EP0641408B1 - System for securing rails on the sole plates of a railway track - Google Patents

System for securing rails on the sole plates of a railway track Download PDF

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EP0641408B1
EP0641408B1 EP93909770A EP93909770A EP0641408B1 EP 0641408 B1 EP0641408 B1 EP 0641408B1 EP 93909770 A EP93909770 A EP 93909770A EP 93909770 A EP93909770 A EP 93909770A EP 0641408 B1 EP0641408 B1 EP 0641408B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
wedge
fastening system
sleeper
rail foot
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93909770A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0641408A1 (en
Inventor
Wilfried Bonewitz
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.)
Harms & Haffke & Co GmbH
Original Assignee
Harms & Haffke & Co GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19924216015 external-priority patent/DE4216015C2/en
Priority claimed from DE4220112A external-priority patent/DE4220112C2/en
Application filed by Harms & Haffke & Co GmbH filed Critical Harms & Haffke & Co GmbH
Publication of EP0641408A1 publication Critical patent/EP0641408A1/en
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Publication of EP0641408B1 publication Critical patent/EP0641408B1/en
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/04—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry without clamp members
    • E01B9/10—Screws or bolts for sleepers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/28—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members

Definitions

  • the invention relates to a fastening system for rails on a swellings of a track system, in which bolts are anchored on the one hand to the sleepers, and on the other hand via insulating wedge clamps made of plastic, arranged between a horizontally acting abutment and a rail base edge which have a hole for the bolt brace the rail foot insulated against the threshold by intermediate layers, whereby the wedge clamps overlap the rail foot.
  • AT-PS 295 578 and FR-A-2 634 801 describe an elastic and electrically insulating fastening device in which a steel spring and a plastic element fix the rail foot on the threshold with the aid of a bolt.
  • the plastic element is primarily used for the electrical insulation of the steel spring against the threshold and the rail foot and enables the steel spring to rest tightly on both components in the tensioned state. Due to the clamping force applied via the bolt, a pressure is generated in the elastic element made of thermosetting thermoplastic or a synthetic resin or a vulcanized elastomer, which contributes to the wedging between the sleeper and the rail foot.
  • a generic fastening system is known from EP-A2 0 393 432, in particular FIG. 3. It comprises a wedge-shaped clamping element made of cold-resistant, high-modulus, thermoplastic polyurethane with good elongation at break properties, low cold brittleness and high specific volume resistance, which, held by a screw bolt, fills a gap between a shoulder on the threshold and the rail foot and against the rail foot against an overlapping nose Secures horizontal and vertical displacement.
  • the wedge element interacts with an elastic material of the same consistency arranged under the rail foot.
  • Practice has shown that the plastic material used can be used for a variety of operational purposes, especially in tracks that are not intended for high-speed lines.
  • the invention is based on the problem of a fastening system for rails To create sleepers of a track system that avoids the disadvantages of the known systems, but at the same time takes advantage of the excellent material properties of the prior art in order to obtain a highly elastic rail fastening consisting of a few parts, with a long service life and low manufacturing and assembly costs, which is also suitable for a Pre-assembly of all fasteners is suitable.
  • the first solution is that the opening for the penetration of the bolt is composed of two obliquely extending holes. This makes it possible to unscrew the bolt only by a few threads from the anchoring and to tilt the wedge clamp moving along by static friction above its mounting position away from the rail on the bolt shaft, so that the scope for removing or inserting the rail is opened.
  • By arranging two the same large holes at a predetermined distance there is a slight narrowing of the bore between the cross sections of the hole on the surface of the wedge clamp, which ensure a secure hold of the wedge clamp in the tilted position. In this position, the bolt could also be screwed in easily and the wedge clamp between the sleeper body and the head or a nut could be clamped onto the bolt.
  • a second solution provides for the opening for the bolt penetration to be cylindrical, but for the body of the wedge clamp to have an approximately equal material thickness below a nose encompassing the rail foot transversely to the longitudinal direction of the rail.
  • the threshold body is provided with a small recess for this temporary pre-assembly position, which can serve as a resting seat for the wedge clamp.
  • the wedge clamp can be designed without anchoring in the sub-threshold and only the material-inherent deformation properties of the wedge clamp can be used to clamp the rail base from above and between a defined contact point on the sub-base, a rear abutment and the lateral edge of the rail base.
  • the clamp body can have one or two bevelled surfaces - Contact surfaces to the threshold and to the abutment - be provided. If the expected vertical forces, in particular the lifting forces acting on the rail, exceed a defined size, the fastening systems of the first to third solution variants can be combined with one another or a plurality of wedge clamps can be used.
  • a vertically arranged bolt is preferably used, which after releasing the tension is pushed into a recess arranged in the abutment, so that the wedge clamps no longer overlap with the rail foot.
  • the functions of the wedge clamp are separated.
  • a part producing the wedge effect and a part overlapping the rail foot act together in the desired position for fixing the rail foot.
  • the part overlapping the rail foot can be swiveled sideways, shifted or tilted at the factory, as described for an undivided wedge clamp in the three aforementioned embodiments.
  • the two parts of the clamp can be made of differently elastic plastic. Again, a thermoplastic polyurethane is preferably used. However, specially elastic polyamides can also be used.
  • the upper clamping part can be supported on a neck-like extension of the lower clamping part, which is provided with an undercut. As a result, the split clamp can be preassembled as a composite part.
  • the wedge clamp can be provided on its lower surface with projections or noses or cylindrical, sleeve-shaped parts which are dimensioned such that they support the wedge clamp on the dowel anchored in the sleeper, in particular a concrete sleeper or a wooden sleeper Find.
  • This variant has several advantages.
  • the tensile stress acting on the dowel can be reduced in a defined manner; on the other hand, the spring travel can be increased or decreased due to the different design of the material thicknesses of the wedge clamp. A smaller material thickness also results in a higher elasticity of the wedge clamp, so that a better resilience of the fastening system is achieved as soon as the axle load of a vehicle has passed the fastening point.
  • a prerequisite for a good transmission of the clamping force from the wedge clamp to the dowel is a vertical application of force from the wedge clamp to the bolt on the dowel, for which the support surface of the wedge clamp and the surface of the dowel must be arranged in an orthogonal plane to the bolt axis.
  • the pretension of the wedge element, the wedge clamp or the tightening torque of the bolt must be set.
  • very high clamping forces for example greater than 25 kN
  • the intermediate layer under the rail can consist of a material which preferably has a substantially lower spring stiffness than the wedge clamp itself. This increases the resilience of the entire fastening system, in particular if the restoring inertia of the rail underlay is kept within limits, which is possible, for example, by using an elastomer with a cellular structure for the rail support.
  • the dowel or its material property is included in the overall definition of the elasticity of the fastening system.
  • the dowel should have greater elastic expansion relative to the wedge clamp. This measure on the one hand prevents the plastic dowel from being destroyed when the wedge clamp is released and, on the other hand, prevents it from being securely held within the threshold if, when the bolt is released, the static friction between the dowel and the Bolt must be overcome. This means that a dowel can be used many times or permanently, even if the rail fastening has to be loosened several times.
  • a recess into which an expansion element is inserted could be machined on the contact surface between the sleeper and dowel, which generally also has an external thread and which is seated in a concrete sleeper or the wooden sleeper.
  • This expansion element for example in the form of a lamella extending parallel to the longitudinal axis of the anchor, allows the anchor to be twisted considerably.
  • Another alternative for a torsionally soft dowel design is the arrangement of a hollow sleeve which extends the dowel and, if necessary, extends through the entire threshold to the bottom thereof, so that the entire twist angle of the dowel can be increased.
  • the dowel itself can also encompass the sleeve, the torsional moment being determinable via the adjustable contact surface friction between sleeve and dowel.
  • Such a hollow sleeve has the positive side effect that water that has penetrated into the dowel can flow downward out of the threshold.
  • the dowel characteristic at least insofar as the dowel belongs to the fastening system in accordance with the screw-in length of the bolt, is to be set so softly that it is not damaged by the clamping forces mentioned as examples.
  • Y-shaped steel sleepers consisting of several H-shaped steel profiles arranged parallel to each other at the fastening points.
  • the steel profiles are bent in a fork shape, so that three rail supports are arranged on a threshold.
  • this threshold form proposed to arrange parallel, at a short distance, to the later seat of the rail foot a beveled shoulder or abutment on the threshold surface, which should serve to support the wedge clamps on the threshold and a recess in the shoulder above the gap between the steel profiles for the passage of a bolt bring in.
  • the recess can be made so large that parts of the dowel anchorage for the bolt and / or parts of the lower surface of the wedge clamp can reach through the perforation in order to be supported against one another in order to introduce clamping forces from the clamp directly into the dowel.
  • the recess should be so large that the bolt together with the attached wedge clamp is so far removed from the clamping position in the pre-assembly position that the rail foot can be inserted.
  • Figures 1a, 1b show different concrete sleeper shapes
  • Figure lc a base of a Y-steel sleeper in partial top view.
  • the threshold 24 has a continuous shoulder 16 for a wedge clamp; the dowel 35 for receiving a sleeper screw is inserted in the middle of the sleeper.
  • a wedge clamp 38 is held off-center on the concrete sleeper 4 between the shoulder 37 which only extends approximately to the middle of the sleeper and the rail foot 2 with sleeper screw 9.
  • the rail fastening is held by angle strips 40 between the concrete sleeper 4 and the rail base 2 (FIG. 5).
  • 1c shows the abutments 42, 43 with inclined surfaces 48, 49, the recesses 46, 47 above the gap 52 in the middle between the H-beams 44, 45, which support the rail supports 50, 51.
  • Figure 2a shows the fastening situation for a rail 1 on a threshold according to Figure la or 1b in partial section AA.
  • a concrete sleeper 4 carries on the surface 6 an intermediate layer 3 made of plastic, for example made of a cellular elastomer, on which the rail base 2 of the sleeper 4 rests.
  • the threshold has a depression on the surface 6 which ends in the shoulder 16 and recess 25.
  • a dowel 5 is cast or screwed into the threshold, which extends the threshold 4 to its underside 7 reaches through.
  • the gap between the shoulder 16 on the threshold and the rail foot 2 is filled by a wedge clamp 8, shown here in the assembly position.
  • a nose 15 grips over the rail foot 2 and fixes the rail 1 on the concrete sleeper as soon as the bolt 9 is screwed onto its head 10 by a suitable tool so far into the sleeper or dowel 5 until the sleeper head 11 on the surface of the wedge clamp 8 is present.
  • the bolt position 9a according to FIG. 2a corresponds to the preassembly position of the fastening system, as it is prepared for dispatch, for example, in the threshold manufacturer's plant.
  • the wedge clamp in position 8a is tilted relative to the bolt, which in position 9a clamps the wedge clamp 8a between the bolt head 11 and the sleeper, especially the recess 25 in the sleeper surface. This tilting position 8a of the wedge clamp is possible because, as shown in FIG.
  • the bore for the screw bolt consists of two assembled holes 12 and 13, at the transition 14 of which the bore is slightly narrowed.
  • Figure 3 shows a second embodiment of the wedge clamp according to the invention with the same arrangement of the rail base 2 and the intermediate layer 3 on a concrete sleeper 24.
  • the wedge clamp 18 is located with its cylindrical bore with a diameter 29 on the shaft of the bolt 9 above the actual pre-assembly position, which is achieved as soon as the bolt is screwed further into dowel 35 and the nose 19 of the wedge clamp rests in the recess 22 above the shoulder 27 on the surface of the concrete sleeper 24.
  • the material thickness of the wedge clamp 18, represented by the wall 20 or 21 on an orthogonal axis O to the pin axis A, is approximately the same size.
  • the nose 19 of the wedge clamp 18 is normally rotated by 180 degrees to the rail foot in the assembly position. By turning the nose 19, the scope - as shown - for inserting the rail foot 2 next to the wedge clamp is opened.
  • FIG. 4 shows a wedge clamp 32 in a basic design as in FIG. 3, but with assembled bores 33 in accordance with FIG. 2a for the passage of the bolt 9.
  • the bolt 9 additionally has a disk 26 which is used for load distribution between the bolt head 11 and the surface of the Wedge clamp 32 can be arranged.
  • the preassembly position 32a of the wedge clamp is also shown.
  • the wedge clamp 32 has on its underside an annular material taper 34 which corresponds approximately to the material thickness of the anchor 31 resting in the threshold 30 - the anchorage for the bolt 9.
  • FIG. 5 shows a wedge clamp 38 with a nose in a manner analogous to FIG. 3 or 2a.
  • the dowel 43 which rests on the abutment 37 in the threshold 4 takes over part of the clamping forces which are transmitted to the dowel 43 by the wedge clamp 38 with the support part 39.
  • this support part 39 is designed on the side facing the rail foot in such a way that it has a contact surface with the intermediate layer 3.
  • a wedge clamp 38 can also be equipped with a guide 17 (FIG. 2a).
  • the rail foot rests on the concrete sleeper in an elastic, insulating angle strip 40 according to Figure 1b.
  • the wedge clamp 28 has a lateral bevel complementary to the inclined surface 36.
  • the wedge clamp In the preassembly position 28a of the wedge clamp rotated by 180 degrees on the bolt 9, the wedge clamp rests on this inclined surface.
  • Figure 7 shows a side view in partial section through an H-profile 44 of a Y-shaped steel sleeper according to Figure lc.
  • the threshold has a gap 52 through which a bolt 53 engages.
  • an abutment 43 is welded, the inclined surface 49 of which on the threshold side serves as an abutment for the wedge clamp 56, while on the other hand the rail base 2 with the intermediate layer 3 underneath is fixed by the wedge clamp 56 as soon as the nut 54 is open the bolt 53 is screwed tightly against the bolt held under the H-profile 44 with head 55 and elastic insulating washer 57.
  • the bolt in the released state has been pushed to the left into the recess 46 (FIG. 1c) of the abutment 42 by the dimension x, corresponding to the extent to which the rail foot is covered by the nose of the wedge clamp.
  • the wedge clamp 56a rests here on the abutment 42.
  • FIG. 8 shows an alternative fastening on a steel sleeper 63, with the aid of a bolt 53, which on the one hand has a flat head 55 and on the other hand has a screwed-on nut 54, for applying a clamping force to the wedge clamp 61.
  • the bolt 53 is on the underside of the Threshold 63 is fixed in position by an angle element 62 for screw head 55 and a plastic disk 57. If necessary, a support surface (not shown) on the underside of the wedge element 61 can reach through the gap 52 in order to be able to be supported on the disk 57.
  • the spring properties of the connection can be set within certain limits by the choice of the appropriate materials for the wedge clamp 61 and the washer 57.
  • the abutment 59 is designed as an angle, which serves on the side facing away from the rail foot as a support for the flexible nose 60 of the wedge clamp.
  • Fig. 9 shows a split clamp.
  • Wedge part 65 fixes the position of the rail foot 2 with respect to an abutment on threshold 71.
  • Nose part 66 has been pushed onto a neck 72 of the wedge part 65, on which it is held by the projection 73, but - as shown by broken lines - around the neck in one 180 ° pre-assembly position is pivotable.

Abstract

In a system for securing rails (2) on the sole plates of a railway track, bolts (9) are anchored on the one hand to the sleepers (4) and on the other hand they elastically stress a rail foot (2) insulated from the sleeper by intermediate layers by means of insulating wedge rail anchors (8) made of plastic and having a bore for the bolts. Wedge rail anchors may be used which extend over the rail foot and which have a passage composed of two bores (12, 13) inclined with respect to each other. In another embodiment, the material thickness of the wedge anchor rail below the nose (15) that extends over the rail foot is the same both on the side that faces the rail foot and on the side opposite to the rail foot. In yet another embodiment, the sole plates have a support (43) for the wedge rail anchor (8) which is taken out in the area of the bolt for a pre-mounting position. All embodiments of the wedge rail anchor allow the securing system to be pre-mounted on the sleeper, achieving at the same time such a large clearance between the securing elements that a rail may be set on the sleeper without taking out the securing parts. The wedge rail anchor is preferably made of a cold resistant, high modulus, thermoplastic polyurethane and has elements for supporting the wedge rail anchor against an anchoring in the rail. Finally, the wedge rail anchor, the dowel (5) and/or the intermediate layer under the rail foot may have elastic properties that match those of the other cooperating spring elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für Schienen auf einer Unterschwellung einer Gleisanlage, bei dem Bolzen einerseits an den Schwellen verankert sind, und andererseits über isolierende Keilklemmen aus Kunststoff, angeordnet zwischen einem horizontal wirkenden Widerlager und einer Schienenfußkante, die eine Bohrung für den Bolzen aufweisen, einen gegen die Schwelle durch Zwischenlagen isolierten Schienenfuß elastisch verspannen, wobei die Keilklemmen den Schienenfuß übergreifen.The invention relates to a fastening system for rails on a swellings of a track system, in which bolts are anchored on the one hand to the sleepers, and on the other hand via insulating wedge clamps made of plastic, arranged between a horizontally acting abutment and a rail base edge which have a hole for the bolt brace the rail foot insulated against the threshold by intermediate layers, whereby the wedge clamps overlap the rail foot.

Zur Befestigung von Schienen auf Schwellen in einer Gleisanlage werden zur Übertragung von Horizontalkräften - längs und quer zur Schiene - und Vertikalkräften resultierend aus direkter Betriebsbelastung, Durchbiegung der Schienen mit folgender Abhebewelle, Querverschiebung aus resultierenden Vertikalkräften oder Radialkräften in Kurven, sowie Umwelteinflüssen - vorwiegend Temperaturdifferenzen von minus 30 bis plus 80 Grad Celsius - elastische oder starre Konstruktionen verwendet. Mit zunehmender Elektrifizierung der Bahnantriebe, der Signal- und Stelltechnik, auch von Nebenstrecken der Eisenbahnen oder Straßenbahnen werden bei modernen Befestigungssystemen eine elektrische Isolierung der Schienen gegen die Schwelle sowie eine mehr oder minder starke Dämpfung systembedingter Schwingungen aus statischer oder dynamischer Belastung und eine Schalldämpfung verlangt. Darüber hinaus müssen die Befestigungsysteme möglichst resistent gegen Korrosion und Verschleiß sein.For fastening rails to sleepers in a track system, horizontal forces - longitudinally and transversely to the rail - and vertical forces resulting from direct operational loading, deflection of the rails with the following lifting shaft, transverse displacement from resulting vertical forces or radial forces in curves, as well as environmental influences - mainly temperature differences of minus 30 to plus 80 degrees Celsius - elastic or rigid constructions used. With the increasing electrification of rail drives, signal and positioning technology, also of branch lines of railways or trams, modern fastening systems require electrical insulation of the rails against the threshold as well as more or less strong damping of system-related vibrations from static or dynamic loads and sound insulation. In addition, the fastening systems must be as resistant to corrosion and wear as possible.

In der AT-PS 295 578 und der FR-A-2 634 801 ist eine elastische und elektrischisolierende Befestigungsvorrichtung beschrieben, bei der mit Hilfe eines Bolzens eine Stahlfeder und ein Kunststoffelement den Schienenfuß auf der Schwelle fixieren. Dabei dient das Kunststoffelement in erster Linie der elektrischen Isolierung der Stahlfeder gegen die Schwelle und den Schienenfuß und ermöglicht ein sattes Aufliegen der Stahlfeder im gespannten Zustand auf beiden Bauteilen. Bedingt durch die über den Bolzen aufgebrachte Spannkraft wird in dem elastischen, aus wärmehärtendem thermoplastischem Kunststoff oder einem Kunstharz oder einem vulkanisierten Elastomer bestehenden Element eine Pressung erzeugt, die zur Verkeilung zwischen der Schwelle und dem Schienenfuß beiträgt.AT-PS 295 578 and FR-A-2 634 801 describe an elastic and electrically insulating fastening device in which a steel spring and a plastic element fix the rail foot on the threshold with the aid of a bolt. The plastic element is primarily used for the electrical insulation of the steel spring against the threshold and the rail foot and enables the steel spring to rest tightly on both components in the tensioned state. Due to the clamping force applied via the bolt, a pressure is generated in the elastic element made of thermosetting thermoplastic or a synthetic resin or a vulcanized elastomer, which contributes to the wedging between the sleeper and the rail foot.

Aus der EP-A2 0 393 432, insbesondere Figur 3, ist ein gattungsbildendes Befestigungssystem bekannt. Es umfaßt ein aus kältebeständigem, hochmoduligem, thermoplastischem Polyurethan mit guten Bruchdehnungseigenschaften, geringer Kältesprödigkeit und hohem spezifischen Durchgangswiderstand bestehendes keilförmiges Klemmelement, welches, durch einen Schraubbolzen gehalten, eine Lücke zwischen einer Schulter an der Schwelle und dem Schienenfuß ausfüllt und mittels übergreifender Nase den Schienenfuß gegen Horizontal- und Vertikalverschiebung sichert. Das Keilelement wirkt mit einem unter dem Schienenfuß angeordneten elastischen Material gleicher Konsistenz zusammen. Die Praxis hat gezeigt, daß das verwendete Kunststoffmaterial für vielfältige Betriebszwecke, insbesondere in Gleisen die nicht für Hochgeschwindigkeitsstrecken gedacht sind, anwendbar ist. Probleme bereiten jedoch die wiederholte Montage derartiger keilförmiger Klemmen, wenn an den Schienen Richtarbeiten notwendig sind, oder wenn die Schwellen für den Einbau in der Gleisanlage vormontiert werden sollen. Die Form der Klemme führt dazu, daß ihre Kontaktflächen zu den benachbarten Bauteilen ungleichmäßig stark belastet werden und eine einmal eingebaute Klemme ohne mechanische Hilfsmittel nicht zu lösen ist. Durch ungleichmäßige Materialverteilung ist auch der Verspannungszustand, das heißt die Aufbringung entsprechender Spannkräfte auf die zu spannenden Bauteile, ungleichmäßig. Außerdem hat sich gezeigt, daß trotz Neigung des Bolzens relativ zur Schienenvertikalachse der Bolzen und das Klemmelement ganz aus ihrer Montagestellung herausgenommen werden müssen, da ansonsten die Schiene nicht herausgehoben werden kann. Als weiterer Nachteil hat sich die Verwendung identischer Materialien für die Schienenunterlage und das keilförmige Klemmelement erwiesen, da insbesondere die Schienenunterlage eine höhere Rückstellfähigkeit aufweisen muß als das Keilelement, weil sonst die Verspannung der Schiene in der Entlastungsphase reduziert ist.
Gemäß dem Stand der Technik stützt sich das keilförmige Klemmelement grundsätzlich gegen eine geneigte Fläche ab; dann ist eine Abdichtung der Verankerungsdübel in der Unterschwellung nur unvollkommen gegeben. Die Praxis hat gezeigt, daß sich diese Klemmelemente aus Gründen des Verschleißes und der Fertigungstoleranz, insbesondere der Schwellen, häufig auch auf der Oberfläche der Unterschwellung abstützen; dann ist zwar eine bessere Abdichtung gegen Eindringen von Wasser, aber eine unzureichende Elastizität der Schienenverspannung gegeben. Dies resultiert aus einer Verlagerung des Hauptanteiles der Verspannkraft vom Schienenfuß auf die Unterschwellung mit dem Ergebnis eines unzureichenden Federweges des über den Schienenfuß greifenden Teiles der Keilklemme.A generic fastening system is known from EP-A2 0 393 432, in particular FIG. 3. It comprises a wedge-shaped clamping element made of cold-resistant, high-modulus, thermoplastic polyurethane with good elongation at break properties, low cold brittleness and high specific volume resistance, which, held by a screw bolt, fills a gap between a shoulder on the threshold and the rail foot and against the rail foot against an overlapping nose Secures horizontal and vertical displacement. The wedge element interacts with an elastic material of the same consistency arranged under the rail foot. Practice has shown that the plastic material used can be used for a variety of operational purposes, especially in tracks that are not intended for high-speed lines. Problems arise, however, from the repeated assembly of such wedge-shaped clamps if straightening work is necessary on the rails or if the sleepers are to be pre-assembled for installation in the track system. Form the clamp leads to the fact that their contact surfaces to the adjacent components are subjected to an unevenly high load and that a clamp once installed cannot be released without mechanical aids. Due to the uneven distribution of the material, the state of tension, i.e. the application of appropriate tension forces to the components to be tensioned, is also uneven. It has also been shown that, despite the inclination of the bolt relative to the vertical axis of the rail, the bolt and the clamping element must be completely removed from their mounting position, since otherwise the rail cannot be lifted out. Another disadvantage has been the use of identical materials for the rail support and the wedge-shaped clamping element, since in particular the rail support must have a higher resilience than the wedge element, because otherwise the tensioning of the rail is reduced in the relief phase.
According to the prior art, the wedge-shaped clamping element is fundamentally supported against an inclined surface; then anchoring of the anchoring dowels in the sub-leveling is only imperfectly given. Practice has shown that for reasons of wear and tear and manufacturing tolerance, in particular the sleepers, these clamping elements are often also supported on the surface of the sublimation; then there is a better seal against water penetration, but there is insufficient elasticity of the rail bracing. This results from a shift in the main part of the tensioning force from the rail foot to the undulation, with the result of an insufficient spring deflection of the part of the wedge clamp that extends over the rail foot.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Befestigungssystem für Schienen auf Schwellen einer Gleisanlage zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Systeme vermeidet, aber gleichzeitig die hervorragenden Materialeigenschaften des Standes der Technik ausnutzt, um eine aus wenigen Teilen bestehende hochelastische Schienenbefestigung mit langer Lebensdauer und geringen Herstell- und Montagekosten zu erhalten, die sich auch für eine Vormontage aller Befestigungsteile eignet.Starting from this prior art, the invention is based on the problem of a fastening system for rails To create sleepers of a track system that avoids the disadvantages of the known systems, but at the same time takes advantage of the excellent material properties of the prior art in order to obtain a highly elastic rail fastening consisting of a few parts, with a long service life and low manufacturing and assembly costs, which is also suitable for a Pre-assembly of all fasteners is suitable.

Das Problem wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.The problem is solved by the teaching of claim 1. Advantageous developments of the invention are covered in the subclaims.

Die Problemstellung führte zu mehreren Lösungsvarianten, die neben den vom Stand der Technik bereits berücksichtigten Aufgaben auch das Problem der Vormontage der Schienenbefestigung erfassen. Alle Befestigungselemente können auf einer Schwelle vormontiert werden, so daß an der Baustelle lediglich die Schiene selbst und die elastische Schienenunterlage auf den Schwellen plaziert werden müssen. Die Vormontageposition kann auch genutzt werden, wenn für Richtarbeiten die Schiene aus der Sollposition entfernt werden muß, ohne daß die Befestigungssysteme komplett aus der Schwelle zu entfernen sind.The problem led to several solution variants which, in addition to the tasks already taken into account by the prior art, also covered the problem of pre-assembling the rail fastening. All fasteners can be preassembled on a threshold so that only the rail itself and the elastic rail support have to be placed on the sleepers at the construction site. The pre-assembly position can also be used if the rail has to be removed from the target position for straightening work without the fastening systems having to be completely removed from the threshold.

Die erste Lösung besteht darin, daß der Durchbruch für den Durchgriff des Bolzens aus zwei schräg zueinander verlaufenden Löchern zusammengesetzt wird. Dies ermöglicht es, den Bolzen nur um einige Gewindegänge aus der Verankerung zu schrauben und die durch Haftreibung mitwandernde Keilklemme oberhalb ihrer Montagestellung von der Schiene weg am Bolzenschaft zu kippen, so daß der Spielraum zur Entnahme beziehungsweise zum Einlegen der Schiene geöffnet wird. Durch die Anordnung zweier gleich großer Löcher in einem vorbestimmten Abstand ergibt sich eine geringfügige Verengung der Bohrung zwischen den Lochquerschnitten an der Oberfläche der Keilklemme, die einen sicheren Halt der Keilklemme in der abgekippten Stellung gewährleisten. In dieser Position könnte der Bolzen auch wieder leicht eingeschraubt werden und die Keilklemme zwischen dem Schwellenkörper und dem Kopf oder einer Mutter auf den Bolzen geklemmt werden.The first solution is that the opening for the penetration of the bolt is composed of two obliquely extending holes. This makes it possible to unscrew the bolt only by a few threads from the anchoring and to tilt the wedge clamp moving along by static friction above its mounting position away from the rail on the bolt shaft, so that the scope for removing or inserting the rail is opened. By arranging two the same large holes at a predetermined distance, there is a slight narrowing of the bore between the cross sections of the hole on the surface of the wedge clamp, which ensure a secure hold of the wedge clamp in the tilted position. In this position, the bolt could also be screwed in easily and the wedge clamp between the sleeper body and the head or a nut could be clamped onto the bolt.

Eine zweite Lösung sieht vor, daß der Durchbruch für den Bolzendurchgriff zylindrisch ausgeführt ist, aber der Körper der Keilklemme unterhalb einer den Schienenfuß umgreifenden Nase quer zur Schienenlängsrichtung eine etwa gleich große Materialdicke aufweist. Nach Herausschrauben des Bolzens oder bei der Vormontage nach dem teilweisen Einschrauben des Bolzens beziehungsweise einer üblichen Schwellenschraube läßt sich die Keilklemme oberhalb ihrer Montagestellung um 180 Grad drehen, so daß die den Schienenfuß übergreifende Nase aus der Montageposition verschwindet und der Spielraum für das Einlegen der Schiene zwischen zwei vormontierten Keilklemmen größer wird als die Schienenfußbreite. Bei einer derartigen Befestigung kann für die werksseitige Anlieferung der Schwelle einschließlich des Befestigungssystems die Keilklemme provisorisch zwischen den Bolzenkopf und den Schwellenkörper geklemmt werden.A second solution provides for the opening for the bolt penetration to be cylindrical, but for the body of the wedge clamp to have an approximately equal material thickness below a nose encompassing the rail foot transversely to the longitudinal direction of the rail. After unscrewing the bolt or during pre-assembly after partially screwing in the bolt or a conventional sleeper screw, the wedge clamp can be rotated 180 degrees above its mounting position so that the nose that spans the rail foot disappears from the mounting position and the scope for inserting the rail between two pre-assembled wedge clamps is larger than the rail foot width. With such a fastening, the wedge clamp can be provisionally clamped between the bolt head and the sleeper body for the factory delivery of the sleeper including the fastening system.

Idealerweise wird für diese zeitlich begrenzte Vormontagestellung der Schwellenkörper mit einer kleinen Ausnehmung versehen, die als Ruhesitz für die Keilklemme dienen kann.Ideally, the threshold body is provided with a small recess for this temporary pre-assembly position, which can serve as a resting seat for the wedge clamp.

In einer dritten Lösung, vorzugsweise für eine Y-Stahlschwelle vorgesehen, kann die Keilklemme ohne Dübelverankerung in der Unterschwellung ausgebildet und nur die materialimmanente Verformungseigenschaft der Keilklemme ausgenutzt werden, um den Schienenfuß von oben sowie zwischen einer definierten Anlagestelle an der Unterschwellung, einem rückwärtigen Widerlager und der seitlichen Kante des Schienenfußes zu klemmen. Dabei kann der Klemmenkörper mit einer oder zwei angeschrägten Flächen
- Kontaktflächen zur Schwelle und zum Widerlager - versehen sein. Sollten die zu erwartenden Vertikalkräfte, insbesondere die auf die Schiene wirkenden Abhebekräfte eine definierte Größe überschreiten, können die Befestigungssysteme der ersten bis dritten Lösungsvariante miteinander kombiniert werden oder eine Mehrzahl von Keilklemmen benutzt werden. Bei dieser Lösung wird vorzugsweise ein senkrecht angeordneter Bolzen verwendet, der nach dem Lösen der Verspannung in eine in dem Widerlager angeordneten Ausnehmung geschoben wird, so daß die Keilklemmen keine Überdeckung mehr mit dem Schienenfuß haben.In a third solution, preferably for a Y-steel sleeper provided, the wedge clamp can be designed without anchoring in the sub-threshold and only the material-inherent deformation properties of the wedge clamp can be used to clamp the rail base from above and between a defined contact point on the sub-base, a rear abutment and the lateral edge of the rail base. The clamp body can have one or two bevelled surfaces
- Contact surfaces to the threshold and to the abutment - be provided. If the expected vertical forces, in particular the lifting forces acting on the rail, exceed a defined size, the fastening systems of the first to third solution variants can be combined with one another or a plurality of wedge clamps can be used. In this solution, a vertically arranged bolt is preferably used, which after releasing the tension is pushed into a recess arranged in the abutment, so that the wedge clamps no longer overlap with the rail foot.

In einer vierten Form sind die Funktionen der Keilklemme getrennt. Ein die Keilwirkung erzeugendes Teil und ein den Schienenfuß übergreifendes Teil wirken in Sollposition gemeinsam zur Fixierung des Schienenfußes. Für eine Vormontagestellung kann das den Schienenfuß übergreifende Teil fabrikmäßig seitlich weggeschwenkt, nach hinten verschoben oder gekippt sein wie es in den drei vorher genannten Ausführungsfällen für eine ungeteilte Keilklemme beschrieben ist. In diesem Fall können, je nach Belastungsbedingung die beiden Teile der Klemme aus unterschiedlich elastisch wirkendem Kunststoff bestehen. Dabei wird bevorzugt wiederum ein thermoplastisches Polyurethan eingesetzt. Es können jedoch auch speziell elastisch eingesetzte Polyamide verwendet werden. Zu einer Ausführungsform läßt sich das obere Klemmteil an einer halsartigen Verlängerung des unteren Klemmteiles lagern, welches mit einem Hinterschnitt versehen ist. Dadurch kann die geteilte Klemme als ein zusammengesetztes Teil vormontiert werden.In a fourth form, the functions of the wedge clamp are separated. A part producing the wedge effect and a part overlapping the rail foot act together in the desired position for fixing the rail foot. For a pre-assembly position, the part overlapping the rail foot can be swiveled sideways, shifted or tilted at the factory, as described for an undivided wedge clamp in the three aforementioned embodiments. In this case, depending on the load condition, the two parts of the clamp can be made of differently elastic plastic. Again, a thermoplastic polyurethane is preferably used. However, specially elastic polyamides can also be used. To In one embodiment, the upper clamping part can be supported on a neck-like extension of the lower clamping part, which is provided with an undercut. As a result, the split clamp can be preassembled as a composite part.

In einer erweiterten Ausführungsform kann die Keilklemme an ihrer Unterfläche mit Vorsprüngen oder Nasen oder zylindrischen, hülsenförmigen Teilen versehen sein, die so bemessen sind, daß sie ein Abstützen der Keilklemme auf dem in der Schwelle, insbesondere einer Betonschwelle oder einer Holzschwelle, verankerten Dübel eine Stütze finden. Diese Variante hat mehrere Vorteile. Zum einen kann die auf den Dübel wirkende Zugspannung definiert verringert werden, zum anderen kann der Federweg durch die unterschiedliche Gestaltung der Materialdicken der Keilklemme vergrößert oder verkleinert werden. Eine geringere Materialdicke hat außerdem eine höhere Elastizität der Keilklemme zur Folge, so daß eine bessere Rückstellfähigkeit des Befestigungssystems erreicht wird, sobald die Achslast eines Fahrzeuges den Befestigungspunkt passiert hat.
Voraussetzung für eine gute Übertragung der Spannkraft von der Keilklemme auf den Dübel ist eine vertikale Krafteinleitung von der Keilklemme über den Bolzen auf den Dübel, wozu die Stützfläche der Keilklemme und die Oberfläche des Dübels in einer Orthogonalebene zur Bolzenachse angeordnet sein müssen.In an expanded embodiment, the wedge clamp can be provided on its lower surface with projections or noses or cylindrical, sleeve-shaped parts which are dimensioned such that they support the wedge clamp on the dowel anchored in the sleeper, in particular a concrete sleeper or a wooden sleeper Find. This variant has several advantages. On the one hand, the tensile stress acting on the dowel can be reduced in a defined manner; on the other hand, the spring travel can be increased or decreased due to the different design of the material thicknesses of the wedge clamp. A smaller material thickness also results in a higher elasticity of the wedge clamp, so that a better resilience of the fastening system is achieved as soon as the axle load of a vehicle has passed the fastening point.
A prerequisite for a good transmission of the clamping force from the wedge clamp to the dowel is a vertical application of force from the wedge clamp to the bolt on the dowel, for which the support surface of the wedge clamp and the surface of the dowel must be arranged in an orthogonal plane to the bolt axis.

Je nach zu erwartender Betriebslast ist die Vorspannung des Keilelementes, der Keilklemme, beziehungsweise das Schraubmoment des Bolzens einzustellen. Bei sehr hohen Spannkräften, beispielsweise größer 25 kN, ist zu empfehlen, zwischen dem Bolzenkopf beziehungsweise einer entsprechenden Mutter und der Keilklemme eine Lastverteilerplatte in Form einer Scheibe aus Stahl oder Spezialkunststoff einzulegen, die aber den Durchmesser des Kopfes nur unwesentlich überschreiten soll. Durch diese Maßnahme wird beim Verspannen die Oberfläche des Kunststoffes geschont, weil die aus der Bolzendrehung resultierende Reibung nicht oder nur teilweise auf die Oberfläche der Keilklemme übertragen wird und zusätzlich eine homogene Lastverteilungsfläche zur Verfügung steht.Depending on the expected operating load, the pretension of the wedge element, the wedge clamp or the tightening torque of the bolt must be set. In the case of very high clamping forces, for example greater than 25 kN, it is recommended to use a bolt head or a corresponding one Insert the nut and the wedge clamp into a load distribution plate in the form of a disc made of steel or special plastic, which, however, should only slightly exceed the diameter of the head. This measure protects the surface of the plastic during tensioning because the friction resulting from the bolt rotation is not or only partially transferred to the surface of the wedge clamp and a homogeneous load distribution area is also available.

In Ergänzung oder alternativ zu der Ausbildung eines Stützteiles unter der Keilklemme kann die Zwischenlage unter der Schiene aus einem Material bestehen, das vorzugsweise eine wesentlich geringere Federsteifigkeit hat als die Keilklemme selbst. Dadurch wird die Rückstellfähigkeit des gesamten Befestigungssystems erhöht, insbesondere wenn die Rückstellträgheit der Schienenunterlage in Grenzen gehalten wird, was beispielsweise durch Verwendung eines Elastomers mit zelliger Struktur für die Schienenunterlage möglich ist.In addition or as an alternative to the formation of a support part under the wedge clamp, the intermediate layer under the rail can consist of a material which preferably has a substantially lower spring stiffness than the wedge clamp itself. This increases the resilience of the entire fastening system, in particular if the restoring inertia of the rail underlay is kept within limits, which is possible, for example, by using an elastomer with a cellular structure for the rail support.

Als Beispiel für eine derartige differenzierte Federsteifigkeit seien genannt: Druckfestigkeit der Keilklemme größer als 30 N/mm2; Druckfestigkeit der Zwischenlage kleiner als 10 N/mm2.An example of such a differentiated spring stiffness may be mentioned: compressive strength of the wedge clamp greater than 30 N / mm 2 ; Compressive strength of the intermediate layer less than 10 N / mm 2 .

In weiterer Optimierung des Befestigungssystems wird der Dübel beziehungsweise seine Materialeigenschaft in die Gesamtdefinition der Elastizität des Befestigungssystems einbezogen. Erfindungsgemäß soll dabei der Dübel relativ zur Keilklemme eine größere elastische Dehnung aufweisen. Diese Maßnahme verhindert zum einen eine Zerstörung des Kunststoffdübels beim Lösen der Keilklemme und zum anderen dessen sicheren Halt innerhalb der Schwelle, wenn beim Lösen des Bolzens zunächst die Haftreibung zwischen dem Dübel und dem Bolzen überwunden werden muß. Dies führt dazu, daß ein Dübel vielfach oder dauerhaft benutzt werden kann, auch wenn die Schienenbefestigung mehrfach gelöst werden muß.In a further optimization of the fastening system, the dowel or its material property is included in the overall definition of the elasticity of the fastening system. According to the invention, the dowel should have greater elastic expansion relative to the wedge clamp. This measure on the one hand prevents the plastic dowel from being destroyed when the wedge clamp is released and, on the other hand, prevents it from being securely held within the threshold if, when the bolt is released, the static friction between the dowel and the Bolt must be overcome. This means that a dowel can be used many times or permanently, even if the rail fastening has to be loosened several times.

Zwei konstruktive Möglichkeiten sind beispielhaft durch die Ansprüche erfaßt aber nicht auf diese begrenzt. Zum einen könnte an der Kontaktfläche zwischen Schwelle und Dübel, der in der Regel auch ein Außengewinde aufweist und das in einer Betonschwelle beziehungsweise der Holzschwelle sitzt, eine Ausnehmung eingearbeitet sein, in die ein Dehnelement eingelegt wird. Dieses Dehnelement, beispielsweise in Form einer sich parallel zur Dübellängsachse erstreckenden Lamelle, läßt eine erhebliche Torsion des Dübels zu. Eine andere Alternative für eine torsionsweiche Dübelgestaltung ist die Anordnung einer den Dübel verlängerten hohlen Hülse, die gegebenenfalls die gesamte Schwelle bis zu deren Boden durchgreift, so daß der gesamte Verdrillwinkel des Dübels vergrößert werden kann.
Gegebenenfalls kann der Dübel selbst auch die Hülse umgreifen, wobei über die einstellbare Kontaktflächenreibung zwischen Hülse und Dübel das Torsionsmoment bestimmbar ist.
Eine derartige hohle Hülse hat den positiven Nebeneffekt, daß in den Dübel eingedrungenes Wasser nach unten aus der Schwelle abfließen kann.Two constructive possibilities are covered by the claims by way of example but are not limited to these. On the one hand, a recess into which an expansion element is inserted could be machined on the contact surface between the sleeper and dowel, which generally also has an external thread and which is seated in a concrete sleeper or the wooden sleeper. This expansion element, for example in the form of a lamella extending parallel to the longitudinal axis of the anchor, allows the anchor to be twisted considerably. Another alternative for a torsionally soft dowel design is the arrangement of a hollow sleeve which extends the dowel and, if necessary, extends through the entire threshold to the bottom thereof, so that the entire twist angle of the dowel can be increased.
If necessary, the dowel itself can also encompass the sleeve, the torsional moment being determinable via the adjustable contact surface friction between sleeve and dowel.
Such a hollow sleeve has the positive side effect that water that has penetrated into the dowel can flow downward out of the threshold.

Insgesamt ist die Dübelcharakteristik, zumindestens soweit der Dübel entsprechend der Einschraublänge des Bolzens zu dem Befestigungssystem gehört, so weich einzustellen, daß er nicht durch die beispielhaft genannten Spannkräfte beschädigt wird.Overall, the dowel characteristic, at least insofar as the dowel belongs to the fastening system in accordance with the screw-in length of the bolt, is to be set so softly that it is not damaged by the clamping forces mentioned as examples.

Die Praxis hat gezeigt, daß bei Keilklemmen mit einer den Schienenfuß übergreifenden Nase von einer Vorspannkraft von etwa 30 kN auch nach mehreren Millionen Lastwechsel noch eine Spannkraft von 10 bis 15 kN auf Dauer erhalten bleibt. Die Vorspannkraft wirkt sich primär in vertikaler Richtung auf den Schienenfuß aus und führt zu entsprechender Kompression in der Keilklemme. Die Belastung des Dübels je nach Art der verwendeten Form der Keilklemme mit oder ohne auf den Dübel abstützenden Klemmenteilen beträgt dann maximal die Hälfte dieser Vorspannkraft. Die dauerhafte plastische Verformung der Keilklemme beträgt nach Überwindung der elastischen Dehnung nur wenige Zehntel Millimeter. Dies beweist, daß eine derartig geformte Keilklemme für den Dauerbetrieb einer Gleisanlage verwendbar ist.Practice has shown that with wedge clamps with a nose overlapping the rail foot of a pretensioning force of about 30 kN, even after several million load changes, one more Tension of 10 to 15 kN is maintained over the long term. The preload primarily affects the rail base in the vertical direction and leads to corresponding compression in the wedge clamp. The load on the dowel, depending on the type of wedge clamp used, with or without the clamping parts supporting the dowel is then a maximum of half this pretensioning force. The permanent plastic deformation of the wedge clamp is only a few tenths of a millimeter after overcoming the elastic expansion. This proves that a wedge clamp shaped in this way can be used for the continuous operation of a track system.

Zur weiteren Verbesserung des Befestigungssystems in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Keilklemmen wird vorgeschlagen, zwei Keilklemmen nicht gegenüberliegend am Schienenfuß auf der Schwelle zu befestigen, sondern in einem von der Schwellenbreite abhängigen Abstand in Schienenlängsrichtung versetzt auf der inneren und äußeren Schienenseite anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß die beiden Befestigungspunkte nicht gleichzeitig von der Achslast überrollt werden und so die Haltekraft auch beim Überrollen durch die Betriebslast an jeder Schwelle relativ hoch bleibt. Außerdem haben die versetzten Befestigungspunkte den Vorteil einer Erhöhung der Gesamtsteifigkeit des Gleises.To further improve the fastening system in connection with the wedge clamps according to the invention, it is proposed not to fasten two wedge clamps opposite one another on the rail foot on the sleeper, but to arrange them offset on the inner and outer rail side at a distance dependent on the sleeper width in the longitudinal direction of the rail. This has the advantage that the two fastening points are not overrun by the axle load at the same time, and so the holding force remains relatively high even at the threshold when the operating load rolls over. In addition, the offset attachment points have the advantage of increasing the overall rigidity of the track.

Neuerdings werden in Gleisanlagen sogenannte Y-förmige Stahlschwellen, bestehend aus mehreren an den Befestigungspunkten parallel mit Abstands lücke zueinander angeordneten H-förmigen Stahlprofilen, eingesetzt. Die Stahlprofile sind gabelförmig gebogen, so daß an einer Schwelle jeweils drei Schienenauflager angeordnet sind. Für derartige Schwellen, aber nicht beschränkt auf diese Schwellenform, wird vorgeschlagen, parallel, mit geringem Abstand, zu dem späteren Sitz des Schienenfußes eine angeschrägte Schulter oder Widerlager auf der Schwellenoberfläche anzuordnen, die der Abstützung der Keilklemmen auf der Schwelle dienen sollen und eine Ausnehmung in der Schulter oberhalb der Abstandslücke der Stahlprofile für den Durchgriff eines Bolzens einzubringen. Die Ausnehmung kann dabei so groß gestaltet werden, daß auch Teile der Dübelverankerung für den Bolzen und/oder Teile der Unterfläche der Keilklemme die Lochung durchgreifen können, um sich gegeneinander abzustützen, um Spannkräfte von der Klemme direkt in den Dübel einzuleiten. Jedenfalls sollte die Ausnehmung so groß sein, daß der Bolzen samt aufgesetzter Keilklemme in der Vormontagestellung soweit aus der Spannposition entfernt ist, daß der Schienenfuß eingesetzt werden kann.Recently, so-called Y-shaped steel sleepers, consisting of several H-shaped steel profiles arranged parallel to each other at the fastening points, are being used in track systems. The steel profiles are bent in a fork shape, so that three rail supports are arranged on a threshold. For such thresholds, but not limited to this threshold form proposed to arrange parallel, at a short distance, to the later seat of the rail foot a beveled shoulder or abutment on the threshold surface, which should serve to support the wedge clamps on the threshold and a recess in the shoulder above the gap between the steel profiles for the passage of a bolt bring in. The recess can be made so large that parts of the dowel anchorage for the bolt and / or parts of the lower surface of the wedge clamp can reach through the perforation in order to be supported against one another in order to introduce clamping forces from the clamp directly into the dowel. In any case, the recess should be so large that the bolt together with the attached wedge clamp is so far removed from the clamping position in the pre-assembly position that the rail foot can be inserted.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 a, b, c
unterschiedliche Formen von Unterschwellungen,
Figur 2 a
eine erste Ausführungsform des Befestigungssystem,
Figur 2 b
eine Draufsicht auf eine Keilklemme gemäß Figur 1,
Figur 3
eine zweite Ausführungsform des Befestigungssystems,
Figur 4
eine dritte Ausführungsform des Befestigungssystems,
Figur 5, 6
modifizierte erfindungsgemäße Keilklemmen,
Figur 7, 8
Befestigungssystem an einer Y-förmigen Stahlschwelle,
Figur 9, 10
eine geteilte Keilklemme im Schnitt und in Draufsicht
The invention will be explained in more detail below on the basis of several exemplary embodiments. Show it
Figure 1 a, b, c
different forms of sublimation,
Figure 2a
a first embodiment of the fastening system,
Figure 2 b
2 shows a plan view of a wedge clamp according to FIG. 1,
Figure 3
a second embodiment of the fastening system,
Figure 4
a third embodiment of the fastening system,
Figure 5, 6
modified wedge clamps according to the invention,
Figure 7, 8
Fastening system on a Y-shaped steel sleeper,
Figure 9, 10
a split wedge clamp in section and in plan view

Die Figuren 1a, 1b zeigen unterschiedliche Betonschwellenformen, die Figur lc einen Stützpunkt einer Y-Stahlschwelle in Teildraufsicht.Figures 1a, 1b show different concrete sleeper shapes, Figure lc a base of a Y-steel sleeper in partial top view.

In Figur la weist die Schwelle 24 eine durchgehende Schulter 16 für eine Keilklemme auf; der Dübel 35 für die Aufnahme einer Schwellenschraube ist in Schwellenmitte eingelassen. In Figur 1b ist auf der Betonschwelle 4 außermittig eine Keilklemme 38 zwischen der nur etwa bis zur Mitte der Schwelle reichenden Schulter 37 und dem Schienenfuß 2 mit Schwellenschraube 9 gehalten. Auf der nicht dargestellten gegenüberliegenden Seite des Schienenfußes 2 sitzt punktsymmetrisch zur Stützpunktmitte M eine weitere Keilklemme 38. Ergänzend wird die Schienenbefestigung durch Winkelleisten 40 zwischen Betonschwelle 4 und Schienenfuß 2 (Figur 5) gehalten.In Figure la, the threshold 24 has a continuous shoulder 16 for a wedge clamp; the dowel 35 for receiving a sleeper screw is inserted in the middle of the sleeper. In FIG. 1b, a wedge clamp 38 is held off-center on the concrete sleeper 4 between the shoulder 37 which only extends approximately to the middle of the sleeper and the rail foot 2 with sleeper screw 9. On the opposite side of the rail base 2, not shown, there is a further wedge clamp 38, symmetrical to the center M of the base. In addition, the rail fastening is held by angle strips 40 between the concrete sleeper 4 and the rail base 2 (FIG. 5).

Figur 1c zeigt die Widerlager 42, 43 mit Schrägflächen 48, 49, die Ausnehmungen 46, 47 oberhalb der Abstandslücke 52 mittig zwischen den H-Trägern 44, 45, die die Schienenauflager 50, 51 tragen.1c shows the abutments 42, 43 with inclined surfaces 48, 49, the recesses 46, 47 above the gap 52 in the middle between the H-beams 44, 45, which support the rail supports 50, 51.

Figur 2a zeigt die Befestigungssituation für eine Schiene 1 auf einer Schwelle gemäß Figur la oder 1b im Teilschnitt A-A. Eine Betonschwelle 4 trägt auf der Oberfläche 6 eine aus Kunststoff bestehende Zwischenlage 3, beispielsweise aus einem zelligen Elastomer, auf der der Schienenfuß 2 der Schwelle 4 ruht. Neben dem Schienenfuß weist die Schwelle an der Oberfläche 6 eine Vertiefung auf, die in Schulter 16 und Ausnehmung 25 endet. In die Schwelle eingegossen beziehungsweise eingeschraubt ist ein Dübel 5, der die Schwelle 4 bis zu seiner Unterseite 7 durchgreift. Die Lücke zwischen der Schulter 16 an der Schwelle und dem Schienenfuß 2 wird durch eine Keilklemme 8 ausgefüllt, hier gezeigt in Montagestellung. Dabei greift eine Nase 15 über den Schienenfuß 2 und fixiert die Schiene 1 auf der Betonschwelle, sobald der Bolzen 9 durch ein geeignetes Werkzeug an seinem Kopf 10 soweit in die Schwelle beziehungsweise den Dübel 5 eingeschraubt ist, bis der Schwellenkopf 11 auf der Oberfläche der Keilklemme 8 anliegt. Die Bolzenposition 9a gemäß Figur 2a entspricht der Vormontagestellung des Befestigungssystems, wie sie beispielsweise im Herstellerwerk der Schwelle versandfertig vorbereitet wird. Dabei ist die Keilklemme in der Position 8a relativ zum Bolzen gekippt, der in Position 9a die Keilklemme 8a zwischen dem Bolzenkopf 11 und der Schwelle, speziell der Ausnehmung 25 in der Schwellenoberfläche, klemmt. Diese Kipposition 8a der Keilklemme ist möglich, weil, wie in Figur 2b dargestellt, die Bohrung für den Schraubbolzen aus zwei zusammengesetzten Löchern 12 und 13 besteht, an deren Übergang 14 die Bohrung leicht verengt ist. Beim Kippen der Keilklemme 8 wird der Widerstand am Übergang 14 überwunden, so daß in der dargestellten Position 8a die Keilklemme sicher am Schaft des Bolzens 9 fixiert ist.Figure 2a shows the fastening situation for a rail 1 on a threshold according to Figure la or 1b in partial section AA. A concrete sleeper 4 carries on the surface 6 an intermediate layer 3 made of plastic, for example made of a cellular elastomer, on which the rail base 2 of the sleeper 4 rests. In addition to the rail foot, the threshold has a depression on the surface 6 which ends in the shoulder 16 and recess 25. A dowel 5 is cast or screwed into the threshold, which extends the threshold 4 to its underside 7 reaches through. The gap between the shoulder 16 on the threshold and the rail foot 2 is filled by a wedge clamp 8, shown here in the assembly position. Here, a nose 15 grips over the rail foot 2 and fixes the rail 1 on the concrete sleeper as soon as the bolt 9 is screwed onto its head 10 by a suitable tool so far into the sleeper or dowel 5 until the sleeper head 11 on the surface of the wedge clamp 8 is present. The bolt position 9a according to FIG. 2a corresponds to the preassembly position of the fastening system, as it is prepared for dispatch, for example, in the threshold manufacturer's plant. The wedge clamp in position 8a is tilted relative to the bolt, which in position 9a clamps the wedge clamp 8a between the bolt head 11 and the sleeper, especially the recess 25 in the sleeper surface. This tilting position 8a of the wedge clamp is possible because, as shown in FIG. 2b, the bore for the screw bolt consists of two assembled holes 12 and 13, at the transition 14 of which the bore is slightly narrowed. When the wedge clamp 8 is tilted, the resistance at the transition 14 is overcome, so that in the position 8a shown the wedge clamp is securely fixed to the shaft of the bolt 9.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Keilklemme bei gleicher Anordnung des Schienenfußes 2 und der Zwischenlage 3 auf einer Betonschwelle 24. Die Keilklemme 18 befindet sich mit ihrer zylindrischen Bohrung mit Durchmesser 29 auf dem Schaft des Bolzens 9 oberhalb der eigentlichen Vormontagestellung, die erreicht wird, sobald der Bolzen weiter in Dübel 35 eingeschraubt wird und die Nase 19 der Keilklemme in die Ausnehmung 22 oberhalb der Schulter 27 an der Oberfläche der Betonschwelle 24 ruht. Die Materialdicke der Keilklemme 18,
dargestellt durch die Wand 20 beziehungsweise 21 auf einer Orthogonalachse O zur Bolzenachse A, ist etwa gleich groß. Normalerweise befindet sich die Nase 19 der Keilklemme 18 um 180 Grad verdreht zum Schienenfuß hin in Montageposition. Durch das Verdrehen der Nase 19 wird der Spielraum - wie dargestellt - für das Einsetzen des Schienenfußes 2 neben der Keilklemme geöffnet.Figure 3 shows a second embodiment of the wedge clamp according to the invention with the same arrangement of the rail base 2 and the intermediate layer 3 on a concrete sleeper 24. The wedge clamp 18 is located with its cylindrical bore with a diameter 29 on the shaft of the bolt 9 above the actual pre-assembly position, which is achieved as soon as the bolt is screwed further into dowel 35 and the nose 19 of the wedge clamp rests in the recess 22 above the shoulder 27 on the surface of the concrete sleeper 24. The material thickness of the wedge clamp 18,
represented by the wall 20 or 21 on an orthogonal axis O to the pin axis A, is approximately the same size. The nose 19 of the wedge clamp 18 is normally rotated by 180 degrees to the rail foot in the assembly position. By turning the nose 19, the scope - as shown - for inserting the rail foot 2 next to the wedge clamp is opened.

Figur 4 zeigt eine Keilklemme 32 in einer prinzipiellen Ausführung wie Figur 3, jedoch mit zusammengesetzten Bohrungen 33 gemäß Figur 2a für den Durchgriff des Bolzens 9. Der Bolzen 9 weist zusätzlich eine Scheibe 26 auf, die zur Lastverteilung zwischen dem Bolzenkopf 11 und der Oberfläche der Keilklemme 32 angeordnet werden kann. Dargestellt ist auch wiederum die Vormontagestellung 32a der Keilklemme. In Ergänzung dazu weist die Keilklemme 32 an ihrer Unterseite eine ringförmige Materialverjüngung 34 auf, die etwa der Materialdicke des in Schwelle 30 ruhenden Dübels 31 - der Verankerung für den Bolzen 9 - entspricht.FIG. 4 shows a wedge clamp 32 in a basic design as in FIG. 3, but with assembled bores 33 in accordance with FIG. 2a for the passage of the bolt 9. The bolt 9 additionally has a disk 26 which is used for load distribution between the bolt head 11 and the surface of the Wedge clamp 32 can be arranged. The preassembly position 32a of the wedge clamp is also shown. In addition to this, the wedge clamp 32 has on its underside an annular material taper 34 which corresponds approximately to the material thickness of the anchor 31 resting in the threshold 30 - the anchorage for the bolt 9.

Figur 5 zeigt in zu Figur 3 beziehungsweise 2a analoger Weise eine Keilklemme 38 mit Nase. Der in Schwelle 4 an Widerlager 37 ruhende Dübel 43 übernimmt einen Teil der Spannkräfte, die durch die Keilklemme 38 mit Stützteil 39 auf den Dübel 43 übertragen werden. Um ein Verrutschen der Zwischenlage 3 und damit möglicherweise Zerstören der Zwischenlage 3 an den Kanten zu verhindern, ist dieses Stützteil 39 an der dem Schienenfuß zugewandten Seite so ausgebildet, daß es eine Anlagefläche zur Zwischenlage 3 hat. In analoger Weise kann auch eine Keilklemme 38 mit einer Führung 17 (Figur 2a) ausgestattet sein. Auf der gegenüberliegenden Seite ruht der Schienenfuß in einer elastischen isolierenden Winkelleiste 40 auf der Betonschwelle gemäß Figur 1b.FIG. 5 shows a wedge clamp 38 with a nose in a manner analogous to FIG. 3 or 2a. The dowel 43 which rests on the abutment 37 in the threshold 4 takes over part of the clamping forces which are transmitted to the dowel 43 by the wedge clamp 38 with the support part 39. In order to prevent the intermediate layer 3 from slipping and thus possibly destroying the intermediate layer 3 at the edges, this support part 39 is designed on the side facing the rail foot in such a way that it has a contact surface with the intermediate layer 3. In an analogous manner, a wedge clamp 38 can also be equipped with a guide 17 (FIG. 2a). On the opposite side, the rail foot rests on the concrete sleeper in an elastic, insulating angle strip 40 according to Figure 1b.

In einer weiteren Ausführungsform gemäß Figur 6, analog einer Keilklemme gemäß Figur 5, dargestellt an einer Betonschwelle 4 (Schnitt B-B in Figur 1b), hat die Keilklemme 28 eine zur schrägen Fläche 36 komplementäre seitliche Abschrägung. In Vormontagestellung 28a der um 180 Grad gedrehten Keilklemme auf dem Bolzen 9, ruht die Keilklemme auf dieser schrägen Fläche.In a further embodiment according to FIG. 6, analogous to a wedge clamp according to FIG. 5, shown on a concrete sleeper 4 (section B-B in FIG. 1b), the wedge clamp 28 has a lateral bevel complementary to the inclined surface 36. In the preassembly position 28a of the wedge clamp rotated by 180 degrees on the bolt 9, the wedge clamp rests on this inclined surface.

Figur 7 zeigt eine Seitenansicht im Teilschnitt durch ein H-Profil 44 einer Y-förmigen Stahlschwelle gemäß Figur lc. Die Schwelle weist eine Abstandslücke 52 auf, durch die ein Bolzen 53 greift. Auf dem H-förmigen Profil 44 ist ein Widerlager 43 aufgeschweißt, dessen Schrägfläche 49 gemäß dem rechten Teilbild schwellenseitig als Anlage für die Keilklemme 56 dient, während andererseits der Schienenfuß 2 mit darunterliegender Zwischenlage 3 durch die Keilklemme 56 fixiert wird, sobald die Mutter 54 auf dem Bolzen 53 fest gegen den unter dem H-Profil 44 mit Kopf 55 und elastischer isolierender Unterlegscheibe 57 gehaltenen Bolzen geschraubt wird. In der linken Teilfigur (Vormontagestellung) ist der Bolzen im gelösten Zustand um das Maß x, entsprechend dem Maß der Überdeckung des Schienenfußes durch die Nase der Keilklemme, nach links in die Ausnehmung 46 ( Figur lc ) des Widerlagers 42 geschoben worden. Die Keilklemme 56a ruht hier auf dem Widerlager 42.Figure 7 shows a side view in partial section through an H-profile 44 of a Y-shaped steel sleeper according to Figure lc. The threshold has a gap 52 through which a bolt 53 engages. On the H-shaped profile 44, an abutment 43 is welded, the inclined surface 49 of which on the threshold side serves as an abutment for the wedge clamp 56, while on the other hand the rail base 2 with the intermediate layer 3 underneath is fixed by the wedge clamp 56 as soon as the nut 54 is open the bolt 53 is screwed tightly against the bolt held under the H-profile 44 with head 55 and elastic insulating washer 57. In the left part of the figure (pre-assembly position), the bolt in the released state has been pushed to the left into the recess 46 (FIG. 1c) of the abutment 42 by the dimension x, corresponding to the extent to which the rail foot is covered by the nose of the wedge clamp. The wedge clamp 56a rests here on the abutment 42.

Figur 8 zeigt eine alternative Befestigung auf einer Stahlschwelle 63, mit Hilfe eines Bolzens 53, der einerseits einen flachen Kopf 55 und andererseits eine aufgeschraubte Mutter 54 aufweist, zur Aufbringung einer Spannkraft auf die Keilklemme 61. Der Bolzen 53 wird auf der Unterseite der Schwelle 63 durch ein Winkelelement 62 für Schraubenkopf 55 und eine Kunststoffscheibe 57 in der Lage fixiert. Gegebenenfalls kann eine nicht dargestellte Stützfläche an der Unterseite des Keilelementes 61 durch die Abstandslücke 52 greifen, um sich an der Scheibe 57 abstützen zu können. Durch die Wahl der entsprechenden Materialien der Keilklemme 61 und der Scheibe 57 kann die Federeigenschaft der Verbindung in bestimmten Grenzen eingestellt werden. Das Widerlager 59 ist als Winkel ausgebildet, der an der dem Schienenfuß abgewandten Seite als Abstützung für die nachgiebige Nase 60 der Keilklemme dient.FIG. 8 shows an alternative fastening on a steel sleeper 63, with the aid of a bolt 53, which on the one hand has a flat head 55 and on the other hand has a screwed-on nut 54, for applying a clamping force to the wedge clamp 61. The bolt 53 is on the underside of the Threshold 63 is fixed in position by an angle element 62 for screw head 55 and a plastic disk 57. If necessary, a support surface (not shown) on the underside of the wedge element 61 can reach through the gap 52 in order to be able to be supported on the disk 57. The spring properties of the connection can be set within certain limits by the choice of the appropriate materials for the wedge clamp 61 and the washer 57. The abutment 59 is designed as an angle, which serves on the side facing away from the rail foot as a support for the flexible nose 60 of the wedge clamp.

Fig. 9 zeigt eine geteilte Klemme . Keilteil 65 fixiert die Lage des Schienenfußes 2 gegenüber einem Widerlager an Schwelle 71. Nasenteil 66 ist an einen Hals 72 des Keilteiles 65 geschoben worden, auf dem es durch den Vorsprung 73 gehalten wird, aber - wie durch Strichlinien dargestellt - um den Hals in eine 180 ° Vormontagestellung schwenkbar ist.Fig. 9 shows a split clamp. Wedge part 65 fixes the position of the rail foot 2 with respect to an abutment on threshold 71. Nose part 66 has been pushed onto a neck 72 of the wedge part 65, on which it is held by the projection 73, but - as shown by broken lines - around the neck in one 180 ° pre-assembly position is pivotable.

In Fig. 10 ist in Draufsicht eine Vormontagestellung von 90 ° dargestellt, die ebenfalls möglich ist. Mit einer Druckverteilerplatte 67 kann über Bolzen 68, der in Dübel 69 geschraubt wird, eine gute Kraftverteilung auf die Kunststoffklemme erreicht werden.10 shows a preassembly position of 90 ° in plan view, which is also possible. With a pressure distribution plate 67, a good force distribution on the plastic clamp can be achieved via bolts 68 which are screwed into dowels 69.

Claims (14)

  1. Fastening system for rails on a support sleeper of a rail system, in which bolts are anchored at one end on the support sleeper and at the other end via insulating wedge anchors of plastics, located between a horizontally-acting abutment and the edge of a rail foot, which have an aperture for the bolt, extend over and resiliently brace a rail foot insulated from the support sleeper by intermediate layers, characterised in that, in order to secure all the rail fastening components in a pre-assembly position leaving the rail foot (2) free, the aperture (12-14, 33) and the material thickness (20-21) are correspondingly adapted to the wedge anchor (8, 18, 28, 32, 38) or to its shape, and/or a correspondingly formed recess (22, 25, 46, 47) is located in the abutment (42/43).
  2. Fastening system according to claim 1, characterised in that the aperture in the wedge anchor (8, 32) is made up of two bores (12, 13, 33), extending obliquely towards one another.
  3. Fastening system according to claim 1, characterised in that when the wedge anchor (18, 28, 38) is provided with a cylindrical bore, the material thickness (20, 21), measured in the transverse direction of the rail, is of approximately equal size orthogonally to the axis A, and on both sides of the bore beneath the portion (19) extending over the rail foot (2).
  4. Fastening system according to claim 1, especially for Y-section steel sleepers, characterised by recesses (46, 47) in the rear of the abutment (42, 43) for the wedge anchors, into which the bolts (9) bracing the oppositely-lying rail foot (2) can be pushed apart after slight loosening of the fastening.
  5. Fastening system according to one of claims 1 to 4, characterised in that the anchor wedges (32, 38) are supported on their underside in the support sleeper (30, 4) with parts (34, 39, 65) on an anchorage formed as a plug (31, 43).
  6. Fastening system according to claim 5, characterised in that support faces for the wedge anchors in the braced condition are located in a plane (O) orthogonal to the axis (A) of the bolt (9).
  7. Fastening system according to claim 5 or 6, characterised in that the parts of the wedge anchors (32, 38, 65) supported on the plug (31, 35, 43, 69) have a material thickness which is equal to or less than the wall thickness of the plug.
  8. Fastening system according to one of claims 1 to 7, preferably for a concrete sleeper, characterised in that the support sleeper (24) has on a side not facing the rail foot (2) a recess (22) for fixing the wedge anchor (19) in a pre-assembly position.
  9. Fastening system according to one of claims 1 to 8, characterised in that the wedge anchor is divided into a portion (65) exerting the wedge effect and a portion (66) engaging over the rail foot (2), and which, in the pre-assembly position, is pivoted out of the built-in position (Figure 10).
  10. Fastening system according to one of claims 1 to 9, characterised by an intermediate disc (26) loosely mounted between the wedge anchor (32, 32a) and the head (11) of the bolt (9) or a nut sitting on the bolt.
  11. Fastening system according to one of claims 1 to 10, characterised in that a wedge anchor consisting of thermoplastic polyurethane is combined with an intermediate layer (3) under the rail foot (2) consisting of elastomers with a lesser resilient rigidity.
  12. Fastening system according to claim 11, characterised in that the compressive strength of the intermediate layer (3) has less than half, preferably less than a quarter of the compressive strength of the wedge anchor, and the intermediate layer preferably consists of an elastomer with a cellular structure.
  13. Fastening system according to one of claims 1 to 12, characterised in that the rail foot is held on a support sleeper by a respective inner and outer wedge anchor, which are offset to one another in the longitudinal direction of the rail.
  14. Fastening system according to one of claims 1 to 13, preferably for Y-section steel sleepers, characterised in that the sleeper surface has, parallel to and at a spacing from the rail foot (2), a plurality of partly oblique shoulders (48, 49, 59) for support in the braced and pre-assembly position of the wedge anchors (56, 56a, 61).
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