EP2044265A1 - Hochelastische schienenbefestigung für gleisanlagen - Google Patents

Hochelastische schienenbefestigung für gleisanlagen

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Publication number
EP2044265A1
EP2044265A1 EP07801438A EP07801438A EP2044265A1 EP 2044265 A1 EP2044265 A1 EP 2044265A1 EP 07801438 A EP07801438 A EP 07801438A EP 07801438 A EP07801438 A EP 07801438A EP 2044265 A1 EP2044265 A1 EP 2044265A1
Authority
EP
European Patent Office
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threshold
rail
rail fastening
fastening according
screws
Prior art date
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Granted
Application number
EP07801438A
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English (en)
French (fr)
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EP2044265B1 (de
Inventor
Roland Buda
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Schwihag AG
Original Assignee
Schwihag AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schwihag AG filed Critical Schwihag AG
Publication of EP2044265A1 publication Critical patent/EP2044265A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2044265B1 publication Critical patent/EP2044265B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E01B9/38—Indirect fastening of rails by using tie-plates or chairs; Fastening of rails on the tie-plates or in the chairs
    • E01B9/44—Fastening the rail on the tie-plate
    • E01B9/46—Fastening the rail on the tie-plate by clamps
    • E01B9/48—Fastening the rail on the tie-plate by clamps by resilient steel clips
    • E01B9/483—Fastening the rail on the tie-plate by clamps by resilient steel clips the clip being a shaped bar

Definitions

  • the invention relates to a highly elastic rail fastening for track systems, the clamping-like clamping elements has, which are fastened in the mounted state by means of a screw on a trained as a support for a rail steel plate and exert a rail holding in position clamping force, the steel plate with the interposition of a elastic plate is connected to a substrate, such as a threshold body, in particular a concrete sleeper, threshold anchor or the like screw means.
  • a substrate such as a threshold body, in particular a concrete sleeper, threshold anchor or the like screw means.
  • torsion legs clamp-like clamping elements made of elastic material, in particular hardened steel used, which are arranged in the assembled state between a retaining plate and a fastening anchor.
  • the clamping element has two legs, which are designed as torsion elements.
  • a rail fastening is known in which widen portions of the outer leg of epsilon-shaped clamping elements enlarging the distance from the inner legs against the rail foot. The successive free ends of the clamping element end outside of the inner legs.
  • the clamping element is further designed so that a central web comes to lie in the mounting position at a small distance above the rail and rests in the pre-assembly with its inside on the shaft of the threshold or anchor bolt.
  • clamp-like clamping elements rail clamps indirect, non-positive elastic rail fasteners. These are used in the single-track superstructure when increased elasticity and / or damping is necessary. On solid roads (concrete roadway without gravel), the elasticity of the ballast is reproduced by the highly elastic rail fastening; On tunnels in urban areas, the vibrations can be significantly reduced by means of elastic rail fastenings.
  • indirect rail fasteners of this type are used in various variants.
  • the common feature is that the rail is first fixed to the rib or base plate (steel or cast plate) via its rail foot, and then the ribbed plate is then separately connected to the threshold body (made of wood or concrete) or (on bridges) a concrete slab or a steel beam is connected.
  • These indirect, elastic rail fasteners require to prestress the at least one intermediate, elastic plate two threshold anchor (threshold or through bolts or anchor bolt with lock nut) and to clamp the two clamping elements or rail terminals two separate screws, z. B. hook screws.
  • the threshold anchor and the clamping elements screws are arranged laterally apart.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a generic rail fastening without the disadvantages described, i. in particular to avoid the high bias of the intermediate, elastic plate while allowing a compact, cost-effective fastening system.
  • clamp-like clamping elements fastening screws and the threshold anchors or screw means of the steel plate are arranged at a distance from each other superimposed. It can hereby achieve a fastening system that combines the advantages of indirect and direct rail fastening while avoiding their disadvantages.
  • the rail is indirectly fastened to the steel plate via the tensioning elements acted upon by the screws on its rail foot and in turn is connected to the sleeper body separately via threshold anchors, the sleeper anchor axles preferably being aligned with the axes of the screws arranged above them , which serve to fasten the clamping elements, are arranged, however, a slight lateral offset would be possible, it can be achieved that the clamping elements or their mounting screws are exposed to no vibration cycling, thus only purely static load. Apart from the very compact design also the high bias of the elastic or highly elastic plate is also avoided.
  • clamp-like clamping element is any kind of tension clamp, in the simplest case, a steel plate as a clamping plate. Because the connection of the clamping element / the clamp with the rail and the steel plate is rigid, so that there is hardly any relative movement between the rail and the steel or cast plate to which the clamp is attached, there. The clamping element / clamp thus does not oscillate and therefore does not need to be elastic. The clamping element may only not come loose, which can be achieved by a self-locking nut or a screw, with or without spring ring. With an optional, resilient clamp, the spring force can be used as a safeguard against loosening.
  • the horizontal forces can also be absorbed without a lateral angled guide element, if a bolt of long length and high strength is used as the lower screw means, whereby a much lower transverse force application point and thus much smaller lever arm can be achieved so that the bending moment acting on the anchor bolt is significantly lower.
  • Such an anchor bolt attachment is particularly suitable for solid roads that consist of simple concrete slabs without thresholds.
  • An embodiment of the invention provides that the outer, a shoulder immediately adjacent angled guide plate is formed with a lift-off. This can be a fferankerhalterung or, for example, geometrically integrated in the threshold body. In any case, the installation position is guaranteed by the lift-off protection.
  • the mutually facing ends of the screws and the threshold anchors are designed as headers, the heads of the threshold anchors provide an automatic limitation in Gölastfall. For as soon as the distance, occupying the clamping element screw and threshold anchor in the initial mounting position, is overcome, the threshold anchor head piece applies to the opposite screw.
  • the head of the screws in the steel or cast plate on which the rail is set possibly with the addition of an intermediate plate or -läge, screwed or locked therein or wedged, z. B. by means of a bayonet closure, be.
  • a secure coupling of the upper screw is guaranteed.
  • the upper screws are formed according to a proposal of the invention with a through hole, can be in a simple way a direct access to the lower screw or the threshold anchor / anchor bolt by means of a tool, for. B. hexagon socket tool, which can engage in a hexagon socket of the lower head piece reach.
  • a tool for. B. hexagon socket tool, which can engage in a hexagon socket of the lower head piece reach.
  • the head piece of the threshold anchor is arranged with radial clearance in the through hole of the steel plate.
  • a spring element e.g. Spring ring, spring, plate spring, disc spring package, coil spring, coil spring, rubber ring or elastomer spring to provide and assign the threshold anchors below their head pieces in the through holes an insulating collar or sliding bushing.
  • This spring element is advantageously an elastic counter bearing for the arranged on the highly elastic intermediate plate steel / cast plate.
  • the abutment for the spring element is the head piece, possibly in the form of a screwed, self-locking nut, possibly with washer, the threshold anchor.
  • Figure 1 is a schematic representation of the principle of the rail fastening system according to the invention.
  • FIG. 2 in plan view as a detail according to the system of FIG. 1 below
  • FIG. 3 shows the rail fastening system in cross section along the line IH-III of Fig. 2.
  • Fig. 4 the circled circled detail of FIG. 3rd
  • Fig. 1 shows the principle of a fastening system with indirect and direct attachment in the longitudinal direction of a rail 1 seen.
  • the rail 1 is in this case attached with its rail 2 indirectly to a threshold body 3, and indeed it is fixed with clamp-like clamping elements 4a, 4b to a plate 5 made of steel or cast iron.
  • the steel plate 5 in turn is separately connected to the threshold body 3 via threshold anchors 6a, 6b.
  • the clamp-like clamping elements 4a, 4b are braced by upper screws 7 with nut screwed against the rail 2.
  • Below the steel plate 5 is here an elastic plate 8 and between the rail 2 and the steel plate 5 is a rigid intermediate plate 9 is arranged.
  • the screws 7 of the clamp-like clamping elements 4a, 4b and the threshold anchors 6a, 6b are provided in a line, in alignment and at a distance s, thus one above the other, in holder housings 10 (see Fig. 3) formed at both ends of the steel plate 5 ,
  • the holder housings 10 have a through hole 11 for receiving the screws 7 and the threshold anchors 6a, 6b, which passes into a threshold anchor bore with a smaller diameter.
  • the screws 7 (see Fig. 4) screwed into the holder housing 10 with a head piece 12 or latched therein produce on the clamp-like clamping elements 4a, 4b a clamping force Fs which corresponds to the force Fv of the screw connection.
  • the steel plate 5 separately connecting to the threshold body 3 threshold anchor 6a, 6b generate an anchor force Fa, which corresponds to the oppositely acting spring force Ff one of their head pieces 13, possibly provided as Aufschraubmuttern arranged and an abutment performing, spring element 14 corresponds.
  • This highly elastic rail fastening system for track systems with a combination of indirect and direct fastening, makes use of the horizon- Talkraftkompone ⁇ te Fh harmless for the threshold anchor 6a, 6b derived in the threshold body 3.
  • the transverse or horizontal force Fh of angle members 15a, 15b which adjoin one another in the vertical plane and which adjoin one another in the vertical plane, adjoins cusps or shoulders 16 of the threshold body 3 supported, recorded and transmitted over it into the threshold body 3. Due to the bipartite, the individual angled guide plates 15a, 15b slide against each other as soon as the system is loaded by the railway wheels.
  • the depression is hereby automatically limited in Gölastlastfall because after overcoming the distance ⁇ s the head pieces 12 of the screws 7 of the clamping elements 4a, 4b on the head pieces 13 in the through hole 11 of the holder housing 10 of the rib plate 5 with radial clearance and thus movement play arranged threshold anchor 6a, 6b impinge.
  • the threshold anchors 6a, 6b are arranged and guided over a cylindrical portion in Isolierkragenbuchsen or sliding bushes 17, which are provided below the spring element 14 of the head pieces 13.
  • the each one shoulder 16 of the threshold body 3 directly facing angled guide plate 15b is associated with a lift-off 18, which is formed in the embodiment as an anchor.
  • FIG. 2 shows a screw 7 of the clamping elements 4a, 4b and threshold anchors 6a, 6b (not visible in the figure) with the screws 7 lying in one line above the steel plate 5 and thus both indirectly and directly mounted on the sleeper body 3 with its Rail 2 fixed rail 1.
  • This mounting system is very compact and therefore cost. It combines in particular the advantages of a direct and indirect rail fastening with harmless recording of the horizontal force components, which are advantageously absorbed by two-part angled guide plates 15a, 15b via shoulders 16 or introduced into the threshold body 3, and allows one lower bias of provided between the steel plate 5 and the sleeper body 3, elastic plate 8 (see Fig. 3).
  • oscillatory alternating stresses of the clamp-like clamping elements 4a, 4b are avoided, which also contributes to an increase in the service life of the fastening system.

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Description

Hochelastische Schienenbefestigung für Gleisanlagen
Die Erfindung betrifft eine hochelastische Schienenbefestigung für Gleisanlagen, die klemmartig ausgebildete Spannelemente aufweist, die im montierten Zustand mittels jeweils einer Schraube an einer als Unterlage für einen Schienenfuß ausgebildeten Stahlplatte befestigt sind und eine die Schiene in Position haltende Klemmkraft ausüben, wobei die Stahlplatte unter Zwischenschaltung einer elastischen Platte mit einem Untergrund, wie einen Schwellenkörper, insbesondere eine Betonschwelle, über Schwellenanker oder dergleichen Schraubenmittel verbunden ist.
Bei einer aus der DE 34 00 110 C2 bekannten Schienenbefestigung kommen mit Torsionsschenkeln klemmenartig ausgebildete Spannelemente aus elastischem Material, insbesondere aus gehärtetem Stahl zum Einsatz, die im montierten Zustand zwischen einer Halteplatte und einem Befestigungsanker angeordnet sind. Das Spannelement weist zwei Schenkel auf, die als Torsionselemente gestaltet sind.
Aus der DE 39 18 091 C2 ist eine Schienenbefestigung bekannt, bei der sich Abschnitte der Außenschenkel von epsilon-förmig ausgebildeten Spannelementen unter Vergrößerung des Abstandes von den Innenschenkeln gegen den Schienenfuß hin verbreitern. Die aufeinander zugerichteten freien Enden des Spannelementes enden außerhalb der Innenschenkel. Das Spannelement ist ferner so gestaltet, daß ein Mittelsteg in der Montagestellung in kleinem Abstand über den Schienenfuß zu liegen kommt und in der Vormontagestellung mit seiner Innenseite am Schaft der Schwellen- bzw. Ankerschraube anliegt. Es ist bekannt, unter Verwendung solcher oder anderer klemmenartigen Spannelemente (Schienenklemmen) indirekte, kraftschlüssig-elastische Schienenbefestigungen vorzusehen. Diese werden im Einsenbahnoberbau dann eingesetzt, wenn erhöhte Elastizität und/oder Dämpfung notwendig ist. Auf festen Fahrbahnen (Betonfahrbahn ohne Schotter) wird durch die hochelastische Schienenbefestigung die Schotterelastizität nachgebildet; auf Tunnelstrecken im Stadtbereich können mittels elastischer Schienenbefestigungen die Erschütterungen deutlich reduziert werden.
Im praktischen Betrieb kommen indirekte Schienenbefestigungen dieser Art in verschiedenen Varianten zum Einsatz. Diesen ist gemeinsam, daß die Schiene über ihren Schienenfuß zunächst auf der Rippen- bzw. Unterlagsplatte (Stahloder Gussplatte) festgelegt wird und dann anschließend die Rippen-ΛJnter- lagsplatte wiederum separat mit dem Schwellenkörper (aus Holz oder Beton) oder (auf Brücken) mit einer Betonplatte bzw. einem Stahlträger verbunden wird. Diese indirekten, elastischen Schienenbefestigungen benötigen zur Vorspannung der mindestens einen zwischengeschalteten, elastischen Platte zwei Schwellenanker (Schwellen- oder Durchsteckschrauben bzw. Ankerbolzen mit Sicherungsmutter) und zum Verspannen der beiden Spannelemente bzw. Schienenklemmen zwei separate Schrauben, z. B. Hakenschrauben. Die Schwellenanker und die Spannelemente-Schrauben sind dabei seitlich entfernt voneinander angeordnet.
Durch die DE 10 2004 031 632 A1 ist zwar eine indirekte, kraftschlüssig-elastische Schienenbefestigung bekannt geworden, die insgesamt nur zwei Schwellen- bzw. Durchsteckschrauben benötigt. Diese müssen jedoch so durch eine in den Halterungen und der elastischen Zwischenlage bzw. den Zwischenlagen bis in den Schwellenkörper hinein vorgesehene Aufnahmebohrung immer etwas nach außen gesetzt werden. Sie befinden sind nicht mittig bzw. direkt unter den Spannelementen, vielmehr unterhalb der Torsionsschenkel. Damit ist eine Montage bzw. Demontage der Schwellen-/Durchsteckschrauben mit eingebauten Spannelementen nicht möglich. Abgesehen von dem für dieses Schienenbefestigungssystem erforderlichen größeren Einbauraum ergibt sich eine aufwendigere Gestaltung und eine insgesamt ungünstige Krafteinleitung.
Aber auch die aus dem praktischen Einsatz bekannten, vorbeschriebenen indirekten hochelastischen Schienenbefestigungen bringen Nachteile mit sich. So wird die vom Eisenbahnrad erzeugte Horizontalkraftkomponente vom Schwellenanker bzw. Ankerbolzen aufgenommen, womit an der Einspannstelle des Schwellenankers im Schwellenkörper ein Biegemoment, zusätzlich auch noch Scherung, hervorgerufen wird, was oft zu Brüchen an dieser Stelle führt. Weiterhin wird durch die Schraubbefestigung der Klemmelemente die zwischengeschaltete elastische Platte relativ stark vorgespannt, was deren Arbeitsbereich erheblich einschränkt. Die dabei unvermeidlich hohe Vorspannung der elastischen Platte, die bei ca. 12 bis 14 kN liegen kann, verursacht auf Dauer ein Kriechen des elastischen Materials, führt damit automatisch zu einer Verhärtung des Systems und somit zum deutlichen Wirkungsverlust der Elastizität bzw. Dämpfung.
Die neben derartigen indirekten, kraftschlüssig-elastischen Schienenbefestigungen bekannten direkten elastischen Schienenbefestigungen, wie durch die DE 102 33 784 A1 bekannt geworden, lösen das Problem der Horizontalkraftkomponente dadurch, daß die Kraft über eine Winkelführungsplatte auf einen Höcker bzw. eine Schulter in den Schwellenkörper übertragen wird. Allerdings wird durch die direkte Verspannung der Schiene mit dem Schwellenkörper über die Spannelemente auf die zwischengeschaltete, elastische Platte eine noch höhere Vorspannung ausgeübt, die zwischen 18 und 24 kN liegen kann. Das Kriechen des Elastomers wird dadurch noch verstärkt, womit die Elastizität nicht dauerhaft gegeben ist. Ein weiterer Nachteil dieser direkten elastischen Befestigung besteht darin, daß die die Schiene haltenden Spannelemente den Einsenkungsbewegungen des gesamten Systems folgen müssen und somit einer Schwingwechselbeanspruchung ausge- setzt sind. Das führt unter realen Bedingungen je nach Belastung und Umwelteinflüssen (Rost etc.) zu Materialermüdung bis hin zu erheblichem Spannkraftverlust.
Ausgehend von einer indirekten, kraftschlüssig-elastischen bzw. hochelastischen Schienenbefestigung liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schienenbefestigung ohne die beschriebenen Nachteile zu schaffen, d.h. insbesondere die hohe Vorspannung der zwischengeschalteten, elastischen Platte zu vermeiden und gleichzeitig ein kompaktes, kostengünstiges Befestigungssystem zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die klemmenartigen Spannelemente befestigenden Schrauben und die Schwellenanker bzw. Schraubenmittel der Stahlplatte mit Abstand übereinander liegend angeordnet sind. Es lässt sich hiermit ein Befestigungssystem erreichen, das die Vorteile der indirekten und direkten Schienenbefestigung vereint und dabei aber deren Nachteile vermeidet. Indem die Schiene über die auf ihren Schienenfuß wirkenden, von den Schrauben beaufschlagten Spannelemente indirekt an der Stahlplatte befestigt ist und diese wiederum separat über Schwellenanker mit dem Schwellenkörper verbunden wird, wobei die Schwellenankerachsen vorzugsweise auf einer Linie, in Flucht mit den darüber angeordneten Achsen der Schrauben, die zur Befestigung der Spannelemente dienen, angeordnet sind, gleichwohl auch ein leichter seitlicher Versatz möglich wäre, lässt sich erreichen, daß die Spannelemente bzw. deren Befestigungsschrauben keiner Schwingwechselbeanspruchung ausgesetzt sind, somit lediglich rein statisch belastet werden. Abgesehen von der sehr kompakten Bauweise wird zudem gleichzeitig die hohe Vorspannung der elastischen bzw. hochelastischen Platte vermieden. Denn diese wird nicht mehr mit der Spannkraft der Spannklemme, sondern mit den Schwellenankern oder einem Ankersystem (z.B. Ankerbolzen mit selbstsichernder Mutter und Anschlag oder ähnliche Konstruktionen mit Schraube und Feder) mit sehr geringer Vorspannkraft von nur wenigen kN verspannt. Als klemmartiges Spannelement eignet sich jede Art Spannklemme, im einfachsten Fall ein Stahlblech als Klemmplatte. Denn die Verbindung des Spannelementes / der Klemme mit der Schiene und der Stahlplatte ist starr, so daß es kaum eine Relativbewegung zwischen Schiene und der Stahl- oder Gussplatte, an der die Klemme befestigt ist, gibt. Das Spannelement / die Klemme schwingt somit auch nicht und braucht daher nicht elastisch zu sein. Das Klemmelement darf sich nur nicht lösen, was durch eine selbstsichernde Mutter oder eine Schraube, mit oder ohne Federring, erreicht werden kann. Bei einer optionalen, federnden Klemme läßt sich die Federkraft als Sicherung gegen Lösen nutzen.
Die Ausschöpfung der Vorteile einer indirekten und direkten Schienenbefestigung werden nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dadurch weiter begünstigt, daß sich die Stahlplatte über zweiteilige, in vertikaler Ebene einander anliegenden Winkelführungsplatten an Schultern des Schwellenkörpers abstützt. Die Winkelführungsplatten nehmen im Zusammenspiel mit den Schultern des Schwellenkörpers einerseits die Horizontal- bzw. Querkraft auf. Andererseits bietet die zweiteilige Ausführung der Winkelführungsplatten, die aus Kunststoff bestehen, im Gegensatz zu einteiligen Winkelführungsplatten den Vorteil, daß die Plattenteile gegeneinander gleiten, sobald das System durch die Achslasten belastet wird. Die ohnehin schon erreichte hohe Lebensdauer des erfindungsgemäßen Befestigungssystems wird dadurch weiter gefördert.
Die Horizontalkräfte können auch ohne ein seitliches Winkelführungselement aufgenommen werden, wenn als unteres Schraubenmittel ein Ankerbolzen großer Länge und mit hoher Festigkeit verwendet wird, womit ein sehr viel niedriger liegender Querkraftangriffspunkt und damit viel kleinerer Hebelarm erreicht werden kann, so daß das auf den Ankerbolzen wirkende Biegemoment deutlich geringer wird. Eine derartige Ankerbolzenbefestigung eignet sich insbesondere für feste Fahrbahnen, die aus einfachen Betonplatten ohne Schwellen bestehen. Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, daß die äußere, einer Schulter unmittelbar benachbarte Winkelführungsplatte mit einer Abhebesicherung ausgebildet ist. Diese kann eine Schraubankerhalterung sein oder beispielsweise auch geometrisch im Schwellenkörper integriert werden. In jedem Fall wird durch die Abhebesicherung die Einbaulage gewährleistet.
Wenn nach einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung die einander zugewandten Enden der Schrauben und der Schwellenanker als Kopfstücke ausgebildet sind, bieten die Köpfe der Schwellenanker eine automatische Begrenzung im Ü- berlastfall. Denn sobald der Abstand, den Klemmelement-Schraube und Schwellenanker in der Ausgangs-Einbaulage einnehmen, überwunden wird, legt sich das Schwellenanker-Kopfstück an die gegenüber liegende Schraube an.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Kopfstück der Schrauben in die Stahl- oder Gußplatte, auf der der Schienenfuß, ggf. unter Hinzufügung einer Zwischenplatte bzw. -läge festgelegt wird, eingeschraubt oder darin verrastet oder verkeilt, z. B. mittels eines Bajonettverschlusses, werden. In jedem Fall wird eine sichere Ankopplung der oberen Schraube gewährleistet.
Es kann auf dem von dem Kopfstück abgewandten Ende der oberen Schrauben vorteilhaft eine Standardmutter, für die sich im Zusammenspiel mit einem elastischen Spannelement ein selbstsichernder Sitz ergibt, oder in Verbindung mit einer Klemmplatte eine Sicherungsmutter aufgeschraubt werden.
Wenn die oberen Schrauben nach einem Vorschlag der Erfindung mit einer Durchgangsbohrung ausgebildet sind, läßt sich in einfacher Weise ein direkter Zugang zur unteren Schraube bzw. zum Schwellenanker / Ankerbolzen mittels eines Werkzeugs, z. B. Innensechskantwerkzeug, das in einen Innensechskant des unteren Kopfstückes eingreifen kann, erreichen. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Kopfstück der Schwellenanker mit radialem Freiraum in der Durchgangsbohrung der Stahlplatte angeordnet ist. Wenn die Schiene belastet wird, können sich die Schwellenanker somit ungehindert den darüber in der Durchgangsbohrung eingeschraubten Klemmelement- Schrauben nähern.
Hierbei empfiehlt es sich nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung, unter dem Kopfstück der Schwellenanker ein Federelement, z.B. Federring, Feder, Tellerfeder, Tellerfederpaket, Spiralfeder, Schraubenfeder, Gummiring oder Elastomerfeder, vorzusehen und den Schwellenankern unterhalb ihrer Kopfstücke in den Durchgangsbohrungen eine Isolierkragen- oder Gleitbuchse zuzuordnen. Dieses Federelement stellt in vorteilhafter Weise ein elastisches Gegenlager für die auf der hochelastischen Zwischenplatte angeordnete Stahl- / Gußplatte dar. Das Gegenlager für das Federelement ist das Kopfstück, ggf. in Form einer aufgeschraubten, selbstsichernden Mutter, ggf. mit Unterlegscheibe, des Schwellenankers.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung das Prinzip des erfindungsgemäßen Schienen-Befestigungssystems;
Fig. 2 in der Draufsicht als Einzelheit eine nach dem System der Fig. 1 unter
Verwendung eines im Ausführungsbeispiel mit Torsionsschenkeln klemmartig ausgebildeten Spannelementes befestigte Schiene;
Fig. 3 das Schienenbefestigungssystem im Querschnitt entlang der Linie IH-III von Fig. 2; und Fig. 4 die strichpunktiert eingekreiste Einzelheit der Fig. 3.
Die Fig. 1 zeigt das Prinzip eines Befestigungssystems mit indirekter und direkter Befestigung in Längsrichtung einer Schiene 1 gesehen. Die Schiene 1 ist hierbei mit ihrem Schienenfuß 2 indirekt an einem Schwellenkörper 3 befestigt, und zwar ist sie mit klemmenartigen Spannelementen 4a, 4b an eine Platte 5 aus Stahl oder Guss festgelegt. Die Stahlplatte 5 ihrerseits ist separat über Schwellenanker 6a, 6b mit dem Schwellenkörper 3 verbunden. Die klemmenartigen Spannelemente 4a, 4b werden von oberen Schrauben 7 mit aufgeschraubter Mutter gegen den Schienenfuß 2 verspannt. Unterhalb der Stahlplatte 5 ist hier eine elastische Platte 8 und zwischen dem Schienenfuß 2 und der Stahlplatte 5 ist eine starre Zwischenplatte 9 angeordnet. Die Schrauben 7 der klemmenartigen Spannelemente 4a, 4b und die Schwellenanker 6a, 6b sind auf einer Linie, in Flucht und mit einem Abstand s, somit übereinander liegend, in an beiden Enden der Stahlplatte 5 ausgebildeten Haltergehäusen 10 (vgl. Fig. 3) vorgesehen.
Die Haltergehäuse 10 weisen zur Aufnahme der Schrauben 7 und der Schwellenanker 6a, 6b eine Durchgangsbohrung 11 auf, die in eine Schwellenankerbohrung mit geringerem Durchmesser übergeht. Die mit einem Kopfstück 12 in die Haltergehäuse 10 eingeschraubten oder dort verrasteten bzw. verkeilten Schrauben 7 (vgl. Fig. 4) erzeugen auf die klemmenartigen Spannelemente 4a, 4b eine Spannkraft Fs, die der Kraft Fv der Verschraubung entspricht. Die die Stahlplatte 5 separat mit dem Schwellenkörper 3 verbindenden Schwellenanker 6a, 6b erzeugen eine Ankerkraft Fa, die der dazu entgegengesetzt wirkenden Federkraft Ff eines unter ihren Kopfstücken 13, ggf. vorgesehen als Aufschraubmuttern, angeordneten und ein Gegenlager darstellenden, Federelement 14 entspricht. Bei dieser hochelastischen Schienenbefestigung für Gleisanlagen mit sich vereinender indirekter und direkter Befestigung wird die von Eisenbahnrädern erzeugte Horizon- talkraftkomponeπte Fh unschädlich für die Schwellenanker 6a, 6b in den Schwellenkörper 3 abgeleitet.
Wie sich näher den Fig. 3 und 4 entnehmen lässt, wird die Quer- bzw. Horizontalkraft Fh von in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Teilen bestehenden, in vertikaler Ebene einander anliegenden Winkelführungsplatten 15a, 15b, die sich an Höckern bzw. Schultern 16 des Schwellenkörpers 3 abstützen, aufgenommen und darüber in den Schwellenkörper 3 übertragen. Durch die Zweiteiligkeit können die einzelnen Winkelführungsplatten 15a, 15b gegeneinander gleiten, sobald das System durch die Eisenbahnräder belastet wird. Die Einsenkung wird hierbei im Ü- berlastfall automatisch begrenzt, weil nach der Überwindung des Abstandes Δs die Kopfstücke 12 der Schrauben 7 der Spannelemente 4a, 4b auf die Kopfstücke 13 der in der Durchgangsbohrung 11 der Haltergehäuse 10 der Rippenplatte 5 mit radialem Freiraum und somit Bewegungsspiel angeordneten Schwellenanker 6a, 6b auftreffen. Wie in Fig. 4 weiter dargestellt ist, sind die Schwellenanker 6a, 6b über einen zylindrischen Abschnitt in Isolierkragenbuchsen oder Gleitbuchsen 17 angeordnet und geführt, die unterhalb des Federelements 14 der Kopfstücke 13 vorgesehen sind. Der jeweils einer Schulter 16 des Schwellenkörpers 3 unmittelbar zugewandten Winkelführungsplatte 15b ist eine Abhebesicherung 18 zugeordnet, die im Ausführungsbeispiel als Anker ausgebildet ist.
Die Fig. 2 zeigt eine mit in einer Linie übereinander liegenden Schrauben 7 der Spannelemente 4a, 4b und Schwellenanker 6a, 6b (hier in der Figur nicht zu erkennen) der Stahlplatte 5 und somit sowohl indirekter als auch direkter Befestigung auf dem Schwellenkörper 3 mit ihrem Schienenfuß 2 festgelegte Schiene 1. Dieses Befestigungssystem ist sehr kompakt und damit kostengünstig. Es vereint insbesondere die Vorteile einer direkten und indirekten Schienenbefestigung mit für das System unschädlicher Aufnahme der Horizontalkraftkomponenten, die vorteilhaft durch zweiteilige Winkelführungsplatten 15a, 15b über Schultern 16 aufgenommen bzw. in den Schwellenkörper 3 eingeleitet werden, und ermöglicht eine geringere Vorspannung der zwischen der Stahlplatte 5 und dem Schwellenkörper 3 vorgesehenen, elastischen Platte 8 (vgl. Fig. 3). Es werden zudem Schwingwechselbeanspruchungen der klemmenartigen Spannelemente 4a, 4b vermieden, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Lebensdauer des Befestigungssystems beiträgt.
Bezugszeichenliste
1 Schiene
2 Schienenfuß
3 Schwellenkörper
4a ,b Spannelement
5 Stahlplatte oder Gußplatte
6a ,b Schwellenanker
7 Schraube (der Spannelemente)
8 elastische Platte
9 starre Zwischenplatte / Zwischenlage
10 Haltergehäuse
11 Durchgangsbohrung
12 Kopfstück
13 Kopfstück (Schwellenanker)
14 Federelement
15; 15a, b Winkelführungsplatte
16 Schulter
17 Isolierkragenbuchse
18 Abhebesicherung
s; Δs Abstand
Fs Spannkraft
Fv Verschraubungskraft
Fa Ankerkraft
Ff Federkraft
Fh Horizontalkraftkomponente
Fr Resultierende Kraft vom Eisenbahnrad

Claims

Patentansprüche
1. Hochelastische Schienenbefestigung für Gleisanlagen, die klemmenartig ausgebildete Spannelemente (4a, 4b) aufweist, die im montierten Zustand mittels jeweils einer Schraube (7) an einer als Unterlage für einen Schienenfuß (2) ausgebildeten Stahlplatte (5) befestigt sind und eine die Schiene (1) in Position haltende Klemmkraft ausüben, wobei die Stahlplatte (5) unter Zwischenschaltung einer elastischen Platte (8) mit einem Untergrund, wie einen Schwellenkörper (3), insbesondere eine Beton schwel Ie, über Schwellenanker (6a, 6b) oder dergleichen Schraubenmittel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannelemente (4a, 4b) befestigenden Schrauben (7) und die Schwellenanker (6a, 6b) mit Abstand (s) übereinander liegend angeordnet sind.
2. Schienenbefestigung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (7) der Spannelemente (4 a, 4 b) und die Schwellenanker (6 a, 6 b) mit ihren Längsachsen auf einer Linie, in Flucht verlaufend angeordnet sind.
3. Schienenbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stahlplatte (5) über zweiteilige, in vertikaler Ebene einander anliegenden Winkelführungsplatten (15a, 15b) an Schultern (16) des Schwellenkörpers (3) abstützt.
4. Schienenbefestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere, einer Schulter (16) unmittelbar benachbarte Winkelführungsplatte (15b) mit einer Abhebesicherung (18) ausgebildet ist.
5. Schienenbefestigung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch aus Kunststoff hergestellte Winkelführungsplatten (15a, 15b).
6. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Enden der Schrauben (7) und der Schwellenanker (6a, 6b) als Kopfstücke (12; 13) ausgebildet sind.
7. Schienenbefestigung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (12) der Schraube (7) in die Stahlplatte (5) eingeschraubt, darin verrastet oder verkeilt ist.
8. Schienenbefestigung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem von dem Kopfstück (12) abgewandten, oberen Ende der Schrauben (7) eine Mutter bis gegen das Spannelement (4 a, 4 b) aufgeschraubt ist.
9. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (7) mit einer Durchgangsbohrung ausgebildet sind.
10. Schienenbefestigung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (13) der Schwellenanker (6a, 6b) mit radialem Freiraum in der Durchgangsbohrung (11) der Stahlplatte (5) angeordnet ist.
11. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch ein unter dem Kopfstück (13) der Schwellenanker (6a, 6b) vorgesehenes Federelement (14).
12. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß den Schwellenankern (6a, 6b) unterhalb ihrer Kopfstücke (13) in den Durchgangsbohrungen (11) eine Isolierkragenbuchse (17) zugeordnet ist.
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