DK157202B - Underlags- eller stoetteplade til jernbaneskinner - Google Patents

Description

DK 157202 B

Opfindelsen angâr en underlagsplade eller stotteplade af den i hovedkravets indledning angivne art. Sâdanne underlagsplader eller stotteplader overforer kræfter fra skinnen til svellen eller til skinnestattepunktet 5 og tjener desuden til at fiksere de to skinner i de-res korrekte indbyrdes stilling sâledes, at den for koretojernes hjulsæt nodvendige sporvidde sikres og opretholdes pâ et hvilket som helst sted langs med skin-nesporet.

10 Underlagspladerne og stottepladerne har fikseringsrib-ber og er sâledes et særlig vigtigt led i skinnernes forankringsorganer, fordi de ogsâ overforer horisonta-le kræfter fra skinnerne til disses understotningspunk-ter. Dette indebærer, at underlagspladernes eller stot-15 tepladernes sikring mod forskydning i forhold til svel-lernes topflade eller i forhold til skinnestottepunkter-nes bæreflade især i retning pâ tværs af sporets læng-deretning kun kan opnâs ved, at underlagspladernes eller stottepladernes samlede nedre flade ved hjælp af 20 svelleskruer eller tilsvarende holdeorganer trykkes ned mod den ovre svelleflade med et sâ stort fladetryk, at de frie horisontale kræfter, der pâvirker pladerne, som friktionskræfter kan overfores til svellerne eller skinnestottepunkterne, uden at pladerne forskydes i 25 forhold til svellerne.

Disse krav har eksisteret siden indforelsen af skinne-fastgorelsesorganer indbefattende de omtalte underlagsplader eller stotteplader, der fastgeres pâ træsveller ved hjælp af svelleskruer. De omtalte krav har til dato 30 imidlertid ikke kunnet opfyldes pâ fuldt tilfredsstil-lende vis. Erfaringen i praksis har nemlig vist, at der i bedste tilfælde kun opnâs en utilstrækkelig frik-tionskontakt mellem de fleste fastspændte underlagsplader s eller stottepladers nedre flade og tværsvellens

DK 157202 B

2 topflade henholdsvis skinnestottepunktets bæreflade, og at denne manglende eller i det mindste utilstrække-lige friktionskontakt tilmed bliver mindre med tiden.

Man har mâttet konstantere, at der selv ved et nyligt 5 indbygget skinnestottepunkt kun i svelleskruernes nær-meste omgivelser opnâs et kraftoverf0rende friktions-anlæg mellem underlagspladen eller stottepladen pâ den ene side og svellens eller skinnestottepunktets bæreflade pâ den anden side, uanset, om svelleskruerne er 10 tilspændt med eller uden fjederringe.

Denne til at begynde med endnu ret virksomme sammen-spænding mellem underlagspladen eller stottepladen og svel-l-etopfladen bliver ofte væsentlig svagere allerede efter kort tid, fordi svelletopfladen deformeres pla-15 stisk under indvirkning af de store sammenspændings- kræfter. Dette med£0rer foruden forskydningen af underlagspladen ved horisontale kraftpâvirkninger og den heraf resulterende ændring af sporvidden den yderlige-re mangel, at hulvæggen i underlagspladen eller stotte-20 pladen kommer til anlæg mod den gennem hullet i pladen forte svelleskrue, der pâ grund af den fra det rullen-de materiel hidrorende belastning udsættes for bojnings-pâvirkninger, hvorved svelleskruernes oprindeligt faste forankru ng i svellerne efterhânden bliver losere.

25 Da underlagspladernes eller stottepladernes losnen med-forer en forringelse af sporets samlede stabilitet, har-man anbragt dobbelt eller tredobbelt spændende fjederringe mellem underlagspladen og svelleskruehoveder-ne- Sâdanne fjederringe har imidlertid ikke blot kun 30 en lille fjedervanding, men desuden en uhensigtsmæssig stærkt progressiv fjederkarakteristik, hvorfor deres effektivitet ofte forringes selv ved en forholdsvis lille plastisk deformation af svelletopfladen. Sâdanne fjederringe brækker desuden hyppigt itu pâ grund af

DK 157202 B

3 deres ugunstige fjederkarakteristik.

Det har endvidere vist sig, at der ved de kendte skin-neforankringer pâ treesveller fâs en meget stor flade-presning omkring svelleskruerne, pâ grund af hvilken 5 svellernes topflade deformeres plastisk-elastisk. Det te medfarer igen den ulempe, at underlagspladernes el-ler st0ttepladernes midterste omrâde hvælves opad, sâ at pladerne i skinnernes omrâde loftes op fra svelle-topfladen. Nâr en sâdan underlagsplade eller stottepla-10 de pâvirkes af det rullende materiels vægt, trykkes pladens opad hvælvede parti stadagtigt nedad. Der er her taie om den sâkaldte pumpning, som efterhânden me-kanisk beskadiger svelletopfladen. Man har gennemfart forsag til at forhindre underlagspladernes eller stat-15 tepladernes sâkaldte pumpning ved at give især i omrâ- det ved sporskifter monterede underlagsplader eller statteplader en tykkelse pâ 20 mm i stedet for den normale tykkelse pâ 16 mm. Ved denne bekostelige foran-staltning har man imidlertid kun kunnet opnâ en lille 20 mindskelse af den skadelige pumpeeffekt.

Med den mest udbredte skinnefastgarelse, hvor der til fastgarelsen anvendes en ribbe med en svalehaleudspa-ring til optagelse af hovedet pâ en hageskrue, kan man til at begynde med pâ grund af den kraftige fastspæn-25 ding af skinnefoden ved hjælp af krogskruerne, klem- pladerne og fjederringene opnâ en forholdsvis stiv for-bindelse med underlagspladen. Skinnens sâkaldte bort-loftningsbolge, der uundgâeligt frembringes af det pas-serende rullende materiel, overfores derfor i sporets 30 længderetning udæmpet til underlagspladen. Dette med-forer igen torsionspâvirkninger pâ underlagspladen og svellen i kerselsretningen og dermed plastiske defor-mationer af svellens topflade, hvorved fastgarelsen pâ skinnen tvangsmæssigt losnes.

DK 157202 B

4

Man har ganske vist fors0gt at undgâ denne mange1 ved anvendelse af spændebojler henholdsvis spændeklemmer i stedet for krogskruer, klemmeplader og fjederringe.

Ved denne foranstaltning har det imidlertid kun været 5 muligt at opnâ en lille reduktion af torsionspâvirk-ningerne. Samtidigt hermed konstateredes imidlertid ogsâ en uonsket mindskelse af den for sporets stabili-tet særlig vigtige modstand mod skinnens forskydning i skinnens længderetning og vridningsmodstanden.

10 Det er opfindelsens formai at afhjælpe de ovennævnte mangler ved k0reskinneforankringer pâ sveller eller skinnest0ttepunkter af anden art. I dette 0jemed tager opfindelsen naermere betegnet sigte pà at tilvejebringe en jernbaneskinneforankring, der ikke blot sikrer en 15 permanent fiksering af underlagspladen pâ svellens eller skinnestottepunktets bæreflade ved friktionsanlæg mellem de to samvirkende flader, men hvor desuden underlagspladen eller stottepladen kan hâve mindre di-mensioner end hidtil muligt og til trods herfor uden 20 pasning og uden at odelægges virke tilfredsstillende i et tidsrum, der mindst svarer til træsvellers sæd-vanlige liggetid pâ 40-50 âr. Dette formai opnâs ved det i hovedkravets kendetegnende del ângivne, idet den i sin spændingsfrie tilstand nedad konveks krummede 25 underlagsplade ved svelleskruernes tilspænding deforme-res elastisk og derved i plan form med hele sit nedre fladeareal og i ved tvangsdeformationen spændt tilstand bringes til anlæg mod svellen. Underlagspladen vil der-efter soge at vende tilbage til sin nedadtil konvekse 30 afspændte form. Da dette ikke er muligt, fordi under-lagspladens ender af svelleskruerne hindres i at lofte sig op fra svellen, holdes til gengæld underlagspladens midterzone mellem svelleskruerne trykket ned mod svellen med 0get- kraft og friktion. Derved kompenseres der 35 for en i afspændt tilstand plan eller nedadtil konkav

DK 157202 B

5 underlagsplades reducerede tryk mod svellen i ovennaevn-te midterzone. Ved underlagspladen eller stottepladen ifolge opfindelsen er svellens eller skinnestottepunk-tets bæreflade for underlagspladen ganske vist udsat 5 for en lille elastisk deformation, som principielt ik-ke kan undgâs, men der tilvejebringes og opretholdes pâ grund af underlagspladens eller stettepladens egen-elasticitet, der virker som en tilbagefjedringskraft, en friktionsforbindelse mellem underlagspladen og svel-10 lens topflade henholdsvis skinnestettepunktets bærefla de selv i de tilfælde, hvor der findes korrosionsslid mellem underlagspladen henholdsvis stottepladen og svel-leskruens hoved. Efterspænding af svelleskruen er der-for ikke nodvendig praktisk taget i trætværsvellers 15 samlede liggetid.

I det folgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 i tværsnit viser en skinne UIC 60 med tilhoren-de fastgorelsesorganer indbefattende to som fastgorel-20 seselementer tjenende krogformede svelleskruer, af hvil-ke svelleskruen til hojre i fig. 1 kun er delvis tilr spændt, medens svelleskruen til venstre er helt tilspændt, fig. 2 skinnen med fastgerelsesorganerne, set fra oven, fig. 3 fastgorelsesorganerne, set vinkelret pâ fig. 1, 25 fig. 4 en til fastgorelsesorganerne horende underlags- plade i en hvælvet, ikke tilspændt tilstand og set i skinnens længderetning, fig. 5 underlagspladen, set fra oven, fig. 6 samme, set vinkelret pâ fig. 4,

DK 157202 B

6 fig. 7 set i skinnens længderetning en anden udforel-sesform for organerne til fastgorelse af skinner pâ tværsveller, med ribbestotteplader, fig. 8 de i fig. 7 viste fastgorelsesorganer, set fra 5 oven, og fig. 9 samme, set vinkelret pâ fig. 7.

Ved lægning af jernbaneskinner anbringes selve skinner-ne sont oftest ved hjælp af tværsveller 1 pâ et skærve-ballastleje. Som tværsveller 1 anvendes vidtgâende im-10 prægnerede træsveller, der anbringes i skærveballasten.

Som svelletræ anvendes bog og eg eller fyr og tropiske træsorter sâsom keruing.

De i en bestemt indbyrdes afstand fra hinanden anbrag-te tværsveller 1 er ved hjælp af fastspændingsorganer 15 2 forbundet tipningssikret med skinnerne 3 til dannel- se af en forholdsvis stiv sporramme. Skinnernes fast-gorelsesorganer 2 indbefatter en underlagsplade 4 med ribber," et antal, f.eks. fire svelleskruer 5, der for-binder underlagspladen 4 med svellen 1, samt spændeor-20 ganer, der dels er koblet til underlagspladen 4 og dels trykker mod skinnefoden, og som i fig. 1 til 3 indbefatter krogformede skruer 6, klemplader 6' og fjeder-ringe 6". I stedet for krogskruer, klemplader og spæn-deringe kan· der selvfelgelig anvendes spændebojler eller 25 spændeklemmer, som pâvirker skinnefoden.

Skinnefoden er beliggende mellem to ribber 7 pâ underlagspladen 4 og er indklemt mellem ribberne pâ en sâdan .mâde, at skinnefodens nedre flade ikke hviler direkte pâ underlagspladen 4's topflade, idet der mellem disse to 30 flader er indskudt et mellemlag 8.

DK 157202 B

7

Den venstre krogformede skrue 6 i fig. 1 er vist i sin endelige monterede tilstand, i hvilken klempladen 6' ligger an mod skinnefoden og trykker denne nedad, idet forspændingen er tilvejebragt ved hjælp af en med skru-5 en 6 samvirkende iruatrik og fjederringen 6".

Den hojre halvdel af fig. 1 viser derimod krogskruen 6 med motrikken, klempladen 6' og fjederringen 6" i ikke færdig monteret tilstand.

Det er vigtigt for skinnefastgorelsesorganerne 2's ef-10 fektivitet, at den samlede nedre flade 9 pâ underlags-pladen 4 holdes i permanent friktionsanlaeg mod svellens 0vre flade 10. I dette ojemed har underlagspladen 4 som vist i fig. 4 og 6 i sin oprindelige, ikke spænd-te tilstand udgâende fra mindst to modstâende begræns-15 ningskanter, i det foreliggende tilfælde udgâende fra de to langsgâende sidekanter 4 \ en indadtil nedad hvæl-vet form.

I den i fig. 4 til 6 viste udforelsesform har underlagspladen 4 i tværretningen en nedadtil konveks hvæl-20 ving 11, hvis lavest beliggende punkt 12 er sammenfal-dende med pladens langsgâende midterlinie 13.

I andre tilfælde kan hvælvingen 11 dog ogsâ strække sig parallelt med underlagspladen 4's længderetning sâledes, at hvælvingens laveste punkt 12 er sammenfal-25 dende med underlagspladen 4's tværgâende midterlinie 14, fig. 5.

Endelig kan hvælvingen 12 forlobe i underlagspladen 4's diagonale retning sâledes, at der fortrinsvis fâs en sfærisk krummet flade, som sâ at sige kun har et 30 i krydsningsomrâdet mellem pladens langsgâende midterlinie 13 og pladens tværgâende midterlinie 14 beliggende laveste punkt.

DK 157202 B

8

Bundfladen 9's hvælving 11 kan hâve et kurveformet for-10b svarende til en cirkelbue eller en ellipsebue eller en lignende geometrisk kurve. Hvælvingen 11 kan dog ogsâ være sammensat af enkelte efter hinanden folgende 5 retliniede afsnit og/eller flade buer, der danner en vinkel med hinanden.

ünderlagspladen 4 i den i fig. 4 til 6 viste udforel-sesform kan enten fremstilles af valsede profiler eller som sænksmedede, stobte eller svejste dele. Det 10 kan være særlig hensigtsmæssigt forst at fremstille underlagspladerne som plant valsede eller pressede præ- fabrikata og dernæst at forme hvælvingen. 11 ved koldde- formation i en sænke.

Det er vigtigt, at ünderlagspladen 4 med hvælvingen 15 11 kan spændes elastisk ved hjælp af de fire svelle- skruer 5S der med et forholdsvis stort spil er fort gennem hvert sit hul, især hvert sit ovale hul 15 i ünderlagspladen, pâ en sâdan màde, at underlagspla-dens samlede nedre flade 9 kan spændes ned mod svel-20 lens topflade 10 og derved bringes til friktionsan-læg mod denne. Ved passende tilspænding af. svelle-skrueme 5 kan der pâ denne mâde tilve jebringes et bestemt fladetryk mellem bundfladen 9 pâ underlags-pladen 4 og svellens topflade 10, hvilket tryk bidra-25 ger til at overfore de horisontale kræfter, hvormed skinnen 3 pâvirker ünderlagspladen 4. Jo storre den vertikale elastiske vandring til eliminering af hvælvingen 11 er, des storre er den opnâelige fladepres-ning, som iovrigt er afhængig af materialets kvalitet, 3 q underlagspladens dimensioner og hvælvingens form. Ved forsog har man fundet frem til en hvælving 11 med en optimal kurveform. Til opnâelse af en optimal flade-présning kan der selvfolgelig ogsâ benyttes et bestemt polygontræk med varierende vinkler mellem polygonfla-35 derne eller en geometrisk kurveform med kvadratiske

DK 157202 B

9 eller. kubiske afsnit eller led af hojere orden. Ende-lig kan hvælvingen 11 være dannet af længere eller kortere retliniede sektioner st0dende op til flade buesektioner eller retliniede mellem afsnit. Ogsâ di-5 vergerende hvælvinger pâ oversiden og undersiden og forskellige hvælvinger pâ det indre og det ydre omrâ-de er tænkelige.

Det forventes, at man ved anvendelse af sâdanne un- derlagsplader 4 soin væsentlig funktionsdel i skinner-nés forankringsorganer kan sikre den elastiske sammen- spænding af underlagspladen 4 og svellens topflade 10 og forankringssspæiîdingen i omrâdet ved underlagspla- dens ribber 7 i træsvellers samlede levetid pâ tilnær- melsesvis 40 til 50 âr pâ trods af den udefra virken- 15 de statiske og dynamiske hjulbelastning, uden at de maksimale flade- og kantpresninger overskrider de tilladelige langtidsfladepresninger for de til jernbanesveller anvendte træsorter eller ævrige materialer.

20 Ved den beskrevne udformning og opspænding af un- derlagspladerne 4 kan de hidtil mellem svelleskruer-ne 5 og underlagspladen· anvendte f jederringe bortfal-de. Ved hjælp af den elastisk spændte underlagsplade 4 sikres den nodvendige friktionsforbindelse mellem 25 denne og svellens topflade vaesentligt bedre end ved hjælp af fjederringe, der har en meget kort progres-siv fjedervandring, som.er ufordelagtig til dette formàl, idet den ved hjælp af fjederringe tilveje-bragt tilspænding aftager kraftigt selv ved smâ ela-30 stiske og plastiske deformationer af svellernes topflade 10. De nedadhvælvede underlagsplader har derimod en væsentlig storre og dermed mere fordelagtig, fla-dere forlobende kraft-fjedervej med en tilnærmelsesvis mere lineær karakteristik.

35 Fig. 7 til 9 viser skinnespændeorganer i en konstruk-

DK 157202 B

10 tivt noget ændret udforelsesform, idet der i stedet for en gennemgâende underlagsplade 4 i et stykke til forankring af skinnerne pà tværsveller 1 anvendes to sâkaldte stotteplader 17 med hver sin ribbe 19, der 5 soin antydet ved 16 i fig. 7 samvirker med hver sin si-dekantflade pâ skinnefoden» De to ribbestotteplader 17 er anbragt side om side i en sâdan afstand fra hin-anden pâ svellens topflade 10, at skinnen 3*s fod kan placeres pâ et mellemlag 18 i mellemrummet mellem de 10 to ribber 19.

De to statteplader 17 har samme form og er blot drejet 180° i forhold til hinanden. Hver stotteplade 17*s ribbe 19 samvirker pâ samme mâde som beskrevet i det foregâende i forbindelse med den gennemgâende under-15 lagsplade 4 med spændemidler bestâende af krogskruer 6, klemplader 6’ og fjederringe 6". Som spændemidler kan dog ogsâ her anvendes spændebojler eller spænde-klemmer. Ogsâ ribbest0ttepladerne 17 har som vist pâ venstre halvdel af fig. 9 i ikke spændt tilstand en 20 udgâende fra modstâende begrænsningskanter, nærmere betegnet de tværgâende sidekanter 17* indadtil nedad hvælvet form, hvor hvælvingens laveste punkt 21 er sammenfaldende med hver ribbest0tteplade 17*s tværgâende midterlinie 22.

25 Svelleskruerne 5 samvirker med st0ttepladerne 17 ved hjælp af i pladerne udformede slidser 23, der udmun-der i tværgâende' sidekanter 17*, og som skrâner mod skinnelængdeaksen. Slidseme tjener til korrektion af skinnens positionering derved, at en forskydning •7o af pladen 17 i længderetningen i forhold til den pâ-gældende svelleskrue 5 tvangsmæssigt medforer en be-vægelseskomposant i tværretningen. Pâ denne mâde kan ribbeplademe 17 ogsâ i tværretningen spændes mod skinnefoden og ved tilspænding af svelleskruerne 5 35 ved friktion permanent spændes ned mod svelletopfla-

DK 157202 B

11 den 10 med en fra hvælvingen 20 resulterende forspæn-ding, som det fremgâr af fig. 9*s hojre halvdel.

Til slut skal der peges pâ, at det ofte vil være for-delagtigt med en ru nedre flade 9 pâ underlagspladen 5 4 eller st0ttepladen 17« Fladen kan være gjort ru ved rifling, ved hjælp af bukler eller vorter -eller ved sandblæsning. Herved foroges ikke Ilot friktionskoef- ficienten, men der tilvejebringes pâ denne mâde tilli-ge en mekanisk fortanding mellem pladens nedre flade 1(. og svellens topflade 10.

ta ta

Underlagspladen 4 henholdsvis st0ttepladen 17 kan des-uden være fastklæbet pâ svellens topflade 10, hvilket især er fordelagtigt i forbindelse med sveller af blodt træ, f.eks. fyrretræ. I sâ tilfælde b0r der 15 imidlertid anvendes underlagsplader 4 henholdsvis stotteplader 17 med et noget 0get bundfladeareal. Fastklæbningen af de elastisk forspændte underlagsplader eller st0tteplader er særlig fordelagtig ved en baneunderbygning uden skærveballast henholdsvis 20 ved anvendelse af betonsveller. Der ber i forbindelse med underlagsplader 4 eller stotteplader 17 af den i det foregâende beskrevne art anvendes svelle-skruer 5, hvor skrueflangens kant mod skruens anlægs-flade mod underlagspladen er afrundet, sâ at skrue-25 flangen ikke kan trænge ind i underlagspladens topflade „

Claims (2)

1. DK 157202 B 1. ünderlags- eller stotteplade til at fastgore skin-ner pâ sveller eller pâ svellelose betonplader, især pâ træsveller i et jernbanelegeme, kendeteg- n e t ved, at underlagspladen (4) er nedad hvælvet fra 5 dens ydre begrænsningskanter (henholdsvis 4' og 17') og indefter pâ en sâdan mâde, at den er elastisk defor-meret, nâr den i monteret tilstand ved hjælp af svelle-skruer (5) eller lignende organer er spændt fladt ned mod svellens topflade (10) eller skinnest0ttepunktets 10 bæreflade.
2. 2. ünderlags- eller st0tteplade ifolge krav 1, k e n -detegnet ved, at pladebundfladens hvælving (11) forl0ber i pladens diagonale retning og fortrinsvis afgrænser en sfærisk krummet flade. 15 3. ünderlags- eller stotteplade ifolge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at pladebundfladens hvælving (henholdsvis 11 og 20) forlober efter en cirkel-eller ellipsebue eller en lignende geometrisk kurve. 4. Ünderlags- eller stotteplade ifolge krav 1, 2 eller 20 3,kendetegnet ved, at pladebundfladens hvæl ving (henholdsvis 11 og 20) er sainmensat af enkelte efter hinanden folgende retliniede afsnit og/eller flade buer, der-damier en vinkel med hinanden.