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Diese
Erfindung betrifft eine abnehmbare Vorrichtung zur Befestigung von
Schienendichtungselementen an gegenüberliegenden Seiten einer Schiene.
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Beim
Bau von Gleisen ist es häufig
notwendig und/oder wünschenswert,
den Schienenkopf zu angrenzenden Straßenoberflächen passend auszurichten,
um die Fortbewegung von Fußgängern und Fahrzeugen
zu erleichtern. Dies ist häufig
bei Eisenbahnübergängen und
bei Nahverkehrssystemen der Fall, wo sich Schienen- und Straßenverkehr
das Benutzungsrecht teilen. Um die Verschmutzung und den Bewuchs
an derartigen Systemen zu verhindern, werden gemeinhin Schienendichtungselemente
aus Gummi oder elastischem Polymermaterial verwendet, um den Spalt
zwischen den einzelnen Schienen und dem angrenzenden Straßenbelag
abzudichten. Typische Beispiele für derartige Schienendichtungselemente
sind dem US-Patent
Nr. 4.461.421 (Maass) zu entnehmen. Schienendichtungselemente gemäß dem Typ
des US-Patents Nr. 4.461.421 (Maass) bieten den Vorteil, dass sie
in großen
Mengen und kostengünstig
hergestellt werden können
und gleichzeitig ein wirksames Mittel zur Verhinderung von Bewuchs
und Verschmutzung durch Eis, Schnee und andere Fremdsubstanzen darstellen.
Eine Vorrichtung zum Befestigen des ersten und des zweiten Schienendichtungselements
gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 ist in der WO 93/16230 geoffenbart.
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Um
die Kosten zur Instandhaltung der Straßenoberfläche weiter zu senken ist es
häufig
notwendig, die Schienendichtungselemente an den beiden Seiten der
Schienen vor dem Bau der angrenzenden Straßenoberfläche anzubringen. Die Schienendichtungselemente
dienen dann beim Gießen
des Betons oder des Asphalts für
den Straßenbelag
als Form:
Um die Schienendichtungselemente an beiden Seiten
der Schienen während
des Baus und während der
gesamten Nutzungsdauer des Bahnübergangs festzuhalten,
ist die Bereitstellung von Mitteln, welche die Dichtungselemente
an Ort und Stelle halten, notwendig. Zu diesem Zweck ist gemeinhin
die Verwendung einer im Allgemeinen U-förmigen Federklammer 4 bekannt,
die so konzipiert ist, dass sie unter der Schiene 1 zwischen
benachbarten Eisenbahnschwellen eingeschoben wird. Die En den 5, 6 der
Federklammer 4 werden dann in Position gebracht, um die
Schienendichtungen 2, 3 an die Schiene 1 zu
drücken
(vgl. 1). Diese Anordnung bringt jedoch einige Nachteile
mit sich. Im Besonderen muss zur Befestigung der Federklammer 4 eine
gewisse Menge an Ballast (Schotter) zwischen benachbarten Schwellen
entfernt werden. Dies ist zeitaufwendig und arbeitskraftintensiv,
was erhöhte
Kosten bedeutet. Auch wurden Bedenken dahin gehend geäußert, dass
eine derartige Entfernung von Schotter das Schienenfundament unterminieren
und so zu einer schnelleren Verschlechterung der Gleise führen könnte. Zudem
müssen
die Federklammern typischerweise aus Federstahl gefertigt sein,
um ausreichende Haltekräfte
auszuüben,
was ihre Kosten deutlich in die Höhe treibt. Schlussendlich hat
die Erfahrung gezeigt, dass einmal installierte Federklammern nur
schwer wieder abzunehmen sind, beispielsweise um Wartungs- oder
Nachrüstarbeiten
an den Gleisen durchzuführen.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Klammer zum Befestigen von Schienendichtungselementen an einer Schiene, welche
die oben aufgeführten
Nachteile des Stands der Technik überwinden.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Klammer, die mit minimalem Arbeitsaufwand angebracht werden
kann und dabei Unterbrechungen in der Gleisbeschotterung minimiert.
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Es
ist weiters ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Klammer bereitzustellen,
die einfach abgenommen werden kann.
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Demgemäß ist in
einem Aspekt der Erfindung eine Klammer zur Befestigung eines Schienenelements
an einer Schiene bereitgestellt, wobei die Klammer ein im Allgemeinen
L-förmiges
erstes Klammerelement mit einem Klemmarm und einem länglichen
Verbindungsarm, welcher sich von einem Ende des Klemmarms aus erstreckt
und fähig
ist, sich unter der Schiene hindurch zu erstrecken, ein zweites Klemmelement,
das abnehmbar auf dem Verbindungsarm gleitbar ist, und einen Sperrmechanismus, der
lösbar
das zweite Klammerelement von einer Gleitbewegung entlang dem Verbindungsarm
abhält, umfasst.
Bei der Verwendung wird das zweite Klammerelement vom Verbindungsarm
gelöst,
sodass der Verbindungsarm unter der Schiene hindurchgeführt werden
kann, wobei nur eine minimale Unterbrechung in der Beschotterung
verursacht wird. Danach wird das zweite Klammerelement wieder auf
den Verbindungsarm geschoben und die zusammengefügte Klammer so ausgerichtet,
dass die Schiene und die Schienendichtung zwischen dem Klemmarm
und dem zweiten Klammerelement angeordnet sind. Das zweite Klammerelement
wird nun auf dem Verbindungsarm zum Klemmarm hin geschoben, um die Schienen
und die Schienendichtung fest zwischen sich zusammenzupressen. Letztendlich
wird das zweite Klammerelement auf dem Arm festgesperrt, um zu verhindern,
dass die Klammer die Schiene und die Schienendichtung freigibt.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist das zweite Klammerelement als ein im Allgemeinen krummliniger
Körper
gebildet. Ein Kontaktpolster, das für den Eingriff mit einer Außenfläche der
Schienendichtung konzipiert ist, ist in der Nähe eines Endes des Körpers angeordnet
und eine zur gleitenden Aufnahme des Verbindungsarms fähige Öffnung ist
in der Nähe
eines gegenüberliegenden
Endes des Körpers
angeordnet.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst das zweite Klammerelement weiters eine Kontaktfläche zwischen
dem zweiten Kontaktpolster und der Öffnung. Dadurch kann das zweite
Klammerelement als Reaktion auf eine auf die Kontaktfläche wirkende
Kraft auf dem Verbindungsarm zum Klemmarm hin gleiten.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Sperrmechanismus eine Vielzahl an Nuten, die
an einer Oberseite des Verbindungsarms ausgebildet sind, und einen
Rand an der Öffnung
des zweiten Klammerelements. Dadurch verursacht eine Federkraft
einer durch die Klammer befestigten Schienendichtung eine Drehbewegung
des zweiten Klammerelements, bis der Rand der Öffnung in eine der Nuten des
Verbindungsarms eingreift, wodurch eine vom Klemmarm wegführende Gleitbewegung
des zweiten Klammerelements verhindert wird.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist eine Werkzeugnut in der Nähe eines freien Endes des Verbindungsarms
des ersten Klammerelements bereitgestellt.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Werkzeug, das lösbar mit dem Verbindungsarm
des zweiten Klammerelements gekoppelt werden kann. In diesem Fall
kann das Werkzeug dazu verwendet werden, das zweite Klammerelement
zur Gleitbewegung hin zum Klemmarm zwangszuführen, um die Schienendichtung
an der Schiene festzuklammern und um das Sperrmittel in Eingriff
zu bringen, um eine unerwünschte
Bewegung des zweiten Klammerelements weg vom Klemmarm zu verhindern.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Werkzeug einen Gelenkzapfen, der lösbar mit
der Werkzeugnut des Verbindungsarms in Eingriff gebracht werden
kann, und eine Nockenoberfläche, die
mit der Kontaktfläche
des zweiten Klammerelements in Eingriff gebracht werden kann. In
diesem Fall wird die Bewegung des zweiten Klammerelements zum Klemmarm
hin durch das Einführen
des Gelenkzapfens in die Werkzeugnut und das anschließende Drehen
des Werkzeugs um den Gelenkzapfen zum Klemmarm hin ausgelöst; darauf
folgendes Drehen des Werkzeugs weg vom Klemmarm verursacht den automatischen
Eingriff des Sperrmechanismus, um eine Bewegung des zweiten Klammerelements vom
Klemmarm weg zu verhindern.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
detaillierten Beschreibung in Kombination mit den beigefügten Zeichnungen
hervor, in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht ist, die ein Paar an Schienendichtungen zeigt,
welche mithilfe einer herkömmlichen
Federklammer an gegenüberliegenden
Seiten einer Schiene angebracht sind;
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2 eine
Querschnittsansicht ist, die ein Paar an Schienendichtungen zeigt,
welche mithilfe einer Klammer gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an gegenüberliegenden Seiten einer Schiene
angebracht sind;
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3a eine
Klammer gemäß der Ausführungsform
aus 2 zeigt;
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3b eine
Teilansicht im Querschnitt ist, welche die Funktionsweise des Sperrmechanismus der
Ausführungsform
aus 2 veranschaulicht;
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3c eine
Teilansicht von der Seite ist, die den unteren Abschnitt des zweiten
Klammerelements der Ausführungsform
aus 2 zeigt;
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4 eine
isographische Ansicht einer Ausführungsform
eines Werkzeugs zum Anbringen und Abnehmen der Klammer ist;
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die 5a bis
einschließlich 5e die Schritte
des Verfahrens zum Anbringen der Klammer aus 2 unter
Verwendung des Werkzeugs aus 4 zeigen;
und
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die 6a und 6b die
Schritte des Verfahrens zum Abnehmen der Klammer aus 2 unter
Verwendung des Werkzeugs aus 4 zeigen.
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Mit
Bezug auf die 2 bis 4 umfasst eine
Klammer 7 gemäß der vorliegenden
Erfindung ein im Allgemeinen L-förmiges
erstes Klammerelement 8, ein abnehmbar am ersten Klammerelement 8 gleitbares
zweites Klammerelement 9 und einen Sperrmechanismus 10.
Zudem umfasst ein Anlegewerkzeug 11, das zum Anlegen der
Klammer 7 an einer Schiene 1 und an Schienendichtungen 2, 3 verwendet
werden kann, einen Nockenkörper 12,
der an einem freien Ende eines geeigneten Hebelarms 13 angebracht
ist, und einen Gelenkzapfen 14, der an einem Anlauf 15 des
Nockenkörpers 12 bereitgestellt ist.
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Das
erste Klammerelement 8 kann auf praktische Weise aus einem
einzigen Stück
eines Weichstahlstabs hergestellt werden, der zur Bildung eines L-förmigen Körpers mit
Armen von unterschiedlicher Länge
gebogen wird. Der kürzere
der Arme definiert einen Klemmarm 16 des ersten Klammerelements 8 und
ist so dimensioniert, dass er in eine Schienendichtung 2 an
einer Seite der Schiene 1 eingreift. Zu diesem Zweck kann
der Klemmarm 16 einfach mit einem abgerundeten Kontaktpolster 17 ausgestattet werden,
das in der Nähe
eines freien Endes des Klemmarms 16 bereitgestellt ist.
Dadurch kann der Klemmarm 16 mit Druck an eine Fläche der
Schienendichtung 2 gepresst werden, ohne dabei die Schienendichtung
unnötig
zu beschädigen
oder zu verformen. Der längere
der beiden Arme definiert einen Verbindungsarm 18, der
ausreichend lang ist, um sich unter der Schiene 1 und den
Schienendichtungen 2, 3 hindurch zu erstrecken,
wie in 2 dargestellt ist. Eine Vielzahl von Sperrnuten 19 ist
an einer Oberseite 20 des Verbindungsarms 18 ausgebildet und
definiert einen Abschnitt des Sperrmechanismus 10. Schlussendlich
kann eine Werkzeugnut 21 einfach in der Nähe eines
freien Endes des Verbindungsarms 18 bereitgestellt werden,
um den Gelenkzapfen 14 des Anlegewerkzeugs 11 aufzunehmen.
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Das
zweite Klammerelement 9 kann einfach aus einem geeigneten
Stück Weichstahlband
geformt werden, das zur Definierung eines krummlinigen Körpers gebogen
wird. Ein oberer Endabschnitt des Körpers definiert ein Kontaktpolster 22,
das zum Anliegen an einer Seite einer Schienendichtung 3 konzipiert
ist. Ein im Wesentlichen flacher Mittelabschnitt des zweiten Klammerelements
definiert eine Werkzeugoberfläche 23,
an der ein Werkzeug verwendet werden kann, um das zweite Klammerelement 9 zum
Klemmarm hin zu bewegen und gleichzeitig den Sperrmechanismus 10 in
Eingriff zu bringen, um das zweite Klammerelement 9 am
Verbindungsarm 18 an Ort und Stelle zu halten. Ein im Wesentlichen
flacher unterer Endabschnitt 24 des Körpers umfasst eine Öffnung 25,
die zur gleitenden Aufnahme des Verbindungsarms 18 des
ersten Klammerelements 8 fähig ist. Wie 3c zu
entnehmen ist, ist die Breite der Öffnung 25 vorzugsweise
ausreichend groß,
um einen schmalen Spalt an den Seiten des Verbindungsarms 18 bereitzustellen,
sodass das zweite Klammerelement 9 leicht entlang dem Verbindungsarm 18 gleiten
kann, trotzdem aber eine ausreichende Ausrichtung zwischen dem Klemmarm 16 und
dem zweiten Klammerelement 9 aufrechterhalten werden kann.
Umgekehrt ist die Höhe
h der Öffnung 25 vorzugsweise
ausreichend größer als
die Höhe
des Verbindungsarms 18, sodass sich das zweite Klammerelement 9 um
einen kleinen Winkel drehen kann, wie in 3a dargestellt
ist. Wie nachstehend noch detaillierter beschrieben wird, ist diese Drehbewegung
des zweiten Klammerelements 9 ausschlaggebend für eine erfolgreiche
Arbeit des Sperrmechanismus 10.
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Wie
oben bereits erwähnt
wurde, definieren die am Verbindungsarm 18 bereitgestellten
Sperrnuten 19 einen Abschnitt des Sperrmechanismus 10. Die übrigen Abschnitte
des Sperrmechanismus sind durch die obere und die untere innere
Oberfläche 26, 27 der Öffnung im
zweiten Klammerelement 9 und den entsprechenden oberen
und unteren Rändern 28, 29,
die zwischen diesen inneren Oberflächen 26, 27 und
den angrenzenden äußeren Oberflächen des zweiten
Klammerelements 9 definiert sind, bereitgestellt (3b).
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Mit
Bezug auf 4 umfasst ein Anlegewerkzeug 11,
das zum Anlegen der Klammer 7 an einer Schiene 1 und
an Dichtungselementen 2, 3 verwendet werden kann,
einen Nockenkörper 12 mit
einer Nockenoberfläche 30,
der an einem freien Ende eines geeigneten Hebelarms 13 angebracht
ist, und einen Gelenkzapfen 14, der an einem Anlauf 15 des Nockenkörpers 12 angebracht
ist. Der Hebelarm 13 kann aus einem beliebigen geeigneten
Material, wie beispielsweise einem Stück Stahlrohr, bestehen. Ähnlich kann
auch die Länge
des Hebelarms 13 entsprechend dem Bedürfnis der Bereitstellung einer angemessenen
Hebelwirkung zum korrekten Anlegen der Klammer und gleichzeitig
angemessener Tragbarkeit des Werkzeugs nach Wunsch ausgewählt werden.
In der Praxis hat sich ein Hebelarm mit einer Länge im Bereich von 40 bis 50
Zoll als vorteilhaft erwiesen. Der Nockenkörper 12 ist so konstruiert,
dass die Nockenoberfläche 30 an
der Werkzeugoberfläche 23 des
zweiten Klammerelements 9 anliegt, wenn der Gelenkzapfen 14 in
der Werkzeugnut 21 des Verbindungsarms 18 eingeführt ist.
In diesem Zustand sorgt eine Drehung des Anlegewerkzeugs 11 in
die Richtung des Pfeils T (5d) dafür, dass
der Nockenkörper 12 und
der Gelenkzapfen 14 sehr starke Kräfte erzeugen, die gleichzeitig
auf das erste und das zweite Klammerelement 8, 9 wirken, um
das zweite Klammerelement 9 entgegen dem Widerstand der
Schienendichtungen 2, 3 an den gegenüberliegenden
Seiten der Schiene 1 zum Klemmarm 16 hin zwangszuführen.
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Wurde
die Klammer 7 auf diese Weise angelegt, kann der Gelenkzapfen 14 aus
der Werkzeugnut 21 des Verbindungsarms 18 herausgezogen
und das Anlegewerkzeug 11 abgenommen werden, um es für eine weitere
Klammer 7 zu verwenden.
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Das
Verfahren zum Anlegen der Klammer 7 an einer Schiene 1 und
die Schienendichtungen 2, 3 sowie die Funktionsweise
des Sperrmechanismus 10 werden nun unter Bezugnahme auf
die 5a bis 5e beschrieben.
Im ersten Schritt (5a) wird der Verbindungsarm 18 des
ersten Klammerelements 8 zwischen benachbarten Eisenbahnschwellen
unter der Schiene 1 und die Schienendichtungen 2, 3 hindurch
geführt,
bis das Kontaktpolster 17 des Klemmarms 16 "handfest" am Dichtungselement 2 anliegt.
Typischerweise kann dieser Schritt rasch und einfach mit minimalem
Werkzeugeinsatz und minimaler Unterbrechung der Beschotterung durchgeführt werden.
Das zweite Klammerelement 9 wird dann an einem Ende des
Verbindungsarms 18 aufgesetzt und in Richtung nach vorne
gleiten gelassen (5b), bis der obere Endabschnitt 22 des
zweiten Klammerelements 9 "handfest" am gegenüberliegenden
Dichtungselement 3 anliegt. In diesem Zustand kann nun
das Anlegewerkzeug 11 zum Anlegen der Klammer 7 eingesetzt
werden, um so die Schienendichtungen 2, 3 und
die Schiene 1 zwischen dem Klemmarm 16 des ersten
Klammerelements 8 und dem Kontaktpolster 22 des
zweiten Klammerelements 9 fest einzuklemmen (5d und 5e).
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Wie
oben beschrieben wurde, veranlasst das Schwenken des Anlegewerkzeugs 11 in
der Werkzeugnut 31 des Nockenkörpers 30 das Anlegen
einer Kraft an die Werkzeugoberfläche 23 des zweiten Klammerelements 9.
Diese Kraft verteilt sich zwischen dem oberen und dem unteren Endabschnitt 22, 24 des
zweiten Klammerelements 9, wodurch die Schienendichtungen 2, 3 zwischen
dem Klemmarm 16 und dem zweiten Klammerelement 9 zusammengedrückt werden
und die Drehung des zweiten Klammerelements in die Richtung R ausgelöst wird,
während
sich der untere Endabschnitt 24 weiter nach vorne schiebt.
Die Drehung des zweiten Klammerelements ist durch die Höhe der Öffnung 25 eingeschränkt. Das
bedeutet, dass sich das zweite Klammerelement 9 so lange
dreht, bis die obere und die untere innere Oberfläche 26, 27 der Öffnung 25 die entsprechende
obere und untere Oberfläche
des Verbindungsarms 18 kontaktieren. In diesem Zustand
greift der obere Rand 28 in eine der Nuten 19 ein,
und der Kontakt zwischen dem unteren Rand 29 und der unteren
Oberfläche
des Kontaktarms 18 verhindert die Lösung des Eingriffs des oberen
Rands 28, sodass eine Rückwärtsbewegung
des unteren Endabschnitts 24 des zweiten Klammerelements 9 (und
somit die Lösung
der in der zusammengefügten Klammer 7 aneinander
gedrückten
Schienendichtungen 2, 3) verhindert wird.
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Will
man das zweite Klammerelement 9 vom Verbindungsarm 18 lösen, so
muss die Lösung
des Eingriffs des oberen Rands 28 mit der entsprechenden
Nut 19 am Verbindungsarm 18 veranlasst werden.
Dies kann durchgeführt
werden, indem ein Kräftepaar
an den unteren Endabschnitt 24 des zweiten Klammerelements 9 angelegt
wird, um (durch eine Kombination aus dem Druck der zusammengedrückten Schienendichtungen 2, 3 und
der elastischen Biegung des zweiten Klammerelements 9)
die Drehung des unteren Endabschnitts 24 in die durch den
Pfeil S in 6a dargestellte Richtung zu
veranlassen. Diese Drehung sorgt dafür, dass der Eingriff zwischen
dem unteren Rand 29 und der unteren Oberfläche des
Verbindungsarms 18 gelöst
wird, wodurch sich der obere Rand 28 aus dem Eingriff mit
der entsprechenden Nut 19 herausheben kann (vgl. 6a und 6b).
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das zweite Klammerelement unter Verwendung eines
Abnahmewerkzeugs 31 des in 4 dargestellten
Typs entfernt. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Abnahmewerkzeug 31 ein
Hakenelement 32 und ein Druckstab 33, die an einem
Ende eines Hebelarms 13 angebracht ist. Praktischerweise sind
das Hakenelement 32 und der Druckstab 33 am gegenüberliegenden
Ende des Hebelarms 13 des Anlegewerkzeugs 11 bereitgestellt.
Das Hakenelement 32 kann als ein Paar aus gegenüberliegenden Haken 34, 35 bereitgestellt
sein, die bei der Verwendung den Verbindungsarm 18 überspannen.
Das Hakenelement 32 und der Druckstab 33 sind
so konstruiert, dass sie zusammenwirkend in gegenüberliegende
Seiten des unteren Endabschnitts 24 des zweiten Klammerelements 9 eingreifen,
wie in den 6a und 6b dargestellt
ist. In diesem Zustand verursacht die Drehung des Abnahmewerkzeugs 31 in
die Richtung des Pfeils U die Drehung des unteren Endabschnitts 24 des
zweiten Klammerelements 9, wodurch sich das zweite Klammerelement 9 so
wie oben beschrieben löst.
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Für Fachleute
auf dem Gebiet der Erfindung versteht sich, dass verschiedene Modifikationen
vorgenommen werden können,
ohne den in den beigefügten
Ansprüchen
definierten Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.