EP4332300A1 - Spannfeder zum niederhalten eines gleiskörperelements - Google Patents

Spannfeder zum niederhalten eines gleiskörperelements Download PDF

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EP4332300A1
EP4332300A1 EP22020414.3A EP22020414A EP4332300A1 EP 4332300 A1 EP4332300 A1 EP 4332300A1 EP 22020414 A EP22020414 A EP 22020414A EP 4332300 A1 EP4332300 A1 EP 4332300A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
tension spring
section
leg
hold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22020414.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Mayer
Wolfgang HÖLZL
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.)
Voestalpine Turnout Technology Zeltweg GmbH
Original Assignee
Voestalpine Turnout Technology Zeltweg GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voestalpine Turnout Technology Zeltweg GmbH filed Critical Voestalpine Turnout Technology Zeltweg GmbH
Priority to EP22020414.3A priority Critical patent/EP4332300A1/de
Priority to PCT/IB2023/058523 priority patent/WO2024047524A1/de
Priority to PCT/IB2023/058519 priority patent/WO2024047522A1/de
Publication of EP4332300A1 publication Critical patent/EP4332300A1/de
Pending 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
    • E01B9/38—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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a tension spring for holding down a track element, such as a rail foot of a rail.
  • the invention relates to a rail fastening comprising a tension spring according to the invention and a hold-down device which can be fastened on a base, in particular a threshold, ribbed plate or angle guide plate, adjacent to a rail.
  • the assembly of rails of a track body is usually carried out using a spring element, usually referred to as a tension spring or tension clamp, and a suitable tension element or hold-down device for tensioning the spring element.
  • This clamping element or hold-down device is usually a screw through which the spring element is clamped against the ground in such a way that it applies the required holding forces via its section resting on the rail base.
  • the bracing can be done, for example, by connecting the hold-down device directly to the surface that supports the rail and the fastening system, or by attaching the hold-down device to an additional component, such as a plate, which is then firmly attached to the respective surface is coupled.
  • tension springs are those with the “e” shape and those with a “ ⁇ ” shape.
  • a tension spring with the “e” shape is, for example, in the EP 313325 B1 described.
  • the " ⁇ ” form for example, comes from the DE 3243895 A1 out.
  • railway sleepers can be provided with tension springs arranged in the pre-assembly position and pre-tensioned at the factory, whereby the tension springs can be brought into the final assembly position on the construction site after the rail has been placed with relatively little effort by being driven sideways, in which the hold-down position is used
  • the section imaginary of the rail foot extends over it and presses it down resiliently from above.
  • tension springs from the prior art are only designed for a single installation direction or type of installation.
  • the installation direction is understood to be the direction in which the tension spring, which is usually already pre-tensioned, is pushed onto the rail base. Most commonly you will find tension springs that are intended for transverse installation, ie for sliding the tension spring transversely to the longitudinal direction of the rail. During longitudinal installation, however, the tension spring is brought into its final assembly position in the longitudinal direction of the rail. Installation in the longitudinal direction of the rails is advantageous due to the limited space, for example for fastening the rails in the area of switches. Conventional tension springs are adapted to their specified installation direction, particularly with regard to the arrangement of areas of different stiffness, and can therefore not easily be installed in a direction that deviates from this In most cases, a different installation direction is not possible for geometric reasons.
  • overload protection is to limit the load acting on the tension spring, which is particularly important if the rail is subject to a strong upward and downward movement or a strong tilting movement when driving over it relative to the threshold.
  • the present invention therefore aims to improve a tension spring and a corresponding fastening system in such a way that the above-mentioned disadvantages can be overcome.
  • a tension spring should be created that can be held down or tensioned without screws and that has high elasticity.
  • the tension spring should be universally usable, especially for holding down rails on the open track as well as in the area of switches.
  • installation and removal should be made easier and a position-secured pre-assembly position should be made possible.
  • a tension spring comprising a U-shaped Main section, which has a U-bow, a first leg arranged on one side of the U-bow and a second leg arranged on the other side of the U-bow, with a hook-shaped inwardly bent on the first leg that can be supported on a hold-down device Holding section and on the second leg an end section bent towards or away from the holding section is formed, the U-bend forming a torsion section, so that a hold-down force can be applied to the track body element via the bent end section.
  • the tension spring starting from the basic shape of a "U" has a hook-shaped holding section on the first leg of the U-shape and an end section bent towards or away from the holding section on the other leg of the U-shape, an asymmetrical shape is achieved , which is easy to manufacture and allows installation in both transverse and longitudinal directions. Both in longitudinal and transverse installation, the bent end section forms the area of the tension spring through which the hold-down force is applied to the track body element or the rail foot.
  • the design of the tension spring according to the invention is similar to that of the "e" shape known from the prior art, with the difference that the end section of the "e” shape has an additional bend.
  • This bend can be carried out towards or away from the holding section of the tension spring.
  • the bend preferably runs towards the holding section of the tension spring.
  • the bent end section is at an angle of 80-100 °, preferably approximately 90 °, to the second leg, this applies both to the training with an end section bent towards the holding section of the tension spring and to the training with an end section bent away from the holding section.
  • the advantages of the bent end section become clear both in longitudinal and transverse installation in cooperation with the hold-down device, as will be explained in more detail below.
  • the hook-shaped holding section extending from the first leg of the U-shape serves to be held under tension by a hold-down device when a torsional force is exerted from the bent end section onto the torsion section formed by the U-bend of the tension spring.
  • the hook-shaped holding section is bent inwards, which is to be understood as meaning that the hook is bent between the two legs of the U-shape.
  • the hook-shaped holding section on the side of the first leg forms the end of the tension spring, i.e. the free end of the area bent into a hook lies between the two legs of the U-shape.
  • a hook arch of the holding section has a substantially 180 ° bend, so that a free end region of the holding section runs essentially parallel to the first leg, at least in sections.
  • substantially 180° means that the angle is 180°, but can also be between 175° and 185°.
  • an imaginary extension of the bent end section overlaps the hook arch in a plan view.
  • Tension spring at least partially overlaps. For the transverse installation of the tension spring, this means that the hook arch comes to rest above the rail base in the final assembly position and can provide overload protection.
  • the tension spring conventionally consists of a spring bar and can therefore be manufactured in one piece from a corresponding starting product.
  • the production takes place by bending an originally straight spring rod several times. If, as is preferably provided, the hook-shaped holding section, the U-bend and the bent end section are all bent in the same direction, the tension spring can be produced in three bending steps. In the first step, the hook-shaped holding section is bent, in the second step the U-bend is made and in the third step the bent end section is made.
  • the three bending steps can also be carried out in one process if all three bends are carried out in the same direction of rotation.
  • the bends mentioned can all take place in the same plane or individual areas can be deflected from the common plane at the same time as the bends.
  • the cross section of the tension spring is preferably circular, although other cross-sectional shapes are also conceivable, such as oval, elliptical or the like.
  • the tension spring Due to the relatively simple geometry of the tension spring according to the invention, its mechanical properties can be easily adapted to the respective requirements by varying certain geometric parameters, but while maintaining the basic shape. For example, determines the length of the second Leg of the U-shape and thus the length of the lever arm acting on the torsion section, the stiffness of the tension spring. By choosing the thickness of the spring bar, the tension, the clamping force and the rigidity can be controlled. The radius of the U-bend also controls the tension and stiffness of the tension spring.
  • a preferred embodiment provides that the first leg and the holding section lie in the same plane in the unloaded state. This provides a flat support surface for the hold-down device, whereby the tension spring can be held down both on the holding section and on the first leg and thus over a large area.
  • the second leg in the unloaded state is at an acute angle relative to the common plane of the holding section and the first leg is inclined and preferably lies in an inclined plane which is spanned by the second leg and a straight line normal to an axis of the first leg and forming a tangent to the U-bend.
  • the acute angle can be between 5° and 20°.
  • Tightening the tension spring leads to a bending of the tension spring in such a way that the acute angle mentioned is from the unloaded state reduced and in the clamped state, for example, is only 0°-5°. This angle can be reduced to 5-10° in the case of fastening systems with lower hold-down force.
  • a torsional moment acts on the torsion section of the tension spring, in particular around an axis that runs normal to the axis of the first leg and forms a tangent to the U-bend.
  • the hold-down force acting from the bent end section on the rail base and the corresponding counterforce acting from the hold-down device on the holding section of the tension spring form a pair of forces that additionally stresses the torsion section to bend about an axis perpendicular to the axis of the torsional moment, which leads to a corresponding bending leads around this axis. Due to this bending, the bent end section of the tension spring has a different angle to the support plane on the rail base in the unloaded state than in the loaded state.
  • the bent end section is aligned essentially horizontally in the loaded state in order to ensure a corresponding contact surface on the rail foot, according to a preferred embodiment of the invention it is provided that the bent end section in the unloaded state is relative to the above-defined inclined plane in which the second thigh lies, is bent upwards.
  • the bent end section runs at an acute angle to the plane of the holding section and the first leg.
  • the angle between the bent end section and the plane mentioned can preferably be 2°-8°, in particular 5°-7°.
  • the angle decreases under load due to the bending moment mentioned and is preferably 0°-1° in the loaded state.
  • the invention relates to a rail fastening comprising a tension spring according to the first aspect of the invention and a hold-down device which can be fastened adjacent to a rail on a base, in particular a threshold, ribbed plate or angle guide plate, on which the holding section is supported in the mounted state of the tension spring in such a way, that the bent end section can be arranged to resiliently hold down a track body element, in particular a rail foot of the rail.
  • the tension spring can be tensioned without a screw or with the help of a screw.
  • the hold-down device has or forms a tunnel-shaped recess into which the holding section of the tension spring can be at least partially inserted.
  • the holding section of the tension spring can be inserted transversely to the longitudinal direction of the rail into the tunnel-shaped recess towards the rail or can be inserted parallel to the longitudinal direction of the rail.
  • the tunnel-shaped recess is preferably designed to be open on the side facing the track body element, in particular the rail foot, and the hook arch protrudes from the tunnel-shaped recess when the tension spring is finally assembled and engages over the track body element, in particular the rail foot.
  • the hook arch forms an overload protection when it projects beyond the track body element.
  • the hook arch is arranged in such a way that there is a vertical distance between the track body element to be held down, in particular the rail foot, and the hook arch of the tension spring. Upward movements of the track body element that lie within the vertical distance are resiliently absorbed by the bent end section of the tension spring. However, if there is an excessive upward movement, the track body element to be held down hits the hook arch and is thereby prevented from rising further without overloading the tension spring within its permissible spring travel.
  • a pre-assembly position of the tension spring can be achieved in a simple manner by initially only inserting the tension spring to such an extent that it is securely accommodated in the tunnel-shaped recess, but that the hook arch is not yet on the
  • the side facing the track body element to be held down protrudes from the tunnel-shaped recess and the bent end section does not yet come to rest on the track body element. Only when the final assembly position is taken is it Tension spring advanced further towards the track body element until the bent end section presses on the track body element from above.
  • the hold-down device has a ramp that rises in the direction of insertion, on which the bent end section rests slidably when inserted. This means that the bent end section is increasingly prestressed as it is pushed in.
  • the ramp has a first rising ramp section and a second rising ramp section and an intermediate section lying therebetween, on which the bent end section rests in a pre-assembly position of the tension spring.
  • the intermediate section can, for example, have a trough into which the bent end section of the tension spring can snap into place in order to remain in the pre-assembly position.
  • a preferred development in this context provides that a step is formed at the end of the ramp, via which the bent end section reaches the final assembly position, in which the end section rests on the track body element, in particular the rail foot, the step forming a rear stop , which secures the end section against leaving the final assembly position.
  • overload protection can be achieved ensure that the hold-down device has a stop that overlaps the bent end section at a distance when the tension spring is installed. Such a stop has the effect of limiting the rise of the bent end section.
  • the fastening system according to the invention can also be used in the area of a switch for fixing stock rails, whereby the hold-down device can be combined or connected to a sliding chair on the side of the stock rail facing the tongue rail, preferably in such a way that the hold-down device covers at least part of the Forms a sliding surface for the tongue rail.
  • a preferred embodiment provides that the fastening system has a sliding chair assigned to the stock rail with a sliding surface for a tongue rail, the hold-down device having a further sliding surface, preferably flush with the sliding surface.
  • the upper surface of the hold-down device can also be arranged lower than the sliding surface of the sliding chair.
  • the further sliding surface like the sliding chair itself, is preferably extended in the direction of the stock rail in such a way that the further sliding surface overlaps the rail foot of the stock rail at a distance.
  • the hold-down device assigned to the sliding chair and the hold-down device arranged on the opposite side of the stock rail can be formed in one piece with a sliding chair plate.
  • an advantage of the tension spring according to the invention is its universal applicability. That's how it can As already mentioned, the tension spring can not only be attached without screws, but also with a threshold screw.
  • the fastening system according to the invention is preferably designed in such a way that the hold-down device is formed by a fastening screw which can be screwed into the base, in particular a threshold or plate, or by a hook screw with a nut which is hooked into the base, in particular a ribbed plate, the screw shaft and/or or thread passes through a free space between the first leg and the free end region of the holding section of the tension spring in order to hold down the tension spring (1) in the area of the first leg (3) and the holding section (5).
  • FIG. 1 a perspective view of a tension spring according to the invention
  • Fig. 2 a top view of the tension spring according to Fig. 1
  • Fig. 3 a view according to arrow III of Fig. 2
  • Fig. 4 a view according to arrow IV of Fig. 2
  • Fig. 5 a first training of a rail fastening using the tension spring according to Fig. 1
  • Fig. 6 a detailed view of the Fig. 5
  • Fig. 7 second training of a rail fastening using the tension spring according to Fig. 1
  • Fig. 8 a detailed view of the Fig. 7 , Fig.
  • FIG. 9 a hold-down device in accordance with 7 and 8 in a perspective view
  • Fig. 10 a side view of the hold-down device according to Fig. 9
  • Fig. 11 a third embodiment of a rail fastening using the tension spring Fig. 1
  • Fig. 12 a modified design of the rail fastening Fig. 11
  • Fig. 13 a fourth embodiment of a rail fastening using the tension spring Fig. 1
  • Fig. 14 training in accordance with Fig. 12 with a modified angle guide plate
  • Fig. 15 a view of the angle guide plate according to Fig. 14,
  • Fig. 16 a front view of the angle guide plate according to Fig. 14 and Fig. 17 a bottom view of the angle guide plate according to Fig. 14 in an exploded view.
  • the tension spring 1 according to the invention is shown, comprising a U-shaped main section which has a U-arm 2, a first leg 3 arranged on one side of the U-arm 2 and a second leg 4 arranged on the other side of the U-arm 2 has, on the first leg 3 a hook-shaped inwardly bent holding section 5 which can be supported on a hold-down device and on the second leg 4 an end section 6 which is bent towards or away from the holding section 5 is formed.
  • the holding section 5 includes a free end 7.
  • Fig. 3 It can be seen that the bent end section 6 is slightly inclined upwards as seen in the direction of arrow III, so that an acute angle ⁇ is present between the bent end section 6 and the plane of the holding section 5 and the first leg 3.
  • Fig. 4 It can be seen that the second leg 4 encloses an acute angle ⁇ with the plane of the holding section 5 and the first leg 3.
  • Fig. 5 shows a rail 8 which is fastened to a threshold 11 with the interposition of a plate 10 arranged on a base plate 9.
  • the attachment takes place on each side of the rail 8 by means of a tension spring 1 Fig. 1 , which is inserted into a tunnel-shaped recess 13 of a hold-down device 12.
  • final assembly position of the tension spring 1 presses it with its bent end section 6 onto the rail foot 16 of the rail 8, with the optional interposition of an insulator.
  • the hold-down device 12 is attached to the plate 10 in a suitable manner.
  • the plate 10 and the hold-down device 12 are made in one piece and screwed to the threshold 11.
  • an anchor can be formed on the underside of the plate 10, which is concreted into the threshold 11 made of concrete when it is cast.
  • Fig. 6 is an enlarged view of the tension spring 1 inserted into the tunnel-shaped recess 13. It can be seen that the tension spring with its holding section 5 was inserted into the tunnel-shaped recess 13 in the direction of the arrow 14, ie in the longitudinal direction of the rail, so that the bent end section 6 is at the rail base 16 rests. When inserted in the direction of arrow 14, the bent end section 6 slides on a ramp 17 rising in the insertion direction 14 until it falls onto the rail base 16 over a step formed at the end of the ramp 17. On the side of the hold-down device 12 facing the rail foot 16 there is also a bent end section 6 at a distance Overarching stop 18 is formed, which acts together with the end section 6 as an overload protection.
  • FIG. 7 and 8 show an alternative design of the rail fastening, in which the tension spring 1 transversely to the longitudinal direction of the rail, ie in the direction of arrow 14, into the tunnel-shaped recess 13 (see Fig. 9 ) of the hold-down device 12 is inserted.
  • the tension spring 1 transversely to the longitudinal direction of the rail, ie in the direction of arrow 14, into the tunnel-shaped recess 13 (see Fig. 9 ) of the hold-down device 12 is inserted.
  • the bent end section 6 slides again along the ramp 17 formed on the outside of the hold-down device 12 until the bent end section 6 falls down onto the rail base 16 via a step 19 formed at the end of the ramp 17.
  • An insulator 15 can be arranged between the tension spring 1 and the rail base.
  • the holding section 5 emerges from the tunnel-shaped recess 13 on the side facing the rail 8 and forms a stop which overlaps the rail foot 16 with an optional insulator 15 at a distance and which forms an overload protection.
  • the in Figs 7 and 8 The hold-down device 12 used is in the 9 and 10 shown in more detail, whereby it can be seen in particular that the ramp 17 consists of three successive sections in the insertion direction 14.
  • the ramp 17 comprises a first rising ramp section 20 and a second rising ramp section 22 and an intermediate section 21 between them without a slope, on which the bent end section 6 of the tension spring 1 rests in a pre-assembly position.
  • an anchor 31 can be seen, with which the hold-down device is anchored in a concrete sleeper 11 or for example plastic threshold 11 can be concreted or cast in.
  • Fig. 11 A modified embodiment is shown, in which the tension spring 1 is tensioned by a hold-down device designed as a fastening screw 25.
  • the fastening screw 25 is hooked as a hook screw with the rib 24 or screwed into the threshold 11 in such a way that its screw shaft or thread penetrates a free space between the first leg 3 and the free end region 7 of the holding section 5 of the tension spring 1.
  • the free space between the first leg 3 and the free end region 7 of the holding section 5 is slot-shaped, so that the tension spring 1 between a pre-assembly position and the in Fig. 12 shown final assembly position can be moved.
  • the rail base 10 is designed as a ribbed plate, the ribs 24 of which define the position of the rail base 16 of the rail 8 on the threshold 11.
  • the fastening system comprises an angle guide plate 26 on both sides of the rail 8, which engages in a groove 27 of the threshold 11 with a rib formed on the underside.
  • Fig. 13 shows the use of a rail fastening according to the invention in the area of a switch, which has a stock rail 8 and a tongue rail 28 that can be moved between a lying and lying position.
  • the tongue rail 28 slides with its rail base on a sliding chair 29, with the hold-down device 12 on its top being flush with the sliding surface of the sliding chair 29 has another sliding surface.
  • the hold-down devices 12 arranged on both sides of the stock rail 8 can be formed in one piece with a base plate 30.
  • the training according to Fig. 14 Essentially corresponds to the training Fig. 12 , however, the angle guide plate 26 is designed in two parts.
  • the angle guide plate 26 consists, as in the Fig. 15 and 17 can be seen from a first part 32 facing away from the rail and a second part 33 facing the rail.
  • the first part 32 carries a rib 34 which, when installed, engages in the groove 27, the rib 34 preferably having a trapezoidal cross section and has at least one guide surface 38.
  • the first and second parts 32,33 are located along guide surfaces 38,39 ( Fig. 17 ) can be moved relative to each other to enable adaptation to the respective track width.
  • the second part 33 further comprises a plate-shaped support element 41, on which the tension spring 1 rests and which engages over the upper surface of the first element 32.
  • the plate-shaped support element 41 has at least one oblique guide groove 40 on its underside, into which guide pins or the like (not shown) formed on the top of the first element 32 engage in order to hold the two parts 32, 33 together, especially in the unloaded state .
  • the second part 33 in particular the plate-shaped support element 41, has a through hole 35, which is penetrated by the screw 25 in the assembled state of the tension spring 1.
  • the through hole 35 is designed as an elongated hole perpendicular to the longitudinal direction of the rail.
  • the second part 33 in particular, has the lateral guidance of the tension spring 1 plate-shaped support element 41, two walls 37, which run in the insertion direction 14 of the tension spring 1.
  • the elevation 36 which is arranged between the first leg 3 and the free end 7 of the holding section 5 of the tension spring 1, also serves to guide the tension spring 1.
  • the tension spring 1 can be between the in Fig. 14 final assembly position shown and a pre-assembly position, not shown, in which the tension spring 1 does not engage over the rail foot.
  • the training is such that the screw 25 does not have to be loosened in order to move the tension spring 1 from the pre-assembly position to the final assembly position.
  • the displacement can be carried out, for example, using a lever-like tool.

Abstract

Bei einer Spannfeder (1) zum Niederhalten eines Gleiskörperelements, wie z.B. eines Schienenfußes einer Schiene, umfassend einen U-förmigen Hauptabschnitt, der einen U-Bogen (2), einen an der einen Seite des U-Bogens (2) angeordneten ersten Schenkel (3) und einen an der anderen Seite des U-Bogens (2) angeordneten zweiten Schenkel (4) aufweist, ist an dem ersten Schenkel (3) ein hakenförmig nach innen gebogener, an einem Niederhalter (12) abstützbarer Halteabschnitt (5) und an dem zweiten Schenkel (4) ein zum Halteabschnitt (5) hin oder von diesem weg umgebogener Endabschnitt (6) ausgebildet, wobei der U-Bogen (2) einen Torsionsabschnitt ausbildet, sodass über den umgebogenen Endabschnitt (6) eine Niederhaltekraft auf das Gleiskörperelement aufbringbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spannfeder zum Niederhalten eines Gleiskörperelements, wie z.B. eines Schienenfußes einer Schiene.
  • Weiters betrifft die Erfindung eine Schienenbefestigung umfassend eine erfindungsgemäße Spannfeder und einen auf einer Unterlage, insbesondere Schwelle, Rippenplatte oder Winkelführungsplatte, einer Schiene benachbart befestigbaren Niederhalter.
  • Die Montage von Schienen eines Gleiskörpers erfolgt üblicherweise unter Verwendung eines Federelements, meist als Spannfeder oder Spannklemme bezeichnet, und eines geeigneten Spannelements oder Niederhalters zum Verspannen des Federelements. Bei diesem Spannelement bzw. Niederhalter handelt es sich üblicherweise um eine Schraube, durch welche das Federelement so gegen den Untergrund verspannt wird, dass es über seinen auf dem Schienenfuß aufliegenden Abschnitt die erforderlichen Haltekräfte aufbringt. Die Verspannung kann dabei beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Niederhalter direkt mit dem Untergrund verbunden wird, der die Schiene und das Befestigungssystem trägt, oder dass der Niederhalter an einem zusätzlichen Bauteil, wie beispielsweise einer Platte, befestigt wird, die dann mit dem jeweiligen Untergrund fest verkoppelt ist.
  • Weit verbreitete Spannfedern sind solche mit der "e"-Form und solche mit einer "ω"-Form. Eine Spannfeder mit der "e"-Form ist beispielswiese in der EP 313325 B1 beschrieben. Die "ω"-Form geht beispielswiese aus der DE 3243895 A1 hervor.
  • Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Befestigungssystemen mit Spannfedern bekannt, bei denen sich die Spannfeder relativ zum Schienenfuß und zu den Verankerungsteilen nicht nur in eine genau definierte Endmontagestellung, sondern auch in eine lagegesicherte Vormontagestellung bringen lässt. Für die Verwirklichung der Vormontagestellung wird die Spannfeder so montiert, dass der für das Niederhalten des Schienenfußes gedachte Abschnitt nicht auf der Schiene aufliegt. Auf diese Weise können Bahnschwellen bereits im Werk mit in der Vormontagestellung angeordneten Spannfedern versehen und vorgespannt werden, wobei die Spannfedern auf der Baustelle nach dem Auflegen der Schiene mit relativ geringem Aufwand durch seitliches Einschlagen in die Endmontagestellung gebracht werden können, in welcher der für das Niederhalten des Schienenfußes gedachte Abschnitt diesen übergreift und von oben federnd niederdrückt.
  • Nachteilig bei Spannfedern aus dem Stand der Technik ist der Umstand, dass diese lediglich für eine einzige Einbaurichtung oder Einbauart ausgelegt sind. Als Einbaurichtung wird hierbei diejenige Richtung verstanden, in welcher die in der Regel bereits vorgespannte Spannfeder auf den Schienenfuß geschoben wird. Am häufigsten findet man Spannfedern, die für den Quereinbau vorgesehen sind, d.h. für ein Aufschieben der Spannfeder quer zur Schienenlängsrichtung. Beim Längseinbau hingegen wird die Spannfeder in Schienenlängsrichtung in ihre Endmontagestellung gebracht. Der Einbau in Schienenlängsrichtung ist auf Grund des begrenzten Platzes beispielswiese für die Befestigung der Schienen im Bereich von Weichen vorteilhaft. Herkömmliche Spannfedern sind insbesondere hinsichtlich der Anordnung von Bereichen unterschiedlicher Steifigkeit an ihre vorgegebene Einbaurichtung angepasst und können daher nicht ohne weiteres in eine davon abweichende Richtung eingebaut werden, wobei eine abweichende Einbaurichtung in den meisten Fällen schon aus geometrischen Gründen gar nicht möglich ist.
  • Weitere Probleme von herkömmlichen Spannfedern sind das Auftreten von Brüchen und das Lockern der Spannfedern und damit verbunden ein Verlust der Spannkraft. Das Lockern tritt insbesondere bei Spannfedern auf, die mit einer Schraube niedergespannt werden.
  • Brüche kommen bei Spannfedern häufig dann vor, wenn sie einer übermäßigen Belastung ausgesetzt werden. Herkömmliche Schienenbefestigungssysteme sind in den wenigstens Fällen mit einem Überlastschutz versehen. Ein Überlastschutz hat den Zweck, die auf die Spannfeder wirkende Belastung zu begrenzen, was insbesondere dann zum Tragen kommt, wenn die Schiene beim Überfahren relativ zur Schwelle einer starken Auf- und Abwärtsbewegung oder einer starken Kippbewegung unterliegt.
  • Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab eine Spannfeder sowie ein entsprechendes Befestigungssystem dahingehend zu verbessern, dass die oben genannten Nachteile überwunden werden können. Insbesondere soll eine Spannfeder geschaffen werden, die schraubenlos niedergehalten bzw. gespannt werden kann und die eine hohe Elastizität aufweist. Die Spannfeder soll universell verwendbar sein, insbesondere sowohl für das Niederhalten von Schienen im freien Gleis als auch im Bereich von Weichen. Schließlich soll der Ein- und Ausbau erleichtert werden und eine lagegesicherte Vormontagestellung ermöglicht werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Spannfeder bereit, umfassend einen U-förmigen Hauptabschnitt, der einen U-Bogen, einen an der einen Seite des U-Bogens angeordneten ersten Schenkel und einen an der anderen Seite des U-Bogens angeordneten zweiten Schenkel aufweist, wobei an dem ersten Schenkel ein hakenförmig nach innen gebogener, an einem Niederhalter abstützbarer Halteabschnitt und an dem zweiten Schenkel ein zum Halteabschnitt hin oder von diesem weg umgebogener Endabschnitt ausgebildet ist, wobei der U-Bogen einen Torsionsabschnitt ausbildet, sodass über den umgebogenen Endabschnitt eine Niederhaltekraft auf das Gleiskörperelement aufbringbar ist.
  • Dadurch, dass die Spannfeder von der Grundform eines "U" ausgehend an dem ersten Schenkel der U-Form einen hakenförmigen Halteabschnitt und an dem anderen Schenkel der U-Form einen zum Halteabschnitt hin oder von diesem weg umgebogenen Endabschnitt aufweist, wird eine asymmetrische Form erreicht, die einfach herzustellen ist und die einen Einbau sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung erlaubt. Sowohl im Längs- als auch im Quereinbau bildet der umgebogene Endabschnitt hierbei denjenigen Bereich der Spannfeder aus, über den die Niederhaltekraft auf das Gleiskörperelement bzw. den Schienenfuß aufgebracht wird.
  • Die erfindungsgemäße Ausführung der Spannfeder ist jener der aus dem Stand der Technik bekannten "e"-Form ähnlich, mit dem Unterschied, dass der Endabschnitt der "e"-Form eine zusätzliche Biegung aufweist. Diese Biegung kann zum Halteabschnitt der Spannfeder hin oder von dieser weg ausgeführt sein. Bevorzugt verläuft die Biegung zum Halteabschnitt der Spannfeder hin. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist hierbei vorgesehen, dass der umgebogene Endabschnitt in einem Winkel von 80-100°, vorzugsweise ungefähr 90°, zum zweiten Schenkel verläuft, wobei dies sowohl für die Ausbildung mit einem zum Halteabschnitt der Spannfeder hin als auch für die Ausbildung mit einem vom Halteabschnitt weg gebogenen Endabschnitt gilt. Die Vorteile des umgebogenen Endabschnitts werden sowohl im Längs- als auch im Quereinbau im Zusammenwirken mit dem Niederhalter deutlich, wie dies weiter unten noch näher erläutert ist.
  • Der vom ersten Schenkel der U-Form ausgehende hakenförmige Halteabschnitt dient dazu, von einem Niederhalter unter Spannung gehalten zu werden, wenn vom umgebogenen Endabschnitt eine Torsionskraft auf den vom U-Bogen der Spannfeder ausgebildeten Torsionsabschnitt ausgeübt wird. Der hakenförmige Halteabschnitt ist hierbei nach innen gebogen, was so zu verstehen ist, dass der Haken zwischen die beiden Schenkel der U-Form gebogen ist. Bevorzugt bildet der hakenförmige Halteabschnitt auf Seiten des ersten Schenkels das Ende der Spannfeder, d.h. dass das das freie Ende des zu einem Haken umgebogene Bereichs zwischen den beiden Schenkeln der U-Form liegt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist ein Hakenbogen des Halteabschnitts eine im Wesentlichen 180°-Biegung auf, sodass ein freier Endbereich des Halteabschnitts im Wesentlichen zumindest abschnittsweise parallel zum ersten Schenkel verläuft. Der Ausdruck "im Wesentlichen 180°" bedeutet, dass der Winkel 180° beträgt, aber auch zwischen 175° und 185° liegen kann.
  • Bevorzugt überlappt eine gedachte Verlängerung des umgebogenen Endabschnitts den Hakenbogen in einer Draufsicht. Dies bedeutet, dass die gedachte Verlängerung des umgebogenen Endabschnitts den Hakenbogen in der Draufsicht auf die Spannfeder zumindest teilweise überschneidet. Dies hat für den Quereinbau der Spannfeder zur Folge, dass der Hakenbogen in der Endmontagestellung oberhalb des Schienenfußes zu liegen kommt und einen Überlastschutz ausbilden kann.
  • Die Spannfeder besteht in herkömmlicher Weise aus einem Federstab und kann daher in einem Stück aus einem entsprechenden Ausgangsprodukt hergestellt werden. Die Herstellung erfolgt hierbei durch mehrfaches Biegen eines ursprünglich geraden Federstabs. Wenn, wie dies bevorzugt vorgesehen ist, der hakenförmige Halteabschnitt, der U-Bogen und der umgebogene Endabschnitt alle in dieselbe Richtung gebogen sind, kann die Herstellung der Spannfeder in drei Biegeschritten erfolgen. Im ersten Schritt wird die Biegung des hakenförmigen Halteabschnitts vorgenommen, im zweiten Schritt der U-Bogen und im dritten Schritt der umgebogene Endabschnitt. Die drei Biegeschritte können auch in einem Vorgang umlaufend durchgeführt werden, wenn alle drei Biegungen im selben Drehsinn erfolgen. Die genannten Biegungen können alle in derselben Ebene erfolgen oder es wird gleichzeitig mit den Biegungen eine Auslenkung einzelner Bereiche aus der gemeinsamen Ebene vorgenommen.
  • Der Querschnitt der Spannfeder ist bevorzugt kreisrund, wobei jedoch auch andere Querschnittsformen denkbar sind, wie z.B. oval, elliptisch oder dgl.
  • Auf Grund der relativ einfachen Geometrie der erfindungsgemäßen Spannfeder, können deren mechanische Eigenschaften durch Variieren gewisser geometrischer Parameter, aber unter Beibehaltung der Grundform, in einfacher Weise an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Beispielsweise bestimmt die Länge des zweiten Schenkels der U-Form und damit die Länge des auf den Torsionsabschnitt wirkenden Hebelarms die Steifigkeit der Spannfeder. Mit der Wahl der Dicke der Federstabs können die Spannung, die Spannkraft und die Steifigkeit gesteuert werden. Auch der Radius des U-Bogens steuert die Spannung und die Steifigkeit der Spannfeder.
  • Hinsichtlich des Halteabschnitts sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass der erste Schenkel und der Halteabschnitt im unbelasteten Zustand in derselben Ebene liegen. Dies stellt eine ebene Auflagefläche für den Niederhalter zur Verfügung, wobei die Spannfeder sowohl am Haltabschnitt als auch am ersten Schenkel und somit großflächig niedergehalten werden kann.
  • Um durch das Niederspannen des Halteabschnitts mittels des Niederhalters und die dadurch bewirkte Torsionsbelastung des Torsionsabschnitt der Spannfeder über den umgebogenen Endabschnitt eine Niederhaltekraft auf den Schienenfuß ausüben zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Schenkel im unbelasteten Zustand in einem spitzen Winkel relativ zur gemeinsamen Ebene des Halteabschnitts und des ersten Schenkels geneigt verläuft und bevorzugt in einer geneigten Ebene liegt, die vom zweiten Schenkel und einer zu einer Achse des ersten Schenkels normal stehenden, eine Tangente an den U-Bogen bildenden Geraden aufgespannt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass der zweite Schenkel in der Einbaulage der Spannfeder betrachtet von der Ebene des Halteabschnitts ausgehend zum Schienenfuß hin schräg nach unten verläuft. Der spitze Winkel kann hierbei zwischen 5° und 20° betragen. Das Festspannen der Spannfeder führt zu einer Verbiegung der Spannfeder dahingehend, dass der genannte spitze Winkel sich vom unbelasteten Zustand aus verringert und im festgespannten Zustand beispielsweise nur mehr 0°-5° beträgt. Dieser Winkel kann im Falle von Befestigungssystemen mit geringerer Niederhaltekraft auf 5-10° reduziert sein. In diesem verspannten Zustand wirkt ein Torsionsmoment auf den Torsionsabschnitt der Spannfeder, und zwar insbesondere um eine Achse, die normal zur Achse des ersten Schenkels verläuft und eine Tangente an den U-Bogen bildet.
  • Die vom umgebogenen Endabschnitt auf den Schienenfuß wirkende Niederhaltekraft und die entsprechende Gegenkraft, die vom Niederhalter auf den Halteabschnitt der Spannfeder wirkt, bilden ein Kräftepaar, das den Torsionsabschnitt zusätzlich auch auf Biegung um eine zur Achse des Torsionsmoments senkrechte Achse beansprucht, was zu einer entsprechenden Verbiegung um diese Achse führt. Der umgebogene Endabschnitt der Spannfeder hat auf Grund dieser Verbiegung im unbelasteten Zustand einen anderen Winkel zur Auflageebene am Schienenfuß als im belasteten Zustand. Damit der umgebogene Endabschnitt im belasteten Zustand im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, um eine entsprechende Auflagefläche auf dem Schienenfuß zu gewährleisten, ist gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass der umgebogene Endabschnitt im unbelasteten Zustand relativ zur oben definierten geneigten Ebene, in welcher der zweite Schenkel liegt, nach oben gebogen ist. Gemäß einer alternativen Definition verläuft der umgebogene Endabschnitt in einem spitzen Winkel zur Ebene des Halteabschnitts und des ersten Schenkels. Der Winkel zwischen dem umgebogene Endabschnitt und der genannten Ebene kann vorzugsweise 2°-8°, insbesondere 5°-7°, betragen. Der Winkel verringert sich unter Belastung auf Grund des genannten Biegemoments und beträgt im belasteten Zustand vorzugsweise 0°-1°.
  • Wenn im Rahmen der Erfindung von einem Winkel zwischen zwei Abschnitten der Spannfeder oder von einer Ebene die Rede ist, in der die Abschnitte liegen, bezieht sich dies auf die Mittellinie der entsprechenden Abschnitte, d.h. im Falle eines kreisrunden Querschnitts auf die durch den Kreismittelpunkt gehende Mittelline bzw. Achse.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Schienenbefestigung umfassend eine Spannfeder gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und einen auf einer Unterlage, insbesondere Schwelle, Rippenplatte oder Winkelführungsplatte, einer Schiene benachbart befestigbaren Niederhalter, an dem der Halteabschnitt im montierten Zustand der Spannfeder derart abgestützt ist, dass der umgebogene Endabschnitt ein Gleiskörperelement, insbesondere einen Schienenfuß der Schiene, federnd niederhaltend anordenbar ist.
  • Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt, kann die Spannfeder schraubenlos niedergespannt werden oder mit Hilfe einer Schraube. Für die Verwirklichung der schraubenlosen Alternative sieht eine bevorzugte Ausbildung vor, dass der Niederhalter eine tunnelförmige Ausnehmung aufweist oder ausbildet, in welche der Halteabschnitt der Spannfeder zumindest teilweise einschiebbar ist.
  • Je nachdem, ob die Spannfeder quer zur Schienenlängsrichtung oder in Schienenlängsrichtung eingebaut werden soll, ist der Halteabschnitt der Spannfeder quer zur Schienenlängsrichtung in die tunnelförmige Ausnehmung zur Schiene hin einschiebbar oder parallel zur Schienenlängsrichtung einschiebbar.
  • Bei einer Ausbildung mit quer zur Schienenlängsrichtung einschiebbarer Spannfeder ist die tunnelförmige Ausnehmung an der dem Gleiskörperelement, insbesondere Schienenfuß, zugewandten Seite bevorzugt offen ausgebildet und der Hakenbogen ragt im endmontierten Zustand der Spannfeder aus der tunnelförmigen Ausnehmung vor und übergreift das Gleiskörperelement, insbesondere den Schienenfuß. Auf diese Weise bildet der Hakenbogen in seinem das Gleiskörperelement überragenden Zustand eine Überlastsicherung aus. Hierzu ist der Hakenbogen so angeordnet, dass zwischen dem niederzuhaltenden Gleiskörperelement, insbesondere Schienenfuß, und dem Hakenbogen der Spannfeder ein vertikaler Abstand vorhanden ist. Aufwärtsbewegungen des Gleiskörperelements, die innerhalb des vertikalen Abstands liegen, werden durch den umgebogenen Endabschnitt der Spannfeder federnd aufgenommen. Sollte es jedoch zu einer übermäßigen Aufwärtsbewegung kommen, stößt das niederzuhaltende Gleiskörperelement jedoch an dem Hakenbogen an und wird dadurch an einem weiteren Aufsteigen gehindert, ohne die Spannfeder innerhalb ihres zulässigen Federwegs zu überlasten.
  • Bei der Variante mit quer zur Schienenlängsrichtung einschiebbarer Spannfeder kann eine Vormontagestellung der Spannfeder in einfacher Weise dadurch realisiert werden, dass die Spannfeder zunächst nur soweit eingeschoben wird, dass sie zwar sicher in der tunnelförmigen Ausnehmung aufgenommen ist, dass der Hakenbogen jedoch noch nicht auf der dem niederzuhaltenden Gleiskörperelement zugewandten Seite aus der tunnelförmigen Ausnehmung vorragt und der umgebogene Endabschnitt noch nicht auf dem Gleiskörperelement zu liegen kommt. Erst für die Einnahme der Endmontagestellung wird die Spannfeder weiter in Richtung zum Gleiskörperelement vorgetrieben bis der umgebogene Endabschnitt von oben auf das Gleiskörperelement drückt.
  • Sowohl bei der Variante mit quer zur Schienenlängsrichtung einschiebbarer Spannfeder als auch bei der Variante mit in Schienenlängsrichtung einschiebbarer Spannfeder kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Niederhalter eine in Einschubrichtung ansteigende Rampe aufweist, auf welcher der umgebogene Endabschnitt beim Einschieben gleitend aufliegt. Dies führt dazu, dass der umgebogene Endabschnitt beim Einschieben immer weiter vorgespannt wird.
  • Besonders bevorzugt weist die Rampe einen ersten ansteigenden Rampenabschnitt und einen zweiten ansteigenden Rampenabschnitt und einen dazwischen liegenden Zwischenabschnitt auf, auf dem der umgebogene Endabschnitt in einer Vormontagestellung der Spannfeder aufliegt. Der Zwischenabschnitt kann beispielsweise eine Mulde aufweisen, in welcher der umgebogenen Endabschnitt der Spannfeder einrasten kann, um in der Vormontagestellung zu verbleiben.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass am Ende der Rampe eine Stufe ausgebildet ist, über welche der umgebogene Endabschnitt in die Endmontagestellung gelangt, in welcher der Endabschnitt auf dem Gleiskörperelement, insbesondere dem Schienenfuß, aufliegt, wobei die Stufe einen rückwärtigen Anschlag bildet, welcher den Endabschnitt gegen das Verlassen der Endmontagestellung sichert.
  • Bei der Variante mit in Schienenlängsrichtung einschiebbarer Spannfeder kann eine Überlastsicherung dadurch erreicht werden, dass der Niederhalter einen den umgebogenen Endabschnitt im montierten Zustand der Spannfeder mit Abstand übergreifenden Anschlag aufweist. Ein derartiger Anschlag hat den Effekt, das Aufsteigen des umgebogenen Endabschnitts zu begrenzen.
  • Das erfindungsgemäße Befestigungssystem kann auch im Bereich einer Weiche zur Fixierung von Backenschienen zum Einsatz gelangen, wobei der Niederhalter auf der der Zungenschiene zugewandten Seite der Backenschiene mit einem Gleitstuhl kombiniert bzw. verbunden werden kann, und zwar bevorzugt derart, dass der Niederhalter zumindest einen Teil der Gleitfläche für die Zungenschiene ausbildet. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht in diesem Zusammenhang vor, dass das Befestigungssystem einen der Backenschiene zugeordneten Gleitstuhl mit einer Gleitfläche für eine Zungenschiene aufweist, wobei der Niederhalter eine mit der Gleitfläche vorzugsweise bündige weitere Gleitfläche aufweist. Alternativ kann die obere Fläche des Niederhalters auch niedriger angeordnet sein als die Gleitfläche des Gleitstuhls.
  • Bevorzugt ist die weitere Gleitfläche so wie der Gleitstuhl selbst in Richtung zur Backenschiene derart verlängert, dass die weitere Gleitfläche den Schienenfuß der Backenschiene mit Abstand übergreift.
  • Bevorzugt können der dem Gleitstuhl zugeordnete Niederhalter und der an der gegenüberliegenden Seite der Backenschiene angeordnete Niederhalter mit einer Gleitstuhlplatte einstückig ausgebildet sein.
  • Wie bereits erwähnt besteht ein Vorteil der erfindungsgemäßen Spannfeder in ihrer universellen Einsetzbarkeit. So kann die Spannfeder wie bereits erwähnt nicht nur schraubenlos befestigt werden, sondern auch mit einer Schwellenschraube. Das erfindungsgemäße Befestigungssystem ist in diesem Zusammenhang bevorzugt derart ausgebildet, dass der Niederhalter von einer in die Unterlage, insbesondere eine Schwelle oder Platte, einschraubbaren Befestigungsschraube oder von einer in die Unterlage, insbesondere Rippenplatte, eingehängten Hakenschraube mit Mutter gebildet ist, wobei deren Schraubenschaft und/oder Gewinde einen Freiraum zwischen dem ersten Schenkel und dem freien Endbereich des Halteabschnitts der Spannfeder durchsetzt, um die Spannfeder (1) im Bereich des ersten Schenkels (3) und des Halteabschnitts (5) niederzuhalten. Auch bei dieser Art der Befestigung ist eine Vormontagestellung in einfacher Weise möglich. Dies kann derart erfolgen, dass die Spannfeder zuerst in der Vormontagestellung niedergeschraubt wird. Danach wird die Schiene eingelegt, worauf die Spannfeder im niedergeschraubten Zustand quer zur Schienenlängsrichtung eingeschoben wird. Hierzu ist es nicht erforderlich, die Schraube nach dem Einlegen der Schiene zu lösen und nach dem einschieben der Spannfeder wieder festzuziehen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Spannfeder, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Spannfeder gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht gemäß dem Pfeil III der Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht gemäß dem Pfeil IV der Fig. 2, Fig. 5 eine erste Ausbildung einer Schienenbefestigung unter Verwendung der Spannfeder gemäß Fig. 1, Fig. 6 eine Detailansicht der Fig. 5, Fig. 7 zweite Ausbildung einer Schienenbefestigung unter Verwendung der Spannfeder gemäß Fig. 1, Fig. 8 eine Detailansicht der Fig. 7, Fig. 9 einen Niederhalter gemäß Fig. 7 und 8 in einer perspektivischen Ansicht, Fig. 10 eine Seitenansicht des Niederhalters gemäß Fig. 9, Fig. 11 eine dritte Ausbildung einer Schienenbefestigung unter Verwendung der Spannfeder gemäß Fig. 1, Fig. 12 eine abgewandelte Ausbildung der Schienenbefestigung der Fig. 11, Fig. 13 eine vierte Ausbildung einer Schienenbefestigung unter Verwendung der Spannfeder gemäß Fig. 1, Fig. 14 eine Ausbildung gemäß Fig. 12 mit einer abgewandelten Winkelführungsplatte, Fig. 15 eine Ansicht der Winkelführungsplatte gemäß Fig. 14, Fig. 16 eine Vorderansicht der Winkelführungsplatte gemäß Fig. 14 und Fig. 17 eine Unteransicht der Winkelführungsplatte gemäß Fig. 14 in einer auseinandergezogenen Darstellung.
  • In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Spannfeder 1 dargestellt, umfassend einen U-förmigen Hauptabschnitt, der einen U-Bogen 2, einen an der einen Seite des U-Bogens 2 angeordneten ersten Schenkel 3 und einen an der anderen Seite des U-Bogens 2 angeordneten zweiten Schenkel 4 aufweist, wobei an dem ersten Schenkel 3 ein hakenförmig nach innen gebogener, an einem Niederhalter abstützbarer Halteabschnitt 5 und an dem zweiten Schenkel 4 ein zum Halteabschnitt 5 hin oder von diesem weg umgebogener Endabschnitt 6 ausgebildet ist. Der Halteabschnitt 5 umfasst ein freies Ende 7.
  • In Fig. 3 ist erkennbar, dass der umgebogene Endabschnitt 6 in Richtung des Pfeils III gesehen leicht nach oben geneigt ist, sodass ein spitzer Winkel α zwischen dem umgebogenen Endabschnitt 6 und der Ebene des Halteabschnitts 5 und des ersten Schenkels 3 vorhanden ist.
  • In Fig. 4 ist erkennbar, dass der zweite Schenkel 4 einen spitzen Winkel β mit der Ebene des Halteabschnitts 5 und des ersten Schenkels 3 einschließt.
  • Fig. 5 zeigt eine Schiene 8, die unter Zwischenordnung einer auf einer Unterlagsplatte 9 angeordneten Platte 10 auf einer Schwelle 11 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt auf jeder Seite der Schiene 8 mittels einer Spannfeder 1 gemäß Fig. 1, die eine tunnelförmige Ausnehmung 13 eines Niederhalters 12 eingeschoben ist. In der in Fig. 5 dargestellten Endmontagestellung der Spannfeder 1 drückt diese mit ihrem umgebogenen Endabschnitt 6 auf den Schienenfuß 16 der Schiene 8, und zwar unter optionaler Zwischenordnung eines Isolators. Der Niederhalter 12 ist hierbei in geeigneter Weise auf der Platte 10 befestigt. Beispielsweise ist die Platte 10 und der Niederhalter 12 einstückig gefertigt und mit der Schwelle 11 verschraubt. Alternativ kann an der Unterseite der Platte 10 ein Anker angeformt sein, der beim Gießen der aus Beton hergestellten Schwelle 11 in diese einbetoniert wird.
  • Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht der in der tunnelförmigen Ausnehmung 13 eingeschobenen Spannfeder 1. Es ist ersichtlich, dass die Spannfeder mit ihrem Halteabschnitt 5 in Richtung des Pfeils 14, d.h. in Schienenlängsrichtung, in die tunnelförmige Ausnehmung 13 eingeschoben wurde, sodass der umgebogenen Endabschnitt 6 am Schienenfuß 16 aufliegt. Beim Einschieben in Richtung des Pfeils 14 gleitet der umgebogene Endabschnitt 6 auf einer in Einschieberichtung 14 ansteigenden Rampe 17, bis er über eine am Ende der Rampe 17 ausgebildete Stufe auf den Schienenfuß 16 fällt. An der dem Schienenfuß 16 zugewandten Seite des Niederhalters 12 ist weiters ein den umgebogenen Endabschnitt 6 mit Abstand übergreifender Anschlag 18 ausgebildet, der gemeinsam mit dem Endabschnitt 6 als Überlastsicherung wirkt.
  • Fig. 7 und 8 zeigen eine alternative Ausbildung der Schienenbefestigung, bei der die Spannfeder 1 quer zur Schienenlängsrichtung, d.h. in Richtung des Pfeils 14, in die tunnelförmige Ausnehmung 13 (siehe Fig. 9) des Niederhalters 12 eingeschoben wird. Beim Einschieben in Richtung des Pfeils 14 gleitet der umgebogenen Endabschnitt 6 wieder auf der an der Außenseite des Niederhalters 12 ausgebildeten Rampe 17 entlang, bis der umgebogene Endabschnitt 6 über eine am Ende der Rampe 17 ausgebildete Stufe 19 auf den Schienenfuß 16 herabfällt. Zwischen der Spannfeder 1 und dem Schienenfuß kann hierbei ein Isolator 15 angeordnet sein. In der in Fig. 8 dargestellten Endmontagestellung tritt der Halteabschnitt 5 auf der der Schiene 8 zugewandten Seite aus der tunnelförmigen Ausnehmung 13 heraus und bildet einen den Schienenfuß 16 mit optionalem Isolator 15 mit Abstand übergreifenden Anschlag aus, der eine Überlastsicherung ausbildet.
  • Der in Fig 7 und 8 verwendete Niederhalter 12 ist in den Fig. 9 und 10 detaillierter dargestellt, wobei insbesondere ersichtlich ist, dass die Rampe 17 aus drei in Einschieberichtung 14 aufeinanderfolgenden Abschnitten besteht. Die Rampe 17 umfasst einen ersten ansteigenden Rampenabschnitt 20 und einen zweiten ansteigenden Rampenabschnitt 22 und einen dazwischen liegenden Zwischenabschnitt 21 ohne Steigung, auf dem der umgebogene Endabschnitt 6 der Spannfeder 1 in einer Vormontagestellung aufliegt. Weiters ist in Fig. 9 und 10 ein Anker 31 ersichtlich, mit dem der Niederhalter in eine Betonschwelle 11 oder z.B. Kunststoffschwelle 11 einbetoniert bzw. eingegossen werden kann.
  • In Fig. 11 ist eine abgewandelte Ausbildung gezeigt, bei welcher die Spannfeder 1 durch einen als Befestigungsschraube 25 ausgebildeten Niederhalter gespannt wird. Die Befestigungsschraube 25 ist als Hakenschraube mit der Rippe 24 verhakt oder so in die Schwelle 11 eingeschraubt, dass ihr Schraubenschaft oder Gewinde einen Freiraum zwischen dem ersten Schenkel 3 und dem freien Endbereich 7 des Halteabschnitts 5 der Spannfeder 1 durchsetzt. Der Freiraum zwischen dem ersten Schenkel 3 und dem freien Endbereich 7 des Halteabschnitts 5 ist hierbei schlitzförmig ausgebildet, sodass die Spannfeder 1 zwischen einer Vormontagestellung und der in Fig. 12 dargestellten Endmontagestellung verschoben werden kann. Die Schienenunterlage 10 ist bei der dargestellten Ausbildung als Rippenplatte ausgebildet, deren Rippen 24 die Position des Schienenfußes 16 der Schiene 8 auf der Schwelle 11 definieren.
  • Bei der abgewandelten Ausbildung gemäß Fig. 12 umfasst das Befestigungssystem an beiden Seiten der Schiene 8 jeweils eine Winkelführungsplatte 26, die mit einer an der Unterseite ausgebildeten Rippe in eine Rille 27 der Schwelle 11 eingreift..
  • Fig. 13 zeigt die Verwendung einer erfindungsgemäßen Schienenbefestigung im Bereich einer Weiche, die eine Backenschiene 8 und eine zwischen einer abliegenden und anliegenden Position verlagerbare Zungenschiene 28 aufweist. Die Zungenschiene 28 gleitet dabei mit ihrem Schienenfuß auf einem Gleitstuhl 29, wobei der Niederhalter 12 an seiner Oberseite eine mit der Gleitfläche des Gleitstuhls 29 bündige weitere Gleitfläche aufweist. Die an beiden Seiten der Backenschiene 8 angeordneten Niederhalter 12 können hierbei einstückig mit einer Unterlagsplatte 30 ausgebildet sein.
  • Die Ausbildung gemäß Fig. 14 entspricht im Wesentlichen der Ausbildung gemäß Fig. 12, wobei die Winkelführungsplatte 26 jedoch zweiteilig ausgebildet ist. Die Winkelführungsplatte 26 besteht, wie in den Fig. 15 und 17 ersichtlich ist, aus einem ersten, der Schiene abgewandten Teil 32 und einem zweiten, der Schiene zugewandten Teil 33. Der erste Teil 32 trägt eine Rippe 34, welche im eingebauten Zustand in die Rille 27 eingreift, wobei die Rippe 34 vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt aufweist und zumindest eine Führungsfläche 38 aufweist. Der erste und der zweite Teil 32,33 sind entlang von zur Schienenlängsrichtung schrägen Führungsflächen 38,39 (Fig. 17) gegeneinander verschiebbar, um dadurch eine Anpassung an die jeweilige Spurweite zu ermöglichen. Der zweite Teil 33 umfasst weiters ein plattenförmiges Auflageelement 41, auf dem die Spannfeder 1 aufliegt und das die obere Fläche des ersten Elements 32 übergreift. Wie in Fig. 17 zu sehen ist, weist das plattenförmige Auflageelement 41 an seiner Unterseite zumindest eine schräge Führungsnut 40 auf, in die an der Oberseite des ersten Elements 32 ausgebildete Führungsstifte oder dgl (nicht gezeigt) eingreifen, um die beiden Teile 32,33 besonders im unbelasteten Zustand zusammenzuhalten. Weiters ist ersichtlich, dass der zweite Teil 33, insbesondere das plattenförmiges Auflageelement 41, ein Durchgangsloch 35 aufweist, welches im montierten Zustand der Spannfeder 1 von der Schraube 25 durchsetzt wird. Das Durchgangsloch 35 ist als Langloch senkrecht zur Schienenlängsrichtung ausgebildet. Zur seitlichen Führung der Spannfeder 1 weist der zweite Teil 33, insbesondere das plattenförmige Auflageelement 41, zwei Wände 37 auf, die in Einschubrichtung 14 der Spannfeder 1 verlaufen. Der Führung der Spannfeder 1 dient weiters die Erhebung 36, welche zwischen dem ersten Schenkel 3 und dem freien Ende 7 des Halteabschnitts 5 der Spannfeder 1 angeordnet ist.
  • Die Spannfeder 1 kann hierbei zwischen der in Fig. 14 dargestellten Endmontagestellung und einer nicht dargestellten Vormontagestellung verschoben werden, in der die Spannfeder 1 den Schienenfuß nicht übergreift. Die Ausbildung ist hierbei so getroffen, dass die Schraube 25 nicht gelöst werden muss, um die Spannfeder 1 von Vormontagestellung in die Endmontagestellung zu verschieben. Die Verschiebung kann beispielsweise mittels eines hebelartigen Werkzeugs erfolgen.

Claims (19)

  1. Spannfeder (1) zum Niederhalten eines Gleiskörperelements, wie z.B. eines Schienenfußes einer Schiene, umfassend einen U-förmigen Hauptabschnitt, der einen U-Bogen (2), einen an der einen Seite des U-Bogens (2) angeordneten ersten Schenkel (3) und einen an der anderen Seite des U-Bogens (2) angeordneten zweiten Schenkel (4) aufweist, wobei an dem ersten Schenkel (3) ein hakenförmig nach innen gebogener, an einem Niederhalter abstützbarer Halteabschnitt (5) und an dem zweiten Schenkel (4) ein zum Halteabschnitt (5) hin oder von diesem weg umgebogener Endabschnitt (6) ausgebildet ist, wobei der U-Bogen (2) einen Torsionsabschnitt ausbildet, sodass über den umgebogenen Endabschnitt (6) eine Niederhaltekraft auf das Gleiskörperelement aufbringbar ist.
  2. Spannfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der umgebogene Endabschnitt (6) in einem Winkel von 80-100°, vorzugsweise ungefähr 90°, zum zweiten Schenkel (4) verläuft.
  3. Spannfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hakenbogen des Halteabschnitts (5) eine im Wesentlichen 180°-Biegung aufweist, sodass ein freier Endbereich (7) des Halteabschnitts (5) im Wesentlichen zumindest abschnittsweise parallel zum ersten Schenkel (3) verläuft.
  4. Spannfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine gedachte Verlängerung des umgebogenen Endabschnitts (6) den Hakenbogen in einer Draufsicht überlappt.
  5. Spannfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (3) und der Halteabschnitt (5) im unbelasteten Zustand in derselben Ebene liegen.
  6. Spannfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel (4) im unbelasteten Zustand in einem spitzen Winkel relativ zur gemeinsamen Ebene des Halteabschnitts (5) und des ersten Schenkels (3) geneigt verläuft und bevorzugt in einer geneigten Ebene liegt, die vom zweiten Schenkel (4) und einer zur Achse des ersten Schenkels (3) normal stehenden, eine Tangente an den U-Bogen (2) bildenden Geraden aufgespannt wird.
  7. Spannfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel (4) und der umgebogene Endabschnitt (6) im unbelasteten Zustand in der geneigten Ebene liegen oder der umgebogene Endabschnitt (6) relativ zur geneigten Ebene nach oben gebogen ist.
  8. Schienenbefestigung umfassend eine Spannfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einen auf einer Unterlage, insbesondere Schwelle (11), Rippenplatte oder Winkelführungsplatte, einer Schiene (8) benachbart befestigbaren Niederhalter (12), an dem der Halteabschnitt (5) im montierten Zustand der Spannfeder (1) derart abgestützt ist, dass der umgebogene Endabschnitt (6) ein Gleiskörperelement, insbesondere einen Schienenfuß (16) der Schiene, federnd niederhaltend anordenbar ist.
  9. Schienenbefestigung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (12) eine tunnelförmige Ausnehmung (13) aufweist oder ausbildet, in welche der Halteabschnitt (5) der Spannfeder (1) zumindest teilweise einschiebbar ist.
  10. Schienenbefestigung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (5) der Spannfeder (1) quer zur Schienenlängsrichtung in die tunnelförmige Ausnehmung (13) zur Schiene hin einschiebbar ist.
  11. Schienenbefestigung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die tunnelförmige Ausnehmung (13) an der dem Gleiskörperelement, insbesondere Schienenfuß (16) zugewandten Seite offen ausgebildet ist und der Hakenbogen im montierten Zustand der Spannfeder (1) aus der tunnelförmigen Ausnehmung (13) vorragt und das Gleiskörperelement, insbesondere den Schienenfuß (16) übergreift.
  12. Schienenbefestigung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (5) der Spannfeder (1) parallel zur Schienenlängsrichtung in die tunnelförmige Ausnehmung (13) einschiebbar ist.
  13. Schienenbefestigung nach Anspruch 10 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (8) eine in Einschubrichtung (14) ansteigende Rampe (17) aufweist, auf welcher der umgebogene Endabschnitt (6) beim Einschieben des Halteabschnitts (5) in die tunnelförmige Ausnehmung (13) gleitend aufliegt.
  14. Schienenbefestigung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (17) einen ersten ansteigenden Rampenabschnitt (20) und einen zweiten ansteigenden Rampenabschnitt (22) und einen dazwischen liegenden Zwischenabschnitt (21) aufweist, auf dem der umgebogene Endabschnitt (6) in einer Vormontagestellung der Spannfeder (1) aufliegt.
  15. Schienenbefestigung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Rampe (17) eine Stufe (19) ausgebildet ist, über welche der umgebogenen Endabschnitt (6) in die Endmontagestellung gelangt, in welcher der Endabschnitt (6) auf dem Gleiskörperelement, insbesondere dem Schienenfuß (16), aufliegt, wobei die Stufe (19) einen rückwärtigen Anschlag bildet, welcher den umgebogenen Endabschnitt (6) gegen das Verlassen der Endmontagestellung sichert.
  16. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (12) einen den umgebogenen Endabschnitt (6) im montierten Zustand der Spannfeder (1) mit Abstand übergreifenden Anschlag (18) aufweist.
  17. Schienenbefestigung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, weiters umfassend einen der als Backenschiene ausgebildeten Schiene (8) zugeordneten Gleitstuhl (29) mit einer Gleitfläche für eine Zungenschiene (28), wobei ein Niederhalter (12) mit dem Gleitstuhl verbunden ist und vorzugsweise eine mit der Gleitfläche des Gleitstuhls bündige weitere Gleitfläche aufweist.
  18. Schienenbefestigung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Gleitfläche den Schienenfuß (16) der Backenschiene (8) mit Abstand übergreift.
  19. Schienenbefestigung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter von einer in die Unterlage, insbesondere eine Schwelle (11) oder Platte (10,26), einschraubbaren Befestigungsschraube (25) oder von einer in eine Unterlage, insbesondere Rippenplatte, eingehängten Hakenschraube mit Mutter gebildet ist, wobei deren Schraubenschaft und/oder Gewinde einen Freiraum zwischen dem ersten Schenkel (3) und dem freien Endbereich (7) des Halteabschnitts (5) der Spannfeder (1) durchsetzt, um die Spannfeder (1) im Bereich des ersten Schenkels (3) und des Halteabschnitts (5) niederzuhalten.
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