EP4332301A1

EP4332301A1 - Winkelführungsplatte sowie befestigungssystem für die befestigung von schienen für schienenfahrzeuge

Info

Publication number: EP4332301A1
Application number: EP22020415.0A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang HÖLZL; Thomas Mayer; Stefan BREITEGGER
Original assignee: Voestalpine Railway Systems GmbH
Current assignee: Voestalpine Railway Systems GmbH
Priority date: 2022-08-29
Filing date: 2022-08-29
Publication date: 2024-03-06
Anticipated expiration: 2042-08-29
Also published as: MX2025002196A; EP4581209A1; WO2024047476A1; EP4332301B1; CL2025000570A1; CN119790202A

Abstract

Eine Winkelführungsplatte für die Befestigung von Schienen für Schienenfahrzeuge auf einer Schwelle unter Verwendung einer auf der Winkelführungsplatte (4) abstützbaren Spannfeder (6) umfasst wenigstens eine auf einer Oberseite der Winkelführungsplatte (4) ausgebildete Stützfläche, insbesondere Stützschulter (9), zum Abstützen der Spannfeder (6), eine schienenseitige Anlagefläche (5) für einen Schienenfuß (3) der Schiene (2) und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite (19) zum Abstützen der Winkelführungsplatte (4) an der Schwelle. An der Unterseite (19) ist eine Rippe (15) ausgebildet, die verschiebbar in einer in der Schwelle ausgebildeten Rille (16) aufnehmbar ist, wobei eine im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche verlaufende Führungsfläche vorgesehen ist, sodass durch eine Verschiebung der Rippe (15) in der Rille (16) eine Verstellung der schienenseitigen Anlagefläche (5) mit einer senkrecht zur Anlagefläche (5) verlaufenden Richtungskomponente realisierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Winkelführungsplatte für die Befestigung von Schienen für Schienenfahrzeuge auf einer Schwelle unter Verwendung einer auf der Winkelführungsplatte abstützbaren Spannfeder, umfassend wenigstens eine auf einer Oberseite der Winkelführungsplatte ausgebildete Stützfläche, insbesondere Stützschulter, zum Abstützen der Spannfeder, eine schienenseitige Anlagefläche für einen Schienenfuß der Schiene und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite zum Abstützen der Winkelführungsplatte an der Schwelle.
Die Erfindung betrifft weiters ein Befestigungssystem zur Befestigung von Schienen für Schienenfahrzeuge auf einer Schwelle unter Verwendung der erfindungsgemäßen Winkelführungsplatte und eine Schwelle zur Verwendung in einem solchen Befestigungssystem.
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 in der Schwelle verankerbare Schraube, durch welche das Federelement so gegen den Untergrund verspannt wird, dass es über seinen auf dem Schienenfuß aufliegenden Abschnitt die erforderlichen Haltekräfte aufbringt. Dabei stützt sich das Federelement an einer auf der Schwelle aufliegenden Winkelführungsplatte ab, die schienenseitig eine Anlagefläche für einen Schienenfuß der Schiene aufweist, die der seitlichen Führung der Schiene dient. Die Winkelführungsplatte hat hierbei den Zweck, die Schiene auf der Auflagerfläche der Schwelle gegen Verschieben in Gleisquerrichtung zu sichern und die Radseitenkräfte in den Schwellenkörper zu übertragen. Die Winkelführungsplatte stützt sich hierbei mit einer an der der Schiene abgewandten Seite angeordneten Stirnfläche an einer Stützschulter der Schwelle ab.
Bei dem in der WO 2011/032932 A1 offenbarten Befestigungssystem verlaufen die Stützschulter der Schwelle sowie die mit dieser zusammenwirkende Stirnfläche der Winkelführungsplatte schräg zur Schienenlängsrichtung, wodurch eine Verschiebung der Winkelführungsplatte relativ zur Schwelle in Schienenlängsrichtung eine Anpassung an unterschiedliche Spurweiten erlaubt.
Nachteilig bei dieser Ausführung ist jedoch, dass die Winkelführungsplatte und die Schiene in einem vertieften Bereich der Schwelle angeordnet sind, um eine Abstützung der Winkelführungsplatte an der Stützschulter der Schwelle zu ermöglichen. Der Querschnitt der Schwelle wird im gesamten Auflagebereich der Schiene und der Winkelführungsplatten geschwächt und die Schiene kommt näher am Schotterbett zu liegen, was den Stopfvorgang erschwert. Um diese Effekte zu vermeiden, muss die Schwelle im Auflagebereich der Schienen höher ausgeführt werden, wobei auch die Stützschultern der Schwelle relativ zur Schienenauflage mit angehoben werden müssen. Dies erhöht den Arbeitsaufwand und Materialaufwand für die Herstellung und/oder Bearbeitung der Schwelle.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, die oben genannten Nachteile zu überwinden und mit reduziertem Aufwand eine Winkelführungsplatte sowie ein zugehöriges Schienenbefestigungssystem mit zugehöriger Schwelle zu schaffen, welches eine Verschiebung der Winkelführungsplatte relativ zum Untergrund in Schienenlängsrichtung zur Anpassung an unterschiedliche Spurweiten erlaubt, ohne dass dafür eine material- und arbeitsaufwändige Ausgestaltung des Untergrunds bzw. der Winkelführungsplatte erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt bei einer Winkelführungsplatte der eingangs genannten Art im Wesentlichen darin, dass an der Unterseite eine Rippe ausgebildet ist, die verschiebbar in einer in der Schwelle ausgebildeten Rille aufnehmbar ist, und dass eine im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche verlaufende Führungsfläche vorgesehen ist, sodass durch eine Verschiebung der Rippe in der Rille eine Verstellung der schienenseitigen Anlagefläche mit einer senkrecht zur Anlagefläche verlaufenden Richtungskomponente realisierbar ist.
Die Verstellung der Winkelführungsplatte entlang einer schrägen Führungsfläche wird somit durch eine Rippe verwirklicht, welche an der Unterseite der Winkelführungsplatte ausgebildet ist. Für die Führung und Abstützung der Rippe ist im Untergrund, wie z.B. der Schwelle hierbei lediglich eine Rille vorzusehen, in welche die Rippe eingreift. Der übrige Bereich des Untergrunds bedarf keiner Bearbeitung, wobei insbesondere das Auflageniveau der Schiene und der Winkelführungsplatte gleich bleiben kann.
Vorzugsweise ist die Rippe einteilig mit der Winkelführungsplatte ausgebildet.
Die Winkelführungsplatte kann einteilig ausgebildet sein oder aus zwei gesonderten Teilen zusammengesetzt sein. Hierbei kann ein erster Teil die an seiner Unterseite ausgebildete Rippe aufweisen und ein zweiter Teil sich am ersten Teil in einer quer zur Schienenlängsrichtung verlaufenden Richtung abstützen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff "quer" in Bezug auf eine Bezugsrichtung, dass sich die entsprechende Richtung senkrecht oder schräg zur Bezugsrichtung erstreckt. "Quer zur Schienenlängsrichtung" bedeutet somit "senkrecht zur Schienenlängsrichtung" oder "schräg zur Schienenlängsrichtung".
Die einteilige Ausbildung kann vorzugsweise derart realisiert werden, dass die Führungsfläche an der Rippe ausgebildet ist, die sich in einer Draufsicht im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche erstreckt. Mit anderen Worten ist an der Unterseite der Winkelführungsplatte eine sich im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche ersteckende Rippe ausgebildet, welche verschiebbar in der in der Schwelle ausgebildeten Rille aufnehmbar ist und welche die Führungsfläche trägt.
Wie bereits erwähnt, wird die Spannfeder meist mittels einer in der Schwelle verankerbaren Spannschraube so vorgespannt, dass sie über ihre(n) auf dem Schienenfuß aufliegenden Abschnitt(e) die erforderlichen Haltekräfte aufbringt. Hierbei durchsetzt die Spannschraube die Winkelführungsplatte. Um bei einer einteiligen Ausführung der Winkelführungsplatte eine Verschiebung derselben relativ zur Schwelle in Schienenlängsrichtung zu erlauben, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Winkelführungsplatte ein sich von der Oberseite zur Unterseite erstreckendes Langloch aufweist, dessen Längsachse parallel zur Rippe verläuft. Die Verstellbarkeit der Winkelführungsplatte relativ zur Schwelle wird hierbei von der Länge des Langlochs bestimmt.
Eine zweiteilige Ausbildung der Winkelführungsplatte kann vorzugsweise derart realisiert werden, dass ein erster Teil die Rippe trägt oder von der Rippe gebildet wird, die sich parallel zur schienenseitigen Anlagefläche erstreckt, und ein zweiter Teil die schienenseitige Anlagefläche aufweist, wobei der erste Teil entlang der Führungsfläche am zweiten Teil verschiebbar ist. Die Verstellung der schienenseitigen Anlagefläche in senkrechter Richtung, d.h. senkrecht zur Schienenlängsrichtung, erfolgt somit durch Verschieben des ersten Teils mit seiner Rippe in der parallel zur schienenseitigen Anlagefläche verlaufenen Rille, wobei der erste Teil mit seiner Führungsfläche an der schrägen Führungsfläche des zweiten Teils abgleitet und letzteren senkrecht zur Verschieberichtung verstellt.
Der zur Verfügung stehende Verschiebeweg des ersten Teils und der spitze Winkel der Führungsfläche zur Anlagefläche bestimmen hierbei den möglichen Verstellweg des zweiten Teils senkrecht zur Schienenlängsrichtung. Der Verschiebeweg des ersten Teils ist jedoch unter anderem durch die Länge der in der Schwelle ausgebildeten Rille begrenzt. Weiters kann der spitze Winkel zur Anlagefläche nicht beliebig steil gewählt werden, da dies einen übermäßigen Platzbedarf quer zur Schienenlängsrichtung erfordern würde. Um nun einen möglichst großen Verstellweg des zweiten Teils senkrecht zur Schienenlängsrichtung mit wenig Platzbedarf zu erreichen, tragen der erste Teil und der zweite Teil bevorzugt jeweils zumindest zwei im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche verlaufende Führungsflächen, entlang welcher der erste Teil am zweiten Teil verschiebbar ist, wobei die Führungsflächen des jeweiligen Teils in Verschieberichtung hintereinander und senkrecht zur Verschieberichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Die Führungsflächen am ersten Teil sind bevorzugt in Schienenlängsrichtung hintereinander durch eine Aussparung weiter voneinander beabstandet als die bevorzugt längeren Führungsflächen am zweiten Teil. Dies erlaubt es, die Führungsflächen mit einem steileren Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche auszuführen, ohne den Platzbedarf senkrecht zur Schienenlängsrichtung zu erhöhen. Insbesondere wird hierbei ein geringer Platzbedarf längs zur Schiene erreicht und es kann mit einem begrenzten Verschiebeweg in seitlich geschlossenen, sich nicht über die gesamte Schwellenbreite erstreckenden Rillen das Auslangen gefunden werden, sodass ein bereits im Gleis verbauter Standard-Betonschwellensatz weiterverwendet bzw. mit der erfindungsgemäßen Winkelführungsplatte nachgerüstet werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Teil miteinander zusammenwirkende, quer zur Verschieberichtung wirksame Formschlusselemente aufweisen, wobei die Formschlusselemente vorzugsweise von wenigstens einer in dem spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche verlaufenden Nut und einem in die Nut eingreifenden Vorsprung gebildet sind. Derartige Formschlusselemente bzw. die Nuten erleichtern die Verstellung des zweiten Teils der Winkelführungsplatte in beide Richtungen, d.h. von der Schiene weg und zur Schiene hin, da der erste und der zweite Teil formschlüssig zusammengehalten werden und der erste, der Schiene zugewandte Teil beim Verschieben der Rippe in der Rille über die Nuten/Stifte- oder Vorsprünge zusammenhängend auch wieder zurückgezogen wird.
Um die Verschiebung des zweiten Teils der Winkelführungsplatte quer zur Schiene bei Anordnung einer in der Schwelle verankerten Spannschraube zu erlauben, ist bevorzugt weiters ein sich von der Oberseite zur Unterseite erstreckendes Langloch vorgesehen, dessen Längsachse senkrecht zur schienenseitige Anlagefläche verläuft.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung beträgt der spitze Winkel 5-20°, vorzugsweise 10-13°. Dies erlaubt eine seitliche Verstellung der Winkelführungsplatte relativ zum Untergrund derart, dass sich eine Veränderung der Spurweite um bis zu 5 cm ergibt. Um dies auch bei eng begrenzt vorgegebenem Verschiebeweg zu erreichen, kann der spitze Winkel bei in Verschieberichtung hintereinander und senkrecht zur Verschieberichtung zueinander versetzt angeordneten Führungsflächen darüber hinaus in einer bevorzugten Weiterbildung entsprechend größer vorgesehen sein.
Um bei begrenzter Erstreckung der Rille einen möglichst großen Verschiebeweg zu ermöglichen, kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Winkelführungsplatte eine größere Breite aufweist als die Rippe.
Die Rippe kann hierbei einen trapezförmigen oder runden Querschnitt aufweisen. Ein trapezförmiger bis rechteckiger Querschnitt der Rippe bzw. der entsprechend geformten Rille hat gegenüber einem runden Querschnitt den Vorteil, dass damit die sonst an der Schwelle vorgesehene Anschlagschulter am besten ersetzt werden kann.
Für die Abstützung der Spannfeder an der Oberseite der Winkelführungsplatte dahingehend, dass die Spannfeder gegen ein Herabrutschen vom Schienenfuß gesichert wird, weist die Winkelführungsplatte bevorzugt eine Stützschulter auf. Die Stützschulter ist insbesondere in einem der Anlagefläche abgewandten Endbereich der Winkelführungsplatte ausgebildet und kann sich parallel zur Anlagefläche erstrecken.
Die Position der Spannfeder auf der Winkelführungsplatte kann hierbei bevorzugt besonders gut dadurch gesichert werden, dass die Stützschulter an ihrer der Anlagefläche zugewandten Seite von einer rinnenförmigen Vertiefung für das Eingreifen wenigstens eines hinteren Stützabschnitts der Spannfeder begrenzt ist.
Hinsichtlich der Position der Rippe an der Unterseite der Winkelführungsplatte sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die rinnenförmige Vertiefung und die Rippe einander kreuzen, wobei der Kreuzungspunkt vorzugsweise auf Höhe des Langloches, d.h. ungefähr in der Mitte der Winkelführungsplatte, angeordnet ist. Dies ermöglicht im Zusammenwirken mit einer Spannfeder, die zwei hintere Stützabschnitte aufweist, eine Ausbildung, bei der die zwei hinteren Stützabschnitte der Spannfeder im montierten Zustand der Spannfeder zu beiden Seiten der Mitte in die rinnenförmige Vertiefung eingreifen, wobei die Auflagepunkte der Stützabschnitte auf der Winkelführungsplatte in der Draufsicht gesehen an gegenüberliegenden Seiten der Rippe angeordnet sind. Dies hat den Effekt, dass die Rippe ideal gegen ein Abheben bei Belastung gesichert ist. Zugleich liegt damit eine relative Lage zwischen Rippe und rinnenförmiger Vertiefung vor, die eine besonders schmale und damit materialsparende Ausführungsform der Winkelführungsplatte bewirkt.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Spannfeder im montierten Zustand auch in einem vorderen Bereich auf der Winkelführungsplatte abgestützt ist. Hierzu ist die Ausbildung mit Vorteil derart getroffen, dass in einem der Anlagefläche zugewandten Endbereich an der Oberseite der Winkelführungsplatte eine Auflagefläche für das Abstützen wenigstens eines vorderen Stützabschnitts der Spannfeder ausgebildet ist.
Um ein formschlüssiges Zusammenwirken der Spannfeder mit der Winkelführungsplatte in verschiedenen Verschiebepositionen zu ermögliche und somit die Verschiebeposition zu sichern, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Auflagefläche eine Mehrzahl paralleler, quer, insbesondere senkrecht zur Anlagefläche verlaufender Rillen aufweist, in welche der wenigstens eine vordere Stützabschnitt der Spannfeder zur Lagesicherung in einer von mehreren Verschiebepositionen der Winkelführungsplatte eingreift.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Befestigungssystem zur Befestigung von Schienen für Schienenfahrzeuge auf einer Schwelle bereitgestellt, umfassend eine auf der Schwelle anordenbare Winkelführungsplatte gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, und eine Schwelle, welche zumindest eine quer zur Schwellenlängsrichtung verlaufende Rille aufweist, in welche die Rippe der Winkelführungsplatte im montierten Zustand in Rillenlängsrichtung verschiebbar eingreift, und weiters umfassend eine Spannfeder, welche wenigstens einen auf der Stützfläche der Winkelführungsplatte abstützbaren Stützabschnitt und wenigstens einen Schienenhalteabschnitt aufweist, über welchen im montierten Zustand der Spannfeder eine Niederhaltekraft auf den Schienenfuß der Schiene aufbringbar ist.
Um möglichst große Kontaktflächen zwischen der Rippe und der Rille bereitzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rippe und die Rille einander entsprechende Querschnitte aufweisen. Wenn die Rippe einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, weist die Rille mit Vorteil somit ebenfalls einen entsprechend dimensionierten trapezförmigen Querschnitt auf, damit die Rippe möglichst ohne Spiel in der Rille verschiebbar aufgenommen ist.
Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt, erfordert die erfindungsgemäße Ausbildung der Winkelführungsplatte mit einer an der Unterseite ausgebildeten Rippe lediglich die Ausbildung einer Rille an der Schwelle, sonst aber keine weitere Bearbeitung der Schwelle, sodass insbesondere das Auflageniveau der Schiene und der Winkelführungsplatte gleich bleiben kann. Unter einer stufenlosen Ausbildung wird hierbei verstanden, dass auf der Schwelle neben der Winkelführungsplatte keine einen Auflagebereich einer Schiene überragende Anschlagschultern zur seitlichen Abstützung oder Führung an die Schwelle angeformt oder ausgebildet sind. Mit anderen Worten liegen die der Rille benachbarten Oberflächenbereiche der Schwelle auf beiden Seiten der Rille, d.h. auf der dem Auflagebereich für die Schiene zugewandten Seite und auf der dem Auflagebereich für die Schiene abgewandten Seite, in derselben Ebene.
Die Rille kann hierbei z.B. nachträglich durch Fräsen hergestellt werden, insbesondere wenn die Schwelle als Betonfertigteil in einem Stück hergestellt wurde. Die Rille kann auch bei der Fertigung der Schwelle durch einen in die Schalung für die Formgebung des Betonfertigteils eingelegten Formkörper eingeprägt werden. Dies erlaubt eine überaus einfache Herstellung der Schwelle mit einer blockartigen Standardformgebung ohne abgestufte oder vertiefte Oberflächenbereiche. Die erfindungsgemäße Ausführung eignet sich auch für Schwellen auf Kunststoffbasis.
Eine bevorzugte Ausführung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass sich die Rille über die gesamte Breite der Schwelle erstreckt. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung des Herstellungsprozesses und erlaubt zudem einen möglichst großen Verstellbereich der Winkelführungsplatte relativ zur Schwelle.
Wie für sich gesehen bekannt, umfasst das Befestigungssystem bevorzugt weiters eine Spannschraube, welche das Langloch der Winkelführungsplatte durchsetzend in einer Bohrung der Schwelle verankerbar ist, um die Spannfeder zu spannen.
Die Spannfeder kann hierbei wenigstens einen hinteren Stützabschnitt aufweisen, der gegen die Stützschulter der Winkelführungsplatte abstützbar ist.
Die Spannfeder kann weiters zwei hintere Stützabschnitte aufweisen und die Winkelführungsplatte entsprechende Stützflächen aufweisen, auf denen die Stützabschnitte im montierten Zustand der Spannfeder aufliegen, wobei die Stützflächen in der Draufsicht gesehen an gegenüberliegenden Seiten der Rippe angeordnet sind.
Außerdem kann die Spannfeder wenigstens einen vorderen Stützabschnitt aufweisen, der im montierten Zustand auf der im der Anlagefläche zugewandten Endbereich angeordneten Auflagefläche der Winkelführungsplatte abstützbar ist.
Bevorzugt ist die Spannfeder im Wesentlichen "ω"-förmig ausgebildet, deren freie Enden jeweils den Schienenhalteabschnitt ausbilden und vorzugsweise deren Mittelabschnitt ausgehend von den vorderen Stützabschnitten den Schienenfuß mit Abstand überragt. Der Mittelabschnitt bildet hierbei in vorteilhafter Weise einen Überlastschutz, der zur Wirkung gelangt, wenn der Schienenfuß auf Grund übermäßiger Belastung um ein dem genannten Abstand entsprechendes Maß aufsteigt, und der ein weiteres Aufsteigen des Schienenfußes und damit verbunden eine weitere Verformung der Schienenhalteabschnitte verhindert.
Bei einer Ausbildung mit zweiteiliger Winkelführungsplatte kann vorzugsweise eine alternative Ausbildung der Spannfeder zum Einsatz gelangen, die einer "e"-Form ähnlich ist, mit dem Unterschied, dass der Endabschnitt der "e"-Form eine zusätzliche, einwärts gerichtete Biegung aufweist.
Eine solche Spannfeder umfasst bevorzugt 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 Stütz- bzw. Halteabschnitt und an dem zweiten Schenkel ein zum Stütz- bzw. 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.
Der umgebogene Endabschnitt bildet hierbei denjenigen Bereich der Spannfeder aus, über den die Niederhaltekraft auf den Schienenfuß aufgebracht wird. Der vom ersten Schenkel der U-Form ausgehende hakenförmige Halteabschnitt dient dazu, von einer Spannschraube 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 Stütz- bzw. 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. Der Halteabschnitt kann sich zumindest teilweise auf einer Unterlage wie z.B. der erfindungsgemäßen Winkelführungsplatte abstützen und entspricht somit einem Stützabschnitt.
Bevorzugt verläuft der umgebogene Endabschnitt in einem Winkel von 80-100°, vorzugsweise ungefähr 90°, zum zweiten Schenkel.
Bevorzugt weist ein Hakenbogen des Stütz- bzw. Halteabschnitts eine im Wesentlichen 180°-Biegung auf, sodass ein freier Endbereich des Stütz- bzw. Halteabschnitts im Wesentlichen zumindest abschnittsweise parallel zum ersten Schenkel verläuft.
Bevorzugt überlappt eine gedachte Verlängerung des umgebogenen Endabschnitts den Hakenbogen in einer Draufsicht.
Bevorzugt liegen der erste Schenkel und der Stütz- bzw. Halteabschnitt im unbelasteten Zustand in derselben Ebene.
Bevorzugt verläuft der zweite Schenkel im unbelasteten Zustand in einem spitzen Winkel relativ zur gemeinsamen Ebene des Stütz- bzw. Halteabschnitts und des ersten Schenkels geneigt und liegt bevorzugt in einer geneigten Ebene, die vom zweiten Schenkel und einer zur Achse des ersten Schenkels normal stehenden, eine Tangente an den U-Bogen bildenden Geraden aufgespannt wird.
Bevorzugt liegen der zweite Schenkel und der umgebogene Endabschnitt im unbelasteten Zustand in der geneigten Ebene oder der umgebogene Endabschnitt ist relativ zur geneigten Ebene nach oben gebogen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Schwelle zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Befestigungssystem bereitgestellt, umfassend eine Oberseite mit in Abstand einer Spurweite angeordneten Auflagebereichen für jeweils eine Schiene, wobei zu beiden Seiten jedes Auflagebereichs jeweils eine im spitzen Winkel zur Schienenlängsrichtung verlaufende Rille ausgebildet ist, in welcher die an der Unterseite der Winkelführungsplatte ausgebildete Rippe in Rillenlängsrichtung verschiebbar aufnehmbar ist. Die im spitzen Winkel zur Schienenlängsrichtung verlaufende Rille kann auch als im spitzen Winkel zur Schwellenlängsrichtung verlaufende Rille definiert werden, da sich die Schienenlängsrichtung senkrecht zur Schwellenlängsrichtung erstreckt.
Wie bereits im Zusammenhang mit dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgeführt, kann sich die Rille über die gesamte Breite der Schwelle erstrecken. Alternativ kann die Rille aber auch so ausgebildet sein, dass sie an beiden Enden in Abstand von der jeweiligen Seitenfläche der Schwelle endet.
In vorteilhafter Weise weist die Schwelle mit Ausnahme der Rille und allfälliger Bohrungen für das Verankern von Spannschrauben keine weiteren Bearbeitungen auf und ist insbesondere derart ausgebildet, dass die Schwelle an der Oberseite mit Ausnahme der schrägen Rillen stufenlos ausgebildet ist. So wird ein zusätzlicher Materialaufwand für relativ zum Auflagebereich der Schienen überhöhte Stützschultern bzw. Stufen der Schwelle zum Großteil eingespart. Besonders bei Betonschwellen geht damit ein positiver Effekt auf die CO2-Bilanz einher.
Unter einer stufenlosen Ausbildung wird hierbei verstanden, dass auf der Schwelle neben der Winkelführungsplatte keine einen Auflagebereich einer Schiene überragende Anschlagschultern zur seitlichen Abstützung oder Führung an die Schwelle angeformt oder ausgebildet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 und 2 zwei perspektivische Ansichten einer auf einer Schwelle mittels eines erfindungsgemäßen Befestigungssystems befestigten Schiene, Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Winkelführungsplatte, Fig. 4 eine perspektivische Unteransicht der Winkelführungsplatte von Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht und Fig. 6 eine Seitenansicht der Winkelführungsplatte von Fig. 3, Fig. 7 eine erfindungsgemäße Schwelle, Fig. 8 eine abgewandelte Ausbildung eines Befestigungssystems mit einer zweiteiligen Winkelführungsplatte, Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Winkelführungsplatte gemäß Fig. 8, Fig. 10 eine Vorderansicht der Winkelführungsplatte gemäß Fig. 8, Fig. 11 eine Unteransicht der Winkelführungsplatte gemäß Fig. 8 in einer auseinandergezogenen Darstellung, Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer Spannfeder, Fig. 13 eine Draufsicht auf die Spannfeder gemäß Fig. 12, Fig. 14 eine Ansicht gemäß dem Pfeil I der Fig. 13 und Fig. 15 eine Ansicht gemäß dem Pfeil II der Fig. 13.
In Fig. 1 und 2 ist eine Schwelle 1 dargestellt, auf der eine Schiene 2 aufliegt. Der Schienenfuß 3 der Schiene 2 wird zu beiden Seiten der Schiene 1 von jeweils einer Winkelführungsplatte 4 lagegesichert, die eine schienenseitige Anlagefläche 5 für den Schienenfuß 3 aufweist. Zum Niederhalten des Schienenfußes 3 ist an beiden Seiten jeweils eine Spannfeder 6 vorgesehen, welche von einer Spannschraube 7 unter Spannung gehalten wird. Die Spannfeder 6 ist im Wesentlichen "ω"-förmig ausgebildet und weist zwei hintere Stützabschnitte 8 auf, die sich an einer Stützschulter 9 der Winkelführungsplatte 4 abstützen und dabei in eine rinnenförmige Vertiefung 10 eingreifen. Die freien Enden der Spannfeder 6 bilden jeweils einen Schienenhalteabschnitt 11 aus, der eine Niederhaltekraft auf den Schienenfuß 3 der Schiene 2 ausübt. Die Spannfeder 6 weist im Bereich der Spannschraube 7 weiters zwei vordere Stützabschnitte 17 (Fig. 2) auf, die auf einer Auflagefläche 12 (Fig. 3) der Winkelführungsplatte 4 aufliegen, die eine Mehrzahl paralleler, quer zur Anlagefläche 5 verlaufender Rillen 13 (Fig. 3) aufweist, in welche die vorderen Stützabschnitte 17 der Spannfeder 6 eingreifen. Die Spannfeder 6 weist weiters einen Mittelabschnitt 14 auf, der von den vorderen Stützabschnitten 17 der Spannfeder 6 ausgeht und den Schienenfuß 3 mit Abstand überragt, um dadurch eine Überlastsicherung auszubilden.
An der Unterseite 19 der Winkelführungsplatte 4 ist eine Rippe 15 ausgebildet, die schräg zur Schienenlängsrichtung verläuft und in eine Rille 16 der Schwelle 1 verschiebbar eingreift. Dadurch kann die Winkelführungsplatte 4 entlang einer schrägen Führungsfläche 41 (Fig. 4 und 6) relativ zur Schwelle 1 sowie relativ zur Schiene 2 verschoben werden, was eine Anpassung an unterschiedliche Spurweiten oder Schienenpositionen erlaubt.
In den Fig. 3 bis 6 ist die Winkelführungsplatte 4 gesondert dargestellt und es ist nun ergänzend das Langloch 18 ersichtlich, dessen Längsachse parallel zur Rippe 15 verläuft. Wie durch strichlierte Linien in der Draufsicht gemäß Fig. 5 gezeigt, kreuzen die rinnenförmige Vertiefung 10 und die Rippe 15 einander, wobei der Kreuzungspunkt 24 in der Draufsicht auf Höhe des Langloches 18, insbesondere in Bezug auf die Länge der Winkelführungsplatte 4 ungefähr in der Mitte der Winkelführungsplatte 4 angeordnet ist. Hierbei ist die Mittelline der rinnenförmigen Vertiefung 10 mit 21, die Mittelline der Rippe 15 mit 22 und die Mittelline der Winkelführungsplatte 4 mit 23 bezeichnet. In dieser Draufsicht wird beispielhaft der spitze Winkel zwischen der Führungsfläche 41 (nicht sichtbar) und der schienenseitigen Anlagefläche 5 von den Mittellinien 21,22 eingeschlossen.
Die zwei Stützflächen, auf der die hinteren Stützabschnitte 8 der Spannfeder 6 in der Mittelposition der Spannfeder 6 aufliegen, sind mit 25 bezeichnet und es ist ersichtlich, dass die Stützflächen 25 in der Draufsicht gesehen an gegenüberliegenden Seiten der Rippe 15 (d.h. der Mittelline 22) angeordnet sind.
In Fig. 7 ist die Schwelle 1 gesondert dargestellt und es ist ersichtlich, dass die Schwelle 1 mit Ausnahme der Rillen 16 und der Bohrungen 20 zur Aufnahme der Spannschrauben 6 keine Bearbeitungen, abgesetzten Bereiche, Vertiefungen und/oder Abstufungen der Oberfläche aufweist.
Fig. 8-11 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform eines Befestigungssystems, bei der die Winkelführungsplatte 4 zweiteilig ausgebildet ist und eine alternative Ausführung der Spannfeder 34 zum Einsatz gelangt. Die Winkelführungsplatte 4 besteht, wie in den Fig. 9 und 11 ersichtlich ist, aus einem ersten, der Schiene 2 abgewandten Teil 26 und einem zweiten, der Schiene 2 zugewandten Teil 27. Der erste Teil 26 trägt eine Rippe 15, welche im eingebauten Zustand in die Rille 16 eingreift, wobei die Rippe 15 vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt aufweist und zumindest eine Führungsfläche 28 vorgesehen ist. Der erste und der zweite Teil 26,27 sind entlang von zur Schienenlängsrichtung schrägen Führungsflächen 28,29 (Fig. 11) gegeneinander verschiebbar, um dadurch eine Anpassung an die jeweilige Spurweite zu ermöglichen. Der zweite Teil 27 umfasst weiters ein plattenförmiges Auflageelement 30, auf dem die Spannfeder 34 aufliegt und das die obere Fläche des ersten Elements 26 übergreift. Wie in Fig. 11 zu sehen ist, weist das plattenförmige Auflageelement 30 an seiner Unterseite zumindest eine schräge Führungsnut 31 auf, in die an der Oberseite des ersten Elements 26 ausgebildete Führungsstifte oder Vorsprünge (nicht gezeigt) eingreifen, um die beiden Teile 26,27 besonders im unbelasteten Zustand zusammenzuhalten.
Weiters ist ersichtlich, dass der zweite Teil 27, insbesondere das plattenförmiges Auflageelement 30, ein Durchgangsloch 18 aufweist, welches im montierten Zustand einer beispielhaften Spannfeder 34 von der Schraube 7 durchsetzt wird. Das Durchgangsloch 18 ist als Langloch senkrecht zur Schienenlängsrichtung ausgebildet. Zur seitlichen Führung der Spannfeder 34 weist der zweite Teil 27, insbesondere das plattenförmige Auflageelement 30, zwei Wände 31 auf, die in Einschubrichtung 32 der Spannfeder 34 verlaufen. Der Führung der Spannfeder 34 dient weiters die Erhebung 33, welche zwischen dem ersten Schenkel 36 und dem freien Ende 40 des Stütz- bzw. Halteabschnitts 38 der Spannfeder 34 angeordnet ist (siehe Fig. 12-15).
Die Spannfeder 34 kann hierbei zwischen der in Fig. 8 dargestellten Endmontagestellung und einer nicht dargestellten Vormontagestellung verschoben werden, in der die Spannfeder 34 den Schienenfuß nicht übergreift. Die Ausbildung ist hierbei so getroffen, dass die Schraube 7 nicht gelöst werden muss, um die Spannfeder 34 von Vormontagestellung in die Endmontagestellung zu verschieben. Die Verschiebung kann beispielsweise mittels eines hebelartigen Werkzeugs erfolgen.
Die beim Befestigungssystem gemäß den Fig. 8-11 verwendete Spannfeder 34 wird nachfolgend anhand der Fig. 12-15 näher beschrieben. Die Spannfeder 34 umfasst einen U-förmigen Hauptabschnitt, der einen U-Bogen 35, einen an der einen Seite des U-Bogens 35 angeordneten ersten Schenkel 36 und einen an der anderen Seite des U-Bogens 35 angeordneten zweiten Schenkel 37 aufweist, wobei an dem ersten Schenkel 36 ein hakenförmig nach innen gebogener, an einem Niederhalter oder einer Winkelführungsplatte abstützbarer Stütz- bzw. Halteabschnitt 38 und an dem zweiten Schenkel 37 ein zum Stütz- bzw. Halteabschnitt 38 hin oder von diesem weg umgebogener Endabschnitt 39 ausgebildet ist. Der Halteabschnitt 38 umfasst ein freies Ende 40.
In Fig. 14 ist erkennbar, dass der umgebogene Endabschnitt 39 leicht nach oben geneigt ist, sodass ein spitzer Winkel α zwischen dem umgebogenen Endabschnitt 39 und der Ebene des Stütz- bzw. Halteabschnitts 38 und des ersten Schenkels 36 vorhanden ist.
In Fig. 15 ist erkennbar, dass der zweite Schenkel 37 einen spitzen Winkel β mit der Ebene des Stütz- bzw. Halteabschnitts 38 und des ersten Schenkels 36 einschließt.

Claims

Winkelführungsplatte für die Befestigung von Schienen für Schienenfahrzeuge auf einer Schwelle unter Verwendung einer auf der Winkelführungsplatte (4) abstützbaren Spannfeder (6), umfassend wenigstens eine auf einer Oberseite der Winkelführungsplatte (4) ausgebildete Stützfläche, insbesondere Stützschulter (9), zum Abstützen der Spannfeder (6), eine schienenseitige Anlagefläche (5) für einen Schienenfuß (3) der Schiene (2) und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite (19) zum Abstützen der Winkelführungsplatte (4) an der Schwelle, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite (19) eine Rippe (15) ausgebildet ist, die verschiebbar in einer in der Schwelle ausgebildeten Rille (16) aufnehmbar ist, und dass zumindest eine im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche (5) verlaufende Führungsfläche (28,29,41) vorgesehen ist, sodass durch eine Verschiebung der Rippe (15) in der Rille (16) eine Verstellung der schienenseitigen Anlagefläche (5) mit einer senkrecht zur Anlagefläche (5) verlaufenden Richtungskomponente realisierbar ist.
Winkelführungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (41) an der Rippe (15) ausgebildet ist, die sich im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche (5) erstreckt.
Winkelführungsplatte nach Anspruch 2, weiters umfassend ein sich von der Oberseite zur Unterseite (19) erstreckendes Langloch (18), dessen Längsachse parallel zur Rippe (15) verläuft.
Winkelführungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelführungsplatte zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil (26) die Rippe (15) trägt oder von der Rippe (15) gebildet wird, die sich parallel zur schienenseitigen Anlagefläche (5) erstreckt, und ein zweiter Teil (27) die schienenseitige Anlagefläche (5) aufweist, wobei der erste Teil (26) entlang der Führungsfläche (28,29) am zweiten Teil verschiebbar ist.
Winkelführungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (26) und der zweite Teil (27) jeweils zumindest zwei im spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche (5) verlaufende Führungsflächen (28,29) tragen, entlang welcher der erste Teil (26) am zweiten Teil (27) verschiebbar ist, wobei die Führungsflächen (28,29) des jeweiligen Teils (26,27) in Verschieberichtung hintereinander und senkrecht zur Verschieberichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Winkelführungsplatte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Teil (26,27) miteinander zusammenwirkende, quer zur Verschieberichtung wirksame Formschlusselemente aufweisen, wobei die Formschlusselemente vorzugsweise von wenigstens einer in dem spitzen Winkel zur schienenseitigen Anlagefläche (5) verlaufenden Nut (31) und einem in die Nut (31) eingreifenden Vorsprung gebildet sind.
Winkelführungsplatte nach Anspruch 4, 5 oder 6, weiters umfassend ein sich von der Oberseite zur Unterseite (19) erstreckendes Langloch (18), dessen Längsachse senkrecht zur schienenseitige Anlagefläche (5) verläuft.
Winkelführungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel 5-20°, vorzugsweise 10-13° beträgt.
Winkelführungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelführungsplatte (4) eine größere Breite aufweist als die Rippe (15).
Winkelführungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (15) einen trapezförmigen oder runden Querschnitt aufweist.
Winkelführungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschulter (9) in einem der Anlagefläche (5) abgewandten Endbereich der Winkelführungsplatte (4) ausgebildet ist und sich parallel zur Anlagefläche (5) erstreckt, wobei vorzugsweise die Stützschulter (9) an ihrer der Anlagefläche (5) zugewandten Seite von einer rinnenförmigen Vertiefung (10) für das Eingreifen wenigstens eines hinteren Stützabschnitts (8) der Spannfeder (6) begrenzt ist.
Winkelführungsplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die rinnenförmige Vertiefung (10) und die Rippe (15) einander kreuzen, wobei der Kreuzungspunkt (24) vorzugsweise auf Höhe des Langloches (18) angeordnet ist.
Winkelführungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Anlagefläche (5) zugewandten Endbereich an der Oberseite der Winkelführungsplatte (4) eine Auflagefläche (12) für das Abstützen wenigstens eines vorderen Stützabschnitts (17) der Spannfeder (6) ausgebildet ist, wobei die Auflagefläche (12) vorzugsweise eine Mehrzahl paralleler, quer, insbesondere senkrecht zur Anlagefläche (5) verlaufender Rillen (13) aufweist, in welche der wenigstens eine vordere Stützabschnitt (17) der Spannfeder (6) zur Lagesicherung in einer von mehreren Verschiebepositionen der Winkelführungsplatte (4) eingreift.
Befestigungssystem zur Befestigung von Schienen für Schienenfahrzeuge auf einer Schwelle (1), umfassend eine auf der Schwelle (1) anordenbare Winkelführungsplatte (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, und eine Schwelle (1), welche wenigstens eine quer zur Schwellenlängsrichtung verlaufende Rille (16) aufweist, in welche die Rippe (15) der Winkelführungsplatte (4) im montierten Zustand in Rillenlängsrichtung verschiebbar eingreift, und weiters umfassend eine Spannfeder (6, 34), welche wenigstens einen auf der Stützfläche der Winkelführungsplatte (4) zumindest teilweise abstützbaren Stützabschnitt (8, 38) und wenigstens einen Schienenhalteabschnitt (11, 39) aufweist, über welchen im montierten Zustand der Spannfeder (6, 34) eine Niederhaltekraft auf den Schienenfuß (3) der Schiene (2) aufbringbar ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille im spitzen Winkel zur Schienenlängsrichtung verläuft.
Befestigungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rille (16) über die gesamte Breite der Schwelle (1) erstreckt.
Befestigungssystem nach Anspruch 14, 15 oder 16, weiters umfassend eine Spannschraube (7), welche das Langloch (18) der Winkelführungsplatte (4) durchsetzend in einer Bohrung (20) der Schwelle (1) verankerbar ist, um die Spannfeder (6, 34) zu spannen.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfeder (6) wenigstens einen hinteren Stützabschnitt (8) aufweist, der gegen die Stützschulter (9) der Winkelführungsplatte (4) abstützbar ist, und/oder dass die Spannfeder (6) wenigstens einen vorderen Stützabschnitt (17) aufweist, der im montierten Zustand auf der im der Anlagefläche (5) zugewandten Endbereich angeordneten Auflagefläche (12) der Winkelführungsplatte abstützbar ist.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfeder (6) zwei hintere Stützabschnitte (8) aufweist und die Winkelführungsplatte (4) entsprechende Stützflächen aufweist, auf denen die Stützabschnitte (8) im montierten Zustand der Spannfeder (6) aufliegen, wobei die Stützflächen in der Draufsicht gesehen an gegenüberliegenden Seiten der Rippe (15) angeordnet sind.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfeder (34) ohne Lösen der Spannschraube (7) von einer Vormontagestellung, in welcher der wenigstens eine Schienenhalteabschnitt (39) den Schienenfuß nicht übergreift, in den montierten Zustand verschiebbar ist.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfeder (6) im Wesentlichen "ω"-förmig ausgebildet ist, deren freie Enden jeweils den Schienenhalteabschnitt (11) ausbilden und vorzugsweise deren Mittelabschnitt (14) ausgehend von den vorderen Stützabschnitten (17) den Schienenfuß (3) mit Abstand überragt.
Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle (1) an der Oberseite mit Ausnahme der wenigstens einen Rille (16) stufenlos ausgebildet ist.
Schwelle zur Verwendung in einem Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 22, umfassend eine Oberseite mit in Abstand einer Spurweite angeordneten Auflagebereichen für jeweils eine Schiene (2), wobei zu beiden Seiten jedes Auflagebereichs jeweils eine im spitzen Winkel zur Schienenlängsrichtung verlaufende Rille (16) ausgebildet ist, in welcher die an der Unterseite der Winkelführungsplatte (4) ausgebildete Rippe (15) in Rillenlängsrichtung verschiebbar aufnehmbar ist.
Schwelle nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rille (16) über die gesamte Breite der Schwelle (1) erstreckt.
Schwelle nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle (1) an der Oberseite mit Ausnahme der Rillen (16) stufenlos ausgebildet ist.