WO1993023623A1 - Befestigungssystem für schienen auf unterschwellung einer gleisanlage - Google Patents

Abstract

Es wird ein Befestigungssystem für Schienen (2) auf Unterschwellung einer Gleisanlage vorgeschlagen, bei dem Bolzen (9) einerseits an den Schwellen (4) verankert sind und andererseits über isolierende Keilklemmen (8) aus Kunststoff, die eine Bohrung für den Bolzen aufweisen, einen gegen die Schwelle durch Zwischenlagen isolierten Schienenfuss (2) elastisch verspannen. Dabei können Keilklemmen eingesetzt werden, die den Schienenfuss übergreifen und einen Durchbruch haben, der aus zwei schräg zueinander verlaufenden Bohrungen (12, 13) zusammengesetzt ist. In einer anderen Ausführungsform ist die Materialdicke der Keilklemme unterhalb der den Schienenfuss übergreifenden Nase (15) sowohl an der dem Schienenfuss zugewandten Seite als auch der vom Schienenfuss abgewandten Seite gleich dick. In einer weiteren Ausführungsform weist die Unterschwellung ein Widerlager (43) für die Keilklemme (8) auf, das im Bereich des Bolzens für eine Vormontagestellung ausgenommen ist. Alle Ausführungsformen der Keilklemme ermöglichen es, das Befestigungssystem auf der Schwelle vorzumontieren und dabei zwischen den Befestigungselementen einen so grossen Spielraum zu realisieren, dass eine Schiene ohne Entnahme der Befestigungsteile auf die Schwelle gesetzt werden kann. Die Keilklemme besteht vorzugsweise aus einem kaltzähen, hochmoduligen, thermoplastischen Polyurethan und weist Elemente für die Abstützung der Keilklemme gegenüber einer Verankerung in der Schwelle auf. Schliesslich kann die Keilklemme und/oder der Dübel (5) und/oder die Zwischenlage unter dem Schienenfuss in ihren Federeigenschaften auf die anderen mitwirkenden Federelemente abgestimmt sein.

Description

Befestigungssystem für Schienen auf Unterschwellung einer Gleisanlage

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für Schienen auf UnterSchwellung einer Gleisanlage, bei dem Bolzen einerseits an den Schwellen verankert sind, und andererseits über isolierende Keilklemmen aus Kunststoff, die eine Bohrung für den Bolzen aufweisen, einen gegen die Schwelle durch Zwischenlagen isolierten Schienenfuß elastisch verspannen, wobei die Keilklemmen vorzugsweise den Schienenfuß übergreifen.

Zur Befestigung von Schienen auf Schwellen in einer Gleisanlage werden zur Übertragung von Horizontalkräften - längs und quer zur Schiene - und Vertikalkräften resultierend aus direkter Betriebsbelastung, Durchbiegung der Schienen mit folgender Abhebewelle, Querverschiebung aus resultierenden

Vertikalkräften oder Radialkräften in Kurven, sowie Umwelteinflüssen - vorwiegend Temperaturdifferenzen von minus 30 bis plus 80 Grad Celsius - elastische oder starre Konstruktionen verwendet. Mit zunehmender Elektrifizierung der Bahnantriebe, der Signal- und Stelltechnik, auch von

Nebenstrecken der Eisenbahnen oder Straßenbahnen werden bei modernen Befestigungssystemen eine elektrische Isolierung der Schienen gegen die Schwelle sowie eine mehr oder minder starke Dämpfung systembedingter Schwingungen aus statischer oder dynamischer Belastung und eine Schalldämpfung verlangt. Darüber hinaus müssen die Befestigungsysteme möglichst resistent gegen Korrosion und Verschleiß sein. In der AT-PS 295 578 ist eine elastische und elektrisch¬ isolierende Befestigungsvorrichtung beschrieben, bei der mit Hilfe eines Bolzens eine Stahlfeder und ein Kunststoffelement den Schienenfuß auf der Schwelle fixieren. Dabei dient das Kunststoffelement in erster Linie der elektrischen Isolierung der Stahlfeder gegen die Schwelle und den Schienenfuß und ermöglicht ein sattes Aufliegen der Stahlfeder im gespannten Zustand auf beiden Bauteilen. Bedingt durch die über den Bolzen aufgebrachte Spannkraft wird in dem elastischen, aus wärmehärtendem thermoplastischem Kunststoff oder einem

Kunstharz oder einem vulkanisierten Elastomer bestehenden Element eine Pressung erzeugt, die zur Verkeilung zwischen der Schwelle und dem Schienenfuß beiträgt.

Aus der EP-A2 0 393 432, insbesondere Figur 3, ist ein gattungsbildendes Befestigungssystem bekannt. Es umfaßt ein aus kältebeständigem, hochmoduligem, thermoplastischem Polyurethan mit guten Bruchdehnungseigenschaften, geringer Kaltesprodigkeit und hohem spezifischen Durchgangswiderstand bestehendes keilförmiges Klemmelement, welches, durch einen Schraubbolzen gehalten, eine Lücke zwischen einer Schulter an der Schwelle und dem Schienenfuß ausfüllt und mittels übergreifender Nase den Schienenfuß gegen Horizontal- und Vertikalverschiebung sichert. Das Keilelement wirkt mit einem unter dem Schienenfuß angeordneten elastischen Material gleicher Konsistenz zusammen. Die Praxis hat gezeigt, daß das verwendete Kunststoffmaterial für vielfältige Betriebszwecke, insbesondere in Gleisen die nicht für Hochgeschwindigkeitsstrecken gedacht sind, anwendbar ist. Probleme bereiten jedoch die wiederholte Montage derartiger keilförmiger Klemmen, wenn an den Schienen

Richtarbeiten notwendig sind, oder wenn die Schwellen für den Einbau in der Gleisanlage vormontiert werden sollen. Die Form der Klemme führt dazu, daß ihre Kontaktflächen zu den benachbarten Bauteilen ungleichmäßig stark belastet werden und eine einmal eingebaute Klemme ohne mechanische Hilfsmittel nicht zu lösen ist. Durch ungleichmäßige Materialverteilung ist auch der Verspannungszustand, das heißt die Aufbringung entsprechender Spannkräfte auf die zu spannenden Bauteile, ungleichmäßig. Außerdem hat sich gezeigt, daß trotz Neigung des Bolzens relativ zur Schienenvertikalachse der Bolzen und das Klemmelement ganz aus ihrer Montagestellung herausgenommen werden müssen, da ansonsten die Schiene nicht herausgehoben werden kann. Als weiterer Nachteil hat sich die Verwendung identischer Materialien für die Schienenunterlage und das keilförmige Klemmelement erwiesen, da insbesondere die Schienenunterlage eine höhere Rückstellfähigkeit aufweisen muß als das Keilelement, weil sonst die Verspannung der Schiene in der Entlastungsphase reduziert ist.

Gemäß dem Stand der Technik stützt sich das keilförmige Klemmelement grundsätzlich gegen eine geneigte Fläche ab; dann ist eine Abdichtung der Verankerungsdübel in der Unterschwellung nur unvollkommen gegeben. Die Praxis hat gezeigt, daß sich diese Klemmelemente aus Gründen des Verschleißes und der Fertigungstoleranz, insbesondere der Schwellen, häufig auch auf der Oberfläche der Unterschwellung abstützen; dann ist zwar eine bessere Abdichtung gegen Eindringen von Wasser, aber eine unzureichende Elastizität der Schienenverspannung gegeben. Dies resultiert aus einer Verlagerung des Hauptanteiles der VerSpannkraft vom Schienenfuß auf die Unterschwellung mit dem Ergebnis eines unzureichenden Federweges des über den Schienenfuß greifenden Teiles der Keilkle

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Befestigungssystem für Schienen auf Schwellen einer Gleisanlage zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Systeme vermeidet, aber gleichzeitig die hervorragenden Materialeigenschaften des kältebeständigen Polyurethan ausnutzt, um eine aus wenigen Teilen bestehende hochelastische Schienenbefestigung mit langer Lebensdauer und geringen Herstell- und Montagekosten zu erhalten, die sich auch für eine Vormontage aller Befestigungsteile eignet.

Das Problem wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Die Problemstellung führte zu mehreren Lösungsvarianten, die neben den vom Stand der Technik bereits berücksichtigten Aufgaben auch das Problem der Vormontage der

Schienenbefestigung erfassen. Alle Befestigungselemente können auf einer Schwelle vormontiert werden, so daß an der Baustelle lediglich die Schiene selbst und die elastische Schienenunterlage auf den Schwellen plaziert werden müssen. Die Vormontageposition kann auch genutzt werden, wenn für

Richtarbeiten die Schiene aus der Sollposition entfernt werden muß, ohne daß die Befestigungssysteme komplett aus der Schwelle zu entfernen sind.

Die erste Lösung besteht darin, daß der Durchbruch für den

Durchgriff des Bolzens aus zwei schräg zueinander verlaufenden Löchern zusammengesetzt wird. Dies ermöglicht es, den Bolzen nur um einige Gewindegänge aus der Verankerung zu schrauben und die durch Haftreibung mitwandernde Keilklemme oberhalb ihrer Montagestellung von der Schiene weg am Bolzenschaft zu kippen, so daß der Spielraum zur Entnahme beziehungsweise zum Einlegen der Schiene geöffnet wird. Durch die Anordnung zweier gleich großer Löcher in einem vorbestimmten Abstand ergibt sich eine geringfügige Verengung der Bohrung zwischen den Lochquerschnitten an der Oberfläche der Keilklemme, die einen sicheren Halt der Keilklemme in der abgekippten Stellung gewährleisten. In dieser Position könnte der Bolzen auch wieder leicht eingeschraubt werden und die Keilklemme zwischen dem Schwellenkörper und dem Kopf oder einer Mutter auf den Bolzen geklemmt werden.

Eine zweite Lösung sieht vor, daß der Durchbruch für den

Bolzendurchgriff zylindrisch ausgeführt ist, aber der Körper der Keilklemme unterhalb einer den Schienenfuß umgreifenden Nase quer zur Schienenlängsrichtung eine etwa gleich große Materialdicke aufweist. Nach Herausschrauben des Bolzens oder bei der Vormontage nach dem teilweisen Einschrauben des Bolzens beziehungsweise einer üblichen Schwellenschraube läßt sich die Keilklemme oberhalb ihrer Montagestellung um 180 Grad drehen, so daß die den Schienenfuß übergreifende Nase aus der Montageposition verschwindet und der Spielraum für das Einlegen der Schiene zwischen zwei vormontierten Keilklemmen größer wird als die Schienenfußbreite. Bei einer derartigen Befestigung kann für die werksseitige Anlieferung der Schwelle einschließlich des Befestigungssystems die Keilklemme provisorisch zwischen den Bolzenkopf und den Schwellenkörper geklemmt werden.

Idealerweise wird für diese zeitlich begrenzte Vormontagestellung der Schwellenkörper mit einer kleinen Ausnehmung versehen, die als Ruhesitz für die Keilklemme dienen kann.

In einer dritten Lösung, vorzugsweise für eine Y-Stahlschwelle vorgesehen, kann die Keilklemme ohne Dübelverankerung in der Unterschwellung ausgebildet und nur die materialim-manente Verformungseigenschaft der Keilklemme ausgenutzt werden, um den Schienenfuß von oben sowie zwischen einer definierten Anlagestelle an der UnterSchwellung, einem rückwärtigen Widerlager und der seitlichen Kante des Schienenfußes zu klemmen. Dabei kann der Klemmenkörper mit einer oder zwei angeschrägten Flächen - Kontaktflächen zur Schwelle und zum Widerlager - versehen sein. Sollten die zu erwartenden Vertikalkräfte, insbesondere die auf die Schiene wirkenden Abhebekräfte eine definierte Größe überschreiten, können die Befestigungssysteme der ersten bis dritten Lösungsvariante miteinander kombiniert werden oder eine Mehrzahl von Keilklemmen benutzt werden. Bei dieser Lösung wird vorzugsweise ein senkrecht angeordneter Bolzen verwendet, der nach dem Lösen der Verspannung in eine in dem Widerlager angeordneten Ausnehmung geschoben wird, so daß die Keilklemmen keine Überdeckung mehr mit dem Schienenfuß haben.

In einer vierten Form sind die Funktionen der Keilklemme getrennt. Ein die Keilwirkung erzeugendes Teil und ein den Schienenfuß übergreifendes Teil wirken in Sollposition gemeinsam zur Fixierung des Schienenfußes. Für eine Vormontagestellung kann das den Schienenfuß übergreifende Teil fabrikmäßig seitlich weggeschwenkt, nach hinten verschoben oder gekippt sein wie es in den drei vorher genannten Ausführungsfällen für eine ungeteilte Keilklemme beschrieben ist. In diesem Fall können, je nach Belastungsbedingung die beiden Teile der Klemme aus unterschiedlich elastisch wirkendem Kunststoff bestehen. Dabei wird bevorzugt wiederum ein thermoplastisches Polyurethan eingesetzt. Es können jedoch auch speziell elastisch eingesetzte Polyamide verwendet werden. Zu einer Ausführungsform läßt sich das obere Klemmteil an einer halsartigen Verlängerung des unteren Klemmteiles lagern, welches mit einem Hinterschnitt versehen ist. Dadurch kann die geteilte Klemme als ein zusammengesetztes Teil vormontiert werden.

In einer erweiterten Ausführungsform kann die Keilklemme an ihrer Unterfläche mit Vorsprüngen oder Nasen oder zylindrischen, hülsenförmigen Teilen versehen sein, die so bemessen sind, daß sie ein Abstützen der Keilklemme auf dem in der Schwelle, insbesondere einer Betonschwelle oder einer Holzschwelle, verankerten Dübel eine Stütze finden. Diese Variante hat mehrere Vorteile. Zum einen kann die auf den Dübel wirkende Zugspannung definiert verringert werden, zum anderen kann der Federweg durch die unterschiedliche Gestaltung der Materialdicken der Keilklemme vergrößert oder verkleinert werden. Eine geringere Materialdicke hat außerdem eine höhere Elastizität der Keilklemme zur Folge, so daß eine bessere Rückstellfähigkeit des Befestigungssystems erreicht wird, sobald die Achslast eines Fahrzeuges den Befestigungspunkt passiert hat.

Voraussetzung für eine gute Übertragung der Spannkraft von der Keilklemme auf den Dübel ist eine vertikale Krafteinleitung von der Keilklemme über den Bolzen auf den Dübel, wozu die Stützfläche der Keilklemme und die Oberfläche des Dübels in einer Orthogonalebene zur Bolzenachse angeordnet sein müssen.

Je nach zu erwartender Betriebslast ist die Vorspannung des Keilelementes, der Keilklemme, beziehungsweise das Schraubmoment des Bolzens einzustellen. Bei sehr hohen

Spannkräften, beispielsweise größer 25 kN, ist zu empfehlen, zwischen dem Bolzenkopf beziehungsweise einer entsprechenden Mutter und der Keilklemme eine Lastverteilerplatte in Form einer Scheibe aus Stahl oder Spezialkunststoff einzulegen, die aber den Durchmesser des Kopfes nur unwesentlich überschreiten soll. Durch diese Maßnahme wird beim Verspannen die Oberfläche des Kunststoffes geschont, weil die aus der Bolzendrehung resultierende Reibung nicht oder nur teilweise auf die Oberfläche der Keilklemme übertragen wird und zusätzlich eine homogene Lastverteilungsfläche zur Verfügung steht.

In Ergänzung oder alternativ zu der Ausbildung eines

Stützteiles unter der Keilklemme kann die Zwischenlage unter der Schiene aus einem Material bestehen, das vorzugsweise eine wesentlich geringere Federsteifigkeit hat als die Keilklemme selbst. Dadurch wird die Rückstellfähigkeit des gesamten Befestigungssystems erhöht, insbesondere wenn die

Rückstellträgheit der Schienenunterlage in Grenzen gehalten wird, was beispielsweise durch Verwendung eines Elastomers mit zelliger Struktur für die Schienenunterlage möglich ist.

Als Beispiel für eine derartige differenzierte Federsteifigkeit seien genannt: Druckfestigkeit der Keilklemme größer als 30 N/mm²; Druckfestigkeit der Zwischenlage kleiner als 10 N/mm².

In weiterer Optimierung des Befestigungssystems wird der Dübel beziehungsweise seine Materialeigenschaft in die

Gesamtdefinition der Elastizität des Befestigungssystems einbezogen. Erfindungsgemäß soll dabei der Dübel relativ zur Keilklemme eine größere elastische Dehnung aufweisen. Diese Maßnahme verhindert zum einen eine Zerstörung des Kunststoffdübeis beim Lösen der Keilklemme und zum anderen dessen sicheren Halt innerhalb der Schwelle, wenn beim Lösen des Bolzens zunächst die Haftreibung zwischen dem Dübel und dem Bolzen überwunden werden muß. Dies führt dazu, daß ein Dübel vielfach oder dauerhaft benutzt werden kann, auch wenn die Schienenbefestigung mehrfach gelöst werden muß.

Zwei konstruktive Möglichkeiten sind beispielhaft durch die Ansprüche erfaßt aber nicht auf diese begrenzt. Zum einen könnte an der Kontaktfläche zwischen Schwelle und Dübel, der in der Regel auch ein Außengewinde aufweist und das in einer Betonschwelle beziehungsweise der Holzschwelle sitzt, eine Ausnehmung eingearbeitet sein, in die ein Dehnelement eingelegt wird. Dieses Dehnelement, beispielsweise in Form einer sich parallel zur Dübellängsachse erstreckenden Lamelle, läßt eine erhebliche Torsion des Dübels zu. Eine andere Alternative für eine torsionsweiche Dübelgestaltung ist die Anordnung einer den Dübel verlängerten hohlen Hülse, die gegebenenfalls die gesamte Schwelle bis zu deren Boden durchgreift, so daß der gesamte Verdrillwinkel des Dübels vergrößert werden kann. Gegebenenfalls kann der Dübel selbst auch die Hülse umgreifen, wobei über die einstellbare Kontaktflächenreibung zwischen Hülse und Dübel das Torsionsmoment bestimmbar ist.

Eine derartige hohle Hülse hat den positiven Nebeneffekt, daß in den Dübel eingedrungenes Wasser nach unten aus der Schwelle abfließen kann.

Insgesamt ist die Dübelcharakteristik, zumindestens soweit der Dübel entsprechend der Einschraublänge des Bolzens zu dem Befestigungssystem gehört, so weich einzustellen, daß er nicht durch die beispielhaft genannten Spannkräfte beschädigt wird.

Die Praxis hat gezeigt, daß bei Keilklemmen mit einer den

Schienenfuß übergreifenden Nase von einer Vorspannkraft von etwa 30 kN auch nach mehreren Millionen Lastwechsel noch eine Spannkraft von 10 bis 15 kN auf Dauer erhalten bleibt. Die Vorspannkraft wirkt sich primär in vertikaler Richtung auf den Schienenfuß aus und führt zu entsprechender Kompression in der Keilklemme. Die Belastung des Dübels je nach Art der verwendeten Form der Keilklemme mit oder ohne auf den Dübel abstützenden Klemmenteilen beträgt dann maximal die Hälfte dieser Vorspannkraft. Die dauerhafte plastische Verformung der Keilklemme beträgt nach Überwindung der elastischen Dehnung nur wenige Zehntel Millimeter. Dies beweist, daß eine derartig geformte Keilklemme für den Dauerbetrieb einer Gleisanlage verwendbar ist.

Zur weiteren Verbesserung des Befestigungssystems in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Keilklemmen wird vorgeschlagen, zwei Keilklemmen nicht gegenüberliegend am Schienenfuß auf der Schwelle zu befestigen, sondern in einem von der Schwellenbreite abhängigen Abstand in Schienenlängsrichtung versetzt auf der inneren und äußeren Schienenseite anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß die beiden Befestigungspunkte nicht gleichzeitig von der Achslast überrollt werden und so die

Haltekraft auch beim Überrollen durch die Betriebslast an jeder Schwelle relativ hoch bleibt. Außerdem haben die versetzten Befestigungspunkte den Vorteil einer Erhöhung der Gesamtstei igkeit des Gleises.

Neuerdings werden in Gleisanlagen sogenannte Y-förmige Stahlschwellen, bestehend aus mehreren an den Befestigungspunkten parallel mit Abstandslücke zueinander angeordneten H-förmigen Stahlprofilen, eingesetzt. Die Stahlprofile sind gabelförmig gebogen, so daß an einer Schwelle jeweils drei Schienenauflager angeordnet sind. Für derartige Schwellen, aber nicht beschränkt auf diese Schwellenform, wird vorgeschlagen, parallel, mit geringem Abstand, zu dem späteren Sitz des Schienenfußes eine angeschrägte Schulter oder Widerlager auf der Schwellenoberfläche anzuordnen, die der Abstützung der Keilklemmen auf der Schwelle dienen sollen und eine Ausnehmung in der Schulter oberhalb der Abstandslücke der Stahlprofile für den Durchgriff eines Bolzens einzubringen. Die Ausnehmung kann dabei so groß gestaltet werden, daß auch Teile der Dübelverankerung für den Bolzen und/oder Teile der Unterfläche der Keilklemme die Lochung durchgreifen können, um sich gegeneinander abzustützen, um Spannkräfte von der Klemme direkt in den Dübel einzuleiten. Jedenfalls sollte die Ausnehmung so groß sein, daß der Bolzen samt aufgesetzter Keilklemme in der Vormontagestellung soweit aus der Spannposition entfernt ist, daß der Schienenfuß eingesetzt werden kann.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen Figur 1 a, b, c unterschiedliche Formen von Unterschwellungen,

Figur 2 a eine erste Ausführungsform des

Befestigungssystem, Figur 2 b eine Draufsicht auf eine Keilklemme gemäß

Figur 1, Figur 3 eine zweite Ausführungsform des

Befestigungssystems, Figur 4 eine dritte Ausführungsform des

Befestigungssystems, Figur 5, 6 modifizierte erfindungsgemäße Keilklemmen, Figur 7, 8 Befestigungssystem an einer Y-förmigen

Stahlschwelle, Figur 9, 10 eine geteilte Keilklemme im Schnitt und in Draufsicht

Die Figuren la, lb zeigen unterschiedliche

Betonschwellenformen, die Figur 1c einen Stützpunkt einer Y- Stahlschwelle in Teildraufsicht.

In Figur la weist die Schwelle 24 eine durchgehende Schulter 16 für eine Keilklemme auf; der Dübel 35 für die Aufnahme einer Schwellenschraube ist in Schwellenmitte eingelassen. In Figur lb ist auf der Betonschwelle 4 außermittig eine

Keilklemme 38 zwischen der nur etwa bis zur Mitte der Schwelle reichenden Schulter 37 und dem Schienenfuß 2 mit Schwellenschraube 9 gehalten. Auf der nicht dargestellten gegenüberliegenden Seite des Schienenfußes 2 sitzt punktsymmetrisch zur Stützpunktmitte M eine weitere Keilklemme 38. Ergänzend wird die Schienenbefestigung durch Winkelleisten 40 zwischen Betonschwelle 4 und Schienenfuß 2 (Figur 5) gehalten.

Figur lc zeigt die Widerlager 42, 43 mit Schrägflächen 48, 49, die Ausnehmungen 46, 47 oberhalb der Abstandslücke 52 mittig zwischen den H-Trägern 44, 45, die die Schienenauflager 50, 51 tr

Figur 2a zeigt die Befestigungssituation für eine Schiene auf einer Schwelle gemäß Figur la oder lb im Teilschnitt. Eine

Betonschwelle 4 trägt auf der Oberfläche 6 eine aus Kunststoff bestehende Zwischenlage 3, beispielsweise aus einem zelligen Elastomer, auf der der Schienenfuß 2 der Schwelle 1 ruht. Neben dem Schienenfuß weist die Schwelle an der Oberfläche 6 eine Vertiefung auf, die in Schulter 16 und Ausnehmung 25 endet. In die Schwelle eingegossen beziehungsweise eingeschraubt ist ein Dübel 5, der die Schwelle 4 bis zu seiner Unterseite 7 durchgreift. Die Lücke zwischen der Schulter 16 an der Schwelle und dem Schienenfuß 2 wird durch eine Keilklemme 8 ausgefüllt, hier gezeigt in Montagestellung. Dabei greift eine Nase 15 über den Schienenfuß 2 und fixiert die Schiene 1 auf der Betonschwelle, sobald der Bolzen 9 durch ein geeignetes Werkzeug an seinem Kopf 10 soweit in die Schwelle beziehungsweise den Dübel 5 eingeschraubt ist, bis der Schwellenkopf 11 auf der Oberfläche der Keilklemme 8 anliegt. Die Bolzenposition 9a gemäß Figur 2a entspricht der Vormontagestellung des Befestigungssystems, wie sie beispielsweise im Herstellerwerk der Schwelle versandfertig vorbereitet wird. Dabei ist die Keilklemme in der Position 8a relativ zum Bolzen gekippt, der in Position 9a die Keilklemme 8a zwischen dem Bolzenkopf 11 und der Schwelle, speziell der Ausnehmung 25 in der Schwellenoberfläche, klemmt. Diese

Kipposition 8a der Keilklemme ist möglich, weil, wie in Figur 2b dargestellt, die Bohrung für den Schraubbolzen aus zwei zusammengesetzten Löchern 12 und 13 besteht, an deren Übergang 14 die Bohrung leicht verengt ist. Beim Kippen der Keilklemme 8 wird der Widerstand am Übergang 14 überwunden, so daß in der dargestellten Position 8a die Keilklemme sicher am Schaft des Bolzens 9 fixiert ist.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Keilklemme bei gleicher Anordnung des Schienenfußes 2 und der Zwischenlage 3 auf einer Betonschwelle 24. Die Keilklemme 12 befindet sich mit ihrer zylindrischen Bohrung 29 auf dem Schaft des Bolzens 9 oberhalb der eigentlichen Vormontagestellung, die erreicht wird, sobald der Bolzen weiter in Dübel 35 eingeschraubt wird und die Nase 19 der Keilklemme in die

Ausnehmung 22 oberhalb der Schulter 27 an der Oberfläche der Betonschwelle 24 ruht. Die Materialdicke der Keilklemme 18, dargestellt durch die Wand 20 beziehungsweise 19 auf einer Orthogonalachse O zur Bolzenachse A, ist etwa gleich groß. Normalerweise befindet sich die Nase 19 der Keilklemme 18 um 180 Grad verdreht zum Schienenfuß hin in Montageposition. Durch das Verdrehen der Nase 19 wird der Spielraum - wie dargestellt - für das Einsetzen des Schienenfußes 2 neben der Keilklemme geöffnet.

Figur 4 zeigt eine Keilklemme 32 in einer prinzipiellen Ausführung wie Figur 3, jedoch mit zusammengesetzten Bohrungen gemäß Figur 2a für den Durchgriff des Bolzens 9. Der Bolzen 9 weist zusätzlich eine Scheibe 26 auf, die zur Lastverteilung zwischen dem Bolzenkopf 11 und der Oberfläche der Keilklemme 32 angeordnet werden kann. Dargestellt ist auch wiederum die Vormontagestellung 32a der Keilklemme. In Ergänzung dazu weist die Keilklemme 32 an ihrer Unterseite eine ringförmige Materialverjüngung 34 auf, die etwa der Materialdicke des in Schwelle 30 ruhenden Dübels 31 - der Verankerung für den Bolzen 9 - entspricht.

Figur 5 zeigt in zu Figur 3 beziehungsweise 2a analoger Weise eine Keilklemme 38 mit Nase 47. Der in Schwelle 4 an Widerlager 37 ruhende Dübel 43 übernimmt einen Teil der Spannkräfte, die durch die Keilklemme 38 mit Stützteil 39 auf den Dübel 43 übertragen werden. Um ein Verrutschen der Zwischenlage 3 und damit möglicherweise Zerstören der Zwischenlage 3 an den Kanten zu verhindern, ist dieses Stützteil 39 an der dem Schienenfuß zugewandten Seite so ausgebildet, daß es eine Anlagefläche zur Zwischenlage 3 hat. In analoger Weise kann auch eine Keilklemme 38 mit einer Führung 17 (Figur 2a) ausgestattet sein. Auf der gegenüberliegenden Seite ruht der Schienenfuß in einer elastischen isolierenden Winkelleiste 40 auf der Betonschwelle gemäß Figur lb.

In einer weiteren Ausführungsform gemäß Figur 6, analog einer Keilklemme gemäß Figur 5, dargestellt an einer Betonschwelle 4 (Schnitt B-B in Figur lb) , hat die Keilklemme 28 eine zur schrägen Fläche 36 komplementäre seitliche Abschrägung. In Vormontagestellung 28a der um 180 Grad gedrehten Keilklemme auf dem Bolzen 9, ruht die Keilklemme auf dieser schrägen Fläche.

Figur 7 zeigt eine Seitenansicht im Teilschnitt durch ein

H-Profil 44 einer Y-förmigen Stahlschwelle gemäß Figur lc. Die Schwelle weist eine Abstandslücke 52 auf, durch die ein Bolzen 53 greift. Auf dem H-förmigen Profil 44 ist ein Widerlager 43 aufgeschweißt, dessen Schrägfläche 49 gemäß dem rechten Teilbild schwellenseitig als Anlage für die Keilklemme 56 dient, während andererseits der Schienenfuß 2 mit darunterliegender Zwischenlage 3 durch die Keilklemme 56 fixiert wird, sobald die Mutter 54 auf dem Bolzen 53 fest gegen den unter dem H-Profil 44 mit Kopf 55 und elastischer isolierender Unterlegscheibe 57 gehaltenen Bolzen geschraubt wird. In der linken Teilfigur (Vormontagestellung) ist der Bolzen im gelösten Zustand um das Maß x, entsprechend dem Maß der Überdeckung des Schienenfußes durch die Nase der Keilklemme, nach links in die Ausnehmung 46 ( Figur lc ) des Widerlagers 42 geschoben worden. Die Keilklemme 56a ruht hier auf dem Widerlager 42.

Figur 8 zeigt eine alternative Befestigung auf einer Stahlschwelle 63, mit Hilfe eines Bolzens 53, der einerseits einen flachen Kopf 55 und andererseits eine aufgeschraubte

Mutter 54 aufweist, zur Aufbringung einer Spannkraft auf die Keilklemme 61. Der Bolzen 53 wird auf der Unterseite der Schwelle 63 durch ein Winkelelement 62 für Schraubenkopf 55 und eine Kunststoffscheibe 57 in der Lage fixiert. Gegebenenfalls kann eine nicht dargestellte Stützfläche an der Unterseite des Keilelementes 61 durch die Abstandslücke 52 greifen, um sich an der Scheibe 57 abstützen zu können. Durch die Wahl der entsprechenden Materialien der Keilklemme 61 und der Scheibe 57 kann die Federeigenschaft der Verbindung in bestimmten Grenzen eingestellt werden. Das Widerlager 59 ist als Winkel ausgebildet, der an der dem Schienenfuß abgewandten Seite als Abstützung für die nachgiebige Nase 60 der Keilklemme dient.

Fig. 9 zeigt eine geteilte Klemme . Keilteil 65 fixiert die Lage des Schienenfußes 2 gegenüber einem Widerlager an Schwelle 71. Nasenteil 66 ist an einen Hals 72 des Keilteiles 65 geschoben worden, auf dem es durch den Vorsprung 73 gehalten wird, aber - wie durch Strichlinien dargestellt - um den Hals in eine 180 ° Vormontagestellung schwenkbar ist.

In Fig. 10 ist in Draufsicht eine Vormontagestellung von 90 ' dargestellt, die ebenfalls möglich ist. Mit einer Druckverteilerplatte 67 kann über Bolzen 68, der in Dübel 69 geschraubt wird, eine gute -Kraftverteilung auf die Kunststoffklemme erreicht werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungssystem für Schienen auf Unterschwellung einer Gleisanlage, bei dem Bolzen einerseits an der Unterschwellung verankert sind und andererseits über isolierende Keilklemmen, angeordnet zwischen einem horizontal wirkenden Widerlager und einer Schienenfußkante aus Kunststoff, die einen Durchbruch für den Bolzen aufweisen, einen gegen die UnterSchwellung durch Zwischenlagen isolierten Schienenfuß übergreifen und elastisch verspannen, wobei das Befestigungssystem Mittel zur Fixierung aller Schienenbefestigungsteile in einer den Schienenfuß gerade freilassenden Vormontagestellung aufweist.

Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Keilklemme (8,32), deren Durchbruch aus zwei schräg zueinander verlaufenden Bohrungen (12,13,33) zusammengesetzt ist, umfassen.

3. Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine mit zylindrischer Bohrung versehene Keilklemme (18,38,44,50), deren Materialdicke, gemessen in Schienenquerrichtung, orthogonal zur Achse (A) der Bohrung unterhalb des den

Schienenfuß (2) übergreifenden Teiles (19,47), etwa gleich groß ist, umfassen.

4. Befestigungssystem nach Anspruch 1, insbesondere für Y- Stahlschwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel den Schienenfuß (2) , gegenüberliegend verspannende Bolzen (9) und eine rückwärtige Ausnehmung eines Widerlagers für die Keilklemmen umfassen, in die Bolzen nach geringfügigem Lösen auseinanderschiebbar sind.

5. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilklemmen (32,35,38,44) sich an ihrer Unterseite mit Teilen (34,36,39,56) auf einer als Dübel (31,37,45,53) ausgebildeten Verankerung in der Unterschwellung (30,40,42) abstützen.

6. Befestigungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche der Keilklemmen im gespannten Zustand in einer Orthogonalebene (O) zur Achse (A) des Bolzens (9,51) angeordnet ist.

7. Befestigungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf dem Dübel (31,37,45) abstützenden Teile der Keilklemme (32,35,38,44) eine Materialdicke aufweisen, die gleich oder kleiner als die Wanddicke des Dübels ist.

8. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, vorzugsweise für eine Betonschwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschwellung (4,24) an einer nicht dem Schienenfuß (2) zugewandten Seite eine Ausnehmung (22,25) für die Fixierung der Keilklemme (8 ,19) in einer Vormontagestellung aufweist.

9. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilklemme geteilt ist in ein die Keilwirkung erzeugendes Teil (65) und ein den Schienenfuß (2) übergreifendes Teil (66) , welches in Vormontagestellung aus der Einbaulage geschwenkt ist (Fig. 10) .

10. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine zwischen der Keilklemme (32, 32a) und dem Kopf (11) des Bolzens (9) oder einer auf dem Bolzen sitzenden Mutter lose angeordnete Zwischenscheibe (26).

11. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem thermoplastischen Polyurethan bestehende Keilklemme mit einer Zwischenlage (3) unter den Schienenfuß (2) aus Elastomeren mit geringerer Federsteifigkeit kombiniert wird.

12. Befestigungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfestigkeit der Zwischenlage (3) weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel, der Druckfestigkeit der Keilklemme beträgt und die Zwischenlage vorzugsweise aus einem Elastomer mit zelliger Struktur besteht.

13. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schienenfuß auf einer Unterschwellung durch je eine innere und eine äußere

Keilklemme gehalten wird, die in Schienenlängsrichtung zueinander versetzt sind.

14. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, vorzugsweise für Y-förmige Stahlschwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenober läche parallel mit Abstand zum Schienenfuß (2) mehrere teils schräge Schultern (48) zur Abstützung in Spann- und Vormontagestellung der Keilklemmen (44,50) aufweist.