff des Bolzens aus zwei schräg zueinander
verlaufenden Löchern zusammengesetzt wird. Dies ermöglicht
es, den Bolzen nur um einige Gewindegänge aus der Verankerung
zu schrauben und die durch Haftreibung mitwandernde
Keilklemme oberhalb ihrer Montagestellung von der Schiene weg
am Bolzenschaft zu kippen, so daß der Spielraum zur Entnahme
beziehungsweise zum Einlegen der Schiene geöffnet wird. Durch
die Anordnung zweier gleichgroßer Löcher in einem
vorbestimmten Abstand ergibt sich eine geringfügige Verengung
der Bohrung zwischen den Lochquerschnitten an der Oberfläche
der Keilklemme, die einen sicheren Halt der Keilklemme in der
abgekippten Stellung gewährleisten. In dieser Position könnte
der Bolzen auch wieder leicht eingeschraubt werden und die
Keilklemme zwischen dem Schwellenkörper und dem Kopf oder
einer Mutter auf dem Bolzen geklemmt werden.
Eine zweite Lösung sieht vor, daß der Durchbruch für den
Bolzendurchgriff zylindrisch ausgeführt ist, aber der Körper
der Keilklemme unterhalb einer den Schienenfuß umgreifenden
Nase quer zur Schienenlängsrichtung eine etwa gleich große
Materialdicke aufweist. Nach Herausschrauben des Bolzens oder
bei der Vormontage dem teilweisen Einschrauben des Bolzens
beziehungsweise einer üblichen Schwellenschraube läßt sich
die Keilklemme oberhalb ihrer Montagestellung um 180 Grad
drehen, so daß die den Schienenfuß übergreifende Nase aus der
Montageposition verschwindet und der Spielraum für das
Einlegen der Schiene zwischen zwei vormontierten Keilklemmen
größer wird als die Schienenfußbreite. Bei einer derartigen
Befestigung kann für die werksseitige Anlieferung der
Schwelle einschließlich des Befestigungssystem die Keilklemme
provisorisch zwischen dem Bolzenkopf und dem Schwellenkörper
geklemmt werden.
Idealerweise wird für diese zeitlich begrenzte
Vormontagestellung der Schwellenkörper mit einer kleinen
Ausnehmung versehen, die als Ruhesitz für die Keilklemme
dienen kann.
In einer dritten Lösung, vorzugsweise für eine Y-
Stahlschwelle vorgesehen, kann die Keilklemme ohne
Dübelverankerung in der Unterschwellung ausgebildet und nur
die materialimmanente Verformungseigenschaft der Keilklemme
ausgenutzt, um den Schienenfuß von oben sowie zwischen einer
definierten Anlagestelle an der Unterschwellung, einem
rückwärtigen Widerlager und der seitlichen Kante des
Schienenfußes zu klemmen. Dabei kann der Klemmenkörper mit
einer oder zwei angeschrägten Flächen
- Kontaktflächen zur Schwelle und zum Widerlager - versehen
sein. Sollten die zu erwartenden Vertikalkräfte, insbesondere
die auf die Schiene wirkenden Abhebekräfte eine definierte
Größe überschreiten, können die Befestigungssysteme der
ersten bis dritten Lösungsvariante miteinander kombiniert
werden oder eine Mehrzahl von Keilklemmen benutzt werden. Bei
dieser Lösung wird vorzugsweise eine senkrecht angeordneter
Bolzen verwendet, der nach dem Lösen der Verspannung in eine
in dem Widerlager angeordneten Ausnehmung geschoben wird, so
daß die Keilklemmen keine Überdeckung mehr mit dem
Schienenfuß haben.
In einer erweiterten Ausführungsform kann die Keilklemme an
ihrer Unterfläche mit Vorsprüngen oder Nasen oder
zylindrischen, hülsenförmigen Teilen versehen sein, die so
bemessen sind, daß sie ein Abstützen der Keilklemme auf dem
in der Schwelle, insbesondere einer Betonschwelle oder einer
Holzschwelle, verankerten Dübel eine Stütze finden. Diese
Variante hat mehrere Vorteile. Zum einen kann die auf den
Dübel wirkende Zugspannung definiert verringert werden, zum
anderen kann der Federweg durch die unterschiedliche
Gestaltung der Materialdicken der Keilklemme vergrößert oder
verkleinert werden. Eine geringere Materialdicke hat außerdem
eine höhere Elastizität der Keilklemme zur Folge, so daß eine
bessere Rückstellfähigkeit des Befestigungssystems erreicht
wird, sobald die Achslast eines Fahrzeuges den
Befestigungspunkt passiert hat.
Voraussetzung für eine gute Übertragung der Spannkraft von
der Keilklemme auf den Dübel ist eine vertikale
Krafteinleitung von der Keilklemme über den Bolzen auf den
Dübel, wozu die Stützfläche der Keilklemme und die Oberfläche
des Dübel in einer Orthogonalebene zur Bolzenachse angeordnet
sein müssen.
Je nach zu erwartender Betriebslast ist die Vorspannung des
Keilelementes, der Keilklemme, beziehungsweise das
Schraubmoment des Bolzen einzustellen. Bei sehr hohen
Spannkräften, beispielsweise größer 25 kN, ist zu empfehlen,
zwischen dem Bolzenkopf beziehungsweise einer entsprechenden
Mutter und der Keilklemme eine Lastverteilerplatte in Form
einer Scheibe aus Stahl oder Spezialkunststoff einzulegen,
die aber den Durchmesser des Kopfes nur unwesentlich
überschreiten soll. Durch diese Maßnahme wird beim Verspannen
die Oberfläche des Kunststoffes geschont, weil die aus der
Bolzendrehung resultierende Reibung nicht oder nur teilweise
auf die Oberfläche der Keilklemme übertragen wird und
zusätzlich eine homogene Lastverteilungsfläche zur Verfügung
steht.
In Ergänzung oder alternativ zu der Ausbildung eines
Stützteiles unter der Keilklemme kann die Zwischenlage unter
der Schiene aus einem Material bestehen, das vorzugsweise
eine wesentlich geringere Federziffer hat als das der
Keilklemme. Dadurch wird die Elastizität des gesamten
Befestigungssystems erhöht, insbesondere wenn beispielsweise
ein Elastomer mit zelliger Struktur oder andere Werkstoffe
die ein ähnliches elastisches Bauteilverhalten aufweisen für
die Schienenunterlage verwendet wird.
Die Praxis hat gezeigt, daß bei Keilklemmen mit einer den
Schienenfuß übergreifenden Nase von einer Vorspannkraft von
etwa 30 kN auch nach mehreren Millionen Lastwechsel noch eine
Spannkraft von 15 bis 17 kN auf Dauer erhalten bleibt.
Die Vorspannkraft wirkt sich primär in vertikaler Richtung
auf den Schienenfuß aus und führt zu entsprechender
Kompression in der Keilklemme. Die Belastung des Dübels je
nach Art der verwendeten Form der Keilklemme mit oder ohne
auf den Dübel abstützenden Klemmenteilen beträgt dann maximal
die Hälfte dieser Vorspannkraft. Die dauerhafte plastische
Verformung der Keilklemme beträgt nach Überwindung der
elastischen Dehnung nur wenige Zehntel Millimeter. Dies
beweist, daß eine derartig geformte Keilklemme für den
Dauerbetrieb einer Gleisanlage verwendbar ist.
Zur weiteren Verbesserung des Befestigungssystem in
Verbindung mit den erfindungsgemäßen Keilklemmen wird
vorgeschlagen, zwei Keilklemmen nicht gegenüberliegend am
Schienenfuß auf der Schwelle zu befestigen, sondern in einem
von der Schwellenbreite abhängigen Abstand in
Schienenlängsrichtung versetzt auf der inneren und äußeren
Schienenseite anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß die
beiden Befestigungspunkte nicht gleichzeitig von der Achslast
überrollt werden und so die Haltekraft auch bei Überrollen
durch die Betriebslast an jeder Schwelle relativ hoch bleibt.
Außerdem haben die versetzten Befestigungspunkte den Vorteil
einer Erhöhung der Gesamtsteifigkeit des Gleises.
Neuerdings werden in Gleisanlagen sogenannte Y-förmige
Stahlschwellen, bestehend aus mehreren an den
Befestigungspunkten parallel mit Abstandslücke zueinander
angeordneten
H-förmigen Stahlprofilen, eingesetzt. Die Stahlprofile sind
gabelförmig gebogen, so daß an einer Schwelle jeweils drei
Schienenauflager angeordnet sind. Für derartige Schwellen,
aber nicht beschränkt auf diese Schwellenform, wird
vorgeschlagen, parallel, mit geringem Abstand, zu dem
späteren Sitz des Schienenfußes eine angeschrägte Schulter
oder Widerlager auf der Schwellenoberfläche anzuordnen, die
der Abstützung der Keilklemmen auf der Schwelle dienen sollen
und eine Ausnehmung in der Schulter oberhalb der
Abstandslücke der Stahlprofile für den Durchgriff eines
Bolzens einzubringen. Die Ausnehmung kann dabei so groß
gestaltet werden, daß auch Teile der Dübelverankerung für den
Bolzen und/oder Teile der Unterfläche der Keilklemme die
Lochung durchgreifen können, um sich gegeneinander
abzustützen, um Spannkräfte von der Klemme direkt in den
Dübel einzuleiten. Jedenfalls sollte die Ausnehmung so groß
sein, daß der Bolzen samt aufgesetzter Keilklemme in der
Vormontagestellung soweit aus der Spannposition entfernt ist,
daß der Schienenfuß eingesetzt werden kann.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand mehrerer
Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1a, b, c unterschiedliche Formen von Unterschwellungen,
Fig. 2a eine erste Ausführungsform des Befestigungssystem,
Fig. 2b eine Draufsicht auf eine Keilklemme gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des
Befestigungssystems,
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des
Befestigungssystems,
Fig. 5, 6 modifizierte erfindungsgemäße Keilklemmen,
Fig. 7, 8 Befestigungssystem an einer Y-förmigen
Stahlschwelle,
Fig. 9 einen Befestigungsdübel in einer Betonschwelle.
Die Fig. 1a, b zeigen unterschiedliche
Betonschwellenformen, die Fig. 1c einen Stützpunkt einer Y-
Stahlschwelle in Teildraufsicht.
In Fig. 1a weist die Schwelle 24 eine durchgehende Schulter
16 für eine Keilklemme auf; der Dübel 35 für die Aufnahme
einer Schwellenschraube ist in Schwellenmitte eingelassen.
In Fig. 1b ist auf der Betonschwelle 4 außermittig eine
Keilklemme 38 zwischen der nur etwa bis zur Mitte der
Schwelle reichenden Schulter 37 und dem Schienenfuß 2 mit
Schwellenschraube 9 gehalten. Auf der nicht dargestellten
gegenüberliegenden Seite des Schienenfußes 2 sitzt
punktsymmetrisch zur Stützpunktmitte M eine weitere
Keilklemme 38. Ergänzend wird die Schienenbefestigung durch
Winkelleisten 40 zwischen Betonschwelle 4 und Schienenfuß 2
(Fig. 5) gehalten.
Fig. 1c zeigt die Widerlager 42, 43 mit Schrägflächen 48,
49, die Ausnehmungen 46, 47 oberhalb der Abstandslücke 52
mittig zwischen den H-Trägern 44, 45, die die
Schienenauflager 50, 51 tragen.
Fig. 2a zeigt die Befestigungssituation für eine Schiene auf
einer Schwelle gemäß Fig. 1a oder 1b im Teilschnitt. Eine
Betonschwelle 4 trägt auf der Oberfläche 6 eine aus
Kunststoff bestehende Zwischenlage 3, beispielsweise einem
zelligen Elastomer, auf der der Schienenfuß 2 der Schwelle 1
ruht. Neben dem Schienenfuß weist die Schwelle an der
Oberfläche 6 eine Vertiefung auf, die in Schulter 16 und
Ausnehmung 25 endet. In die Schwelle eingegossen
beziehungsweise eingeschraubt ist ein Dübel 5 der die
Schwelle 4 bis zu seiner Unterseite 7 durchgreift. Die Lücke
zwischen der Schulter 16 an der Schwelle und dem Schienenfuß
2 wird durch eine Keilklemme 8 ausgefüllt, hier gezeigt in
Montagestellung. Dabei greift eine Nase 15 über den
Schienenfuß 2 und fixiert die Schiene 1 auf der
Betonschwelle, sobald der Bolzen 9 durch ein geeignetes
Werkzeug an seinem Kopf 10 soweit in die Schwelle
beziehungsweise den Dübel 5 eingeschraubt ist, bis der
Schwellenkopf 11 auf der Oberfläche der Keilklemme 8 anliegt.
Die Bolzenposition 9a gemäß Fig. 2a entspricht der
Vormontagestellung des Befestigungssystem, wie sie
beispielsweise im Herstellerwerk der Schwelle versandfertig
vorbereitet wird. Dabei ist die Keilklemme in der Position 8a
relativ zum Bolzen gekippt, der in Position 9a die Keilklemme
8a zwischen dem Bolzenkopf 11 und der Schwelle, speziell der
Ausnehmung 25 in der Schwellenoberfläche klemmt. Diese
Kipposition 8a der Keilklemme ist möglich, weil, wie in Fig.
2b dargestellt, die Bohrung für den Schraubbolzen aus zwei
zusammengesetzten Löchern 12 und 13 besteht, an deren Übergang
14 die Bohrung leicht verengt ist. Beim Kippen der Keilklemme
8 wird der Widerstand am Übergang 14 überwunden, so daß in
der dargestellten Position 8a die Keilklemme sicher am Schaft
des Bolzens 9 fixiert ist.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Keilklemme bei gleicher Anordnung des
Schienenfußes 2 und der Zwischenlage 3 auf einer
Betonschwelle 24. Die Keilklemme 12 befindet sich mit ihrer
zylindrischen Bohrung 29 auf dem Schaft des Bolzens 9
oberhalb der eigentlichen Vormontagestellung, die erreicht
wird, sobald der Bolzen weiter in Dübel 35 eingeschraubt wird
und die Nase 19 der Keilklemme in die Ausnehmung 22 oberhalb
der Schulter 27 an der Oberfläche der Betonschwelle 24 ruht.
Die Materialdicke der Keilklemme 18, dargestellt durch die
Wand 20 beziehungsweise 19 auf einer Orthogonalachse O zur
Bolzenachse A, ist etwa gleich groß. Normalerweise befindet
sich die Nase 19 der Keilklemme 18 um 180 Grad verdreht zum
Schienenfuß hin in Montageposition. Durch das Verdrehen der
Nase 19 wird der Spielraum - wie dargestellt - für das
Einsetzen des Schienenfußes 2 neben der Keilklemme geöffnet.
Fig. 4 zeigt eine Keilklemme 32 in einer prinzipiellen
Ausführung wie Fig. 3, jedoch mit zusammengesetzten
Bohrungen gemäß Fig. 2a für den Durchgriff des Bolzens 9.
Der Bolzen 9 weist zusätzlich eine Scheibe 26 auf, die zur
Lastverteilung zwischen dem Bolzenkopf 11 und der Oberfläche
der Keilklemme 32 angeordnet werden kann. Dargestellt ist
auch wiederum die Vormontagestellung 32a der Keilklemme. In
Ergänzung dazu weist die Keilklemme 32 an ihrer Unterseite
eine ringförmige Materialverjüngung 34 auf, die etwa der
Materialdicke des in Schwelle 30 ruhenden Dübels 31 - der
Verankerung für den Bolzen 9 - entspricht.
Fig. 5 zeigt in zu Fig. 3 beziehungsweise 2a analoger Weise
eine Keilklemme 38 mit Nase 47. Der in Schwelle 4 an
Widerlager 37 ruhende Dübel 43 übernimmt einen Teil der
Spannkräfte, die durch die Keilklemme 38 mit Stützteil 39 auf
den Dübel 43 übertragen werden. Um ein Verrutschen der
Zwischenlage 3 und damit möglicherweise Zerstören der
Zwischenlage 3 an den Kanten zu verhindern, ist dieses
Stützteil 39 an der dem Schienenfuß zugewandten Seite so
ausgebildet, daß es eine Anlagefläche zur Zwischenlage 3 hat.
In analoger Weise kann auch eine Keilklemme 38 mit einer
Führung 17 (Fig. 2a) ausgestattet sein. Auf der
gegenüberliegenden Seite ruht der Schienenfuß in einer
elastischen isolierenden Winkelleiste 40 auf der
Betonschwelle gemäß Fig. 1b.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 6, analog einer
Keilklemme gemäß Fig. 5, dargestellt an einer Betonschwelle 4
(Schnitt B-B in Fig. 1b), hat die Keilklemme 28 eine zur
schrägen Fläche 36 komplementäre seitliche Abschrägung. In
Vormontagestellung 28a der um 180 Grad gedrehten Keilklemme
auf dem Bolzen 9, ruht die Keilklemme auf dieser schrägen
Fläche.
Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht im Teilschnitt durch ein
H-Profil 44 einer Y-förmigen Stahlschwelle gemäß Fig. 1c.
Die Schwelle weist eine Abstandslücke 52 auf, durch die ein
Bolzen 53 greift. Auf dem H-förmigen Profil 44 ist ein
Widerlager 43 aufgeschweißt, dessen Schrägfläche 49 gemäß dem
rechten Teilbild schwellenseitig als Anlage für die
Keilklemme 56 dient, während andererseits der Schienenfuß 2
mit darunterliegender Zwischenlage 3 durch die Keilklemme 56
fixiert wird, sobald die Mutter 54 auf dem Bolzen 53 fest
gegen den unter dem H-Profil 44 mit Kopf 55 und elastischer
isolierender Unterlegscheibe 57 gehaltenen Bolzen geschraubt
wird. In der linken Teilfigur (Vormontagestellung) ist der
Bolzen im gelösten Zustand um das Maß x, entsprechend dem Maß
der Überdeckung des Schienenfußes durch die Nase der
Keilklemme, nach links in die Ausnehmung 46 (Fig. 1c) des
Widerlagers 42 geschoben worden. Die Keilklemme 56a ruht hier
auf dem Widerlager 42.
Fig. 8 zeigt eine alternative Befestigung auf einer
Stahlschwelle 63, mit Hilfe eines Bolzens 53, der einerseits
einen flachen Kopf 55 und andererseits eine aufgeschraubte
Mutter 54 aufweist, zur Aufbringung einer Spannkraft auf die
Keilklemme 61. Der Bolzen 53 wird auf der Unterseite der
Schwelle 63 durch ein Winkelelement 62 für Schraubenkopf 55
und eine Kunststoffscheibe 57 in der Lage fixiert.
Gegebenenfalls kann eine nicht dargestellte Stützfläche an
der Unterseite des Keilelementes 61 durch die Abstandslücke 52
greifen, um sich an der Scheibe 57 abstützen zu können.
Durch die Wahl der entsprechenden Materialien der Keilklemme
61 und der Scheibe 57 kann die Federeigenschaft der
Verbindung in bestimmten Grenzen eingestellt werden. Das
Widerlager 59 ist als Winkel ausgebildet, der an der dem
Schienenfuß abgewandten Seite als Abstützung für die
nachgiebige Nase 60 der Keilklemme dient.
Fig. 9 zeigt am Beispiel einer Betonschwelle 67 mit der
Oberfläche 64 und der Unterseite 71 die Möglichkeit, im
Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem
eine torsionsweiche Dübelverankerung zu realisieren. Ein
Dübel 66 ist in Betonschwelle 67 eingegossen. An der
Kontaktfläche zwischen dem Dübel 66 und der Betonschwelle 67
ist eine Ausnehmung vorgesehen, in die eine Kunststofflamelle
65 eingesetzt ist. Alternativ oder in Kombination damit kann
der Dübel beispielsweise auf einer ebenfalls eingegossenen
Hülse 69 mit Gewinde 68 aufgeschraubt sein. Je nach
Einstellung der Reibwerte zwischen dem Gewinde 68 und der
Hülse 69, gegebenenfalls verändert durch zusätzliche
Klebemittel oder Schmiermittel, kann eine bestimmte
Torsionssteifigkeit des Dübel relativ zum einzusetzenden
Gewindebolzen eingestellt werden. Die Hülse 69 weist ein
Durchgangsloch 70 zur Entwässerung des Dübels 66 auf.
Claims (13)
1. Befestigungssystem für Schienen auf Unterschwellung einer
Gleisanlage, bei dem Bolzen einerseits an der Unterschwellung
verankert sind und andererseits über isolierende Keilklemmen
aus Kunststoff, die einen Durchbruch für den Bolzen
aufweisen, einen gegen die Unterschwellung durch
Zwischenlagen isolierten Schienenfuß übergreifen und
elastisch verspannen, gekennzeichnet durch Mittel zur
Fixierung aller Schienenbefestigungsteile in einer den
Schienenfuß gerade freilassenden Vormontagestellung.
2. Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel eine Keilklemme (8, 32), deren Durchbruch aus
zwei schräg zueinander verlaufenden Löchern (12, 13, 33)
zusammengesetzt ist, umfassen.
3. Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel eine mit zylindrischer Bohrung versehene
Keilklemme (18, 38, 44, 50), deren Materialdicke, gemessen in
Schienenquerrichtung, orthogonal zur Achse (A) der Bohrung
unterhalb des den Schienenfuß (2) übergreifenden Teiles
(19, 47) etwa gleich groß ist, umfassen.
4. Befestigungssystem nach Anspruch 1, insbesondere für
Stahlschwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel den
Schienenfuß (2) gegenüberliegend verspannende Bolzen (9) und
eine rückwärtige Ausnehmung eines Widerlagers für die
Keilklemmen umfassen, in die Bolzen nach geringfügigem Lösen
auseinanderschiebbar sind.
5. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Keilklemmen (32, 35, 38, 44) sich an
ihrer Unterseite mit Teilen (34, 36, 39, 56) auf einer als Dübel
(31, 37, 45, 53) ausgebildeten Verankerung in der
Unterschwellung (30, 40, 42) abstützen.
6. Befestigungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützfläche der Keilklemmen im gespannten Zustand in
einer Orthogonalebene (O) zur Achse (A) des Bolzens (9, 51)
angeordnet ist.
7. Befestigungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die sich auf dem Dübel (31, 37, 45)
abstützenden Teile der Keilklemme (32, 35, 38, 44) eine
Materialdicke aufweisen, die gleich oder kleiner als die
Wanddicke des Dübels ist.
8. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
vorzugsweise für eine Betonschwelle, dadurch gekennzeichnet,
daß die Unterschwellung (4, 24) an einer nicht dem Schienenfuß
(2) zugewandten Seite eine Ausnehmung (22, 25) für die
Fixierung der Keilklemme (8a, 19) in einer Vormontagestellung
aufweist.
9. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch eine zwischen der Keilklemme (32, 32a)
und dem Kopf (11) des Bolzens (9) oder einer auf dem Bolzen
sitzenden Mutter lose angeordnete Zwischenscheibe (26).
10. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß eine aus einem thermoplastischen
Polyurethan bestehende Keilklemme mit einer Zwischenlage (3)
unter den Schienenfuß (2) aus Elastomeren mit geringerer
Federsteifigkeit kombiniert wird.
11. Befestigungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfestigkeit der Zwischenlage (3) weniger als die
Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel, der
Druckfestigkeit der Keilklemme beträgt und die Zwischenlage
vorzugsweise aus einem Elastomer mit zelliger Struktur
besteht.
12. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schienenfuß auf einer Unterschwellung
durch je eine innere und eine äußere Keilklemme gehalten
wird, die in Schienenlängsrichtung zueinander versetzt sind.
13. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
vorzugsweise für Y-förmige Stahlschwellen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwellenoberfläche parallel mit
Abstand zum Schienenfuß (2) mehrere teils schräge Schultern
(48) zur Abstützung in Spann- und Vormontagestellung der
Keilklemmen (44, 50) aufweist.
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DE10239420A1 (de) * | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Martin Steinbrecher Gmbh | Vorrichtung zum Fixieren von in Gleisen verlegten Bahnschienen |
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1992
- 1992-05-13 DE DE19924216015 patent/DE4216015C2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1993-05-13 PL PL93306006A patent/PL170674B1/pl unknown
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