EP4530398A1

EP4530398A1 - Winkelführungsplatte sowie bahnoberbau

Info

Publication number: EP4530398A1
Application number: EP23199810.5A
Authority: EP
Inventors: Jan Wiedemann
Original assignee: Wirthwein Se
Current assignee: Wirthwein Se
Priority date: 2023-09-26
Filing date: 2023-09-26
Publication date: 2025-04-02

Abstract

Winkelführungsplatte für ein Schienenbefestigungssystem umfassend eine Unterseite und eine Oberseite wobei die Unterseite zur Anordnung an einer Schwelle, insbesondere einer Eisenbahnschwelle, ausgelegt ist, einen wulstförmigen Eingriffbereich an der Unterseite der Winkelführungsplatte, der sich im Wesentlichen in Gleisrichtung erstreckt und dazu dient, in eine korrespondierende Ausnehmung an der Oberseite einer Schwelle einzugreifen, eine dem Eingriffbereich gegenüberliegende Vertiefung an der Oberseite der Winkelführungsplatte, die als Anlagebereich für eine Spannklemme dient, einen Anschlagbereich, der auf der dem Eingriffbereich gegenüberliegenden, einer Schiene zugewandten Seite der Winkelführungsplatte angeordnet ist und dazu dient, an einem Schienenfuß anzuliegen, wobei eine Mehrzahl von oberseitigen Versteifungsrippe an der Oberseite der Winkelführungsplatte entlang der Gleisrichtung betrachtet zueinander beabstandet zwischen dem Eingriffbereich und dem Anschlagbereich verlaufend angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Winkelführungsplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Gleisoberbau gemäß Anspruch 15.

Technologischer Hintergrund

Ein Bahnkörper bildet den Fahrweg für Eisenbahnen und umfasst einen Bahnoberbau und einen Bahnunterbau. Der Bahnoberbau umfasst Schienen, Schwellen, ein Schienenbefestigungssystem und eine Gleisbettung. Aufgabe des Bahnoberbaus besteht drin, die Spurweite der Bahn zu halten und die vorhandenen Kräfte in den Bahnunterbau einzuleiten.
Das Schienenbefestigungssystem umfasst pro Befestigungspunkt eine Spannklemme, eine Winkelführungsplatte sowie eine Schwellenschraube. Die Winkelführungsplatte wird über einen wulstförmigen Eingriffbereich in einer entsprechenden Ausnehmung der Schwelle positioniert, sodass die Winkelführungsplatte seitlich mit einem Anschlagbereich am Schienenfuß anliegt. Die Spannklemme wird so positioniert, dass sie sowohl auf dem Schienenfuß als auch auf der Winkelführungsplatte aufliegt. Die Spannklemme wird über die Schwellenschraube in der Schwelle des Bahnoberbaus verankert. Hierdurch wird die Spannklemme in eine Vertiefung der Winkelführungsplatte und auf den Schienenfuß gedrückt, wodurch die Schiene auf der Schwelle fixiert wird. Über die Winkelführungsplatte werden die Kräfte, die insbesondere bei der Überfahrt eines Zugs entstehen, in die Schwelle und hierüber in den Bahnunterbau eingeleitet.
Folglich müssen Winkelführungsplatten großen Kräften standhalten und diese zuverlässig weiterleiten. Daher weisen Winkelführungsplatten relativ große Wandstärken und einen dadurch bedingten hohen Materialbedarf auf. Winkelführungsplatten werden üblicherweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt und haben aufgrund der großen Wandstärken relativ lange Abkühlzeiten. Aus diesem Grund sind lange Produktionszykluszeiten zur Herstellung von Winkelführungsplatten erforderlich. Ferner haben Winkelführungsplatten aufgrund der Produktionszykluszeit und dem hohen Materialeinsatz einen großen CO₂-Fußabdruck.

Druckschriftlicher Stand der Technik

Die EP 2 984 231 B1 beschreibt eine Winkelführungsplatte für Schienenbefestigungssysteme eines Gleises mit einem Grundkörper. Hierbei weist der Grundkörper eine an einer Schwelle angeordnete Unterseite und eine Oberseite auf, die eine quer zur Schwelle liegende Ebene beschreibt. Ferner sind ein Stützbereich und ein Führungsbereich vorgesehen, die aneinander angrenzen und sich quer zu einer Gleisrichtung erstrecken. Hierbei ist die Dicke des Stützbereiches größer als die Dicke des Führungsbereiches und der Grundkörper vom Stützbereich zum Führungsbereich quer zur Gleisrichtung keilförmig zulaufend ausgebildet.
Die EP 767 274 A1 offenbart eine Winkelplatte zum elastischen Befestigen von Schienen auf Betonschwellen, wobei auf der Unterseite der Winkelplatte Querstege mit konstanter Dicke angeordnet sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Winkelführungsplatte zur Verfügung zu stellen, die bei einem geringeren Materialeinsatz eine ausreichende Stabilität gewährleistet.

Lösung der Aufgabe

Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Winkelführungsplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Gleisoberbau mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Die erfindungsgemäße Winkelführungsplatte umfasst eine Mehrzahl von, vorzugsweise im Wesentlichen quer zur Gleisrichtung verlaufenden, oberseitigen Versteifungsrippen, die an der Oberseite der Winkelführungsplatte angeordnet sind und entlang einer Gleisrichtung betrachtet zueinander beabstandet zwischen einem Eingriffbereich und einem Anschlagbereich verlaufend vorgesehen sind.
Die bei einer Zugüberfahrt auf eine Schiene wirkenden Kräfte werden über den an der Schiene anliegenden Anschlagbereich in die Winkelführungsplatte eingeleitet. Die eingeleiteten Kräfte werden durch die oberseitigen Versteifungsrippen von dem Anschlagbereich abgeleitet. Zweckmäßigerweise entspricht die Geometrie der oberseitigen Versteifungsrippen dem Lastpfad und somit dem Weg der Kräfte bzw. dem Kraftfluss innerhalb der Winkelführungsplatte. Somit kann durch die oberseitigen Versteifungsrippen eine effektive Ableitung der auf die Winkelführungsplatte wirkenden Kräfte gewährleistet werden. Durch die Kraftableitung über die oberseitigen Versteifungsrippen können die auf einen Grundkörper der Winkelführungsplatte wirkenden Kräfte erheblich reduziert werden. Hierdurch wird es möglich, dass z. B. der Grundkörper der Winkelführungsplatte eine reduzierte Dicke bzw. Wandstärke aufweisen kann, ohne dass die Stabilität der Winkelführungsplatte beeinträchtigt wird. Hierdurch kann in einfacher Weise der Materialeinsatz zur Herstellung der Winkelführungsplatte reduziert werden. Da eine Winkelführungsplatte beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens gefertigt werden kann, wird durch die Reduktion der Dicke bzw. der Wandstärke auch die Abkühlzeit während des Spritzgussverfahrens reduziert. Hierdurch wird insbesondere die Produktionszykluszeit einer Winkelführungsplatte verringert. Durch die Reduzierung der Produktionszykluszeit und des Materialeinsatzes wird zudem der CO₂-Fußabdruck der Winkelführungsplatte verringert.
Zweckmäßigerweise sind die oberseitigen Versteifungsrippen auf der Unterseite der Winkelführungsplatte über einem plattenförmigen Grundkörper miteinander verbunden.
Vorteilhafterweise sind die oberseitigen Versteifungsrippen im Anschlagbereich mit einem in Gleisrichtung verlaufenden, hin zur Oberseite erstreckenden, durchgehenden Anschlagsteg verbunden. Insbesondere liegt der Anschlagsteg direkt am Schienenfuß an, wodurch die auf die Winkelführungsplatte einwirkenden Kräfte direkt in die Versteifungsrippen übertragen werden können.
Vorteilhafterweise ist zumindest ein Teil der oberseitigen Versteifungsrippen quer zur Gleisrichtung betrachtet zumindest im Wesentlichen keilförmig zulaufend ausgebildet. Zweckmäßigerweise nimmt die Höhe der oberseitigen Versteifungsrippen vom Anschlagbereich zum Eingriffbereich, z. B. kontinuierlich, ab. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Höhenprofile der oberseitigen Versteifungsrippen unterschiedlichen sind. Alternativ können zwei oberseitige Versteifungsrippen ein Versteifungsrippenpaar bilden, wobei das Höhenprofil eines Versteifungsrippenpaares im Wesentlich gleich ist. Infolgedessen unterscheiden sich lediglich die Höhenprofile unterschiedlicher Versteifungsrippenpaare. Es sei angemerkt, dass das Höhenprofil den Verlauf der Höhe bzw. des Abstands der einzelnen oberseitigen Versteifungsrippen zu dem plattenförmigen Grundkörper entlang eines mittigen Längsschnitts der jeweiligen oberseitigen Versteifungsrippen beschreibt.
Dadurch, dass die oberseitigen Versteifungsrippen im Bereich der Vertiefung bündig in den plattenförmigen Grundkörper übergehen, kann eine direkte Kraftübertragung gewährleistet werden.
Insbesondere umfasst die Winkelführungsplatte ein, vorzugsweise ovales, Durchgangsloch, welches zwischen zwei oberseitigen Versteifungsrippen angeordnet ist. Insbesondere verlaufen die zwei oberseitigen Versteifungsrippen um das Durchgangsloch herum. Dadurch, dass die zwei oberseitigen Versteifungsrippen um das Durchgangsloch herum verlaufen, werden der Lastpfad und somit die Kräfte ebenfalls um das Durchgangsloch herumgeleitet. Zweckmäßigerweise sind die zwei oberseitigen Versteifungsrippen an dem der Vertiefung zugewandten Ende der jeweiligen Versteifungsrippen in Richtung der Querachse des Grundkörpers orientiert. Die Querachse der Winkelführungsplatte erstreckt sich hierbei quer von dem Anschlagsteg in Richtung der Vertiefung. Sie erstreckt sich somit quer zu der Gleisrichtung. Das Durchgangsloch dient zur Aufnahme einer Schwellenschraube, mittels welcher das Befestigungssystem und somit die die Winkelführungsplatte in der Schwelle verankert werden können.
Zweckmäßigerweise wird der Eingriffbereich durch eine Mehrzahl von, vorzugsweise im Wesentlichen quer zur Gleisrichtung verlaufenden, unterseitigen Versteifungsrippen gebildet, die entlang der Gleisrichtung betrachtet zueinander beabstandet angeordnet sind. Zweckmäßigerweise entspricht die Kontur der unterseitigen Versteifungsrippen der Kontur der korrespondierenden Ausnehmung der Schwelle, in welche die Winkelführungsplatte eingreift. Somit stützt sich der Eingriffbereich über die Versteifungsrippen in der Ausnehmung der Schwelle ab, sodass die Kräfte über die unterseitigen Versteifungsrippen von der Winkelführungsplatte in die Schwelle übertragen werden.
Insbesondere sind die unterseitigen Versteifungsrippen gleichmäßig über die Unterseite der Winkelführungsplatte verteilt. Insbesondere weisen die unterseitigen Versteifungsrippen der Winkelführungsplatte die gleiche Kontur auf.
Zweckmäßigerweise sind die unterseitigen Versteifungsrippen an der Oberseite des Eingriffbereichs über einen gekrümmt verlaufenden Grundkörper verbunden.
Insbesondere ist die Oberseite der jeweiligen oberseitigen Versteifungsrippe im Querschnitt der oberseitigen Versteifungsrippe und/oder die Unterseite der jeweiligen unterseitigen Versteifungsrippe im Querschnitt der unterseitigen Versteifungsrippe betrachtet eben.
Dadurch, dass oberseitige und unterseitige Versteifungsrippen in Querrichtung zur Gleisrichtung betrachtet entlang einer gemeinsamen Achse verlaufend angeordnet sind, wird ein linearer und gleichmäßiger Lastpfad von den oberseitigen Versteifungsrippen zu den unterseitigen Versteifungsrippen durch die Winkelführungsplatte ermöglicht. Hierdurch kann die Kraft direkt bzw. auf kürzestem Weg von den oberseitigen Versteifungsrippen in die unterseitigen Versteifungsrippen übertragen werden, wodurch die Belastungen des Grundkörpers reduziert werden.
Zweckmäßigerweise ist eine gleiche Anzahl von oberseitigen Versteifungsrippen und unterseitigen Versteifungsrippen vorgesehen. Insbesondere sind jeweils sechs oberseitige und unterseitige Versteifungsrippen vorgesehen.
Vorzugsweise sind die oberseitigen Versteifungsrippen im Querschnitt der oberseitigen Versteifungsrippen betrachtet konisch zur Oberseite der Winkelführungsplatte zulaufend ausbildet. Alternativ oder zusätzlich sind die unterseitigen Versteifungsrippen im Querschnitt der unterseitigen Versteifungsrippen betrachtet konisch zur Unterseite der Winkelführungsplatte zulaufend ausbildet. Es genügt eine lediglich geringfügige Konizität. Hierdurch kann die Winkelführungsplatte trotz der Vielzahl der Versteifungsrippen in einfacher Weise aus einem Spritzgusswerkzeug entformt werden.
Zweckmäßigerweise sind keine Hinterschneidungen an den oberseitigen Versteifungsrippen und/oder den unterseitigen Versteifungsrippen vorgesehen.
Insbesondere ist die Winkelführungsplatte aus einen faserverstärken Kunststoff, vorzugsweise aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff, gefertigt.
Zweckmäßigerweise enthält die Winkelführungsplatte Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA), z. B. PA6, vorzugsweise als Matrix zur Einbettung der Fasern. Indem die Winkelführungsplatte einen Glasfaseranteil von 20-40 %, bevorzugt von 25-35 %, besonders bevorzugt von in etwa 30 %, umfasst, wird die mechanische Stabilität der Winkelführungsplatte weiter erhöht.
Indem die oberseitigen und/oder unterseitigen Versteifungsrippen mindestens 5 mm, bevorzugt mindestens 8 mm, besonders bevorzugt mindestens 10 mm, voneinander beabstandet sind, wird ein hoher Wärmeabtrag während des Herstellungsprozesses gewährleistet. Hierdurch wird die Kühlzeit und somit auch die Produktionszykluszeit reduziert.
Vorzugsweise weisen die oberseitigen Versteifungsrippen und/oder die unterseitigen Versteifungsrippen eine Breite von 4-8 mm, bevorzugt von 5-7 mm, besonders bevorzugt von in etwa 6 mm, auf.
Vorteilhafterweise weisen die oberseitigen Versteifungsrippen im Anschlagbereich eine Höhe und/oder die unterseitigen Versteifungsrippen eine maximale Höhe zwischen 10 mm und 16 mm, bevorzugt zwischen 12 mm und 14 mm, besonders bevorzugt von in etwa 13 mm, auf. Die maximale Höhe der unterseitigen Versteifungsrippe bezieht sich hierbei insbesondere auf die maximale Erstreckung von der Unterseite des Winkelführungsplatte bzw. des gekrümmten Grundkörpers zum tiefsten Punkt der unterseitigen Versteifungsrippen.
Indem der plattenförmige Grundkörper und/oder der gekrümmte Grundkörper und/oder der Anschlagsteg eine Wandstärke bzw. Dicke von 5-9 mm, bevorzugt von 6-8 mm, besonders bevorzugt von in etwa 7 mm, aufweisen, kann der Materialeinsatz zur Herstellung der Winkelführungsplatte weiter reduziert werden.
Nebengeordnet wird zudem ein Bahnoberbau umfassend Schwellen, insbesondere Eisenbahnschwellen, sowie auf den Schwellen angeordnete Schienen beansprucht, wobei die Schienen auf den Schwellen mittels eines Winkelführungsplatten umfassenden Schienenbefestigungssystem befestigt sind und wobei der Bahnoberbau erfindungsgemäße Winkelführungsplatten umfasst.

Beschreibung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels

Nachstehend wird eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Wiederkehrende Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber lediglich einmal mit einem Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische, perspektivische Ansicht eines Bahnoberbaus;
Fig. 2: eine Schnittansicht des Bahnoberbaus gemäß Fig. 1;
Fig. 3: eine schematische, perspektivische Ansicht einer Winkelführungsplatte von oben;
Fig. 4: eine schematische, perspektivische Rückansicht der Winkelführungsplatte nach Fig. 3;
Fig. 5: eine schematische, perspektivische Unteransicht der Winkelführungsplatte nach Fig. 3;
Fig. 6a: eine schematische Draufsicht der Winkelführungsplatte nach Fig. 3;
Fig. 6b: eine Schnittansicht der Winkelführungsplatte gemäß der Schnittebene D-D nach Fig. 6a;
Fig. 6c: eine Schnittansicht der Winkelführungsplatte gemäß der Schnittebene E-E nach Fig. 6a; sowie
Fig. 6d: eine Schnittansicht der Winkelführungsplatte gemäß der Schnittebene F-F nach Fig. 6a.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bahnoberbaus 1 umfassend eine Schiene 2, ein Schienenbefestigungssystem 7 sowie eine Schwelle 3. Die Schiene 2 ist hierbei parallel zu einer Gleisrichtung G ausgerichtet und wird über das Schienenbefestigungssystem 7 an der Schwelle 3 fixiert. Der Bahnoberbau 1 umfasst zudem eine nicht dargestellte Gleisbettung, z. B. aus Schotter.
Das Schienenbefestigungssystem 7 umfasst eine Winkelführungsplatte 10, die mittels eines wulstförmigen Eingriffbereichs 20 in eine Ausnehmung an der Oberseite der Schwelle 3 eingreift. Die Kontur des in der Ausnehmung angeordneten wulstförmigen Eingriffbereichs 20 an einer Unterseite 12 der Winkelführungsplatte 10 entspricht der Kontur der Ausnehmung der Schwelle 3, vgl. Fig. 1 und 2. Die Winkelführungsplatte 10 liegt mit einem im Anschlagbereich 19 vorgesehenen Anschlagsteg 15 an einem Schienenfuß 2a der Schiene 2 an. Zudem ist eine Spannklemme 5 vorgesehen, die zum einen in einer oberseitigen Vertiefung 14 der Winkelführungsplatte 10 und zum anderen auf dem Schienenfuß 2a aufliegt. Die Spannklemme 5 wird mittels einer Schwellenschraube 4 fixiert, wobei die Schwellenschraube 4 durch ein Durchgangsloch 13 der Winkelführungsplatte 10 durchgeführt wird und in der Schwelle 3 befestigt wird.
Der Bahnoberbau 1 dient zur Ableitung von Kräften F, welche insbesondere bei einer Zugüberfahrt entstehen, vgl. Fig. 2. Hierfür ist eine Zwischenlage 6 zwischen der Schiene 2 und der Schwelle 3 vorgesehen, welche Vertikalkräfte Fv aufnimmt und diese in die Schwelle 3 ableitet. Das Schienenbefestigungssystem 7 hingegen dient zur Ableitung von Horizontalkräften F_H. Die Horizontalkräfte F_H werden über den Schienenfuß 2a in die Winkelführungsplatte 10 eingeleitet und von dort über den Eingriffbereich 20 auf die Schwelle 3 übertragen. Aus diesem Grund muss die Winkelführungsplatte 10 in der Lage sein, große Kräfte aufzunehmen und diese zuverlässig an die Schwelle 3 abzuleiten.
Die Figuren 3-5 zeigen die erfindungsgemäße Winkelführungsplatte 10 in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten. Die Winkelführungsplatte 10 umfasst eine Oberseite 11 und die Unterseite 12 sowie einen plattenförmigen Grundkörper 16. Die Winkelführungsplatte 10 umfasst ferner das Durchgangsloch 13, welches sich durch den plattenförmigen Grundkörper 16 hindurcherstreckt. Die Winkelführungsplatte 10 umfasst eine Querachse Q, die quer zur Gleisrichtung G verläuft.
An der der Schiene 2 zugewandten Seite der Winkelführungsplatte 10 ist der Anschlagbereich 19 mit dem Anschlagsteg 15 vorgesehen. Der Anschlagsteg 15 umfasst eine insbesondere ebene Fläche, welche am Schienenfuß 2a anliegt und die auf die Schiene 2 wirkenden Kräfte aufnimmt.
Zudem umfasst die Winkelführungsplatte 10 mehrere an der Oberseite 11 angeordnete Versteifungsrippen 18a-18f, die über den plattenförmigen Grundkörper 16 miteinander verbunden sind. Die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f sind ferner über den Anschlagsteg 15 miteinander verbunden. Die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f verlaufen zwischen dem Eingriffbereich 20 und dem Anschlagbereich 15, also im Wesentlichen parallel zur Querachse, und sind entlang der Gleisrichtung G zueinander beabstandet. Die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f sind quer zur Gleisrichtung betrachtet zumindest bereichsweise keilförmig zulaufend ausgebildet. Somit nimmt die Höhe der oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f vom Anschlagbereich 15 zum Eingriffbereich 20 hin ab. Die Versteifungsrippen 18a-18f gehen im Eingriffbereich 20 bündig in den plattenförmigen Grundkörper 16 über. Hierbei nehmen die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f die über den Schienenfuß 2a auf den Anschlagsteg 15 wirkenden Horizontalkräfte F_H auf und leiten diese in Richtung der Vertiefung 14 weiter.
Zusätzlich zu den oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f sind mehrere Versteifungsrippen 17a-17f am Eingriffbereich 20 an der Unterseite 12 der Winkelführungsplatte 10 angeordnet. Die unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f sind im Wesentlichen quer zur Gleisrichtung G, also im Wesentlichen parallel zu Querachse Q, ausgerichtet. Die unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f sind, vgl. Fig. 5, über einen gekrümmt verlaufenden Grundkörper 21 miteinander verbunden. Die Kontur der unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f sind hierbei an die Kontur der Ausnehmung der Schwelle 3 angepasst. Hierdurch liegen die unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f formschlüssig in der Ausnehmung der Schwelle 3 an. Hierdurch wird eine optimale Kraftübertragung von der Winkelführungsplatte 10 über die unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f in die Schwelle 3 erreicht.
Die oberseitigen und die unterseitigen Versteifungsrippen 18a-18f, 17a-17f dienen als Versteifung der Winkelführungsplatte 10. Hierdurch können die Wandstärken des plattenförmigen Grundkörpers 16 und des gekrümmten Grundkörpers 21 minimiert werden, sodass der Materialbedarf für die Winkelführungsplatte reduziert werden kann. Ferner wird hierdurch erreicht, dass sich der CO₂-Fußabdruck der Winkelführungsplatte 10 verringert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der Oberseite 11 und der Unterseite 12 der Winkelführungsplatte 10 jeweils gleich viele Versteifungsrippen 17a-17f bzw. 18a-18f, insbesondere jeweils sechs Versteifungsrippen 18a-18f bzw. 17a-17f, vorgesehen sind.
Wie z. B. in Fig. 3 dargestellt ist, sind oberseitige Versteifungsrippen 18a-18f und unterseitige Versteifungsrippen 17a-17f in Querrichtung zur Gleisrichtung G betrachtet entlang einer gemeinsamen, parallel zur Querachse Q verlaufenden Achse angeordnet. Dies bedeutet, dass beispielsweise die oberseitige Versteifungsrippe 18a und die unterseitige Versteifungsrippe 17a entlang einer gemeinsamen Achse verlaufen. Dasselbe gilt für die weiteren oberseitigen Versteifungsrippen 18b-18f und die entsprechenden unterseitigen Versteifungsrippen 17b-17f. Hierdurch wird eine direkte Kraftübertragung von den oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f in die unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f erreicht. Somit wird ein linearer Kraftfluss durch die Winkelführungsplatte 10 gewährleistet, wodurch die mechanische Belastung der Winkelführungsplatte 10 reduziert wird.
Die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f sind insbesondere im Querschnitt der oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f betrachtet geringfügig konisch zur Oberseite 11 der Winkelführungsplatte 10 zulaufend ausbildet. Die unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f sind vorzugsweise ebenfalls im Querschnitt der unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f betrachtet geringfügig konisch zur Unterseite 12 der Winkelführungsplatte 10 zulaufend ausbildet. Hierdurch kann die Winkelführungsplatte 10 trotz der Vielzahl von oberseitigen und unterseitigen Versteifungsrippen 18a-18f, 17a-17f in einfacher Weise aus einem Spritzgußwerkzeug entformt werden.
Fig. 6a zeigt eine Draufsicht der Winkelführungsplatte 10. Hieraus ist ersichtlich, dass die mittig angeordneten, oberseitigen Versteifungsrippen 18c, 18d um das Durchgangsloch 13 herumgeführt sind und sich im Bereich der Vertiefung 14 zur Querachse Q hin orientieren. Hierdurch werden die auf die Winkelführungsplatte 10 einwirkenden Horizontalkräfte F_H um das Durchgangsloch 13 herumgeleitet.
Der Anschlagsteg 15 weist eine Wandstärke C von 5-9 mm, bevorzugt von 6-8 mm, besonders bevorzugt von in etwa 7 mm, auf.
Ferner weisen die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f zweckmäßigerweise eine einheitliche Breite B von 4-8 mm, bevorzugt von 5-7 mm, besonders bevorzugt von etwa 6 mm, auf. Insbesondere ist die Breite der oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f und der unterseitigen Versteifungsrippen 17a-17f gleich.
Der Abstand A zwischen den oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f untereinander beträgt mindestens 5 mm, bevorzugt mindestens 8 mm, besonders bevorzugt mindestens 10 mm. Die unterseitigen Versteifungsrippen 17a-f sind insbesondere gleich wie die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f voneinander beabstandet.
Zweckmäßigerweise sind die oberseitigen Versteifungsrippen 18a-18f in Versteifungsrippenpaare gleicher Form gegliedert. Beispielsweise bilden die außenseitige Versteifungsrippe 18a und die außenseitige Versteifungsrippe 18f ein erstes Versteifungsrippenpaar. Ferner bilden die Versteifungsrippe 18b und 18e ein zweites Versteifungsrippenpaar sowie die Versteifungsrippen 18c und 18d ein drittes Versteifungsrippenpaar. Die Versteifungsrippe 18a-18f eines Versteifungsrippenpaares weisen die gleiche geometrische Form auf.
Fig. 6b zeigt einen Querschnitt der Winkelführungsplatte 10 entlang der Schnittebene D-D gemäß Fig. 6a. Es wird somit ein Schnitt durch die Versteifungsrippe 18a gezeigt. Da die Versteifungsrippe 18a und die Versteifungsrippe 18f das erste Versteifungsrippenpaar bilden, zeigt der Querschnitt der Fig. 6b auch einen Querschnitt der Versteifungsrippe 18f. Das Höhenprofil der Versteifungsrippe 18a, 18f nimmt ungleichmäßig in einer Wellenform von dem Anschlagsteg 15 in Richtung der Vertiefung 14 ab. Die Höhe H18a, H18f der Versteifungsrippe 18a, 18f bezieht sich auf die Höhe der Versteifungsrippe 18a, 18f im Bereich des Anschlagstegs 15 ausgehend vom plattenförmigen Grundkörper 16. Die Höhe H18a, H18f beträgt zwischen 10 mm und 16 mm, bevorzugt zwischen 12 mm und 14 mm, besonders bevorzugt in etwa 13 mm. Die Höhe der unterseitigen Versteifungsrippen 17a, 17f bezieht sich auf die maximale Höhe H17a, H17f, also die maximale Ausdehnung zwischen der Unterseite 12 der Winkelführungsplatte 10 bzw. des gekrümmtem Grundkörpers 21 und der Versteifungsrippe 17a, 17f. Die Höhe H17a, H17f entspricht der Höhe der Versteifungsrippen 18a, 18f. Die Wandstärke H16 des plattenförmigen Grundkörpers 16 entspricht insbesondere der Wandstärke C des Anlagestegs 15 und beträgt 5-9 mm, bevorzugt von 6-8 mm, besonders bevorzugt von in etwa 7 mm. Zudem entspricht die Wandstärke H16 des plattenförmigen Grundkörpers 16 der Wandstärke des gekrümmten Grundkörpers 21.
Fig. 6c zeigt einen Querschnitt der Winkelführungsplatte 10 entlang der Schnittebene E-E gemäß Fig. 6a, welche die Versteifungsrippe 18b schneidet. Da die Versteifungsrippe 18b das zweite Versteifungsrippenpaar mit der Versteifungsrippe 18e bildet, entspricht die Schnittansicht gemäß Fig. 6c einer Schnittansicht der Versteifungsrippe 18e. Wie auch bei dem Höhenprofil der Versteifungsrippen 18a, 18f nimmt der Höhe der Versteifungsrippen 18b, 18e ausgehend vom Anschlagsteg 15 in Richtung der Vertiefung 14 ungleichmäßig in Wellenform ab. Allerdings unterscheiden sich die Höhenprofile der Versteifungsrippen 18a, 18f von dem der Versteifungsrippen 18b, 18e. Die Höhe H17b, H17e der unteren Versteifungsrippen 17b, 17e und die Höhe H18b, H18e der oberseitigen Versteifungsrippen 18b, 18e entsprechen den jeweiligen Höhen H17a, H17f, H18a und H18f gemäß der Fig. 6b.
Fig. 6d zeigt eine Schnittdarstellung der Winkelführungsplatte 10 entlang der Schnittebene F-F gemäß Fig. 6a. Somit wird die Winkelführungsplatte 10 entlang der Versteifungsrippe 18c geschnitten. Da die Versteifungsrippe 18c das dritte Versteifungsrippenpaar mit der Versteifungsrippe 18d bildet, zeigt die Schnittansicht gemäß Fig. 6d auch einem Schnitt durch die Versteifungsrippe 18d. Gemäß der Fig. 6d stellt die Höhe H18c, H18d der Versteifungsrippen 18c, 18d im Bereich des Anschlagstegs 15 nicht die Maximalhöhe der Versteifungsrippen 18c, 18d dar. Vielmehr steigt die Höhe der Versteifungsrippen 18c, 18d vom Anschlagsteg 15 in Richtung der Vertiefung 14 über einen kurzen Bereich an und fällt anschließen ungleichmäßig in Wellenform ab. Die Höhe H17c, H17d der unteren Versteifungsrippen 17c, 17d und die Höhe H18c, H18d der oberseitigen Versteifungsrippen 18c, 18d entsprechen den jeweiligen Höhen H17a, H17f, H18a und H18f gemäß der Fig. 6b.
Den Fig. 6b-6d lässt sich somit entnehmen, dass die Versteifungsrippen 18a-18f der jeweiligen Versteifungsrippenpaare ein gleiches Höhenprofil aufweisen. Die Höhenprofile der Versteifungsrippenpaare unterscheiden sich jedoch untereinander.
Zweckmäßigerweise ist die Winkelführungsplatte 10 aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Insbesondere werden Glasfasern mit einem Anteil von 20-40 %, bevorzugt von 25-35 %, besonders bevorzugt von in etwa 30 % als Fasermaterial verwendet. Die Glasfasern werden vorzugsweise in eine Matrix aus Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA), z. B. PA6, eingebettet.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Bahnoberbau
2: Schiene
2a: Schienenfuß
3: Schwelle
4: Schwellenschraube
5: Spannklemme
6: Zwischenlage
7: Schienenbefestigungssystem
10: Winkelführungsplatte
11: Oberseite
12: Unterseite
13: Durchgangsloch
14: Vertiefung
15: Anschlagssteg
16: Grundkörper
17a-f: Versteifungsrippe
18a-f: Versteifungsrippe
19: Anschlagbereich
20: Eingriffbereich
21: Grundkörper

A: Abstand
B: Breite
C: Wandstärke
H16: Wandstärke
H17a-c: Höhe
H18a-c: Höhe
F: Kraft
FH: Horizontalkraft
FV: Vertikalkraft
G: Gleisrichtung
Q: Querachse

Claims

Winkelführungsplatte (10) für ein Schienenbefestigungssystem (7) umfassend:
eine Unterseite (12) und eine Oberseite (11), wobei die Unterseite (12) zur Anordnung an einer Schwelle (3), insbesondere einer Eisenbahnschwelle, ausgelegt ist,

einen wulstförmigen Eingriffbereich (20) an der Unterseite (12) der Winkelführungsplatte (10), der sich im Wesentlichen in Gleisrichtung (G) erstreckt und dazu dient, in eine korrespondierende Ausnehmung an der Oberseite einer Schwelle (3) einzugreifen,

eine dem Eingriffbereich (20) gegenüberliegende Vertiefung (14) an der Oberseite (11) der Winkelführungsplatte (10), die als Anlagebereich für eine Spannklemme (5) dient,

einen Anschlagbereich (19), der auf der dem Eingriffbereich (20) gegenüberliegenden, einer Schiene (2) zugewandten Seite der Winkelführungsplatte (10) angeordnet ist und dazu dient, an einem Schienenfuß (2a) anzuliegen,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Mehrzahl von oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) an der Oberseite (11) der Winkelführungsplatte (10) entlang der Gleisrichtung (G) betrachtet zueinander beabstandet zwischen dem Eingriffbereich (20) und dem Anschlagbereich (15) verlaufend angeordnet sind.
Winkelführungsplatte (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) auf der Unterseite (12) der Winkelführungsplatte (10) über einen plattenförmigen Grundkörper (16) miteinander verbunden sind.
Winkelführungsplatte (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) im Anschlagbereich (19) mit einem in Gleisrichtung (G) verlaufenden, hin zur Oberseite (11) erstreckenden, durchgehenden Anschlagsteg (15) verbunden sind.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) quer zur Gleisrichtung (G) betrachtet zumindest im Wesentlichen keilförmig zulaufend ausgebildet ist.
Winkelführungsplatte (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) im Bereich der Vertiefung (14) bündig in den plattenförmigen Grundkörper (16) übergehen.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Grundkörper (16) ein Durchgangsloch (13) aufweist, welches zwischen zwei oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) angeordnet ist.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffbereich (20) durch eine Mehrzahl von unterseitigen Versteifungsrippen (17a-f), die entlang der Gleisrichtung (G) betrachtet zueinander beabstandet angeordnet sind, gebildet wird.
Winkelführungsplatte (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unterseitigen Versteifungsrippen (17a-f) an der Oberseite des Eingriffbereichs (20) über einen gekrümmt verlaufenden Grundkörper (21) verbunden sind.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der jeweiligen oberseitigen Versteifungsrippe (18a-f) im Querschnitt der oberseitigen Versteifungsrippe (18a-f) und/oder die Unterseite der jeweiligen unterseitigen Versteifungsrippe (17a-f) im Querschnitt der unterseitigen Versteifungsrippe (17a-f) betrachtet eben ist.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass oberseitige und unterseitige Versteifungsrippen (17a-f, 18a-f) in Querrichtung zur Gleisrichtung (G) betrachtet entlang einer gemeinsamen Achse verlaufend angeordnet sind.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass eine gleiche Anzahl von oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) und unterseitigen Versteifungsrippen (17a-f) vorgesehen ist.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) im Querschnitt der oberseitigen Versteifungsrippen (18a-f) betrachtet konisch zur Oberseite (11) und/oder die unterseitigen Versteifungsrippen (17a-f) im Querschnitt der unterseitigen Versteifungsrippen (17a-f) betrachtet konisch zur Unterseite (12) der Winkelführungsplatte (10) zulaufend ausbildet sind.
Winkelführungsplatte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelführungsplatte (10) aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, gefertigt ist.
Winkelführungsplatte (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelführungsplatte (10) Polypropylen oder Polyamid mit einem Glasfaseranteil von 20-40 %, bevorzugt von 25-35 %, besonders bevorzugt von in etwa 30 % umfasst.
Bahnoberbau (1) umfassend
Schwellen (3), insbesondere Eisenbahnschwellen, und

Schienen (2), die auf den Schwellen (3) angeordnet sind,

wobei die Schienen (2) auf den Schwellen (3) mittels eines Winkelführungsplatten (10) umfassenden Schienenbefestigungssystem (7) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass

Winkelführungsplatten (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen sind.