EP3293308B1

EP3293308B1 - System zur befestigung einer eisenbahnschiene auf betongleisschwellen

Info

Publication number: EP3293308B1
Application number: EP16001975.8A
Authority: EP
Inventors: Peter Pica
Original assignee: Ssl Stahlbeton-Schwellenwerk Linz GmbH
Current assignee: Ssl Stahlbeton-Schwellenwerk Linz GmbH
Priority date: 2016-09-10
Filing date: 2016-09-10
Publication date: 2019-05-01
Anticipated expiration: 2036-09-10
Also published as: EP3293308A1

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Befestigung einer Eisenbahnschiene mit einer Gleisschwelle aus Beton und einer eine Winkelführungsplatte aufweisenden Eisenbahnschienenbefestigung mit den Merkmalen der Oberbegriffs des Patentansprüchs 1.
Bekannt in Verbindung mit derartigen Systemen sind Winkelführungsplatten als Komponenten von Schienenbefestigungen auf Betonschwellen, die als plattenartige Bauteile auf beiden Seiten der Schiene den Anschluss an die Schwelle sichern. Sie dienen damit sowohl zur Lagesicherung der Schiene auf der Auflagerfläche der Schwelle gegen Verschieben in Gleisquerrichtung als auch zur Übertragung der Radseitenkräfte in den Schwellenkörper.
Nach dem Stand der Technik bestehen sie in der Regel aus einer Grundplatte, die sich einerseits innen an den Schienenfuß anlegt und andererseits außen zum Schwellenende hin über eine untere Rippe formschlüssig in eine quer über die Schwelle durchlaufende Nut - in der Fachsprache als Sicke bezeichnet - eingreift. Damit ist die Lage der Grundplatte und der Schiene in Gleisquerrichtung gesichert. Die Radseitenkräfte werden durch die äußere Seitenfläche der Sicke in den Beton übertragen. Ein zusätzlich auf der Grundplatte aufgesetzter Widerlagerwinkel dient zur Vergrößerung der seitlichen Auflagerfläche für die Radseitenkräfte.
In Gleislängsrichtung wird die Winkelführungsplatte durch die niederdrückende Kraft einer Spannklemme über Reibung gesichert.
Die Anordnung der Sicke als technisch ungünstige Kerbe im Querschnitt der Schwellenauflagerfläche ist in der Regel nicht als nachteilig anzusehen, weil die übliche Bauhöhe von Betonschwellen mit ca. 20 bis 25 cm im Bereich des Schienenauflagers genügend Platz für die Sickenausbildung oberhalb der Schwellenbewehrung bietet.
Derartige Befestigungssysteme bzw. Betonschwellen sind beispielsweise aus der WO 2012/167947 A1 bekannt. Hier wird eine Winkelführungsplatte verwendet, bei der zur Materialeinsparung die über die gesamte Breite der Winkelführungsplatte verlaufende Rippe in einzelne Vorsprünge unterteilt ist. Diese Vorsprünge stützen sich gegen eine Schulter in der Betonschwelle ab, wobei davon auszugehen ist, dass diese Schulter, wie im Stand der Technik üblich, in einer über die Breite der Schwelle verlaufenden Nut oder Sicke ausgebildet ist.
Weiterhin sind auch aus der DE 20 2011 107 123 U1 eine Führungsplatte zum seitlichen Führen einer Schiene und ein System zum Befestigen der Schiene bekannt, wobei ein Vorsprung der Führungsplatte in an sich bekannter Weise in einer korrespondierend geformten Rille der Schwelle eingreift. Rille und Vorsprung erstrecken sich jeweils über die Breite der Schwelle bzw. Breite der Führungsplatte. Auch aus der DE 20 2014 105 818 U1 ist ein vergleichbares System bekannt, bei dem der Vorsprung mittig durch eine Materialverdünnung oder Materialaussparung unterbrochen ist. Auch hier weist die Schwelle eine Form auf, die so gestaltet ist, dass der Vorsprung zur Kraftübertragung entsprechend eingreifen kann. Auch hier ist davon auszugehen, dass es sich bei dieser Form um eine über die Breite der Schwelle verlaufende Nut handelt.
Bekannt ist weiterhin eine Betonschwelle gemäß EP 1 384 812 A2 , die zwischen den hochgezogenen Schultern der Schwelle einen Schienenauflagerbereich aufweist, der im Wesentlichen eben, also ohne querdurchlaufende, tiefe Sicken ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen Schulter und Schienenfuß wird durch Führungsplatten geschaffen, die in einer Ausführungsart mit quer zur Schwelle verlaufenden Verdrehschutzhöckem versehen sind, die an den Außenkanten des Schienenauflagerbereichs in entsprechende Vertiefungen in Form flacher Sicken eingreifen.
Werden jedoch aus technischen Gründen flache Betonschwellen mit minimaler Bauhöhe von ca. 15 bis 17 cm im Schienenauflager gefordert, so schränkt die Sicke mit einer Tiefe von ca. 1,5 cm die verfügbare Höhe der obersten Bewehrungslage deutlich ein, weil zwischen dem Tiefpunkt der Sicke und der obersten Drahtlage die notwendige Betonüberdeckung von ca. 2,0 cm eingehalten werden muss. Diese Bedingung führt bei flachen Schwellen zu wirtschaftlich ungünstigen Konstruktionen mit hohem Bewehrungsanteil.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein System zur Befestigung einer Eisenbahnschiene mit einer Gleisschwelle aus Beton und einer Schienenbefestigung so zu gestalten, dass einerseits dessen bisherigen Funktionen ohne Einschränkung erhalten bleiben, aber gleichzeitig die Ausnutzung der vollen Schwellenbauhöhe ohne Beeinträchtigung durch eine Sicke möglich wird und damit wirtschaftlich vorteilhafte Lösungen für Flachschwellen entstehen.
Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Gestaltung der Winkelführungsplatte gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die nach dem Stand der Technik quer über die Schwelle durchlaufende Sicke und damit auch die untere Rippe der Winkelführungsplatte in zwei Bereiche aufzuspalten, die möglichst weit an den äußeren Rand des Schwellenquerschnittes verschoben werden. Im mittleren Bereich können dann die Sicke und die untere Rippe entfallen. Damit wird der Platz frei für eine höher gelegte oberste Drahtlage
Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass

a) die seitliche Auflagerfläche der Winketführungsplatte durch Verschiebung nach außen erhalten bleibt und die volle Bauhöhe der Schwelle in der Mitte des Schwellenquerschnitts für eine wirtschaftliche Schwellenkonstruktion genutzt werden kann;
b) durch eine örtlich vergrößerte Breite der Schwellenoberseite auch die Breite des Bereiches mit voller Schwellenbauhöhe abhängig von der geforderten Bewehrungsanordnung angepasst werden kann;
c) im Dübelbereich der Wegfall der Sicke und die zusätzlich vorhandene Aussteifungsrippe das Risiko des Auftretens von Längsrissen vermindern.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Eine Seitenansicht A-A des erfindungsgemäßen Systems;
Fig. 2: Einen abgestuften Querschnitt B-B der Gleisschwelle mit einer Ansicht der Winkelführungsplatte in Schwellenlängsrichtung;
Fig. 3: Eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße System

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Winkelführungsplatte mit der Grundplatte 1, der unteren Rippe 2 und dem oberen Widerlagerwinkel 3. Die mittig auf die Grundplatte 1 aufgesetzte Versteifungsrippe 4 verbessert die Übertragung der Radseitenkräfte von der Grundplatte 1 in die seitliche Auflagerfläche des Widerlagerwinkels 3.
Die untere Rippe 2 greift formschlüssig in die Sicke 5 der Schwelle ein und sichert damit die Lage der Schiene auf der Schwelle quer zur Gleislängsrichtung.
Die Auflagerung der Schiene auf der Schwelle erfolgt nach dem Stand der Technik über eine elastische Zwischenlage 6, die die vertikalen Lasten aus dem Schienenfuß 7 auf die Schwelle überträgt. Die Radseitenkräfte werden direkt vom Schienenfuß 7 in die Grundplatte 1 geleitet.
In Fig. 2 ist die die Aufspaltung und Verschiebung der seitlichen Auflagerfläche dargestellt. Die untere Rippe 2 mit der Sicke 5 ist nach außen an die Randbereiche des Schwellenquerschnittes 10 verschoben. Der Widerlagerwinkel 3 dagegen läuft unverändert über die gesamte Breite der Winkelführungsplatte durch.
Im mittleren Bereich des Schwellenquerschnittes 10 steht damit die volle Bauhöhe der Schwelle für den Einbau der Spanndrähte 8 zur Verfügung. Die damit verbesserte Höhenlage der obersten Spanndrähte 8 um bis zu 10% führt zu einer bis zu 20% größeren Tragfähigkeit der Schwelle bei Überlastung und .und damit zu erhöhter Sicherheit der Konstruktion.
In Fig. 3 werden weitere Einzelheiten zur Konstruktion der Winkelführungsplatte erläutert. Der trapezförmige Umriss der Grundplatte 1 ergibt sich dadurch, dass die Anlagefläche der Grundplatte 1 gegen den Schienenfuß 7 unverändert übernommen wird. Die Länge des Widerlagerwinkels 3 hingegen wird möglichst groß gewählt, um einerseits die Radseitenkräfte im Schwellenquerschnitt 10 besser zu verteilen und andererseits den mittleren Bereich mit voller Bauhöhe für den Einbau zusätzlicher Spanndrähte 8 zu verbreitern.
Soll die Tragfähigkeit des Schwellenquerschnittes 10 bei gleicher Bauhöhe weiter vergrößert werden, so kann durch eine größere Breite der Schwellenoberseite auch die Länge des Widerlagerwinkels 3 ansteigen, was wiederum zu mehr Platz für weitere Spanndrähte 8 schafft.
Die in der Grundplatte 1 befindliche kreisförmige Öffnung 9 entspricht dem Stand der Technik. Sie dient zum Durchführen der Schwellenschraube in den Beton des Schwellenquerschnittes 10.

Claims

System zur Befestigung einer Eisenbahnschiene mit einer Gleisschwelle aus Beton und einer eine Winkelführungsplatte aufweisenden Eisenbahnschienenbefestigung, wobei die Gleisschwelle im Beton eine quer über die Schwelle laufende Sicke (5) aufweist und wobei die Winkelführungsplatte eine Grundplatte (1), eine untere, in die Sicke (5) der Gleisschwelle eingreifende Rippe (2) und einen oberen Widerlagerwinkel (3) aufweist, wobei sich der Widerlagerwinkel (3) über die gesamte Breite der Winkelführungsplatte erstreckt, und wobei die untere Rippe (2) der Winkelführungsplatte auf der Unterseite der Grundplatte (1) der Winkelführungsplatte nur in den beiden äußeren Randbereichen des Schwellenquerschnittes (10) ausgebildet ist, während in einem mittleren Bereich die Unterseite der Grundplatte (1) mit gleichbleibender Höhenlage durchläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (5) nur in den beiden außen liegenden Randbereichen des Schwellenquerschnittes ausgebildet ist, während in einem mittleren Bereich zwischen den Sicken (5) die volle Bauhöhe der Gleisschwelle für einen Einbau von Spanndrähten (8) zur Verfügung steht.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umriss der Grundplatte (1) trapezförmig mit einer kurzen Seite zur Schiene und einer langen Seite zum Schwellenende hin ausgebildet ist.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussteifungsrippe (4) die Mitte der Grundplatte (1) mit der Oberkante des Widerlagerwinkels (3) verbindet.