-
Federnder Schienennagel Es sind bereits federnde, aus Walzstahl hergestellte
Nägel, sogenannte »Federnägel«, bekannt, die einen in der Schwelle verankerten Schaft
(Einschlagstift) und einen an diesem angebogenen federnden, gegen den Schienenfuß
wirkenden Kopf aufweisen.
-
Bei einigen dieser bekannten Ausführungen, bei «-elchen der Federnagel
aus einem entsprechend profilierten Walzstab gebogen ist, besteht der Kopf im wesentlichen
nur aus einem federnden Arm oder Bügel, der vom Einschlagstift ausgehend hauptsächlich
senkrecht zur Schienenlängsrichtung verläuft, wobei im Bereich dieses Armes oder
Bügels der Walzstab in einfacher oder doppelter Anordnung (nebeneinander- oder übereinanderliegend)
vorgesehen ist. Hier ergibt sich der Nachteil, daß sich der auf den Schienenfuß
ausgeübte Anpreßdruck nur in einer Biegebeanspruchung des Kopfes äußert, was zur
Folge hat, daß eine schlechte Materialausnutzung gegeben und selbst bei größeren
Walzstabquerschnitten ein nur verhältnismäßig niedriger Anpreßdruck erzielbar ist,
wenn die Fließgrenze des Materials nicht überschritten werden soll. Dazu kommt noch,
daß bei diesen bekannten Nägeln auch ein seitliches, d. h. in Längsrichtung der
Schiene verlaufendes Ausbiegen des Kopfes eintreten kann und daher der sogenannten
Schienenwanderung ein ungenügender Widerstand entgegengesetzt wird.
-
Bei anderen bekannten Nägeln wird die Wirksamkeit dies Nagels gegen
Schienenwanderung dadurch erhöht, daß der Nagelkopf durch mehrere im Abstand auseinanderliegende
Einschlagstifte gegen Verdrehen gesichert wird. Dies hat aber, abgesehen davon,
daß solche Nägel für Betonschwellen nicht verwendbar sind, den Nachteil, daß der
Federnagelkopf
zwangsweise enge Windungen aufweist, in denen das
Material in eng begrenzten Zonen durch hohe Verdrehungskräfte eigentlich auf Abscheren
beansprucht und dadurch der zulässige Schienenanpreßdruck begrenzt wird.
-
Andere bekannte Nägel zeigen eine Ausbildung, gemäß welcher an den
Einschlagstift bzw. an die Schenkel desselben haken- oder schlefenförmige Niederhaltebacken
angebogen sind, die mit ihren freien Endteilen gegen den Schienenfuß wirken. Da
diese Endteile ohne weiteres ausweichen können, tritt hier ebenfalls nur eine Biegungsbeanspruchung
mit den oben angegebenen Nachteilern auf. Der Widerstand gegen die Schienenwanderung
ist bei diesen Nägeln gleichfalls nur gering.
-
Die Erfindung vermeidet nun diese Nachteile da-. durch, daß gemäß
ihrem Hauptkennzeichen der Nagelkopf als eine nach einer bezüglich des Einschlagstiftes
symmetrischen Raumkurve gebogene, in sich geschlossene und beiderseits des Einchlagstiftes
liegende Schlaufe ausgebildet ist, die zwei beiderseits des Einschlagstiftes liegende
Schläufteile besitzt, deren ineinanderlaufende Enden einen den Schienenfuß niederdrückenden
Stegteil bilden, während deren andere Enden sich zwecks Bildung des Einschlagstiftes
in seiner Gesamtlänge vereinen.
-
Zufolge der Ausbildung des Kopfes als in sich geschlossene, sich hauptsächlich
auch in der Schienenlängsrichtung erstreckende Schlaufe treten bei Belastung des
Kopfes durch den Anpreßdruck nicht nur Biegungsbearnspruchungen, sondern vornehmlich
auch, und zwar in erster Linie an den Übergangsstellen zum Einschlagstift, Torsionsbeanspruchungen
auf, so daß hier eine erheblich bessere Materialausnutzung vorzufinden-ist und mit
den üblichen Stabquerschnitten wesentlich höhere Anpreßdrücke erzielbar sind.
-
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf einzelne besondere
Formgestaltungen des Schlaufenkopfes, wobei insbesondere darauf Bedacht genommen
ist, ohne Anwendung zusätzlicher Mittel eine zuverlässige Sicherung gegen ein Verdrehen
des Nagels um die Achse des Einschlagstiftes zu erhalten. Da der Schlaufenkopf selbst-zufolge
seiner geschlossenen Ausbildung gegen ein Ausweichen in der Schienenlängsrichtung
großen Widerstand bietet, wird durch die vorerwähnte Verdrehungssicherung erreicht,
daß sich der Anpreßdruck nicht nur zwischen Schienenfuß und Schwelle " bzw. Unterlagsplatte,
sondern auch zwischen Schlaufenkopf und Schienenfuß in einer genügend großen, der
Schienenwanderung entgegenwirkenden Reibung äußerst.
-
In der nachstehenden Beschreibung sei die Erfindung an Hand einiger
in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des Federnagels noch näher erläutert.
Dabei zeigen in der Zeichnung die Fig, i und 2 eine Schienenbefestigung mit einer
ersten Ausführurigsform des Nagels in zwei verschiedenen Schnitten bzw. Ansichten,
Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. i, Fig. q., 5 und 6 in ähnlicher Weise die Schienenbefestigung
mit - einer zweiten Ausführungsform des Nagels.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. i bis 3 ist i eine z. B. aus
Beton bestehende Bahnschwelle, in der an den Schienenbefestigungsstellen ein z.
B. aus Holz oder sonstigem geeignetem Material bestehender durchbohrter Befestigungspfropfen
i, vorgesehen ist. Die mit q. bezeichnete Schiene ist mittels eines als Federnagel
bezeichneten Befestigungselementes auf der Bahnschwelle i bzw. auf der auf dieser
aufgelegten Unterlagsplatte ib gehalten. Dieser Federnagel besteht aus einem mehrfach
gebogenen Walzstab, dessen Enden 2 und 3 aneinander anliegend den eigentlichen Einschlagstift
bilden, der in die Bohrung des Pfropfens i" eingetrieben wird. Der diese beiden
Enden 2 und 3 miteinander verbindende Zwischenteil des Federnagels ist, wie aus
den Fig. i bis 3 ersichtlich, nach einer Raumkurve zu .einer in sich geschlossenen
Schlaufe gebogen, die den zum Niederpressen der Schiene q. auf die Bahnschwelle
i dienenden federnden Nagelkopf bildet. Die vom Einschlagstift ausgehenden Schenkel
(Ausgangsschenkel) 2b, 3b laufen zunächst parallel zur Schienenlängsrichtung, um
dann über die Umbiegungen 24 3a zu dem als eigentlicher Niederhalter dienenden Stegteil5
überzugehen, der den Fuß 4, der Schiene d. übergreift und diese unter Federwirkung
auf die Schienenunterlage drückt. Die den Nagelkopf bildende Schlaufe besitzt in
Bezug auf Schienenlängsrichtung eine verhältnismäßig große Breite, und zwar soll
ihre äußere Breite mindestens die dreifache Stärke des Einschlagstf-tes betragen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt dieses Verhältnis noch wesentlich höher.
Diese Breitenerstreckung in der Schienenlängsrichtung hat, wie schon eingangs ausgeführt,
zur Folge, daß sich der auf den Stegteil 5 ausgeübte Anpreßdruck auch in einer Torsionsbeanspruchung
der Schlaufe, und zwar in den Ausgangsschenkeln 2b, 3b äußert.
-
Außerdem schafft die Breitenerstreckung der Schlaufe sehr günstige
Verhältnisse hinsichtlich der Verdrehungssicherheit des Nagels. Die Ausgangsschenkel
sind nämlich vor dem Übergang in die Umbiegungen 2a, 3, nach unten -gebogen
(s. insbesondere Fig. i), so daß sie, entsprechend der Breite der Schlaufe, an verhältnismäßig
weit auseinanderliegenden Stellen am Schienenfußrand anliegen und daher eine sehr
stabile Abstützung des Nagels gegen ein Verdrehen um die Achse des Einschlagstiftes
2, 3 gewährleisten. Es ist schon einleitend darauf hirngewiesen worden, daß dadurch,
im Zusammenhang mit dem Umstand, daß der Stegteil5 in der Schienenlängsrichtung
nicht ausweichen kann, ein ausreichend großer Widerstand gegen die Schienenwanderung
erhalten wird und dabei die ansonsten für diesen Zweck erforderlichen zusätzlichen
Mittel entbehrlich werden.
-
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die eingetriebenen Enden 2 und
3 des Einschlagstiftes zwecks Bildung von widerhakenförmigen Verankerungsteilen
in bekannter Weise eingekerbt,
wodurch der Federnagel gegen Ausreißen
aus dem Befestigungspfropfen i" gesichert ist. Der Walzstab, aus dem der Federnagel
besteht, kann halbrunden, halbovalen, rechteckigen oder sonstigen Ouerschnitt aufweisen.
Da die beiden Enden des Federnagels zu einem einzigen Einschlagstift vereinigt sind,
ist zum Einschlagen des Nagels nur eine Bohrung notwendig, was bei einer Betonschwelle
von besonderer Wichtigkeit ist, da gerade im Bereich der Schienenauflagestelle,
wo bekanntlich am häufigsten Beschädigungen auftreten, der vorgespannte Betonkörper
somit möglichst wenig geschwächt werden muß. Zweckmäßig sind die Nagelenden :2 und
3 auf ihren gegenseitigen. Berührungsflächen in bekannter Weise aufgerauht, damit
sie sich beim Eintreiben des Einschlagstiftes in den Pfropfen i" nicht gegeneinander
verschieben. Gegebenenfalls können die Stabenden auch miteinander verschweißt sein,
und zwar mindestens am oberen Ende des Einschlagstiftes.
-
Die Ausführungsform nach den Fig. q. bis 6 unterscheidet sich von
der im vorstehenden beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die vom Einschlagstift
ausgehenden Schlaufenschenkel (Ausgangsschenkel) 2b, 31, von deT Schiene
abgebogen sind (s. insbesondere Fig. 6) und dann über die Umbiegungen 2a, 3a in
den gegen den Schienenfuß wirkenden Stegteil 5 übergehen. Auch hier gelten bezüglich
der Breitenerstreckung des Schlaufenkopfes ungefähr dieselben Richtlinien wie für
die erste Ausführungsform. Die Sicherung gegen ein Verdrehen des Nagels ist hier
dadurch gegeben, daß der mittlere Stegteil5 der Schlaufe mit Abkröpfungen 5b versehen
ist, die dem abgerundeten Profil des Schienenfußrandes angepaßt sind (s. insbesondere
Fig. 5). Mit diesen Abkröpfungen stützt sich der Nagelkopf seitlich gegen den Schi.enenfußrand,
und zwar zufolge der Breitenerstreckung der Schlaufe an zwei verhältnismäßig weit
auseinanderliegenden Stellen, was die Stabilität dieser Abstützung bzw. Drehungssicherung
sehr begünstigt.
-
Der Einschlagstift braucht nicht unbedingt am Schienenfuß direkt anzuliegen,
wie dies in den Fig. 2 und 5 vorgesehen ist, sondern kann auch vom Schienenfuß etwas
abstehen. Die zur Verdrehungssicherung erforderliche Abstützung am Schienenfußrand
erfolgt dabei im wesentlichen in derselben Weise wie bei den beiden beschriebenen
Ausführungsformen, nur daß die betreffenden Teile der Kopfschlaufe eine etwas abgeänderte
Biegung erhalten. Das vorerwähnte Abstehen des Einschlagstiftes vom Schienenfußrand
hat den Vorteil, daß die im Betrieb auftretenden Seitenschläge durch den zurückspringenden
Teil des Nagelkopfe elastisch aufgefangen werden. Die Beanspruchung des Einschlagstiftes
durch die Seitenschläge wird dadurch erheblich vermindert und die Lebensdauer der
Schienenbefestigung wesentlich erhöht.