EP0012265B1 - Vorrichtung zur Schienenbefestigung - Google Patents

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EP0012265B1
EP0012265B1 EP79104727A EP79104727A EP0012265B1 EP 0012265 B1 EP0012265 B1 EP 0012265B1 EP 79104727 A EP79104727 A EP 79104727A EP 79104727 A EP79104727 A EP 79104727A EP 0012265 B1 EP0012265 B1 EP 0012265B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
clamping part
contact surface
support body
rail base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP79104727A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0012265A1 (de
Inventor
Endre Dr. Kerkápoly
Attila Dr. Horváth
István Dr. Szatmári
György Molnár
János Székely
Bertalan Száraz
György Bagyin
Imre Kovács
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beton- Es Vasbetonipari Muevek
Original Assignee
Beton- Es Vasbetonipari Muevek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beton- Es Vasbetonipari Muevek filed Critical Beton- Es Vasbetonipari Muevek
Priority to AT79104727T priority Critical patent/ATE4604T1/de
Publication of EP0012265A1 publication Critical patent/EP0012265A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0012265B1 publication Critical patent/EP0012265B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/28Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members
    • E01B9/30Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/28Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members

Definitions

  • the invention relates to a device for the immediate, resilient fastening of a rail having a head, a web, and a foot on a threshold, with a support body arranged on the side of the rail foot on the threshold and having an opening which is penetrated by a clamping part designed as a two-armed lever is which abuts an upper contact surface of the opening provided in its longitudinal extent and one end of which exerts a downward pressure on the top of the rail foot and the other end of which is supported on an elastic force storage element, the lever arm of the clamping part supported on the force storage element being at least twice as much long as the lever arm acting on the rail foot.
  • Such a device for rail fastening is known from US-A-3 494 557.
  • This device is designed as a rail fastening unit which comprises a base plate anchored on the threshold and two depressing devices which act on the rail foot parts.
  • Each depressing device contains a clamping part which is mounted in an opening of a support body to form a two-armed lever.
  • the longer lever rests on an energy storage element, which is formed in particular by an elastomeric plastic body.
  • the shorter lever presses the rail foot against the base plate with a downward pressure.
  • the force storage element presses the clamping part upwards with a relatively large force while executing a relatively short path.
  • the energy storage element therefore has a large spring stiffness, i. H. it is a hard feather.
  • the plastic that is used here as the energy storage element is exposed to aging, so that its spring behavior changes over time and the pressure forces to be applied are therefore subject to uncontrollable fluctuations.
  • the clamping part bears against a rounded contact surface of the opening in the support body in order to form a blunt lever axis for the clamping part.
  • the clamping part is not adapted in the region of the lever axis formed by the supporting body to the shape of the abutment surface of the supporting body serving as a contact surface, so that changing lever ratios in the clamping parts inevitably result during assembly.
  • projections are provided on the side of the clamping part facing the rail foot, which fix the clamping part against forces acting outwards and serve as a guide when attaching the clamping part. Nevertheless, the clamping part can move or shift due to the vibration stress on the rail, so that the contact forces change. Therefore constant monitoring and maintenance of the rail fastening are necessary.
  • the known device per rail fastening comprises a base plate arranged between the rail foot and the sleeper and two matching opposing hold-down devices, it is designed to be complicated. This also complicates assembly and is time-consuming.
  • the rails there are two options for supporting the rails forming the track for rail vehicles.
  • the rails On one side the rails are supported by long sleepers or side members, on the other side they are supported by cross sleepers or beams. Accordingly, a distinction is made between long sleeper and short sleeper superstructures.
  • fastening device itself is designed as inexpensively as possible, that it is easy to assemble and that it has a long service life even in the rough railway operation and, if necessary, can be replaced easily and quickly.
  • fastening device exerts a high contact pressure, has flexibility in the vertical direction and with respect to the longitudinal axis of the track and that it also has a suitable resistance to twisting and longitudinal displacement of the rail track.
  • the individual elements of the device should also be able to be replaced independently of one another quickly and easily, and thus the rapid replacement of the crossbar and / or the rail and the setting of the track width. It is a further requirement that the rail fastening can be used on straight lines and in curves as well as in a backlash-free superstructure with brackets, and that if they are inserted into the system of signaling systems or safety devices, their electrically insulated design is also possible.
  • DE-C-2 250 954 describes a device for rail fastening by means of springs of circular cross-section, which has advantageous elastic properties, but on the one hand re-tensioning is necessary for the fastening screw, on the other hand the maximum value of the contact pressure that can be developed by the screw is relatively small. Similar experiences have also been made with the embodiment described in FR-A-2 283 258. In this, the elasticity in the pressure is brought about by means of a leaf spring pressurized by a screw. Another, relatively advantageous type of fastening has been developed in Great Britain, according to which the downward pressure is exerted on the rail foot by means of a screw of a strange shape. However, this construction has the disadvantage that at no point can a greater contact force than about 9810 N be exerted and that a lot of spring steel is required, which is why this solution is very expensive.
  • a similar rail attachment is also discussed in GB-A-1 169715.
  • the essential point of this device can be seen in the fact that the rail foot is pressed down by a leaf spring, which is designed as a double-armed lever and is guided through a bracket concreted into the crossbar.
  • the leaf spring is supported on the rail base as well as on the crossbar by means of plastic pads. Spring steel is also required in very large quantities here, but the contact pressure that can be achieved is relatively low.
  • a base plate which is to be fastened on the threshold, carries the rail and has a bracket with an opening through which a clamping part designed as a two-armed lever is guided.
  • a wedge which is designed as a flat spring, is pushed under one lever, in order to press the other lever arm against the top of the rail foot.
  • rail fastenings are now only referred to as elastic if the change in the clamping force as a function of the vertical displacement of the rail foot is not greater than 2 kN / mm per fastening and if there is at least 5-10 between the unloaded state and the operating state mm large relative displacement can occur.
  • the attachments that do not meet these requirements are so-called rigid attachments.
  • the difference is of a qualitative nature.
  • the characteristic of the elastic fasteners is that they can exert almost the same clamping force despite the always existing dimensional deviations and that this clamping force can be maintained with a negligible deviation during operation. This property of the elastic fasteners enables the track to be kept in operation for a long period of time without maintenance.
  • Eliminating the adverse effects of dimensional deviations is particularly important when fastening rails to concrete sleepers if there are no steel base plates.
  • the precision of the sleepers made of prestressed concrete or reinforced concrete is somewhat less than the precision of the base plates made of hot-rolled steel due to their material and manufacturing technology.
  • the invention has for its object to provide a device for the immediate, resilient fastening of rails on sleepers according to the type specified in such a way that it enables a safe, easy to assemble and at the same time maintenance-free rail fastening.
  • the energy storage element is a helical spring that has a large spring travel at low force, that the upper contact surface in the opening is convex or concave and that the one that comes into contact with this contact surface Surface of the clamping part is complementary to the contact surface.
  • the energy storage element is a helical spring which is relatively simple and inexpensive to manufacture. Furthermore, the coil spring exerts a small force with a large spring travel, so that the coil spring has a small spring stiffness, that is to say it is a so-called soft spring. Such a spring effects damping with regard to the vibration stresses of the rail and the vibrations transmitted to the device via the rail. Also, a soft spring is hardly exposed to fatigue, so that the helical spring in the device according to the invention shows a constant spring behavior over a long period of time, so that a constant contact pressure of the rail foot against the threshold is guaranteed. Therefore, the device according to the invention does not require any maintenance with regard to the design of the energy storage element.
  • the clamping part and the support body have cooperating and complementary surfaces which are convex or concave and which form the lever axis. This results in an easier assembly of the clamping part, since when the clamping part is inserted into the opening of the support body with a suitable position of the complementary surfaces of the support body and clamping part, resistance to further insertion of the clamping part is noticeable.
  • the complementary cooperating surfaces also ensure that a constant and definitely predetermined lever axis is present. As a result, the same leverage ratios and therefore the same contact forces can always be guaranteed.
  • the complementarily designed and cooperating surfaces of the support body and the clamping part also prevent longitudinal and transverse displacement of the clamping part in the fully assembled state of the device, since the cooperating complementary surfaces form a type of locking and securing against displacement without additional separate components having to be provided for this .
  • no maintenance is required with regard to the interaction of the clamping part and support body. Due to the combination of an elastic and plastic deformation occurring when the helical spring as the energy storage element is loaded in the device according to the invention, any dimensional deviations in the sleepers can be compensated for without difficulty, these dimensional deviations being unavoidable for technical reasons.
  • the helical spring is connected to an organ which fixes it in place, in order to be able to clearly secure its position on the threshold, especially during assembly.
  • an intermediate piece of approximately Z-shaped cross section is provided between the rail foot and the support body, the web of which rests on the rail foot, while its a flange plate is arranged between the rail foot and the support body.
  • an elastic and / or electrically insulating insert plate which may have a friction-increasing surface, is provided between the rail foot and the threshold.
  • the rail 7 associated with the railway track has a rail head 7a, a web 7b and a rail foot 7c.
  • the latter is not immediately, but with the insertion of an elastic insert plate 5 on a threshold 8, for. B. on a crossbar made of reinforced concrete or prestressed concrete.
  • a clamping part 1 designed as a double-armed lever serves to press the foot 7c of the rail 7 against the threshold 8.
  • the length a of the longer lever arm 1a of the clamping part 1 is at least twice as long as the length b of the shorter lever arm 1b.
  • the pressing force can advantageously be increased by increasing the ratio a: b. A large pressure force can thus be generated even with an elastic force storage element of small dimensions.
  • the elastic force storage element is designed as a coil spring 2, which is arranged in the vicinity of the end of the longer lever arm 1 a of the clamping part 1. It is possible to accommodate the coil spring in a cylinder casing-like spring housing in order to protect it and to facilitate its installation. It is also advantageous if the helical spring 2 is connected to an organ 6 built into the threshold 8 and fixing its position in relation to the threshold 8.
  • the clamping part 1 is guided through an opening 3a (see FIG. 2) of a support body 3.
  • the clamping part 1 which is designed as a double-armed lever, is supported with a contact surface 1c.
  • This contact surface 1 can be convex or concave, depending on how the contact surface 3b of the opening 3a of the support body 3 is formed.
  • the power transmission occurs between the contact surfaces 1 c and 3b. 1 illustrates a case in which the contact surface 1c is convex, while the surface 3b is concave. lst. the contact surface 1c is made concave, then the contact surface 3b takes on a convex shape.
  • an intermediate piece 4 of Z-shaped cross section which consists of a web 4a and flange plates 4b and 4c.
  • the web 4a serves to support the shorter lever arm 1b, while the flange plate 4b projects between the rail foot 7c and the support body 3.
  • the intermediate piece 4 can for example be made of elastic plastic.
  • the support body 3 on the one hand supports the clamping part 1 designed as a double-armed lever, but on the other hand also prevents a lateral displacement as well as a vertical displacement of the clamping part 1.
  • the support body 3 also prevents the rail 7 itself from being displaced with respect to the center of the track, at the expense of the deformation of the flange plate 4b of the intermediate piece 4.
  • the elasticity of the mounting of the rail 7 is increased by the use of the insert plate 5.
  • the clamping part 1 and the support body 3 are easiest to manufacture from forged steel.
  • the assembly of the device for rail fastening begins with the placement of the insert plate 5 on the threshold 8, followed by the laying of the rail 7. Thereafter, the intermediate piece 4 is placed on the rail foot 7c, and with the help of the organ 6, the elastic force storage member, d. H. the coil spring 2. Finally, the clamping part 1 is pushed from the side of the spring over this through the opening 3a of the support body 3 until the contact surface 1 of the clamping part engages in the contact surface 3b formed in the support body 3 or at least perceptibly securely sticks to it.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur unmittelbaren, nachgiebigen Befestigung einer einen Kopf, einen Steg, und einen Fuß aufweisenden Schiene auf einer Schwelle, mit einem seitlich des Schienenfußes ortsfest an der Schwelle angeordneten Stützkörper mit einer Öffnung, die von einem als zweiarmiger Hebel ausgebildeten Klemmteil durchsetzt ist, der an einer oberen, in seiner Längserstreckung vorgesehenen Anlagefläche der Öffnung anliegt und dessen eines Ende auf die Oberseite des Schienenfußes einen Abwärtsdruck ausübt und dessen anderes Ende sich auf einem elastischen Kraftspeicherorgan abstützt, wobei der auf dem Kraftspeicherorgan abgestützte Hebelarm des Klemmteils wenigstens doppelt so lang wie der den Schienenfuß beaufschlagende Hebelarm ist.
  • Eine derartige Vorrichtung zur Schienenbefestigung ist aus der US-A-3 494 557 bekannt. Diese Vorrichtung ist als eine Schienenbefestigungseinheit ausgebildet, die eine auf der Schwelle verankerte Grundplatte und zwei die Schienenfußteile beaufschlagende Niederdrückeinrichtungen umfaßt. Jede Niederdrückeinrichtung enthält ein Klemmteil, das in einer Öffnung eines Stützkörpers unter Bildung eines zweiarmigen Hebels gelagert ist. Der längere Hebel liegt auf einem Kraftspeicherorgan auf, das insbesondere von einem elastomeren Kunststoffkörper gebildet wird. Der kürzere Hebel drückt den Schienenfuß mit einem Abwärtsdruck gegen die Grundplatte. Das Kraftspeicherorgan drückt hierbei den Klemmteil unter Ausführung eines relativ kurzen Weges mit einer großen Kraft nach oben. Das Kraftspeicherorgan hat daher eine große Federsteife, d. h. es handelt sich um eine harte Feder. Bekanntlich ist der Kunststoff, der hier als Kraftspeicherorgan verwendet wird, der Alterung ausgesetzt, so daß sein Federverhalten sich zeitabhängig ändert und daher die aufzubringenden Druckkräfte unkontrollierbaren Schwankungen unterworfen sind.
  • Nach F i g. der US-A-3 494 557 liegt der Klemmteil an einer abgerundeten Anlagefläche der Öffnung im Stützkörper an, um eine stumpfere Hebelachse für den Klemmteil zu bilden. Der Klemmteil ist aber im Bereich der vom Stützkörper gebildeten Hebelachse nicht an die Form der als Anlagefläche dienenden Widerlagerfläche des Stützkörpers angepaßt, so daß sich bei der Montage sich ändernde Hebelverhältnisse bei den Klemmteilen unvermeidbar ergeben. Ferner sind Vorsprünge an der dem Schienenfuß zugewandten Seite des Klemmteils vorgesehen, die den Klemmteil gegen nach außen wirkende Kräfte festlegen und als eine Führung bei der Anbringung des Klemmteils dienen. Dennoch kann sich der Klemmteil bedingt durch die Schwingungsbeanspruchung der Schiene verschieben oder verlagern, so daß sich die Anpreßkräfte ändern. Daher sind eine ständige Überwachung und Wartung der Schienebefestigung notwendig.
  • Da die bekannte Vorrichtung pro Schienenbefestigung eine zwischen dem Schienenfuß und der Schwelle angeordnete Grundplatte und zwei übereinstimmende gegenüberliegende Niederhalteeinrichtungen umfaßt, ist sie kompliziert ausgelegt. Auch wird hierdurch die Montage erschwert und sie ist zeitaufwendig.
  • Zur Abstützung der das Gleis für Schienenfahrzeuge bildenden Schienen gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten. Bei der einen sind die Schienen durch Langschwellen oder Längsträger, bei der anderen durch Querschwellen oder -träger abgestützt Dementsprechend unterscheidet man Langschwellen- und Kurzschwellenoberbauten. Die Querschwellen wurden früher fast ausschließlich aus Holz gefertigt, in den letzten Jahrzehnten wurden sie auch aus Stahlbeton bzw. aus Spannstahlbeton hergestellt.
  • Für die Befestigung der Schienen auf den Querschwellen werden zahlreiche mechanische sowie ökonomische Anforderungen in bezug auf Einbau und Instandhaltung gestellt. Für die ökonomischen Anforderungen gilt, daß die Befestigungsvorrichtung selbst möglichst kostengünstig ausgebildet ist, daß sie einfach zu montieren ist und daß sie auch bei dem rauhen Bahnbetrieb eine lange Lebensdauer aufweist sowie, falls notwendig, einfach und schnell ausgetauscht werden kann. Für die mechanischen Anforderungen gilt, daß die Befestigungsvorrichtung eine hohe Anpreßkraft ausübt, in vertikaler Richtung und in bezug zur Gleislängsachse Nachgiebigkeit aufweist und daß sie ferner eine geeignete Widerstandsfähigkeit gegen Verwindung und Längsverschiebung des Schienenstranges hat.
  • Neben den Anforderungen, daß die Ausbildung und Anordnung der Befestigungselemente einfach, schnell sowie mechanisierbar sein und keine systematische Überwachung sowie Beobachtung beanspruchen soii, sollen die einzelnen Elemente der Vorrichtung auch voneinander unabhängig schnell und leicht ausgetauscht werden können und so das schnelle Austauschen der Querschwelle und/oder der Schiene sowie die Einstellung der Spurweite ermöglichen. Es ist weiteres Erfordernis, daß die Schienenbefestigung auf geradlinigen Strecken und in Kurven sowie bei einem spielfreien Oberbau mit Laschen gleicherweise verwendet werden kann, und daß im Falle ihrer Einfügung in das System der Signalanlagen bzw. Sicherheitseinrichtungen auch ihre elektrisch isolierte Ausbildung möglich ist.
  • Bekannte Schienenbefestigungen genügen einem kleineren oder größeren Teil der oben angeführten Anforderungen. In mehreren Ländern wurden zur Befestigung von besonders ragfähigen und einem regen Verkehr ausgesetzten Gleisen Vorrichtungen mit Spannschrauben angewendet, die zwar sämtlichen mechanischen Anforderungen gerecht werden, vom Standpunkt der Bau- und Instandhaltungserfordernisse aus jedoch unvorteilhaft sind, und zwar in erster Linie deshalb, weil die Anpreßkraft unter der Einwirkung der sich permanent wiederholenden Belastung abnimmt, weil die einzelnen Elemente sich lockern und in ihrer Lage zueinander sich möglicherweise verschieben, was zur Folge hat, daß die Befestigungsschrauben ständig nachgespannt werden müssen.
  • In der DE-C-2 250 954 ist eine Vorrichtung zur Schienenbefestigung mittels Federn von Kreisquerschnitt beschrieben, die zwar vorteilhafte elastische Eigenschaften aufweist, wobei doch einerseits für die Befestigungsschraube auch hier ein Nachspannen notwendig ist, andererseits der maximale Wert der durch die Schraube entfaltbaren Anpreßkraft verhältnismäßig gering ist. Ähnliche Erfahrungen wurden auch mit der in der FR-A-2 283 258 beschriebenen Ausführung gemacht. Bei dieser wird die Elastizität im Andruck mittels einer von einer Schraube unter Druck gesetzten Blattfeder zustande gebracht. Eine andere, relativ vorteilhafte Befestigungsart ist in Großbritannien entwickelt worden, wonach der Abwärtsdruck auf den Schienenfuß mittels einer Schraube von eigenartiger Form ausgeübt wird. Diese Konstruktion hat jedoch den Nachteil, daß an keinem Punkt eine größere Anpreßkraft als etwa 9810 N ausgeübt werden kann und daß viel Federstahl benötigt wird, weshalb diese Lösung sehr kostspielig ist.
  • Eine ähnliche Schienenbefestigung ist auch in der GB-A-1 169715 erörtert. Der wesentliche Punkt dieser Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der Schienenfuß durch eine Blattfeder abwärts gedrückt wird, die als doppelarmiger Hebel ausgebildet und durch einen in die Querschwelle einbetonierten Bügel hindurchgeführt ist. Die Blattfeder stützt sich sowohl auf dem Schienenfuß, wie auch auf der Querschwelle mittels Unterlagen aus Kunststoff ab. Auch hier wird Federstahl in sehr großer Menge benötigt, die erreichbare Anpreßkraft ist jedoch relativ gering.
  • Eine im wesentlichen ähnliche Schienenbefestigung ist in der US-A-3 887 128 beschrieben. Auch hierbei wird eine Blattfeder verwendet, deren Abstützung mittels eines durch die Öffnungen eines Verankerungselements hindurchgeführten Bolzens erfolgt. Die Nachteile dieser Ausführung sind mit denen nach der GB-A-1 169715 identisch, jedoch ist die konstruktive Gestaltung noch kostspieliger.
  • Eine weitere Vorrichtung zur Schienenbefestigung auf Holzschwellen wurde durch die DK-C-43131 bekannt. Hierbei trägt eine Unterlagplatte, die auf der Schwelle zu befestigen ist, die Schiene und weist einen Bügel mit einer Öffnung auf, durch den ein als zweiarmiger Hebel ausgebildetes Klemmteil geführt wird. Unter den einen Hebel wird ein Keil, der als flache Feder ausgebildet ist, geschoben, um so den anderen Hebelarm gegen die Oberseite des Schienenfußes zu drücken.
  • Eine andere mit Federwirkung arbeitende Vorrichtung ist Gegenstand der DE-C-646413, Fig. 10. Auch hierbei kommt ein Bügel mit einer Öffnung zur Anwendung, durch die ein Hebel geführt wird, dessen einer Arm auf der Schienenfußoberseite, dessen anderer mit einem als Feder ausgebildeten Spannkeil zur Anlage gebracht wird.
  • Aufgrund der Ausbildung der Federkeile der beiden zuletzt erwähnten Vorrichtungen ergibt sich, daß diese einen großen Federkoeffizienten aufweisen, jedoch einen nur außerordentlich kleinen Federweg ermöglichen.
  • In der einschlägigen Technik werden heute Schienenbefestigungen nur dann als elastisch bezeichnet, wenn die Veränderung der Klemmkraft in Abhängigkeit von der vertikalen Verschiebung des Schienenfußes nicht größer als 2 kN/mm pro Befestigung ist und wenn zwischen dem unbelasteten Zustand und dem Betriebszustand eine mindestens 5-10 mm große Relativverschiebung zustande kommen kann.
  • Die Befestigungen, die diesen Anforderungen nicht entsprechen, sind sogenannte starre Befestigungen. Der Unterschied ist qualitativer Art. Das Kennzeichen der elastischen Befestigungen ist, daß diese trotz der immer vorhandenen Maßabweichungen eine nahezu gleiche Klemmkraft ausüben können und daß diese Klemmkraft während des Betriebs mit einer vernachlässigbaren Abweichung aufrechterhalten werden kann. Diese Eigenschaft der elastischen Befestigungen ermöglicht es, daß das Gleis über einen langen Zeitraum ohne Instandhaltungsarbeiten in Betrieb gehalten werden kann.
  • Die Beseitigung der ungünstigen Auswirkungen der Maßabweichungen ist besonders bei der Schienenbefestigung auf Betonschwellen wichtig, wenn keine Stahlunterlagplatten vorhanden sind. Die Präzision der aus Spannbeton oder Stahlbeton hergestellten Schwellen ist infolge ihres Materials und ihrer Herstellungstechnologie etwas geringer als die Präzision der aus warmgewalztem Stahl hergestellten Unterlagplatten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur unmittelbaren, nachgiebigen Befestigung von Schienen auf Schwellen gemäß der eingangs angegebenen Gattung derart auszubilden, daß sie eine sichere, einfach zusammenbaubare und gleichzeitig wartungsfreie Schienenbefestigung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der angegebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kraftspeicherorgan eine Schraubenfeder ist, die bei geringer Kraft einen großen Federweg hat, daß die obere Anlagefläche in der Öffnung konvex oder konkav ausgebildet ist und daß die gegen diese Anlagefläche zur Anlage kommende Fläche des Klemmteils komplementär zur Anlagefläche ausgebildet ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Kraftspeicherorgan eine Schraubenfeder, die relativ einfach und billig herzustellen ist. Ferner bringt die Schraubenfeder eine geringe Kraft bei einem großen Federweg auf, so daß die Schraubenfeder eine kleine Federsteife hat, das heißt es handelt sich um eine sogenannte weiche Feder. Eine solche Feder bewirkt eine Dämpfung hinsichtlich den Schwingungsbeanspruchungen der Schiene und der über die Schiene auf die Vorrichtung übertragenen Schwingungen. Auch ist eine weiche Feder kaum Ermüdungserscheinungen ausgesetzt, so daß die Schraubenfeder bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung über lange Zeit hinweg ein gleichbleibendes Federverhalten zeigt, so durch zuverlässig eine gleichbleibende Anpreßkraft des Schienenfusses gegen die Schwelle gewährleistet ist. Daher bedarf die Vorrichtung nach der Erfindung im Hinblick auf die Ausbildung des Kraftspeicherorgans keiner Wartung. Bei der erfindungsgemäßen Lösung haben der Klemmteil und der Stützkörper zusammenarbeitende und komplementär ausgebildete Flächen, die konvex oder konkav gewölbt sind und die die Hebelachse bilden. Hierdurch ergibt sich eine erleichterte Montage des Klemmteils, da beim Einführen des Klemmteils in die Öffnung des Stützkörpers bei passender Lage der komplementär ausgebildeten Flächen von Stützkörper und Klemmteil ein Widerstand gegen ein weiteres Einschieben des Klemmteils spürbar ist. Die komplementär zusammenarbeitenden Flächen gewährleisten ferner, daß eine gleichbleibende und definitiv vorgegebene Hebelachse vorhanden ist. Hierdurch lassen sich immer gleiche Hebelverhältnisse und daher gleiche Anpreßkräfte gewährleisten. Gleichzeitig verhindern die komplementär ausgebildeten und zusammenarbeitenden Flächen von Stützkörper und Klemmteil auch eine Längs- und Querverschiebung des Klemmteils im fertig montierten Zustand der Vorrichtung, da die zusammenarbeitenden komplementären Flächen eine Art Rastung und Sicherung gegen Verschiebungen bilden, ohne daß zusätzliche gesonderte Bauteile hierfür vorgesehen sein müssen. Somit ist auch im Hinblick auf das Zusammenwirken von Klemmteil und Stützkörper keine Wartung erforderlich. Durch die bei der Belastung der Schraubenfeder als Kraftspeicherorgan bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auftretende Kombination einer elastischen und plastischen Verformung lassen sich ohne Schwierigkeiten jegliche Maßabweichungen bei den Schwellen ausgleichen, wobei diese Maßabweichungen herstellungstechnisch bedingt unvermeidbar sind.
  • Vorzugsweise ist nach Anspruch 2 die Schraubenfeder mit einem sie ortsfest festlegenden Organ verbunden, um ihre Lage auf der Schwelle vor allem bei der Montage eindeutig sichern zu können.
  • Nach Anspruch 3 ist zwischen dem Schienenfuß und dem Stützkörper ein Zwischenstück von annähernd Z-förmigem Querschnitt vorgesehen, dessen Steg auf dem Schienenfuß aufliegt, während seine eine Flanschplatte zwischen dem Schienenfuß und dem Stützkörper angeordnet ist. Hierdurch kann eine nachgiebige Seitenführung der Schiene am Stützkörper und ein verbesserter nachgiebiger Anpreßdruck auf den Schienenfuß erreicht werden.
  • Ferner ist nach Anspruch 4 zwischen dem Schienenfuß und der Schwelle eine elastische und/oder elektrisch isolierende, gegebenenfalls eine die Reibung erhöhende Oberfläche aufweisende Einsatzplatte vorgesehen.
  • Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine (halbe) Schiene mit ihrer Befestigungsvorrichtung in einer Seitenansicht;
    • Fig. 2 eine Vorderansicht des Stützkörpers.
  • Die einem an Bahngleis zugehörige Schiene 7 weist einen Schienenkopf 7a, einen Steg 7b und einen Schienenfuß 7c auf. Letzterer liegt nicht unmittelbar, sondern unter Einfügung einer elastischen Einsatzplatte 5 auf einer Schwelle 8 auf, z. B. auf einer Querschwelle aus Stahlbeton oder Spannbeton.
  • Zum Andrücken des Fußes 7c der Schiene 7 an die Schwelle 8 dient ein als doppelarmiger Hebel ausgebildetes Klemmteil 1. Die Länge a des längeren Hebelarmes 1a des Klemmteils 1 ist mindestens zweimal so groß wie die Länge b des kürzeren Hebelarmes 1b. Die Andruckkraft kann in vorteilhafter Weise mit Vergrößerung des Verhältnisses a : b erhöht werden. Damit kann auch mit einem elastischen Kraftspeicherorgan kleiner Abmessung eine große Andruckkraft erzeugt werden.
  • Das elastische Kraftspeicherorgan ist als Schraubenfeder 2 ausgebildet, die in der Nähe des Endes des längeren Hebelarmes 1a des Klemmteils 1 angeordnet ist. Es besteht die Möglichkeit, die Schraubenfeder in einem zylindermantelartigen Federgehäuse unterzubringen, um sie zu schützen und ihren Einbau zu erleichtern. Es ist auch vorteilhaft, wenn die Schraubenfeder 2 mit einem in die Schwelle 8 eingebauten und ihre Position im Verhältnis zur Schwelle 8 festlegenden Organ 6 verbunden ist.
  • Das Klemmteil 1 ist durch eine Öffnung 3a (siehe Fig. 2) eines Stützkörpers 3 geführt. In der Öffnung 3a stützt sich das als doppelarmiger Hebel ausgebildete Klemmteil 1 mit einer Anlagefläche 1 c ab. Diese Anlagefläche 1 kann konvex oder konkav sein, und zwar je nachdem, wie die Anlagefläche 3b der Öffnung 3a des Stützkörpers 3 ausgebildet ist. Die Kraftübertragung kommt zwischen den Anlageflächen 1 c und 3b zustande. In Fig. 1 ist ein Fall veranschaulicht, wobei die Anlagefläche 1c von konvexer Ausbildung ist, während die Fläche 3b konkav geformt ist. lst. die Anlagefläche 1c konkav gestaltet, dann erhält die Anlagefläche 3b eine konvexe Gestalt.
  • Wie Fig. 1 zeigt, ist zwischen den kürzeren Hebelarm 1 b des Klemmteils 1 und die Oberseite des Schienenfußes 7c ein Zwischenstück 4 von Z-förmigem Querschnitt eingefügt, das aus einem Steg 4a sowie aus Flanschplatten 4b und 4c besteht. Der Steg 4a dient der Auflage des kürzeren Hebelarmes 1b, während die Flanschplatte 4b zwischen den Schienenfuß 7c und den Stützkörper 3 hineinragt. Das Zwischenstück 4 kann beispielsweise aus elastischem Kunststoff hergestellt sein.
  • Aus Fig. 1 geht hervor, daß der Stützkörper 3 einerseits das als doppelarmiger Hebel ausgebildete Klemmteil 1 abstützt, andererseits aber auch eine Seitenverschiebung, wie auch eine Vertikalverschiebung des Klemmteils 1 verhindert. Überdies verhindert der Stützkörper 3 auch eine in bezug zur Gleismitte auftretende Querverschiebung der Schiene 7 selbst, und zwar auf Kosten der Verformung der Flanschplatte 4b des Zwischenstückes 4. Die Elastizität der Lagerung der Schiene 7 wird durch die Anwendung der Einsatzplatte 5 erhöht.
  • Das Klemmteil 1 und der Stützkörper 3 sind am einfachsten aus Schmiedestahl zu fertigen.
  • Der Zusammenbau der Vorrichtung zur Schienenbefestigung beginnt mit dem Ablegen der Einsatzplatte 5 auf der Schwelle 8, worauf das Verlegen der Schiene 7 folgt. Danach wird das Zwischenstück 4 auf den Schienenfuß 7c gelegt, und mit Hilfe des Organs 6 wird das elastische Kraftspeicherorgan, d. h. die Schraubenfeder 2, festgelegt. Zum Schluß wird das Klemmteil 1 von der Seite der Feder her über diese hinweg durch die Öffnung 3a des Stützkörpers 3 geschoben, bis die Anlagefläche 1 des Klemmteils in die im Stützköper 3 ausgebildete Anlagefläche 3b eingreift oder zumindest in wahrnehmbarer Weise an dieser sicher festliegt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur unmittelbaren, nachgiebigen Befestigung einer einen Kopf (7a), einen Steg (7b) und einen Fuß (7c) aufweisenden Schiene (7) auf einer Schwelle (8), mit einem seitlich des Schienenfusses (7c) ortsfest an der Schwelle (8) angeordneten Stützkörper (3) mit einer Öffnung (3a), die von einem als zweiarmiger Hebel (1a, 1b) ausgebildeten Klemmteil (1) durchsetzt ist, der an einer oberen, in seiner Längserstreckung vorgesehenen Anlagefläche (3b) der Öffnung (3a) anliegt und dessen eines Ende auf die Oberseite des Schienenfusses (7c) einen Abwärtsdruck ausübt und dessen anderes Ende sich auf einem elastischen Kraftspeicherorgan (2) abstützt, wobei der auf dem Kraftspeicherorgan (2) abgestützte Hebelarm (1 a) des Klemmteils (1) wenigstens doppelt so lang wie der den Schienenfuß (7c) beaufschlagende Hebelarm (1b) ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftspeicherorgan eine Schraubenfeder (2) ist, die bei geringer Kraft einen großen Federweg hat, daß die obere Anlagefläche (3b) in der Öffnung (3a) konvex oder konkav ausgebildet ist und daß die gegen diese Anlagefläche (3b) zur Anlage kommende Fläche (1c) des Klemmteils (1) komplementär zur Anlagefläche (3b) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (2) mit einem sie ortsfest festlegenden Organ (6) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schienenfuß (7c) und dem Stützkörper (3) ein Zwischenstück (4) von annähernd Z-förmigem Querschnitt vorgesehen ist, dessen Steg (4a) auf dem Schienenfuß (7c) aufliegt, während seine eine Flanschplatte (4b) zwischen dem Schienenfuß (7c) und dem Stützkörper (3) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schienenfuß (7c) und der Schwelle (8) eine elastische und/oder elektrisch isolierende, gegebenenfalls eine die Reibung erhöhende Oberfläche aufweisende Einsatzplatte (5) vorgesehen ist.
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