EP3055459A1 - Elastisches zwischentück zum klemmen eines schienenfusses - Google Patents

Elastisches zwischentück zum klemmen eines schienenfusses

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EP3055459A1
EP3055459A1 EP13779172.9A EP13779172A EP3055459A1 EP 3055459 A1 EP3055459 A1 EP 3055459A1 EP 13779172 A EP13779172 A EP 13779172A EP 3055459 A1 EP3055459 A1 EP 3055459A1
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EP
European Patent Office
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rail
intermediate element
support surface
dimensionally stable
spring
Prior art date
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EP13779172.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3055459B1 (de
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Winfried BÖSTERLING
Nicole Wiethoff
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Vossloh Werke GmbH
Original Assignee
Vossloh Werke GmbH
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Publication date
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Publication of EP3055459B1 publication Critical patent/EP3055459B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • 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
    • E01B9/60—Rail fastenings making use of clamps or braces supporting the side of the rail
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • 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
    • E01B9/30—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips
    • E01B9/303—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips the clip being a shaped bar
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B26/00—Tracks or track components not covered by any one of the preceding groups
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2205/00—Electrical insulation of railway track parts

Definitions

  • the invention relates to an intermediate element for a system for fastening a rail for a rail vehicle on a substrate.
  • the intermediate element is intended to be arranged between an end portion of a spring element and a rail for rail vehicles, so that in use the spring element on the
  • the intermediate element transmits a hold-down force on the rail.
  • the intermediate element has a
  • the invention relates to a with such
  • Spring arms is the spring element in each case a receptacle which is formed in the bearing surface of the intermediate element is.
  • the made of an electrically non-conductive plastic intermediate element sits on the top of the rail of the rail attached to the system. The intermediate element separates in this way the rail electrically from the spring element and at the same time ensures a large-scale transmission of hold-down forces on the rail.
  • Rail vehicles can low-frequency movements, which are triggered by the weight load, which by the weight of the respective rail vehicle or the train composed of several rail vehicles
  • the object of the invention was to provide a means with which the risk of a shortening of the life of a system occurring in a system for fastening a rail to a ground to hold down the rail, due to periodic movements, is avoided minimizes used spring element.
  • the invention provides an intermediate element having the features specified in claim 1.
  • the invention provides that in such a system, an intermediate element according to the invention is used.
  • the intermediate element according to the invention for a system for fastening a rail for a rail vehicle on a substrate is therefore intended to be arranged between an end portion of a spring element and the respectively to be fastened rail, so that the Spring element transmits a hold-down force on the rail via the intermediate element.
  • the intermediate element has a support surface on which lies in use the end portion of the spring element, and a AufStand Structure with which it is in use on the rail.
  • the intermediate element is designed to be elastically yielding in a direction of action directed from the support surface to the support surface.
  • An inventive system for securing a rail for a rail vehicle on a ground, in which the rail has a rail foot, with which it is supported on the ground, comprises accordingly
  • an intermediate element designed according to the invention which stands with its support surface on the foot of the rail and on the bearing surface of which the end section of the rail
  • the intermediate element according to the invention thus provides significantly greater damping properties than the conventional systems for fastening a rail for the purpose of electrical insulation between the
  • Isolator elements is the case.
  • the invention allows provided with a certain elastic compliance
  • Hold-down force exerting spring element of the executed by the rail movements The arrangement of the present invention elastically formed intermediate element between the ends of the spring element and the rail, the vibration paths of the spring arm ends are reduced and shortened as a result of the damping effect thus achieved, the decay time at a natural vibration of the spring element. In this way, the spring element is protected from excessive load and its life significantly increased.
  • Damping effect of the intermediate element can be ensured by a suitable design or by a suitable choice of material.
  • the intermediate element as a whole from an elastic or damping material which has the required elasticity or damping properties and is so resistant to wear that it withstands the abrasive loads it is exposed to during operation.
  • an elastic or damping material which has the required elasticity or damping properties and is so resistant to wear that it withstands the abrasive loads it is exposed to during operation.
  • Corresponding materials are in the
  • Track superstructure for example, for intermediate plates in the
  • the intermediate element permanently transmits the hold-down forces, which are exerted in use by the respective spring element, permanently on the rail, it can
  • the intermediate element has a dimensionally stable portion at the free top of the
  • Support surface is formed, acts on the spring element with the respective end portion of its spring arm.
  • the elastic element is in this case at the rail associated bottom of the dimensionally stable portion
  • Damaged spring element or locally due to a too small contact surface between the spring element and elastic element is so heavily loaded that premature wear occurs.
  • the intermediate element may also have a dimensionally stable section, on the underside of which the support surface is formed and, accordingly, on its upper side facing away from the support surface elastic element sits.
  • the dimensionally stable section which is thus arranged in use between the elastic element and the rail protects the elastic element, in particular against abrasive wear, which may otherwise occur on contact of the elastic element with the generally rough surface of the rail.
  • the intermediate element according to the invention results when the elastic element is dimensionally stable between two
  • Sections is arranged, that is, both at its the respective end portion of the spring element associated upper side and at its rail associated
  • the elastic element is one made of an elastic
  • the dimensionally stable portions can each consist of a wear-resistant, hard material having a strength sufficient to absorb the loads occurring in use and a sufficient To ensure dimensional stability of each section.
  • the dimensionally stable sections may be made of metal.
  • the intermediate element of at least one wear-resistant, acting as a vibration or electrical voltage isolator hard component that makes contact with the rail or tension clamp, and acting as a damper elastic soft component is formed,
  • Hard component, d. H. the respective dimensionally rigid portion are applied so that a cohesive connection is made. This can be done by spraying or sprueing. However, it is equally possible, the respective dimensionally stable section and the elastic
  • the elastic element can be adhesively bonded, in particular adhesively bonded or vulcanized, to the respective dimensionally stable element, for example, or in some other way,
  • the elastic element is to be arranged as an intermediate layer between two dimensionally stable sections, the dimensionally stable sections via a web of a
  • This embodiment has the advantage that the dimensionally stable sections which are connected to one another via the web can be produced in one piece in one operation, for example, from a suitable solid plastic.
  • the web can thereby by minimizing its
  • Wall thickness can be easily designed so that it does not hinder the necessary elastic compliance of sitting between the dimensionally stable sections elastic element.
  • Rail fastening in which a W-shaped tension clamp is used as a spring element, particularly suitable embodiment of an intermediate element according to the invention is characterized in that it is elongated guaderförmig.
  • the end portions of the spring arms of such a clamping spring element can act together on a single intermediate element on the rail.
  • each assigned end portion may be formed on the support surface form elements on which in use the associated end portion of the
  • Fig. 1 is an attachment point for a rail in a
  • Fig. 2 shows an intermediate element for a system for fixing the rail in a perspective view.
  • the fastening point B shown in FIG. 1 comprises two identically constructed systems 1, 1 'for fastening the conventionally formed rail S to one
  • Each one system 1,1 ' is arranged on one of the longitudinal sides of the rail S.
  • the rail S is part of a track, not shown further for rail vehicles and has a rail foot F, a web standing thereon and a rail head supported by the bridge, on the free top, the tread for the wheels of the
  • the systems 1, 1 'each comprise a guide plate 2, 2', one each on the conventional W-shaped one
  • the Spring element 3,3 ' is each formed by means of a conventional sleeper screw
  • the guide plate 2,2 ' is each in the manner of a
  • the guide plates 2, 2 ' guide the transverse forces Q, which occur when a rail vehicle passes over the attachment point B, into the ground U.
  • the respective spring element 3, 3 'of the systems 1, 2 exercises over the end sections 7, 8 of its middle loop 9 outgoing spring arms 10,11 each resiliently a hold-down force ⁇ , ⁇ 'on the foot F of the rail S, with the rail S is kept pressed against the ground U.
  • the intermediate elements 12, 12 ' also have a plate-shaped, second dimensionally stable section 21, which is arranged at a distance from the first section 13 in a direction aligned normal to the support surface 14 and also extends over the length LZ and width BZ of the respective intermediate element 12,12 '.
  • a plate-shaped, second dimensionally stable section 21 which is arranged at a distance from the first section 13 in a direction aligned normal to the support surface 14 and also extends over the length LZ and width BZ of the respective intermediate element 12,12 '.
  • dimensionally stable portion 21 is a flat AufStand Scheme 22 is formed, with which the respective intermediate element 12,12 'in use on the associated surface of the
  • the dimensionally stable sections 13, 21 are connected to one another via a web 23 which extends along one longitudinal side 24 of the intermediate elements 12, 12 '.
  • a web 23 which extends along one longitudinal side 24 of the intermediate elements 12, 12 '.
  • Viewed in a section transverse to the longitudinal extent L of the intermediate elements 12,12 ⁇ embrace the dimensionally stable portions 13,21 and the web 23 accordingly in the manner of a "C” a slot-shaped receptacle 25 which opens in the use position in the direction of the respective spring element 3,3 ' is and extends over the length of the intermediate element 12,12 '.
  • Intermediate elements 12, 12 ' are molded integrally in an injection molding process from a solid, dimensionally stable plastic, which is, for example, polyamide, which may optionally be fiber-reinforced or particle-reinforced.
  • a solid, dimensionally stable plastic which is, for example, polyamide, which may optionally be fiber-reinforced or particle-reinforced.
  • an elastic element 26 which consists of a
  • a mixed or closed-cell material for example polyetherurethane or ethylene-propylene-diene rubber.
  • a mixed or closed-cell material for example polyetherurethane or ethylene-propylene-diene rubber.
  • the material of the elastic member 26 is injected into the receptacle 25, so that a cohesive permanent bond between the dimensionally stable sections 13,21 and the web 23 on the one side and the elastic member 26 on the other side yields.
  • the arrangement of the elastic element 26 in the receptacle 25 on the one hand has sufficient dimensional stability and, on the other hand, a defined elastic compliance of the intermediate elements 12, 12 'in a direction of action W corresponding to the effective direction of the hold-down force N.
  • the intermediate elements 12, 12 muds have the
  • the second dimensionally stable section 21 can also be omitted.
  • the elastic element 26 is located in the mounting position directly on the associated surface of the
  • the elastic element 26 itself as an intermediate element or to position it in the sense of a sandwich between two dimensionally stable layers, by which the uniform distribution of the loads acting on the elastic element is ensured. It is also conceivable to einhausen the elastic element in a solid material, in which case the housing is designed so that the damping effect of

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System und ein Zwischenelement für ein System (1,1') zum Befestigen einer Schiene (S) für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund (U). Das Zwischenelement (12,12') ist dazu vorgesehen, zwischen einem Endabschnitt (7,8) eines Federelements (3,3') und der Schiene (S) angeordnet zu werden, so dass das Federelement (4,4') über das Zwischenelement (12,12') eine Niederhaltekraft (Ν,Ν') auf die Schiene (S) überträgt. Dabei weist das Zwischenelement (12,12') eine Auflagefläche (14), auf dem im Gebrauch der Endabschnitt (7,8) des Federelements (3,3') liegt, und eine Aufstandfläche (22) auf, mit dem es im Gebrauch auf der Schiene (S) sitzt. Erfindungsgemäß ist nun das Zwischenelement (12,12') in einer von der Auflagefläche (14) zur Aufstandfläche (22) gerichteten Wirkrichtung (W) elastisch nachgiebig ausgebildet. Durch den Einbau eines erfindungsgemäßen Zwischenelements (12,12`) in ein Schienenbefestigungssystem lässt sich die Gefahr einer in Folge von periodischen Bewegungen eintretenden Verkürzung der Lebensdauer des Federelements (3,3`) minimieren, das in dem System zum Niederhalten der Schiene eingesetzt ist.

Description

ELASTISCHES ZWISCHENTÜCK ZUM KLEMMEN EINES SCHIENENFUSSES
Die Erfindung betrifft ein Zwischenelement für ein System zum Befestigen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund. Das Zwischenelement ist dabei dazu vorgesehen, zwischen einem Endabschnitt eines Federelements und einer Schiene für Schienenfahrzeuge angeordnet zu werden, so dass im Gebrauch das Federelement über das
Zwischenelement eine Niederhaltekraft auf die Schiene überträgt. Dazu weist das Zwischenelement eine
Auflagefläche, auf dem im Gebrauch der Endabschnitt des Federelements liegt, und eine AufStandfläche auf, mit dem es im Gebrauch auf der Schiene steht.
Ebenso betrifft die Erfindung ein mit einem solchen
Zwischenelement ausgestattetes System zum Befestigen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund.
Ein Zwischenelement und ein System dieser Art sind
beispielsweise aus der DE 20 2007 018 500 Ul bekannt. Bei diesem bekannten System wird als Federelement eine so genannte "Spannklemme" eingesetzt, die W-förmig mit einer Mittelschlaufe und zwei davon abgehenden Federarmen
ausgebildet ist. Mit den freien Endabschnitten der
Federarme liegt das Federelement in jeweils einer Aufnahme, die in die Auflagefläche des Zwischenelements eingeformt ist. Das aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff gefertigte Zwischenelement sitzt dabei auf der Oberseite des Schienenfußes der mit dem System befestigten Schiene. Das Zwischenelement trennt auf diese Weise die Schiene elektrisch vom Federelement und gewährleistet gleichzeitig eine großflächige Übertragung der Niederhaltekräfte auf den Schienenfuß .
Beim Überfahren von mit Systemen der hier in Rede stehenden Art gebildeten Schienenbefestigungspunkten durch ein
Schienenfahrzeug können niederfrequente Bewegungen, die durch die Gewichtsbelastung ausgelöst werden, welche durch das Gewicht des jeweiligen Schienenfahrzeugs bzw. des aus mehreren Schienenfahrzeugen zusammengesetzten Zuges
verursacht werden, mittelfrequente Bewegungen, die durch die Verteilung und das Eigengewicht der Achsen oder
Drehgestelle des Zuges ausgelöst werden, oder hochfrequente Schienenbewegungen auftreten, die durch geometrische
Abweichungen der Räder des jeweils überfahrenden
Schienenfahrzeugs oder Schäden an der Lauffläche der jeweils befestigten Schiene ausgelöst werden. Jede dieser Bewegungsformen kann zu hochdynamischen Belastungen des zum Niederhalten der Schiene eingesetzten Federelements führen. Diese können so weit gehen, dass das Federelement in
Resonanz gerät. Das Federelement wird dabei in seiner natürlichen Frequenz angeregt und kann dadurch trotz nur geringer Schienenbewegungen einer sehr hohen dynamischen Beanspruchung ausgesetzt sein. In Folge dieser Belastungen kann es zu einer vorzeitigen Materialermüdung oder zu so großem Verschleiß des Federelements kommen, dass ein vorzeitiger Austausch erforderlich wird. Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Mittel bereitzustellen, mit dem sich die Gefahr einer in Folge von periodischen Bewegungen eintretenden Verkürzung der Lebensdauer eines in einem System zur Befestigung einer Schiene auf einem Untergrund zum Niederhalten der Schiene eingesetzten Federelements minimieren lässt.
Ebenso sollte ein System zur Befestigung einer Schiene genannt werden, bei dem mit einfachen Mitteln ein
vorzeitiger Verschleiß des in einem solchen System zum Niederhalten der Schiene auf dem jeweiligen Untergrund eingesetzten Federelements vermieden wird.
Zur Lösung der oben in Bezug auf das Mittel genannten Aufgabe stellt die Erfindung ein Zwischenelement mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen zur Verfügung.
Um die oben in Bezug auf das Schienenbefestigungssystem genannte Aufgabe zu lösen, sieht die Erfindung vor, dass in einem solchen System ein erfindungsgemäß ausgebildetes Zwischenelement zum Einsatz kommt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
Das erfindungsgemäße Zwischenelement für ein System zum Befestigen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund ist demnach dazu vorgesehen, zwischen einem Endabschnitt eines Federelements und der jeweils zu befestigenden Schiene angeordnet zu werden, so dass das Federelement über das Zwischenelement eine Niederhaltekraft auf die Schiene überträgt. Dabei weist das Zwischenelement eine Auflagefläche, auf der im Gebrauch der Endabschnitt des Federelements liegt, und eine AufStandfläche auf, mit dem es im Gebrauch auf der Schiene steht. Erfindungsgemäß ist nun das Zwischenelement in einer von der Auflagefläche zur AufStandfläche gerichteten Wirkrichtung elastisch nachgiebig ausgebildet.
Ein erfindungsgemäßes System zum Befestigen einer Schiene für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund, bei dem die Schiene einen Schienenfuß aufweist, mit dem sie auf dem Untergrund abgestützt ist, umfasst dementsprechend
- ein gegen den Untergrund mittels eines Spannelements verspanntes Federelement, das mindestens einen Federarm mit einem an seinem freien Ende ausgebildeten
Endabschnitt besitzt, und
- ein erfindungsgemäß ausgebildetes Zwischenelement, das mit seiner AufStandfläche auf dem Fuß der Schiene steht und auf dessen Auflagefläche der Endabschnitt des
Federarms des Federelements liegt.
Erfindungsgemäß wird also zwischen der jeweils zu
befestigenden Schiene und dem jeweils auf die Schiene wirkenden Ende des jeweiligen Federelements ein
Zwischenelement eingefügt, das gegenüber an dieser Stelle bei bekannten Schienenbefestigungssystemen eingesetzten Isolator-Zwischenelementen eine deutlich erhöhte elastische Nachgiebigkeit und eine dementsprechend geringere
Steifigkeit besitzt, so dass es eine effektive Dämpfung bewirkt. Das erfindungsgemäße Zwischenelement stellt so deutlich stärkere Dämpfungseigenschaften bereit, als dies die bei konventionellen Systemen zur Befestigung einer Schiene zwecks elektrischer Isolierung zwischen dem
jeweiligen Federelement und der Schiene angeordneten
Isolatorelementen der Fall ist.
Auf diese Weise erlaubt das erfindungsgemäß mit einer bestimmten elastischen Nachgiebigkeit versehene
Zwischenelement im Gebrauch eine Entkopplung des die
Niederhaltekraft ausübenden Federelements von den von der Schiene ausgeführten Bewegungen. Durch die Anordnung des erfindungsgemäß elastisch ausgebildeten Zwischenelements zwischen die Enden des Federelements und der Schiene werden die Schwingwege der Federarmenden verkleinert und in Folge der so erzielten Dämpfungswirkung die Abklingzeit bei einer Eigenschwingung des Federelements verkürzt. Auf diese Weise wird das Federelement vor übermäßiger Belastung geschützt und seine Lebensdauer signifikant erhöht.
Die erfindungsgemäß vorgegebene Elastizität und
Dämpfungswirkung des Zwischenelements kann durch eine geeignete Gestaltung oder durch eine geeignete Materialwahl gewährleistet werden. So ist es beispielsweise möglich, das Zwischenelement aus einem festen Material herzustellen, jedoch nach Art einer Feder so zu formen, dass es eine für die erfindungsgemäßen Zwecke ausreichende federnde
Nachgiebigkeit besitzt.
Ebenso ist es denkbar, das Zwischenelement insgesamt aus einem elastischen oder dämpfenden Material zu formen, das die erforderliche Elastizität bzw. Dämpfungseigenschaften mitbringt und dabei so verschleißbeständig ist, dass es den abrasiven Belastungen, denen es im Einsatz ausgesetzt ist, standhält. Entsprechende Materialien sind im
Schienenoberbau beispielsweise für Zwischenplatten im
Einsatz, die in einem Schienenbefestigungspunkt zwischen den jeweiligen Untergrund und die auf ihm stehende Schiene gelegt werden, um eine definierte Nachgiebigkeit der
Schiene in Schwerkraftrichtung zu gewährleisten.
Damit das Zwischenelement die Niederhaltekräfte, die im Gebrauch vom jeweiligen Federelement ausgeübt werden, dauerhaft sicher auf die Schiene überträgt, kann es
zweckmäßig sein, wenn das Zwischenelement einen formsteifen Abschnitt aufweist, an dessen freier Oberseite die
Auflagefläche ausgebildet ist, auf die das Federelement mit dem jeweiligen Endabschnitt seines Federarms wirkt. Das elastische Element ist in diesem Fall an der der Schiene zugeordneten Unterseite des formsteifen Abschnitts
angeordnet. Auf diese Weise werden die vom Federelement im Gebrauch aufgebrachten Niederhaltekräfte großflächig auf das elastische Element verteilt und verhindert, dass das elastische Element durch den auf es wirkenden,
möglicherweise scharfkantigen Endabschnitt des
Federelements beschädigt oder aufgrund einer zu geringen Kontaktfläche zwischen Federelement und elastischem Element lokal so stark belastet wird, dass vorzeitiger Verschleiß eintritt .
Alternativ oder ergänzend kann das Zwischenelement auch einen formsteifen Abschnitt aufweisen, an dessen Unterseite die AufStandfläche ausgebildet ist und auf dessen von der AufStandfläche abgewandten Oberseite dementsprechend das elastische Element sitzt. Der so im Gebrauch zwischen dem elastischen Element und der Schiene angeordnete formsteife Abschnitt schützt das elastische Element insbesondere gegen abrasiven Verschleiß, zu dem es andernfalls bei Kontakt des elastischen Elements mit der in der Regel vergleichbar rauen Oberfläche der Schiene kommen kann.
Eine optimale Wirkung und Haltbarkeit eines
erfindungsgemäßen Zwischenelements ergibt sich dann, wenn das elastische Element zwischen zwei formsteifen
Abschnitten angeordnet ist, also sowohl an seiner dem jeweiligen Endabschnitt des Federelements zugeordneten Oberseite als auch an seiner der Schiene zugeordneten
Unterseite durch einen formsteifen Abschnitt der
voranstehend erläuterten Art abgeschirmt ist.
Die voranstehend erläuterten, mindestens einen formsteifen Abschnitt voraussetzenden Ausgestaltungen des
erfindungsgemäßen Zwischenelements erweisen sich
insbesondere dann als zweckmäßig, wenn es sich bei dem elastischen Element um eine aus einem elastischen,
insbesondere einem viskoelastischen Material bestehende Lage handelt, die von dem jeweiligen formsteifen Abschnitt abgedeckt ist. Denkbar ist es allerdings auch hier, das elastische Element als eine separat vorgefertigte Feder auszubilden, die an den jeweiligen formsteifen Abschnitt angekoppelt ist.
In der Praxis können die formsteifen Abschnitte jeweils aus einem verschleißfesten, harten Material bestehen, das eine Festigkeit besitzt, die ausreicht, um die im Gebrauch auftretenden Belastungen aufzunehmen und eine ausreichende Formstabilität des jeweiligen Abschnitts zu gewährleisten.
So können die formsteifen Abschnitte beispielsweise aus Metall hergestellt sein. Im Hinblick auf ihre
Gebrauchseigenschaften und die Kosten ihrer Herstellung ist es jedoch vorteilhaft, wenn die formsteifen Abschnitte aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind. Kunststoffe, die hierfür in Frage kommen, sind an sich von der Herstellung von Isolier-Zwischenelementen der eingangs erläuterten Art bekannt. Sie bieten nicht nur eine ausreichende
Verschleißbeständigkeit und Festigkeit, sondern sind auch elektrisch nicht leitend.
Im für den praktischen Gebrauch vorteilhaften Fall, dass das Zwischenelement aus mindestens einer verschleißfesten, als Schwingungs- oder elektrischer Spannungsisolator wirkenden Hartkomponente, die den Kontakt zur Schiene oder Spannklemme herstellt, und einer als Dämpfer wirkenden elastischen Weichkomponente gebildet ist, kann die
Weichkomponente im Herstellungsprozess an die
Hartkomponente, d. h. den jeweils vorhandenen formsteifen Abschnitt, so appliziert werden, dass eine Stoffschlüssige Verbindung hergestellt ist. Dies kann durch Anspritzen oder Angießen erfolgen. Genauso ist es jedoch auch möglich, den jeweiligen formsteifen Abschnitt und die elastische
Komponente separat vorzufertigen und nachträglich zu dem Zwischenelement zusammenzusetzen. Das elastische Element kann dazu beispielsweise mit dem jeweiligen formsteifen Element stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt oder anvulkanisiert, oder in sonstiger Weise,
beispielsweise durch Formschluss, verbunden werden. Aus herstellungstechnischer Sicht kann es zweckmäßig sein, wenn im Fall, dass das elastische Element als Zwischenlage zwischen zwei formsteifen Abschnitten angeordnet sein soll, die formsteifen Abschnitte über einen Steg aus einem
Material miteinander zu verbinden, das eine geringere
Elastizität aufweist als das elastische Element, so dass die formsteifen Abschnitte und der Steg eine Aufnahme an deren Oberseite, deren Unterseite und deren einer
Längsseite umgrenzen, in der das elastische Element sitzt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die formsteifen, über den Steg miteinander verbundenen Abschnitte einstückig in einem Arbeitsgang beispielsweise aus einem geeigneten festen Kunststoff hergestellt werden können. Der Steg kann dabei durch eine entsprechende Minimierung seiner
Wandstärke problemlos so ausgelegt werden, dass er die notwendige elastische Nachgiebigkeit des zwischen den formsteifen Abschnitten sitzenden elastischen Elements nicht behindert.
Eine insbesondere für den Einsatz in Systemen zur
Schienenbefestigung, bei denen eine W-förmige Spannklemme als Federelement zum Einsatz kommt, besonders geeignete Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Zwischenelements ist dadurch gekennzeichnet, dass es langgestreckt guaderförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise können die Endabschnitte der Federarme eines solchen Spannklemmen-Federelements gemeinsam über ein einziges Zwischenelement auf die Schiene wirken. Jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, jeweils ein einzelnes Zwischenelement jedem der Federarme zuzuordnen .
Um eine besonders sichere Abstützung des jeweils zugeordneten Endabschnitts auf der Auflagefläche eines erfindungsgemäßen Zwischenelements zu gewährleisten, können an dessen Auflagefläche Formelemente ausgebildet sein, an denen im Gebrauch der zugeordnete Endabschnitt des
Federelements abgestützt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 einen Befestigungspunkt für eine Schiene in einem
Schnitt quer zur Längserstreckung der Schiene;
Fig. 2 ein Zwischenelement für ein System zum Befestigen der Schiene in perspektivischer Ansicht.
Der in Fig. 1 dargestellte Befestigungspunkt B umfasst zwei identisch aufgebaute Systeme 1,1' zum Befestigen der konventioneil ausgebildeten Schiene S auf einem
beispielsweise durch eine Betonschwelle oder einer
Betonplatte gebildeten festen Untergrund U. Jeweils ein System 1,1' ist an einer der Längsseiten der Schiene S angeordnet. Die Schiene S ist Teil eines weiter nicht dargestellten Gleises für Schienenfahrzeuge und weist einen Schienenfuß F, einen darauf stehenden Steg sowie einen von dem Steg getragenen Schienenkopf auf, auf dessen freier Oberseite die Lauffläche für die Räder des
Schienenfahrzeugs ausgebildet ist.
Die Systeme 1,1' umfassen jeweils eine Führungsplatte 2,2', auf der jeweils ein als konventionelle W-förmige
Spannklemme ausgebildetes Federelement 3,3' sitzt. Das Federelement 3,3' ist jeweils mittels eines als konventionelle Schwellenschraube ausgebildeten
Spannelements 4,4' gegen den Untergrund U verspannt, das durch eine durch die jeweilige Führungsplatte 2,2' von deren Ober- zu deren Unterseite verlaufende
Durchgangsöffnung gesteckt und in jeweils einen in den Untergrund U eingelassenen Kunststoffdübel 5,5'
eingeschraubt ist.
Die Führungsplatte 2,2' ist jeweils nach Art einer
konventionellen Winkelführungsplatte ausgebildet. Sie weist an ihrer dem Untergrund U zugeordneten Unterseite einen Absatz auf, mit dem sie formschlüssig in einer entsprechend ausgebildeten, in den Untergrund eingeformten, sich längs der Schiene S erstreckenden Rille 6,6' sitzt. Mit ihrer dem Fuß F der Schiene S zugewandten Aniagefläche liegt die jeweilige Führungsplatte 2,2' an der ihr jeweils
zugeordneten Längsseite des Schienenfußes F an. Auf diese Weise ist die Schiene S durch die Führungsplatten 2,2' an der ihnen jeweils zugeordneten Längsseite seitlich
abgestützt. Die Führungsplatten 2,2' leiten dabei die Querkräfte Q, die auftreten, wenn ein Schienenfahrzeug den Befestigungspunkt B überfährt, in den Untergrund U ab.
Um der Schiene S im Befestigungspunkt B eine definierte Nachgiebigkeit in Schwerkraftrichtung K zu verleihen, ist zwischen den Schienenfuß F und den Untergrund U eine für diesen Zweck üblicherweise verwendete, aus einem elastisch nachgiebigen Material bestehende Zwischenlage Z gelegt.
Das jeweilige Federelement 3,3' der Systeme 1,2 übt über die Endabschnitte 7,8 seiner von seiner Mittelschlaufe 9 abgehenden Federarme 10,11 jeweils federnd elastisch eine Niederhaltekraft Ν,Ν' auf den Fuß F der Schiene S aus, mit der die Schiene S gegen den Untergrund U gedrückt gehalten ist .
Zwischen den jeweiligen Endabschnitten 7,8 der
Federelemente 3,3' und dem Fuß F der Schiene S sitzt jeweils ein Zwischenelement 12,12'.
Die quaderförmig langgestreckt geformten und identisch ausgebildeten Zwischenelemente 12,12' weisen jeweils einen sich über ihre Länge LZ und Breite BZ erstreckenden
plattenförmigen ersten formsteifen Abschnitt 13 auf, an dessen Oberseite eine Auflagefläche 14 für die jeweils zugeordneten Endabschnitte 7,8 der Federelemente 3,3' ausgebildet ist. An den an die Stirnseiten 15,16 der
Zwischenelemente 12,12' angrenzenden Endabschnitten der Auflagefläche 14 sind dabei Formelemente 17,18 ausgeformt, die jeweils eine muldenartige, sich in Längsrichtung L des Zwischenelements 12,12' erstreckende Aufnahme 19,20
umgrenzen. In diesen Aufnahmen 19,20 sitzt im Gebrauch der jeweils zugeordnete, gerade geformte Endabschnitt 7,8 der Federelemente 3,3'. Die Endabschnitte 7,8 sind auf diese Weise so an ihren Längsseiten geführt, dass sie ihren Sitz auf dem jeweiligen Zwischenelement 12,12' auch bei
stärkeren Relativbewegungen zwischen Federelement 3,3' und Schiene S sicher beibehalten.
Zusätzlich umfassen die Zwischenelemente 12,12' einen ebenfalls plattenförmigen zweiten formsteifen Abschnitt 21, der in einer normal zur Auflagefläche 14 ausgerichteten Richtung mit Abstand zum ersten Abschnitt 13 angeordnet ist und sich ebenfalls über die Länge LZ und Breite BZ des jeweiligen Zwischenelements 12,12' erstreckt. An der dem Schienenfuß F zugeordneten Unterseite des zweiten
formsteifen Abschnitts 21 ist eine ebene AufStandfläche 22 ausgebildet, mit der das jeweilige Zwischenelement 12,12' im Gebrauch auf der ihm zugeordneten Oberfläche des
Schienenfußes F sitzt.
Die formsteifen Abschnitte 13,21 sind über einen Steg 23 miteinander verbunden, der sich längs der einen Längsseite 24 der Zwischenelemente 12,12' erstreckt. In einem Schnitt quer zur Längserstreckung L der Zwischenelemente 12,12λ betrachtet umgreifen die formsteifen Abschnitte 13,21 und der Steg 23 dementsprechend nach Art eines "C" eine schlitzförmige Aufnahme 25, die in Gebrauchsstellung in Richtung des jeweiligen Federelements 3,3' geöffnet ist und sich über die Länge des Zwischenelements 12,12' erstreckt.
Die formsteifen Abschnitte 13,21 und der Steg 23 der
Zwischenelemente 12,12' sind in einem Spritzgussverfahren einstückig aus einem festen, formstabilen Kunststoff geformt, bei dem es sich beispielsweise um Polyamid handelt, das optional faser- oder partikelverstärkt sein kann .
In der Aufnahme 25 der Zwischenelemente 12,12' sitzt jeweils ein elastisches Element 26, das aus einem
viskoelastisch nachgiebigen Kunststoffmaterial,
beispielsweise ein gemischt- oder geschlossenzelliges Material, beispielsweise Polyetherurethan oder Ethylene- Propylen-Dien-Kautschuk, besteht . In einen mittleren Abschnitt des Zwischenelements 12,12' ist von der Längsseite her, die im Gebrauch dem jeweiligen Federelement 3,3' zugeordnet ist, eine sich über die Höhe H des Zwischenelements 12,12' erstreckende kreisbogenförmige Ausnehmung 27 eingeformt, in die bei fertig montierten Systemen 1,1' der Bogen der U-förmigen Mittelschlaufe 9 des jeweiligen Federelements 3,3' greift.
Bei der Herstellung der Zwischenelemente 12,12' wird das Material des elastischen Elements 26 in die Aufnahme 25 eingespritzt, so dass sich ein stoffschlüssiger unlösbarer Verbund zwischen den formstabilen Abschnitten 13,21 und dem Steg 23 auf der einen Seite und dem elastischen Element 26 auf der anderen Seite ergibt.
Durch die Anordnung des elastischen Elements 26 in der Aufnahme 25 ist zum einen eine ausreichende Formstabilität und zum anderen eine definierte elastische Nachgiebigkeit der Zwischenelemente 12,12' in einer der Wirkrichtung der Niederhaltekraft N entsprechenden Wirkrichtung W
gewährleistet, die von der Auflagefläche 14 in Richtung der AufStandfläche 22 ausgerichtet ist.
In Folge der durch das elastische Element 26 bewirkten viskoelastischen Eigenschaften des jeweiligen
Zwischenelements 12,12' werden insbesondere hoch- und mittelfrequente , beim Überfahren des Befestigungspunkts B durch ein Schienenfahrzeug auftretende Bewegungen der Schiene S allenfalls gedämpft auf das jeweilige
Federelement 3,3' übertragen. Die Gefahr, dass das
jeweilige Federelement 3,3' in Resonanz gerät und vorzeitig verschleißt, ist dadurch minimiert. Dabei haben die Zwischenelemente 12, 12 Muren die
beschriebene erfindungsgemäße Gestaltung neben der hohen Elastizität und der damit einhergehenden Dämpfungswirkung in Wirkrichtung W eine hohe Steifigkeit in einer quer zur Wirkrichtung W gerichteten Richtung. Auf diese Weise ist ein hoher Durchschubwiderstand gewährleistet, durch den eine Relativbewegung zwischen dem jeweiligen
Zwischenelement 12,12 und dem zugeordneten Federelement 3,3X gewährleistet ist.
Gemäß einer hier nicht dargestellten Ausgestaltung kann der zweite formsteife Abschnitt 21 auch entfallen. In diesem Fall liegt das elastische Element 26 in Montagestellung direkt auf der ihm zugeordneten Oberfläche des
Schienenfußes F auf. Steht ein geeignetes Material zur Verfügung, so wäre es auch denkbar, das elastische Element 26 selbst als Zwischenelement zu verwenden oder es im Sinne eines Sandwiches zwischen zwei formstabile Lagen zu positionieren, durch die die gleichmäßige Verteilung der auf das elastische Element wirkenden Lasten gesichert ist. Denkbar ist es zudem, das elastische Element in ein festes Material einzuhausen, wobei in diesem Fall die Einhausung so auszulegen ist, dass die Dämpfungswirkung des
elastischen Elements nach wie vor genutzt werden kann.
BEZUGSZEICHEN
1,1' Systeme zum Befestigen der Schiene S
2,2' Führungsplatten
3,3' Federelemente
4,4' Spannschrauben
5,5' Kunststoffdübel
6,6' Rille
7,8 Endabschnitte der Federelemente 3,3'
9 Mittelschlaufe der Federelemente 3,3'
10,11 Federarme
12,12' Zwischenelement
13 erster formsteifer Abschnitt der Zwischenelemente
12, 12 '
14 Auflagefläche der Zwischenelemente 12,12'
15,16 Stirnseiten der Zwischenelemente 12,12'
17,18 Formelemente
19,20 Aufnahmen an der Auflagefläche 14
21 zweiter formsteifer Abschnitt der Zwischenelemente
12, 12 '
22 AufStandfläche der Zwischenelemente 12,12'
23 Steg der Zwischenelemente 12,12'
24 eine Längsseite der Zwischenelemente 12,12'
25 schlitzförmige Aufnahme der Zwischenelemente 12,12'
26 elastisches Element der Zwischenelemente 12,12'
27 Ausnehmung der Zwischenelemente 12,12'
B Befestigungspunkt
BZ Breite der Zwischenelemente 12,12'
F Schienenfuß
H Höhe der Zwischenelemente 12,12'
K Schwerkraftrichtung
L Längsrichtung der Zwischenelemente 12,12'
LZ Länge der Zwischenelemente 12,12'
Ν,Ν' Niederhaltekraft
Q Querkräfte
S Schiene
U Untergrund (Schwelle oder Platte aus Beton)
W Wirkrichtung der elastischen Nachgiebigkeit des
elastischen Elements 25
Z Zwischenlage

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Zwischenelement für ein System (1,1') zum Befestigen einer Schiene (S) für ein Schienenfahrzeug auf einem Untergrund (U) , wobei das Zwischenelement (12,12') dazu vorgesehen ist, zwischen einem Endabschnitt
(7,8) eines Federelements (3,3') und der Schiene (S) angeordnet zu werden, so dass das Federelement
(4,4') über das Zwischenelement (12,12') eine
Niederhaltekraft (Ν,Ν') auf die Schiene (S)
überträgt, und wobei das Zwischenelement (12,12') eine Auflagefläche (14), auf dem im Gebrauch der Endabschnitt (7,8) des Federelements (3,3') liegt, und eine AufStandfläche (22) aufweist, mit dem es im Gebrauch auf der Schiene (S) sitzt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das
Zwischenelement (12,12') in einer von der
Auflagefläche (14) zur AufStandfläche (22)
gerichteten Wirkrichtung (W) elastisch nachgiebig ausgebildet ist.
Zwischenelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen der Auflagefläche (14) und der AufStandfläche (22) ein elastisches Element (26) angeordnet ist. Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das
elastische Element (26) aus einem Kunststoffmaterial besteht .
Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es einen formsteifen Abschnitt (13) aufweist, an dessen freier Oberseite die Auflagefläche (14) ausgebildet ist.
Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es einen formsteifen Abschnitt (21) aufweist, an dessen Unterseite die Auf Standfläche (22)
ausgebildet ist.
Zwischenelement nach Anspruch 2 oder 3 und nach den Ansprüchen 4 und 5, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das elastische Element (26) zwischen den formsteifen Abschnitten
(13,21) angeordnet ist.
Zwischenelement nach Anspruch 6, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die formsteifen Abschnitte (13,21) über einen Steg (23) aus einem
Material miteinander verbunden sind, das eine geringere Elastizität aufweist als das elastische Element (26) , und d a s s die formsteifen Abschnitte (13,21) und der Steg (23) eine Aufnahme (25) an deren Oberseite, deren Unterseite und deren einer Längsseite umgrenzen, in der das elastische Element (26) sitzt.
8. Zwischenelement nach Anspruch 7, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die formsteifen Abschnitte (13,21) und der Steg (23) einstückig hergestellt sind.
9. Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der jeweilige formsteife Abschnitt (13,21) aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.
10. Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das elastische Element (26) mit dem
jeweiligen formsteifen Abschnitt (13,21) Stoffschlüssig verbunden ist.
11. Zwischenelement nach Anspruch 10, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das elastische Element (26) an den jeweiligen formsteifen Abschnitt (13,21) angespritzt ist. Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e d a s s es langgestreckt quaderförmig ausgebildet ist .
13. Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es eine Längsseite aufweist, in die eine Ausnehmung (27) eingeformt ist, in die bei Gebrauch ein Abschnitt (9) des Federelements (3,3') greift, dessen mindestens einer Endabschnitt (7,8) im Gebrauch auf der Auflagefläche (14) des Zwischenelements (12,12') abgestützt ist.
14. Zwischenelement nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s an der Auflagefläche (14) Formelemente
(17,18) ausgebildet sind, an denen im Gebrauch der zugeordnete Endabschnitt (7,8) des Federelements (3,3') abgestützt ist.
System zum Befestigen einer Schiene (S) für ein
Schienenfahrzeug auf einem Untergrund (U) , wobei die Schiene (S) einen Schienenfuß (F) , mit dem sie auf dem Untergrund (U) abgestützt ist, aufweist, umfassend:
- ein gegen den Untergrund (U) mittels eines
Spannelements (4,4') verspanntes Federelement (3,3'), das mindestens einen Federarm mit einem an seinem freien Ende ausgebildeten Endabschnitt (7,8) besitzt , und
- ein gemäß einem der Ansprüche 1 - 14 ausgebildetes Zwischenelement (12,12'), das mit seiner
AufStandfläche (22) auf dem Fuß (F) der Schiene (S) steht und auf dessen Auflagefläche (14) der Endabschnitt (7,8) des Federarms des Federelements (3,3') liegt.
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