EP0194550B1

EP0194550B1 - Befestigungsklammer und Befestigungsanordnung für Eisenbahnschienen

Info

Publication number: EP0194550B1
Application number: EP86102794A
Authority: EP
Inventors: Helmut Eisenberg; Henning Dipl.-Ing. Von Heimburg; Friedhelm Dipl.-Ing. Weber; Achim Beste; Dirk Dipl.-Ing. Vorderbrück
Original assignee: Vossloh Werke GmbH
Current assignee: Vossloh Werke GmbH
Priority date: 1985-03-15
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1989-09-06
Also published as: KR950010519B1; CA1337563C; CN1004642B; ATE46201T1; EP0194550A2; KR860007425A; JPH0723601B2; US4718604A; AU5441986A; JPS61211401A; BR8601157A; DE3665492D1; EP0194550A3; CA1332829C; CN86102427A; AU574904B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsklammer und eine Befestigungsanordnung für Eisenbahnschienen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 10.
Aus der AT-B 298 542 ist eine Befestigungsanordnung für Eisenbahnschienen bekannt mit einer aus elastischem Stahlstab gefertigen Klammer, die in fünf Abschnitten gebogen ist. Der erste Abschnitt der Klammer ist mit seinem Ende in eine Bohrung eines Verankerungsteils der Befestigungsanordnung eingeführt und schlingt sich in relativ weiten, große Winkel in der Horizontalen bildenden Bögen um den Aufnahmeteil eines Verankerungselements herum. Das Stabende liegt schließlich mit dem Stabanfang parallel. Der dritte Abschnitt der Klammer stützt sich auf einer im wesentlichen horizontalen und auf der von der Schiene abgewandten Seite der Bohrung angeordneten Abstützfläche am Aufnahmeteil ab, während der fünfte und letzte Abschnitt, der eine Abflachung aufweist, auf der Oberseite des Schienenfußes aufliegt. Die Befestigungsklammer dieser bekannten Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß sie auch in falscher Weise in den Aufnahmeteil eingetrieben werden kann, also derart, daß die Unterseiten des fünften und dritten Abschnitts vertauscht sind. Hierdurch kann die Niederhaltekraft der Klammer deutlich herabgesetzt sein. Ferner ist die bekannte Klammer relativ lang, so daß ein erheblicher Materialbedarf besteht.
Aus der DE-A 2 461 158 ist eine Befestigungsklammer für eine Befestigungsanordnung für Eisenbahnschienen bekannt, die aus einem längeren Stab hergestellt ist als bei der vorbeschriebenen Anordnung. Damit ist der Materialverbrauch für die Klammer sehr hoch.
Schließlich ist aus der DE-C 2 649 527 eine Befestigungsanordnung mit einer Klammer bekannt, bei welcher zwecks Verringerung des Materialverbrauchs die Länge der einzelnen Abschnitte der Klammer verkürzt ist. Wenn diese Klammer von oben betrachtet wird, sieht diese dem Buchstaben "e" bzw. dessen Spiegelbild ähnlich. Da der Aufnahmeteil des Verankerungselements dieser bekannten Anordnung jedoch seitengleich ist, kann die Möglichkeit eines falschen Eintreibens der Klammer nicht völlig ausgeschlossen werden. Auch ist der Materialverbrauch für diese Klammer immer noch als relativ hoch zu bewerten.
Die AT-B 298 542, DE-A 2 461 158 und die DE-C 2 649 527 betreffen auch die nähere Ausbildung des Verankerungselementes für diese Befestigungsanordnungen. Es weist den oberen Aufnahmeteil auf mit der parallel zur Schienenlängsrichtung verlaufenden Aufnahmebohrung für die Befestigungsklammer, sowie einer im wesentlichen horizontalen Abstützfläche, die sich auf einem sich auf der von der Schiene abgewandten Seite erstreckenden Abstützteil befindet. Von der Unterseite des Aufnahmeteils erstreckt sich vertikal nach unten ein Verankerungsteil, welches zum Zwecke der Verhinderung des leichten Herausziehens des Verankerungselementes aus der Betonschwelle mit wellenförmigen Oberflächen ausgestattet ist. Die durch die Befestigungsklammer in der Montagestellung auf die horizontale Abstützfläche aufgebrachte Druckkraft ist vergleichsweise hoch. Es wird deshalb versucht, das auf das Verankerungselement über die Abstützfläche wirksam werdende Abstützmoment durch eine besonders feste, auf der Schwellenoberfläche aufliegende Ausbildung des Abstützteils aufzunehmen. Dieses Biegemoment kann jedoch in seiner Wirksamkeit nicht voll ausgeglichen werden, so daß, insbesondere bei den durch Vorbeifahren eines Zugs auftretenden Durchschüben der Schiene, ein Lockern des Verankerungselements im Beton zu beobachten ist. Gleichzeitig wirkt durch die zusätzliche Abstützung der Klammer in der Aufnahmebohrung ein auf den Aufnahmeteil im wesentlichen senkrecht zur Achsrichtung wirksames Drehmoment, welches zudem in der durch den Halteabschnitt der Klammer verlaufenden Vertikalebene entsprechend der Neigung des zweiten Abschnittes der Klammer wirksam wird. Auch wird beim Eintreiben der Klammer auf diesen zweiten, schrägen Abschnitt geschlagen, wodurch zusätzlich erhebliche Axialkräfte einwirken, die in Achsrichtung eine Lockerung des Verankerungselements bewirken können. Beim Einschlagen wird zudem durch den schrägen zweiten Abschnitt der Klammer und den Widerstand des Abstützbogens der Klammer auf der Abstützfläche ein um die Vertikalachse des Verankerungselements wirksames Drehmoment ausgelöst. Abgesehen von der relativ breiten Unterseite des Abstützteils und einem in Querrichtung breit gezogenen Verankerungsteil mit gewellter Oberfläche, weisen diese bekannten Verankerungselemente keinerlei Vorkehrungen auf, die einem Lockern oder sogar Herausziehen des Ankers aus der Betonschwelle durch die oben aufgezeigten Kräfte entgegenwirken würde.
Aus der EP-A 0 050 048 sind ferner eine Befestigungsklammer und ein Verankerungselement bekannt, deren Aufbau im wesentlichen wie bei den vorbeschriebenen Konstruktionen ist. Daher treten im wesentlichen auch die gleichen Kraft- bzw. Momentverhältnisse auf wie bei diesen bekannten Befestigungsanordnungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsklammer und eine Befestigungsanordnung für Eisenbahnschienen zu schaffen, welche materialsparend sind, gute Niederhalteeigenschaften aufweisen und einfach und sicher in Aufbau, Funktion und Montage sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen bei einer Befestigungsklammer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Abstützfläche des Aufnahmeteils im wesentlichen vertikal oberhalb der Aufnahmebohrung für den ersten Abschnitt der Klammer angeordnet ist, sich der in der Vertikalebene über dem ersten Abschnitt liegende Zwischenabschnitt der Klammer an dieser Abstützfläche abstützt und sämtliche weiteren Abschnitte der Klammer auf der der Schiene zugewandten Seite des ersten Abschnittes liegen. Bei der erfindungsgemäßen Klammer liegt kein Abschnitt auch nur zum Teil auf der der Schiene abgekehrten Seite des ersten Klammerabschnittes (Halteabschnitt), so daß durch diese Klammerform die kürzeste Klammer dieser Gattung geschaffen werden konnte. Hierdurch kann eine wesentliche Materialeinsparung erzielt werden, was wiederum zur wesentlichen Erhöhung der Wirtschaftlichkeit dieses Produkts führt.
Aus der FR-A 2 365 033 ist zwar bereits eine Befestigungsklammer für eine Eisenbahnschienen-Befestigungsanordnung bekannt, die der Form nach im wesentlichen der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer entspricht. Auch diese bekannte Befestigungsklammer wird mit ihrem ersten Abschnitt in eine parallel zur Schiene und horizontal verlaufende Aufnahme eines Aufnahmeteils eingeschoben, während ihr letzter Abschnitt auf den Schienenfuß drückt. Allerdings weist sie keinen Zwischenabschnitt auf, der sich auf dem Aufnahmeteil abstützt, wie dies bei den bekannten Befestigungsanordnungen, von denen die Erfindung ausgeht, und auch bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung der Fall ist.
Bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Befestigungsklammer vier aufeinanderfolgende Abschnitte auf, die derart ineinander übergehen bzw. eine solche räumliche Ausrichtung aufweisen, daß die Klammer in Draufsicht dem griechischen Buchstaben "₁₁" und in Seitenansicht einer "e"-förmigen Schlinge bzw. deren Spiegelbildern ähnlich sieht. Dabei bildet der zweite Abschnitt einen Bogen, der einen Winkel von mindestens 180_° einschließt und dessen Ende eine im wesentlichen gleiche Horizontal-Richtung wie der Anfang des ersten Abschnittes zeigt. Der dritte bzw. vorletzte Abschnitt weist wiederum eine bogenförmige Ausbildung auf und verläuft schräg nach unten abfallend. Das Ende dieses Abschnittes besitzt im wesentlichen die gleiche Verlaufsrichtung wie das Ende des ersten Abschnittes, wobei durch diesen bogenförmigen Abschnitt ein Winkel von mindestens 180_° umschlossen wird. Der vierte bzw. letzte Abschnitt der Klammer ist im wesentlichen geradlinig, jedoch in einem sehr großen, nach oben offenen Bogen gekrümmt. Dabei verläuft dieser letzte Abschnitt zu den durch den ersten Abschnitt hindurchgehenden Horizontal- bzw. Vertikalebenen jeweils in einem spitzen Winkel. Durch diese in besonderer Weise verlaufende bogenförmige Ausbildung der erfindungsgemäßen Klammer ist sichergestellt, daß trotz minimalem Materialaufwand der Torsionsfederarm der Klammer eine hohe Spannkraft (ca. 11 kp) bei einem ausreichend großen Federweg '(ca. 10 mm) bringt. Die Klammer kann folglich mit mindestens gleich guter Wirkung eingesetzt werden wie die bislang verwendeten Befestigungsklammern.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die am letzten Abschnitt der Klammer vorgesehene Abflachung eine relativ kurze Länge auf. Dabei ist die Abflachung in einer Vertikalebene senkrecht und parallel zur Schienenlängsrichtung ballig. Hierdurch ergibt sich eine optimale, vom Schienenfuß unabhängige Anlagefläche.
Von besonderem Vorteil ist es, daß die beiden Enden der erfindungsgemäßen Klammer die bogenförmigen Abschnitte - in Horizontalrichtung gesehen - überragen. Die Klammer ist also eine Art Torsionsfeder. Demgemäß weist sie auch deren positiven Eigenschaften auf. Sie besitzt also bei minimaler Länge eine hohe Spannkraft und erlaubt einen relativ großen Federweg. Zudem ermöglichen die relativ langgezogenen Anfangs- bzw. Endabschnitte eine gute Halterung der Klammer bzw. eine gute Kraftübertragung.
In einer weiteren Ausbildungsvariante kann die erfindungsgemäße Befestigungsklammer aus fünf Abschnitten bestehen. Der fünfte, zusätzliche Abschnitt ist zwischen dem zweiten und dritten Abschnitt vorgesehen und verläuft im wesentlichen in der gleichen Vertikalebene wie der erste und zweite Abschnitt der Klammer. Er bildet hierbei einen Bogen, dessen erster Teil zum ersten Abschnitt hin abfallend und dessen zweiter Teil im Vergleich zu diesem ansteigend und in den vorletzten Abschnitt übergehend ausgebildet ist. Anfang und Ende dieser Klammer liegen - in Längsrichtung gesehen - innerhalb der Bogenabschnitte der Klammer. Durch diese Ausbildung der Klammer können andere Abstützgegebenheiten erreicht werden als bei der ersten Ausbildungsform. Auch diese zweite konstruktive Variante der Klammer weist einige vorgehend zu der ersten Ausbildungsvariante aufgezeigten Vorteile auf. So sind aufgrund der Tatsache, daß alle Abschnitte auf der Schienenfußseite des Aufnahmeteils liegen, große Materialeinsparungen möglich. Zudem nimmt diese Klammer - in Querrichtung zum Schienenverlauf gesehen - einen wesentlich geringeren Platz ein als die herkömmlichen Klammern, die eine wesentlich kompliziertere Form aufweisen.
Die genannte Aufgabe wird des weiteren durch eine Befestigungsanordnung für Eisenbahnschienen der im Anspruch 10 vorausgesetzten Art dadurch gelöst, daß die Abstützfläche des Aufnahmeteils im wesentlichen vertikal oberhalb der Bohrung angeordnet ist, und daß die Befestigungsklammer eine Klammer nach den Ansprüchen 1 bis 9 ist, die sich über einen in der Vertikalebene über dem ersten Abschnitt liegenden Abschnitt an der Abstützfläche abstützt. Die bereits beschriebene Klammer stützt sich danach über den in der Vertikalebene über dem ersten Abschnitt liegenden Klammerabschnitt an einer Abstützfläche ab. Diese Abstützfläche ist dabei im wesentlichen vertikal oberhalb der den ersten Abschnitt der Klammer aufnehmenden Bohrung am Aufnahmeteil angeordnet. Die Klammer stützt sich folglich erfindungsgemäß an einer- Abstützfläche ab, die im wesentlichen vertikal oberhalb der Bohrung an der Oberseite des Aufnahmeteils des Verankerungselements angeordnet ist. Durch diese gegenseitig angepaßte Ausbildungsform von Klammer und Aufnahmeteil ist die besonders materialeinsparende Ausbildung der Anordnung, insbesondere der Klammer, möglich. Durch die Anordnung der Abstützfläche direkt über der Bohrung und nicht seitlich auf der von der Schiene abgewandten Seite der Bohrung, wie bei den bekannten Anordnungen, ist nämlich die Möglichkeit gegeben, die Klammer in der erfindungsgemäßen optimalen Kürze auszugestalten.
Die vertikale Anordnung von Halteabschnitt (1. Abschnitt) und Abstützbogen (2. Abschnitt) erlaubt einen bedeutend leichteren Einbau der Klammer. Denn der Monteur weiß, daß beim Einbringen der Klammer der zweite Abschnitt immer nach oben weisen muß. Ein maschinelles Eintreiben ist durch die Hochstellung des zweiten Abschnittes ebenso günstig durchzuführen wie das Eintreiben von Hand (mittels Hammer) durch den Monteur. Zudem kann durch den einfachen Aufbau der Klammer sogleich die richtige Einführrichtung erkannt werden, da bei vertikal nach oben ausgerichtetem zweiten Abschnitt die weiteren Abschnitte stets in Richtung auf die Schiene hinweisen. Hiermit wird sichergestellt, daß die Klammer immer in korrekter Einführrichtung eingetrieben wird. Sollte der Monteur trotzdem aus Unachtsamkeit den Halteabschnitt der Klammer in das falsche Ende der Bohrung im Aufnahmeteil eingeführt haben, wird er sofort diesen Fehler daran erkennen, daß die Klammer lose sitzt, da sie keinerlei seitliche Abstützung erfährt.
Die Abstützfläche kann erfindungsgemäß in unterschiedlichster Weise an der Oberseite des Aufnahmeteils angeordnet sein. So kann die flache, im wesentlichen horizontale obere Fläche des Aufnahmeteils als Abstützfläche dienen. Diese Abstützmöglichkeit besteht jedoch nur bei Verwendung der Klammer in zweiter Ausbildungsvariante, nämlich der Klammer mit fünf Abschnitten. Hier stützt sich der dritte Abschnitt, also der nach dem vertikalen zweiten Abschnitt nach unten gekrümmte Abschnitt mit seinem tiefsten Punkt an der flachen Abstützfläche federnd ab.
Eine noch bessere und sicherere Abstützung bei Verwendung der Klammer mit fünf Abschnitten wird dadurch erreicht, daß die obere Fläche des Aufnahmeteils mit je zwei in Schienenlängsrichtung ausgerichteten Rippen versehen ist. Diese Rippen bilden zwischen sich einen rinnenförmigen Kanal, in welchen der Abstützbogen der Klammer eingreift. Durch die Seitenwände der Rippen ist eine Seitenführung bzw. eine seitliche Abstützung der Klammer sichergestellt. Es muß nicht befürchtet werden, daß durch nicht perfekt ausgerichtetes Eintreiben der Klammer eine schiefe Ausrichtung und damit eine ungenügende Abstützung mit entsprechenden negativen Folgen eintreten kann. Es kann auch ausreichend sein, wenn nur eine einzige seitliche Rippe vorhanden ist, und zwar auf der der Schiene abgewandten Seite der Klammer.
In einer weiteren Ausgestaltungsform kann die beschriebene seitliche Rippe an der Oberseite des Aufnahmeteils in vertikaler Richtung wesentlich erhöht ausgebildet sein, wodurch sich eine nasen- bzw. leistenförmige Gestaltung ergibt. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn sich die vertikale, seitliche Abstützfläche der Leiste in einer zur Aufnahmebohrung tangential verlaufenden Ebene erstreckt. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, daß sich die Klammer mittels des zweiten, nach oben gekrümmten Abschnitts an der Abstützfläche abstützt. Beim Eintreiben der Klammer wird damit eine optimale Ausrichtung der Klammer erzielt.
Bei der erfindungsgemäßen Klammer mit vier Abschnitten ist die Ausbildung des Aufnahmeteils mit einer vertikalen Abstützfläche an der leistenförmigen Erhebung besonders vorteilhaft, da die vertikale Abstützfläche der Leiste voll die Abstützkräfte der Klammer aufnimmt. Ein zusätzliches Abstützen auf einer horizontalen Oberfläche des Aufnahmeteils ist somit nicht mehr notwendig. Hierdurch ist die Einsparung eines fünften Abschnittes, nämlich eines vertikal wirksamen Abstützabschnittes, möglich.
Der leistenförmige, vertikale Abstützteil erstreckt sich in vorteilhafter Weise nur in der ersten Hälfte des Aufnahmeteils, und zwar an dessen Einsteckseite. Die Höhe des Abstützteils ist im wesentlichen mit der Höhe der Klammer in zusammengebautem Zustand der Anordnung abgestimmt. Der Abstützteil überragt den höchsten Punkt der Klammer in montiertem Zustand der Anordnung nicht. Somit wird für den Abstützteil nicht zusätzlich Platz benötigt.
Ein besonderer Vorteil kann dadurch erreicht werden, daß die Aufnahmebohrung auf der Einsteckseite auf Breite dieser Bohrung nach oben hin offen ist. Die vertikale Abstützfläche des Abstützteils geht somit in die dadurch gebildete Einführrinne über. Es ist zweckmäßig, wenn die Einführungsrinne ca. 1/3 der Länge des Aufnahmeteils ausmacht. Damit kann der zweite Abschnitt der Klammer, nämlich der Stützbogenabschnitt, in das Innere des Aufnahmeteils so weit hineingeschoben werden, daß die Klammer über die Stirnfläche der Einführseite des Aufnahmeteils nicht herausragt. Hierdurch wird eine besonders kompakte Form der Befestigungsanordnung erreicht. Zudem wird die Abstützung der Klammer im wesentlichen über den ganzen Stützbogen auf der vertikalen Abstützfläche ermöglicht. Optimale Abstützverhältnisse werden somit garantiert.
Um ein besonders leichtes Eintreiben der Klammer zu ermöglichen, weist die Abstützleiste auf der Einführseite eine Einführschräge auf, so daß nicht während des gesamten Eintreibenes die vollen Abstützkräfte überwunden werden müssen, sondern vorzugsweise nur auf dem letzten Drittel der Abstützteillänge.
Um ein leichtes Einführen des Halteabschnittes der Klammer in die Aufnahmebohrung des Aufnahmeteils zu ermöglichen, wurden bislang diese beiden Teile mit relativ großem Spiel zueinander angefertigt. Der Anfang des Halteabschnittes ragte dabei nicht aus der Haltebohrung heraus, sondern wurde durch die Torsionskräfte in der Bohrung verkeilt, so daß sich dieser zum Teil in der Bohrung einarbeitete, wodurch einem axialen Verschieben und damit Herausrutschen der Klammer aus seiner Halterung entgegengewirkt wurde. Eine absolut sichere Maßnahme stellt diese Ausbildung jedoch nicht dar. Erfindungsgemäß ist zwar zwischen Halteabschnitt und Aufnahmebohrung ebenfalls ein erhebliches Spiel vorgesehen. Jedoch weist der Halteabschnitt eine solche Länge auf, daß sein Anfang in zusammengebautem Zustand aus der Stirnfläche des Aufnahmeteils herausragt. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, daß der Halteabschnitt sich mit seinem Ende an dem Bohrungsende verkeilt, wodurch eine ähnliche Wirkung wie vorbeschrieben erzielt wird. Um die Klammer absolut sicher gegen Herausrutschen aus der Haltebohrung abzusichern, ist des weiteren erfindungsgemäß an der vertikal nach unten weisenden Seite des Halteabschnittes der Klammer eine Ausnehmung vorgesehen, wodurch das herausstehende Ende der Klammer eine haken- bzw. rastenförmige Ausbildung aufweist. Beim Einschlagen der Klammer wird in deren dadurch gespannten Zustand der Halteabschnitt so angehoben, daß diese Raste die entsprechende Stirnfläche des Aufnahmeteils hintergreift. Durch dieses Einrasten der Klammer am Aufnahmeteil ist ein ungewolltes Lösen der Klammer verhindert. Die erfindungsgemäße Anordnung ist also sowohl bezüglich der Montage als auch bezüglich ihrer Funktionstüchtigkeit vorteilhaft.
Schließlich ist es möglich, die Klammer auf der Schwelle vorzumontieren, z.B. im Schwellenherstellungs-Werk. Dabei liegt die Klammer gegenüber der Montagestellung um die horizontale Achse um 180_° gedreht, so daß sie außerhalb des Schienenbereichs ist.
Durch die besondere Ausgestaltung des Aufnahmeteils und das Zusammenwirken mit der aus vier bzw. fünf Abschnitten bestehenden Klammer mit dem Aufnahmeteil ergibt sich eine günstige Kräftesituation, bei der die Kräfte gut in den Unterbau abgeleitet werden, ohne daß ein Lockern des Verankerungselements auftritt, dem zudem durch die spezielle Ausbildung des Verankerungsteils entgegengewirkt wird.
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:

Fig. 1 bis 5 zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Befestigungsklammer, und zwar
Fig. 1 eine Seitenansicht der Klammer in erster Ausführungsform,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Klammer nach Fig. 1, quer zur Längsrichtung der Schienen gesehen,
Fig. 3 eine Draufsicht der Klammer nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Klammer in Längsrichtung der Schiene in zweiter Ausführungsform,
Fig. 5 die Klammer nach Fig. 4 in Seitenansicht quer zur Längsrichtung der Schienen,
Fig. 6 bis 11 die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung in drei unterschiedlichen Ausführungsformen, wobei jeweils nur das Zusammenwirken (Abstützen) der Befestigungsklammer mit dem Aufnahmeteil eines in Betonschwellen einbringbaren Verankerungsteils gezeigt wird, und zwar
Fig. 6 eine Ansicht in Schienen-Längsrichtung einer Klammer mit fünf Abschnitten zusammen mit einem Aufnahmeteil mit flacher, horizontaler Abstützfläche,
Fig. 7 eine Ansicht quer zur Schienen-Längsrichtung auf die Anordnung nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Ansicht in Schienen-Längsrichtung einer Klammer mit fünf Abschnitten und einem Aufnahmeteil mit Abstützrinne,
Fig. 9 eine Ansicht quer zur Schienen-Längsrichtung auf die Anordnung nach Fig. 8,
Fig. 10 eine Ansicht in Schienen-Längsrichtung einer Klammer mit vier Abschnitten im Zusammenwirken mit einem Aufnahmeteil mit vertikaler Abstützfläche,
Fig. 11 eine Ansicht quer zur Schienen-Längsrichtung der Klammer und des Aufnahmeteils gemäß Fig. 10,
Fig. 12 bis 14 die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung mit Schiene, Verankerungsteilen für Betonschwellen und Klammern, und zwar
Fig. 12 eine Ansicht der Anordnung quer zur Schienen-Längsrichtung,
Fig 13. einen teilweisen Querschnitt durch die Anordnung,
Fig. 14 eine Draufsicht auf die Anordnung,
Fig. 15 bis 17 eine Unterlagsplatte mit zwei Aufnahmeteilen, und zwar
Fig. 15 eine Ansicht in Schienen-Längsrichtung auf die Unterlagsplatte,
Fig. 16 einen Schnitt durch die Unterlagsplatte nach der Linie XVI-XVI aus Fig. 15, und
Fig. 17 eine Draufsicht auf die Unterlagsplatte nach Fig. 15,
Fig. 18 eine Ansicht in Schienenlängsrichtung auf ein erfindungsgemäßes Verankerungselement,
Fig. 19 eine Ansicht auf ein Verankerungselement gemäß Fig. 18 quer zur Schienenlängsrichtung,
Fig. 20 eine Draufsicht auf ein Verankerungselement gemäß Fig. 18, und
Fig. 21 eine schematische Darstellung der über die Befestigungsklammer auf das Verankerungselement und die Schiene wirksam werdenden Kräfte.

Aus Fig. 1 bis 3 ist die erste Ausführungsform der Befestigungsklammer, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist, zu ersehen. Die Klammer besteht aus einem mehrfach gebogenen Stab aus geeignetem Stahl und kann in vier Abschnitte gegliedert werden. Die Orientierung der einzelnen Abschnitte der Klammer wird im folgenden anhand der Einbaustellung der Klammer geschildert. Danach verläuft der erste Abschnitt 11 der Klammer 10 im wesentlichen horizontal und weist eine zur Stabachse senkrechte Anfangsfläche A auf. Der erste Abschnitt 11 geht in einen zweiten Abschnitt 12 über, welcher in einer durch den ersten Abschnitt 11 verlaufenden, im wesentlichen vertikalen Ebene nach oben und dann zurückgebogen ist, so daß das Ende des zweiten Abschnittes 12 im wesentlichen in die gleiche Richtung wie der Anfang A der Klammer 10 zeigt. Der zweite Abschnitt 12 geht in einen bogenförmigen dritten Abschnitt 13 über, welcher sowohl zur vertikalen als auch zur horizontalen Ebene geneigt nach unten hin abfällt. Schließlich folgt ein vierter und letzter Abschnitt 14, welcher in bezug auf den dritten Abschnitt 13 schräg nach unten sowie innen und in bezug auf den ersten Abschnitt 11 in entgegengesetzte Richtung verläuft und eine leichte, nach oben hin offene Krümmung R aufweist. Die Endfläche E des Abschnittes 14 ist in gleicher Weise wie die Anfangsfläche A senkrecht zur Stabachse, weist jedoch eine Neigung zur Horizontalen von ca. 15_° auf. An dem dem Anfang A zugekehrten Ende des ersten Abschnittes 11 ist eine stufenförmige Ausnehmung vorgesehen, die eine Raste 16 an der Unterseite dieses Abschnittes 11 ausbildet. Am anderen Ende E der Klammer 10 ist eine Abflachung 17 ausgebildet, mit der die Klammer 10 in noch zu beschreibender Weise auf dem Schienenfuß aufliegt. Dabei weist diese Abflachung in axialer Ansicht eine Schräge zur Horizontalen von 14_° und in Ansicht quer zur Schienenlängsachse eine Neigung von 5_° auf.
Die in Fig. 4 und 5 dargestellte zweite Variante der Befestigungsklammer, die hier insgesamt mit 9 bezeichnet ist, kann in fünf Abschnitte aufgegliedert werden. Der zusätzliche fünfte Abschnitt 15 ist zwischen dem zweiten Abschnitt 12 und dem Abschnitt 13 angeordnet. Er verläuft im wesentlichen in der Vertikalebene durch den ersten Abschnitt 11 und ist in seiner ersten Hälfte nach unten abfallend und in der zweiten Hälfte nach oben aufsteigend ausgebildet. Die Enden der Klammer 9 überschreiten in Achsrichtung gesehen nicht die bogenförmigen Abschnitte 12, 13 der Klammer 10. Zum Unterschied hierzu sind die Enden der Klammer 10 des ersten Ausführungsbeispiels über die Bogenabschnitte 12 und 13 herausragend ausgebildet.
Aus Fig. 6 bis 11 ist das Zusammenwirken und die erfindungsgemäße funktionelle Anpassung von Klammer 9 bzw. 10 und dem Aufnahmeteil 22 eines Verankerungselements 20 zu ersehen.
In der in Fig. 6 und 7 dargestellten ersten Ausführungsform ist die Klammer 9 mit fünf Abschnitten verwendet. Die Klammer 9 ist mit ihrem ersten Abschnitt 11 in eine horizontale Bohrung 24 im Aufnahmeteil 22 des Verankerungselements 20 eingesteckt. Zu erkennen ist, daß die Bohrung 24 einen größeren Durchmesser aufweist als die Klammer 9. Im gespannten Zustand ist deren erster Abschnitt 11 winklig derart in der Bohrung 24 verkeilt, daß der Anfang A an der oberen Fläche der Bohrung 24 abgestützt ist, während das andere Ende des Abschnittes 11 an der unteren Fläche der Bohrung 24 anliegt. An der Oberseite des Aufnahmeteils 22 ist eine im wesentlichen horizontale Abstützfläche 23 vorgesehen, auf welcher sich der fünfte Abschnitt 15, auch Abstützbogen genannt, mit seiner Unterseite abstützt. Im Idealfall sind die Haltemittel des ersten Abschnittes 11 der Klammer 9, der Abstützpunkt zwischen Abstützfläche 23 und Abstützbogen 15 und das abgeflachte Abstützende E annähernd mittig in bezug auf die - in Schienen-Längsrichtung gesehene - des Aufnahmeteils 22 angeordnet. Hierdurch sind optimale Kräfte- bzw. Momenten-Verhältnisse gegeben.
In der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform ist die fünfteilige Klammer 9 in ein Aufnahmeteil 22 eingeschoben, welcher an seiner Oberseite zwei in Schienenlängsrichtung verlaufende, abgerundete Rippen 25 aufweist. Diese Rippen 25 bilden zwischen sich eine Abstützrinne 26, deren Abstützfläche einen größeren Radius aufweist, als der sich darin abstützende Abschnitt 15 der Klammer 9. Es ist ersichtlich, daß die Abstützrinne 26 eine noch bessere, insbesondere noch genauere Abstützung auch in seitlicher Richtung als das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 erlaubt.
Die bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 10 und 11 dargestellt. Hier weist der Aufnahmeteil 22 einen leistenförmigen Abstützteil 27 auf mit einer im wesentlichen vertikalen Abstützfläche 23. Diese Abstützfläche 23 ist ferner im wesentlichen tangential nach oben weisend zur Bohrung 24 ausgerichtet. Es ist zu erkennen, daß sich die Klammer 10 an der Abstützfläche 23 im wesentlichen über den ganzen zweiten Abschnitt 12, der hier den Abstützbogen bildet, abstützt. Die Abstützkräfte laufen im wesentlichen horizontal in einen leistenförmigen Abstützteil 27 ein. Des weiteren ist insbesondere aus Fig. 11 zu ersehen, daß die Bohrung 24 im wesentlichen auf dem ersten Drittel von der Einführseite aus nach oben hin auf ihrer ganzen Breite offen ist. Hierdurch ist die Abstützfläche 23 bis in das Innere der Bohrung 24 verlängert. Der Abstützteil 27 weist eine Länge von max. der Hälfte der Länge des Aufnahmeteils 22 auf, während seine Höhe die Höhe der Klammer in eingeschobenem Zustand nicht überragt. Der Abstützteil 27 ist zudem auf zumindest der Hälfte seiner Längsausdehnung zur Einführseite hin abgeschrägt, so daß durch diese Einlauf- bzw. Einführschräge 28 das Eintreiben der Klammer 9 wesentlich erleichtert wird.
Aus Fig. 11 ist erkennbar, daß die Klammer 10 im Vergleich zur Klammer 9 ein verändertes Abstützverhalten zeigt. So ist die Neigung des ersten Abschnittes 11 zur Horizontalen in der Bohrung 24 genau umgekehrt wie bei der Klammer 9. Die Abstützung erfolgt nämlich im Bereich der Einführseite auf der Oberseite der Bohrung 24 und im Bereich der Austrittsseite an der Unterseite der Bohrung 24. Zudem umgreift die Raste 16 das Austrittsende der Bohrung 24, so daß ein axiales Herausrutschen des Abschnittes 11 der Klammer 10 aus der Bohrung 24 nicht möglich ist. Das Ende E des letzten Abschnittes 14 reicht über die Einführstirnseite des Aufnahmeteils 22 heraus. Die Fig. 11 läßt ferner erkennen, daß der Abstützpunkt S des zweiten Abschnittes 12 an der Abstützfläche 23 ungefähr mittig zwischen dem unteren Abstützpunkt am Ende A und dem Abstützpunkt am Ende E der Klammer 10 liegt. Es ist folglich ebenfalls ein optimaler Belastungszustand erreicht worden.
In Fig. 12 bis 14 ist die Befestigungsanordnung in im wesentlichen komplettem Zusammenbau gezeigt. Eine Eisenbahnschiene 4 liegt mit ihrem Schienenfuß 5 auf einer Betonschwelle 3 auf. Zu beiden Seiten des Schienenfußes 5 sind Verankerungselemente 20 angeordnet, die mit ihrem Unterteil 21 in der Schwelle 3 fest eingegossen sind, während ihr Aufnahmeteil 22 oberhalb der Oberfläche der Schwelle liegt. In die Bohrung des Aufnahmeteils ist in weiter oben beschriebener Weise eine Klammer 10 eingetrieben. Insbesondere aus Fig. 13 ist die vorteilhafte Abstützung der Klammer 10 an dem Abstützteil 27 des Aufnahmeteils 22 des Verankerungselements 20 zu erkennen.
In Fig. 15, 16 und 17 ist eine Unterlagsplatte 31 dargestellt. In der Platte 31 sind Bohrungen 29 zu deren Befestigen auf Holz-, Beton- oder Metalschwellen vorgesehen. Die beiden Aufnahmeteile 22 sind derart versetzt angeordnet, daß die schienenfußseitigen Abschnitte der Klammern 10 sich im wesentlichen zu beiden Seiten des Schienenfußes in bezug auf die quer zur Schiene verlaufende Mittellinie der Platte 31 im Bereich der genannten Mittellinie auf dem Schienenfuß abstützen.
Das Verankerungselement bzw. die Unterlagsplatte kann je nach Belastungen und je nach Anwendungsfall ein Kunststoffteil, ein Gußteil oder ein Schmiedeteil sein.
Die Fig. 18 bis 21 betreffen schließlich ein besonders bevorzugtes Verankerungselement 101, das prinzipiell aus einem oberen Aufnahmeteil 102 und einem darunter sich vertikal erstreckenden Verankerungsteil 103 besteht.
Der Aufnahmeteil 102 weist in Schienenlängsrichtung eine Aufnahmebohrung 104 auf, in welche der erste Abschnitt einer vier Abschnitte aufweisenden Befestigungsklammer 105 eingeschoben ist. An der Oberseite des Aufnahmeteils 102 ist ein leistenförmig vertikal nach oben ragender Abstützteil 106 angeordnet, welcher eine im wesentlichen vertikal und tangential zu der Aufnahmebohrung 104 orientierte Abstützfläche aufweist. Der Abstützteil 106 nimmt ungefähr die Hälfte der Länge des Aufnahmeteils 102 ein, ist nicht höher als der zweite Abschnitt der Halteklammer 105 und weist auf ca. 2/3 oder zumindest der Hälfte seiner der Einführseite zugewandten Seite eine Einlaufschräge 108 auf. Wie sich insbesondere aus Fig. 18 und 19 ergibt, ist die Aufnahmebohrung auf ca. 1/3 ihrer Länge nach oben hin kanalförmig geöffnet, so daß die Klammer 105 mit ihrem zweiten Abschnitt, dem sogenannten Abstützbogen, ganz in diesen Bereich des Aufnahmeteils eingeschoben werden kann.
Die Kräfteverteilung bei eingetriebener Klammer 105 zeigt Fig. 21, während aus Fig. 18 die Abstützweise des ersten Klammerabschnittes in der Aufnahmebohrung 104 gut erkennbar ist. Im Vergleich zu den bekannten Befestigungsanordnungen ergeben bei der erfindungsgemäßen Konstruktion günstigere Kräfteverhältnisse, die sämtliche Bauelemente weniger beanspruchen. Insbesondere wird durch die vertikale Anordnung des zweiten Abschnittes der Klammer, auf welche beim Eintreiben der Klammer in Schienenlängsrichtung eingewirkt wird, ein Verdrehen der Anordnung um die Vertikalachse, wie dies beim Eintreiben der Klammern bei den bekannten Schienenbefestigungen der Fall ist, vermieden.
An der Unterseite des Aufnahmeteils 102 sind zwei vertikal nach unten weisende Wände 109 vorgesehen, die von den Schmalseiten des Verankerungsteils 103 ausgehen und quer zur Schienen- längsrichtung orientiert sind. Die Wände 109 weisen bevorzugt eine Dreiecksform auf. An dem unteren Ende des Verankerungsteils 103 ist ein ebenfalls dreieckförmiges Fußteil 110 vorgesehen, dessen Breitseiten parallel zur Schienenlängsrichtung verlaufen. Der hierdurch gebildete Fußteil 110 ist verhältnismäßig großflächig und weist an seiner Basis ca. die gleiche Länge auf wie das Aufnahmeteil. Die beiden Schenkel sind nach oben hin in spitzem Winkel in die Schmalseite des Verankerungsteils 103 verlaufend ausgebildet.
Zur noch besseren Verankerung können im Verankerungsteil 103 noch zusätzlich Öffnungen oder, wie in der Zeichnung dargestellt, wellenförmige Oberflächen, vorgesehen sein.

Claims

1. Befestigungsklammer (9, 10) für Eisenbahnschienen, aus einem mehrfach gebogenen Stab aus elastischem Stahl - mit im eingebauten Zustand gesehen

- einem im wesentlichen geraden ersten Abschnitt (11), der im wesentlichen horizontal verläuft, und in eingebautem Zustand in einer Aufnahmebohrung (24) eines Aufnahmeteils (22) eingeschoben ist,

- einem Zwischenabschnitt (12; 15), der in einer durch den ersten Abschnitt (11) verlaufenden Vertikalebene oberhalb diesem liegt,

- einem letzten Abschnitt (14), der auf der der Schiene zugekehrten Seite des ersten Abschnittes verläuft und auf dem Schienenfuß aufliegt,

- sowie mindestens einem weiteren Abschnitt (13), wobei sich

- ein Abschnitt der Befestigungsklammer (9, 10) auf einer Abstützfläche (23, 26) des Aufnahmeteils (22) abstützt, die parallel zur Aufnahmebohrung (24) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Abstützfläche (23, 26) des Aufnahmeteils (22) im wesentlichen vertikal oberhalb der Aufnahmebohrung (24) für den ersten Abschnitt (11) der Klammer (9, 10) angeordnet ist,

- sich der in der Vertikalebene über dem ersten Abschnitt (11) liegende Zwischenabschnitt (12 bzw. 15) der Klammer (9, 10) an dieser Abstützfläche (23, 26) abstützt, und

- sämtliche weiteren Abschnitte der Klammer auf der der Schiene zugewandten Seite des ersten Abschnittes (11) liegen.

2. Befestigungsklammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (10) aus vier Abschnitten (11, 12, 13 und 14) besteht und in Draufsicht der Form eines "n" und in Seitenansicht einer "e"-förmigen Schlinge oder deren jeweiligen Spiegelbildern ähnlich sieht.

3. Befestigungsklammer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt einen Bogen bildet, der einen Winkel von mindestens 180_° einschließt und dessen Ende in im wesentlichen gleiche Horizontalrichtung wie das Ende (A) des ersten Abschnittes (11) zeigt.

4. Befestigungsklammer nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte bzw. vorletzte Abschnitt (13) ein Bogen ist, der in einer schräg zur Horizontal- und Vertikalebene stehenden Ebene verläuft und einen Winkel von mindestens 180_° umschließt.

5. Befestigungsklammer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte bzw. letzte Abschnitt (14) im wesentlichen gerade, vorzugsweise nur in einem sehr großen, nach oben offenen Bogen und zu den durch den ersten Abschnitt (11) verlaufenden Horizontal- und Vertikalebenen jeweils einen spitzen Winkel bildet.

6. Befestigungsklammer nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am letzten Abschnitt (14) eine Abflachung (17) vorgesehen ist, die relativ kurz ist und in der Vertikalebene senkrecht und parallel zur Schienenlängsrichtung ballig ist.

7. Befestigungsklammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Klammer (A, E) die Bogenabschnitte (12, 13) in Horizontal-Richtung überragen.

8. Befestigungsklammer nach Anspruch 1 bzw. 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (9) aus fünf Abschnitten besteht, wobei der fünfte Abschnitt (15) zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt (12 bzw. 13) liegt und im wesentlichen in der gleichen Vertikalebene wie der erste und zweite Abschnitt (11 bzw. 12) verläuft und der fünfte Abschnitt einen Bogen bildet, dessen erster Teil zum ersten Abschnitt hin abfallend und dessen zweiter Teil ansteigend ausgebildet ist.

9. Befestigungsklammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (A und E) der Klammer (9) innerhalb der Bogenabschnitte (12 und 13) liegen.

10. Befestigungsanordnung für Eisenbahnschienen, bestehend aus

- einem Verankerungsteil (20) mit einem Unterteil (21) zur Befestigung an der Schwelle und einem Aufnahmeteil (22), der eine sich in Längsrichtung der Schiene erstreckende Bohrung (24) und eine in gleiche Richtung weisende Abstützfläche (23) aufweist,

- einer mehrfach gebogenen, aus einem elastischen Stahlstab gefertigten Befestigungsklammer (9 bzw. 10), die mit ihrem ersten Abschnitt (11) in ein Ende der Bohrung eingeführt ist, während sich der letzte Abschnitt (14) an der Oberseite des Schienenfußes und ein Zwischenabschnitt (12 bzw. 15) an der Abstützfläche abstützt, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Abstützfläche (23, 26) des Aufnahmeteils (22) im wesentlichen vertikal oberhalb der Bohrung (24) angeordnet ist, und

- daß die Befestigungsklammer eine Klammer (9 bzw. 10) nach den Ansprüchen 1 bis 9 ist, die sich über einen in der Vertikalebene über dem ersten Abschnitt (11) liegenden Abschnitt (12 bzw. 15) an der Abstützfläche (23, 26) abstützt.

11. Befestigungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Klammer (9) nach den Ansprüchen 8 und 9 die Abstützfläche (23) eine im wesentlichen horizontale obere Fläche des Aufnahmeteiles (22) ist.

12. Befestigungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche (23) eine vertikal oberhalb der Bohrung (24) angeordnete Abstützrinne (26) ist, die zumindest auf der der Schiene abgewandten Seite von einer Längsrippe (25) begrenzt ist und deren Radius größer ist als der Radius des Stabes, aus dem die Befestigungsklammer gefertigt ist.

13. Befestigungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere für die Anwendung der Klammer (10) nach den Ansprüchen 1 bis 7 die Abstützfläche (23) in einer Vertikalebene liegt, die tangential zu der der Schiene abgewandten Seite der Bohrung (24) angeordnet ist, und daß diese Abstützfläche (23) an einem leistenartigen Abstützteil (27) ausgebildet ist.

14. Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil (27) im wesentlichen die halbe Länge des Aufnahmeteils (22) aufweist und an der Einsteckseite für die Befestigungsklammer angeordnet ist.

15. Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 10, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil (27) in etwa die Höhe der Klammer (10) hat.

16. Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 10, 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (22) auf der Seite des Abstützteils (27) bzw. der Einsteckseite in Fluchtung der Bohrung (24) nach oben hin offen ist, so daß der zweite Abschnitt (12) der Klammer (10) in Vertikalebene gesehen in Längsrichtung in den Bereich des Aufnahmeteils (22) im wesentlichen mit seiner ganzen Länge eingeschoben ist.

17. Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 10, 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil (27) eine in Einführrichtung weisende Einführschräge (28) aufweist.

18. Befestigungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführschräge (28) ca. 1/3 der Länge des Abstützteils (27) einnimmt.

19. Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 10, 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende (A) des ersten Abschnittes (11) der Klammer (10) eine hakenförmige, nach unten weisende Rastfläche (16) vorgesehen ist und daß der Durchmesser der Bohrung (24) im Aufnahmeteil (22) größer ist als der Stab-Durchmesser der Klammer (10).

20. Befestigungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (21) des Verankerungsteils (20) ein im wesentlichen vertikal nach unten ragender Anker zur Befestigung in Betonschwellen (3) ist.

21. Befestigungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichent, daß das Unterteil (21) eine Unterlagsplatte (31) aufweist, die Bohrungen (29) zur Befestigung mittels Schrauben oder ähnlichem an Holz- bzw. Beton- oder Stahlschwellen aufweist.

22. Befestigungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Unterlagsplatte (31) jeweils mindestens zwei Verankerungs-Aufnahmeteile (22) vorgesehen sind.