WO1997032083A1 - Vorrichtung zur hochelastischen befestigung von eisenbahn-schienen auf standard-betonschwellen - Google Patents

Vorrichtung zur hochelastischen befestigung von eisenbahn-schienen auf standard-betonschwellen Download PDF

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WO1997032083A1
WO1997032083A1 PCT/EP1997/000934 EP9700934W WO9732083A1 WO 1997032083 A1 WO1997032083 A1 WO 1997032083A1 EP 9700934 W EP9700934 W EP 9700934W WO 9732083 A1 WO9732083 A1 WO 9732083A1
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fastening
rail
concrete sleeper
standard concrete
angle guide
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PCT/EP1997/000934
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Inventor
Helmut Eisenberg
Original Assignee
Vossloh Werke Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B9/00—Fastening rails on sleepers, or the like
    • E01B9/02—Fastening rails, tie-plates, or chairs directly on sleepers or foundations; Means therefor
    • E01B9/28—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members
    • E01B9/30—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips
    • E01B9/303—Fastening on wooden or concrete sleepers or on masonry with clamp members by resilient steel clips the clip being a shaped bar

Definitions

  • the invention relates to a device for the highly elastic fastening of railroad tracks on a ballast bed as well as a solid carriageway.
  • ballast tracks that are equipped with the standard superstructure often have insufficient deflection values for the rail for use in high-speed traffic on the new lines.
  • the ballast elasticity allows track deflection, which leads to a rail head depression of approximately 0.6 mm. This track deflection is well below the 1.5 mm rail head depression desired today.
  • EP 0 295 685 describes a device for fastening railroad tracks to a solid carriageway.
  • an elastic intermediate plate is arranged between the rail foot and the concrete railway sleeper, which ensures sufficient deflection.
  • Angle guide plates are arranged on both sides of the rail foot, which form a support for tension clamps for rail fastening and press these against the foot of the rail by means of a sleeper screw. The angle guide plates form a rail channel, absorb the horizontal forces and guide them into the concrete sleeper via inclined surfaces.
  • the angle guide plates have chamber-like recesses into which the pressure distribution plate and elastic intermediate plate, which protrude on both sides over the width of the rail foot, can protrude.
  • the concrete sleepers described in EP 0 295 685 are specially designed for use on a solid carriageway and have very deep savings in the fastening area, which completely accommodate the angle guide plates.
  • the object of the invention is to provide a rail fastening using standard elements and using standard concrete sleepers, with which high rail deflection values are achieved.
  • the solution to the problem is solved by the features of claim 1.
  • an elastic intermediate plate as well as a pressure distribution plate and a plastic intermediate layer can be arranged between the rail and the concrete sleeper, while still using a standard Tension clamp is possible.
  • the elastic intermediate plate can protrude on both sides beyond the width of the rail foot and protrude into the receiving spaces of the angle guide plates arranged on both sides of the rail.
  • both the elastic intermediate plate and the pressure distribution plate have a greater extension in the longitudinal direction of the standard concrete sleeper than the rail foot and are therefore on both sides of the rail foot beyond its width and into the receiving spaces of the angle guide plates.
  • the pressure distribution plate distributes the forces transmitted to it from the rail base over a large area and transfers it evenly via the elastic intermediate plate into the standard concrete sleeper.
  • this embodiment has the advantage that the pre-assembled delivery of the fastening devices on the threshold elastic intermediate plate as well as the pressure distribution plate are captively arranged between the two angle guide plates forming a fastening point.
  • the fastening screws are preferably anchored in replaceable plastic screw anchors, which are located in the standard concrete sleepers. This makes it possible, on the one hand, to carry out the necessary maintenance work quickly, which requires an exchange of the screw anchor, on the other hand to allow the use of various standard tension clamps and to adapt the concrete sleeper to the respective sleeper screws quickly and safely.
  • the shape of the angle guide plates is matched to the use of a standard tension clamp for fastening the rail foot, as is e.g. is described in DE 39 18 091. This means that the largest possible number of standard elements can be used and the conversion of existing track systems can possibly be carried out without changing the tension clamps.
  • Different angle guide plates can preferably be used, which in the installed position have a different horizontal extension in the longitudinal direction of the standard concrete sleeper.
  • the position of the rail channel, which is formed between two angle guide plates, is designed to be changeable and the track can be set or corrected in a predetermined frame.
  • the axes of rotation of the fastening screws are advantageously inclined at an angle to the vertical. This will insert the rail into the rail channel, which is formed between the angle guide plates, much easier.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment which is illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a half section of a symmetrically designed device 10 for fastening a rail 12.
  • the rail 12 forms together with a second rail 12 a railroad track.
  • the device 10 serves to tension the foot 14 of the rail against a support 16 which extends in its longitudinal direction transverse to the longitudinal direction of the rail 12.
  • the carrier 16 is preferably made of concrete and is, for example, a standard concrete sleeper as used by Deutsche Bahn AG under the name DB Standard Concrete Sleeper B70 W60. This standard concrete sleeper has so far been used in ballast track, but not on a solid road.
  • the standard concrete sleeper 16 hereinafter referred to briefly as concrete sleeper, has in the area in which one rail 12 of the pair of rails is accommodated a depression 18 which runs perpendicular to the longitudinal axis of the sleeper and which is composed of a flat contact surface 20 and bead-shaped depressions 22.
  • the bead-shaped depressions run in the longitudinal direction of the rail 12 and extend over the entire threshold width or a part thereof.
  • the bead-shaped recess 22 has an inclined surface 24 on the side facing away from the rail 12.
  • a plastic dowel (not shown) in the concrete sleeper 16 for each fastening device 10 in the area of the flat receiving surface 20, the longitudinal axis 26 of which, in the installed position, is inclined with respect to the vertical.
  • the angle to the vertical is about 5 ° in the illustrated embodiment.
  • the angle guide plates serve to transfer horizontal forces and to accommodate a preassembled rail attachment.
  • the angle guide plate 30 has a guide surface 32 for the rail foot 14, which is preferably spaced a short distance from the facing side of the rail foot 14 in the mounting position. This enables a rail head countersink as required in the form of a predefined rail deflection value.
  • the side of the angle guide plate 30 facing a tension clamp 34, in the assembly position, is matched to the shape and function of the tension clamp 34 used in each case.
  • the angle guide plate has a guide groove 36 for receiving a rear support arch of the tension clamp 34, a bore 38 for a sleeper screw 40 and a guide groove 42 for the inner leg of the tension clamp 34.
  • the angle guide plate 30 is corresponding formed into the concrete sleeper.
  • the inclined surface 44 of the angle guide plate 30 is shaped so that it is as fully as possible in contact with the inclined surface 24 of the concrete sleeper and thus horizontal forces that occur as far as possible can be removed evenly into the concrete sleeper.
  • support elements 46 are formed, which transmit the vertical forces that occur when the tensioning clamp 34 is tightened to the concrete sleeper 16.
  • the angle guide plate 30 has a U-shaped profile, seen in vertical section parallel to the longitudinal axis of the rail, towards the rail 12, the legs of which are formed by the support elements 46. This creates between the flat receiving surface 20 of the concrete sleeper and the transverse element of the U-shaped profile on the one hand and between the two support elements 46 on the other hand, a chamber-like receiving space 48, which serves to accommodate the elements described below, between the bottom 50 of the rail 12 and the flat receiving surface 20 are arranged.
  • the inclined surface 44 is adjoined by a substantially vertically running, outer end surface 28 which projects beyond the upper side 29 of the concrete sleeper 16 outside the recess 18.
  • the concrete sleeper is placed on the flat receiving surface 20 and thus between the underside 50 of the rail and the concrete sleeper an elastic intermediate plate 52 is inserted.
  • the elastic intermediate plate 52 consists of an elastomer and has a static spring rate which can be adjusted according to the requirements.
  • a pressure distribution plate 54 is placed over the elastic intermediate plate 52, which is flat and can be produced in a simple manner in rolled steel.
  • the pressure distribution plate 54 as well as the elastic intermediate plate 52 have an extension in the longitudinal direction of the concrete sleeper that is greater than the width of the rail 12 on the underside 50 thereof. As a result, the pressure distribution plate 54 and the elastic intermediate plate 52 each protrude laterally over the foot 14 of the rail.
  • the elastic intermediate plate 52 and pressure distribution plate 54 protrude into the chamber-like receiving spaces 48 of the angle guide plates 30 arranged on both sides of the rail and are each provided with an elongated hole oriented in the longitudinal axis of the sleeper.
  • the elastic intermediate plate 52 and the pressure distribution plate 54 preferably bear against the longitudinal walls of the receiving space 48 running in the longitudinal direction of the concrete sleeper.
  • the clear height of the receiving space 48 is dimensioned larger than the total thickness of the elastic intermediate plate 52 and pressure distribution plate 54, so that pressing together of the end parts of the plates 52 and 54 when the angle guide plate 30 is pressed onto the concrete sleeper 16 is substantially avoided.
  • the force exerted by the tension clamp 34 is transmitted essentially directly to the concrete sleeper 16 via the angle guide plate, as a result of which the rail inclination angle is maintained with the required accuracy even if the two tension clamps of a fastening point are possibly unevenly prestressed.
  • the highly elastic intermediate plate 52 allows the rail the necessary vertical depression and can be selected so that the desired deflection of the rail is achieved.
  • the steel pressure distribution plate 54 distributes the vertical forces acting on the rail evenly over a large area. The pressure distribution plate 54 thus acts as an artificial widening of the rail foot.
  • a plastic intermediate layer 56 is additionally arranged between the pressure distribution plate 54 and the underside 50 of the rail 12.
  • tensioning clamps 34 and tie bolts 40 known in the art can be used in the device 10 for fastening railroad tracks on ballast bed as well as on a solid carriageway.
  • the rail is braced with the SKL 14 elastic tensioning clamp that is common in ballast superstructures.
  • the two free spring arms 58 of the tension clamp 34 rest on the rail foot.
  • the rail foot is dominated by a center loop, which acts as an anti-tipper.
  • the rail is braced vertically by tightening the sleeper screw 40, which is anchored in replaceable plastic screw anchors. After tightening the tensioning screw 40, the two free spring arms 58 of the tensioning clamp 34 exert a force of approximately 2 ⁇ 10 kN on the rail with an elastic spring travel of approximately 13 mm.
  • the rail fastening can be delivered pre-assembled on the threshold.
  • the tension clamps are in a preassembly position, which is shown for the tension clamp SKL 14 shown in FIG. 1 in DE 39 18 091 mentioned at the beginning.
  • the threshold screw 40 is screwed into the plastic dowels only a few turns and allows the tensioning clamp 34 to be preassembled to the left relative to the assembly position shown in FIG. 1, that is to say it has moved away from the location of the rail which is later fitted.
  • the tensioning clamp 34 is no longer located in the guide groove 36 of the angle guide plate 30.
  • the tension clamp 34 and the angle guide plate 30, on the other hand, the elastic intermediate plate 52 and the pressure distribution plate 54 are fixed in position on the concrete sleeper 16 via the sleeper screw 40.
  • the tensioning clamp 34 has to be moved in the direction of the rail foot, so that the free spring arms 58 rest on the rail foot 14 and the tie screw 40 is finally tightened .
  • the angular guide plates 30 arranged on both sides of the rail 12 form a rail channel, and transfer the horizontal forces via the contact of the inclined surfaces 45 and 24 into the concrete sleeper 16.
  • some of the horizontal forces that occur are introduced into the concrete sleeper by the axes 26 of the sleeper screws 40, which are inclined at an angle to the vertical.
  • the fastening system 10 is designed so that a height adjustment of up to 5 mm is possible without tamping. Furthermore, if desired, a track adjustment of up to +/- 10 mm can be carried out by using specially shaped angle guide plates 30, the interaction of which on both sides of the rail 12 specifically shift the rail channel in the longitudinal direction of the concrete sleeper 16. Since the elastic intermediate plate 52 allows the required high rail suspension in the form of a predetermined rail head depression of approximately 1.5 mm, the rail fastening described is also suitable for the use of high-speed trains on new lines. It is thus possible to convert an existing ballast track to the fastening system according to the invention while using the standard concrete sleepers, which also makes it suitable for use in high-speed traffic.
  • the rail fastening according to the invention achieves the desired high deflection values for the overall elasticity even without the contribution of the ballast substructure.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen (12) auf einer festen Fahrbahn umfaßt eine für das Schottergleis verwendete Standard-Betonschwelle (16). Die Eisenbahnschienen (12) sind jeweils zwischen zwei Winkelführungsplatten (30) geführt und durch eine spannbare Klemme (34) gegen die Betonschwelle (16) gedrückt. Zwischen dem Schienenfuß (14) und der Standard-Betonschwelle (16) ist eine elastische Zwischenplatte (52) angeordnet und die Winkelführungsplatten (30) besitzen an ihrem von der Schiene (12) abgewandten Ende eine erste (24) und eine zweite Fläche (28), wobei die erste Fläche (24) in Einbaulage schräg zur Vertikalen geneigt ist und an einer entsprechend geformten Schrägfläche (44) der Standard-Betonschwelle (16) anliegt, und die zweite Fläche (28) im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und sich über die Oberseite der Standard-Betonschwelle (16) erhebt.

Description

Vorrichtung zur hochelastischen Befestigung von Eisenbahn-Schienen auf Standard-Betonschwellen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hochelastischen Befestigung von Eisenbahnschienen auf einer Schotterbettung wie auch einer festen Fahrbahn.
Als Vorrichtungen zur Befestigung von Eisenbahnschienen existieren zwei getrennte Systeme. Einmal die Befestigungen für Schwellen oder Träger auf einem Schotteruntergrund und zum anderen der Oberbau für eine feste Fahrbahn, d. h. eine Schienenbefestigung für schotterlosen Oberbau. Der Oberbau auf fester Fahrbahn gewinnt zunehmende Bedeutung mit der Erhöhung der Achslasten und der Reisegeschwindigkeiten, wobei es für den Oberbau auf fester Fahrbahn wesentlich ist, daß eine geforderte Gleiseinfederung erreicht wird.
Jedoch auch Schottergleise, die mit dem Standardoberbau ausgerüstet sind, weisen oft zu geringe Einfederungswerte der Schiene für den Einsatz im Hochgeschwindigkeitsverkehr auf den Neubaustrecken auf. Die Schotterelastizität gestattet eine Gleiseinfederung, die zu einer Schienenkopfeinsenkung von etwa 0,6 mm führt. Diese Gleiseinfederung liegt deutlich unter der heute gewünschten Schienenkopfeinsenkung von 1,5 mm.
Die im Stand der Technik verwendeten elastischen Zwischenlagen, selbst der Einsatz von sogenannten "weichen" Zwischenlagen mit statischen Federziffern von c = 50-70kN/mm, verbessern die Gleiseinfederung nur auf eine
Schienenkopfeinsenkung von etwa 1,0 mm (in Verbindung mit dem Schotterbett) .
In der EP 0 295 685 ist eine Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen auf fester Fahrbahn beschrieben. Um eine gute Gleiseinfederung zu erzielen ist zwischen dem Schienenfuß und der Beton-Eisenbahnschwelle eine elastische Zwischenplatte angeordnet, die für eine ausreichende Einfederung sorgt. Über der elastischen Zwischenplatte befindet sich eine Druckverteilungsplatte, die so bemessen ist, daß sie wie auch die elastische Zwischenplatte seitlich über dem Fuß der Schiene hinausragt. Auf beiden Seiten des Schienenfusses sind Winkelführungsplatten angeordnet, die eine Auflage für Spannklemmen zur Schienenbefestigung bilden und diese mittels einer Schwellenschraube gegen den Fuß der Schiene drücken. Die Winkelführungsplatten bilden einen Schienenkanal, nehmen die Horizontalkräfte auf und leiten diese über Schrägflächen in Kontakt mit der Betonschwelle in diese ein. Die Winkelführungsplatten besitzen kammerartige Ausnehmungen, in welche die beidseits über die Breite des Schienenfusses hervorstehenden Druckverteilungsplatte und elastische Zwischenplatte hineinragen können. Die in der EP 0 295 685 beschriebenen Betonschwellen sind speziell auf die Verwendung auf einer festen Fahrbahn abgestimmt und besitzen im Befestigungsbereich eine sehr tiefe Einsparung, welche die Winkelführungsplatten vollständig aufnimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung von Standardelementen und unter Verwendung von Standard- Betonschwellen eine Schienenbefestigung vorzusehen, mit welcher hohe Schieneneinfederungswerte erreicht werden. Die Lösung der Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Indem Winkelführungsplatten verwendet werden, die nahezu vollständig in die Vertiefung der Betonschwelle eingelegt werden können, kann trotz der Verwendung von Standard- Betonschwellen sowohl eine elastische Zwischenplatte, als auch eine Druckverteilungsplatte und eine Kunststoffzwischenlage zwischen Schiene und Betonschwelle angeordnet werden, wobei trotzdem die Verwendung einer Standard-Spannklemme möglich ist.
Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.
Indem die Winkelführungsplatten Aufnahmeräume besitzen, die jeweils in Einbaulage zum Schienenfuß hin offen sind, kann die elastische Zwischenplatte auf beiden Seiten über die Breite des Schienenfusses hinaus hervorstehen und in die Aufnahmeräume der beidseits der Schiene angeordneten Winkelführungsplatten hineinragen.
Vorteilhafterweise besitzen sowohl die elastische Zwischenplatte als auch die Druckverteilungsplatte in Längsrichtung der Standard-Betonschwelle eine größere Erstreckung als der Schienenfuß und stehen daher auf beiden Seiten des Schienenfusses über dessen Breite hinaus und in die Aufnahmeräume der Winkelführungsplatten hinein. Hierdurch verteilt die Druckverteilungsplatte die vom Schienenfuß auf sie übertragenen Kräfte auf eine große Fläche und leitet diese gleichmäßig über die elastische Zwischenplatte in die Standard-Betonschwelle ein. Des weiteren besitzt diese Ausführungsform den Vorteil, daß bei der vormontierten Anlieferung der Befestigungsvorrichtungen auf der Schwelle die elastische Zwischenplatte wie auch die Druckverteilungsplatte unverlierbar zwischen den einen Befestigungspunkt bildenden beiden Winkelführungsplatten angeordnet sind.
Vorzugsweise werden die Befestigungsschrauben in auswechselbaren Kunststoff-Schraubdübeln verankert, die sich in den Standard-Betonschwellen befinden. Hierdurch ist es möglich, einerseits notwendige Wartungsarbeiten, die einen Austausch des Schraubdübels erfordern, schnell ausführen zu können, andererseits die Verwendung verschiedener Standard- Spannklemmen zu gestatten und die Betonschwelle den jeweiligen hierzu verwendeten Schwellenschrauben schnell und sicher anzupassen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Form der Winkelführungsplatten auf die Verwendung einer Standard- Spannklemme zur Befestigung des Schienenfusses abgestimmt, wie sie z.B. in der DE 39 18 091 beschrieben wird. Somit kann auf eine größtmögliche Anzahl von Standardelementen zurückgegriffen werden und die Umrüstung bestehender Gleisanlagen möglicherweise ohne einen Wechsel der Spannklemmen ausgeführt werden.
Vorzugsweise sind verschiedene Winkelführungsplatten verwendbar, die in Einbaulage eine unterschiedliche horizontale Erstreckung in Längsrichtung der Standard- Betonschwelle besitzen. Hierdurch wird die Lage des Schienenkanals, der zwischen zwei Winkelführungsplatten gebildet ist, veränderbar gestaltet und die Spur kann in einem vorgegebenem Rahmen eingestellt bzw. korrigiert werden.
Vorteilhafterweise sind die Rotationsachsen der Befestigungsschrauben in einem Winkel zur Vertikalen geneigt. Hierdurch wird ein Einlegen der Schiene in den Schienenkanal, der zwischen den Winkelführungsplatten gebildet ist, wesentlich erleichtert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in Fig. 1 dargestellt ist.
In Fig. 1 ist ein Halbschnitt einer symmetrisch ausgebildeten Vorrichtung 10 zur Befestigung einer Schiene 12 dargestellt. Die Schiene 12 bildet gemeinsam mit einer zweiten Schiene 12 ein Eisenbahngleis. Die Vorrichtung 10 dient dazu, den Fuß 14 der Schiene gegen einen Träger 16 zu spannen, der in seiner Längserstreckung quer zur Längsrichtung der Schiene 12 verläuft.
Der Träger 16 besteht vorzugsweise aus Beton und stellt beispielsweise eine Standard-Betonschwelle dar, wie sie von der Deutschen Bahn AG unter der Bezeichnung DB Standard- Betonschwelle B70 W60 verwendet wird. Diese Standard- Betonschwelle wird bislang im Schotteroberbau, nicht aber auf einer festen Fahrbahn verwendet.
Die Standard-Betonschwelle 16, im folgenden kurz mit Betonschwelle bezeichnet, besitzt in dem Bereich, in dem jeweils eine Schiene 12 des Schienenpaares aufgenommen wird, eine senkrecht zur Schwellenlängsachse verlaufende Vertiefung 18, die sich aus einer ebenen Auflagefläche 20 und sickenförmigen Vertiefungen 22 zusammensetzt. Die sickenförmigen Vertiefungen verlaufen in Längsrichtung der Schiene 12 und erstrecken sich über die gesamte Schwellenbreite oder einen Teil davon. Die sickenformige Vertiefung 22 besitzt auf der der Schiene 12 abgewandten Seite eine Schrägfläche 24. Des weiteren befindet sich in der Betonschwelle 16 für jede Befestigungsvorrichtung 10 im Bereich der ebenen Aufnahmefläche 20 ein Kunststoffdübel (nicht dargestellt), dessen Längsachse 26 in Einbaulage gegenüber der Vertikalen geneigt ist. Der Winkel zur Vertikalen beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 5°.
Seitlich des Schienenfusses 14 und sowohl auf der ebenen Aufnahmefläche 20 aufliegend wie auch in die sickenförmige Vertiefung 22 eingelegt ist jeweils eine Winkelführungsplatte 30, die mit der Winkelführungsplatte auf der anderen Seite der Schiene einen exakten Schienenkanal bildet. Zusätzlich dienen die Winkelführungsplatten dazu, Horizontalkräfte abzutragen und, eine vormontierbare Schienenbefestigung aufzunehmen.
Die Winkelführungsplatte 30 besitzt eine Führungsfläche 32 für den Schienenfuß 14, die in Montagestellung vorzugsweise einen geringen Abstand von der zugewandten Seite des Schienenfusses 14 beabstandet ist. Dadurch wird eine Schienenkopfeinsenkung möglich, wie sie in Form eines vorgegebenen Schieneneinfederungswertes gefordert wird. Die einer Spannklemme 34 zugewandte, in Montagestellung obere Seite der Winkelführungsplatte 30 ist auf die Form und Funktion der jeweils verwendeten Spannklemme 34 abgestimmt. Im vorliegenden Beispiel besitzt die Winkelführungsplatte eine Führungsrinne 36 zur Aufnahme eines hinteren Stützbogens der Spannklemme 34, eine Bohrung 38 für eine Schwellenschraube 40 und eine Führungsrinne 42 für den Innenschenkel der Spannklemme 34. Auf der in Einbaustellung der Betonschwelle 16 zugewandten Seite ist die Winkelführungsplatte 30 korrespondierend zu der Betonschwelle geformt. Die Schrägfläche 44 der Winkelführungsplatte 30 ist so geformt, daß eine möglichst vollständige Anlage an der Schrägfläche 24 der Betonschwelle erfolgt und somit auftretende Horizontalkräfte möglichst gleichmäßig in die Betonschwelle abgetragen werden können. Im Bereich der ebenen Aufnahmefläche 20 der Betonschwelle sind Abstützelemente 46 gebildet, welche die beim Anziehen der Spannklemme 34 auftretenden Vertikalkräfte auf die Betonschwelle 16 übertragen.
Die Winkelführungsplatte 30 besitzt zur Schiene 12 hin ein im Vertikalschnitt parallel zur Schienenlängsachse gesehen U- förmiges Profil, dessen Schenkel durch die Abstützelemente 46 gebildet sind. Hierdurch entsteht zwischen der ebenen Aufnahmefläche 20 der Betonschwelle und dem querverlaufenden Element des U-förmigen Profils einerseits und zwischen den beiden Abstützelementen 46 andererseits ein kammerartiger Aufnahmeraum 48, welcher der Aufnahme von nachfolgend beschriebenen Elementen dient, die zwischen der Unterseite 50 der Schiene 12 und der ebenen Aufnahmefläche 20 angeordnet sind.
An dem von der Schiene 12 weg weisenden Ende der Winkelführungsplatte 30 schließt sich an die Schrägfläche 44 eine im wesentlichen vertikal verlaufende, äußere Abschlußfläche 28 an, die über die Oberseite 29 der Betonschwelle 16 außerhalb der Vertiefung 18 hervorragt.
Um sowohl bei einer festen Fahrbahn wie auch auf einer Schotterbettung, deren Elastizität eine Schienenkopfeinsenkung von nur etwa 0, 6 mm gestattet, eine geforderte Schienenkopfeinsenkung zu erreichen, wird auf die ebene Aufnahmefläche 20 der Betonschwelle und somit zwischen die Unterseite 50 der Schiene und die Betonschwelle eine elastische Zwischenplatte 52 eingelegt. Die elastische Zwischenplatte 52 besteht aus einem Elastomer und besitzt eine statische Federrate, die entsprechend den Anforderungen einstellbar ist. Über die elastische Zwischenplatte 52 wird eine Druckverteilungsplatte 54 aufgelegt, die plan ausgebildet ist und in einfacher Weise in Walzstahl herstellbar ist. Die Druckverteilungsplatte 54 wie auch die elastische Zwischenplatte 52 besitzen eine Erstreckung in Längsrichtung der Betonschwelle, die größer als die Breite der Schiene 12 an der Unterseite 50 derselben ist. Dadurch ragen die Druckverteilungsplatte 54 wie auch die elastische Zwischenplatte 52 jeweils seitlich über den Fuß 14 der Schiene hervor.
Die elastische Zwischenplatte 52 sowie Druckverteilungsplatte 54 ragen in die kammerartigen Aufnahmeräume 48 der beidseitig der Schiene angeordneten Winkelführungsplatten 30 hinein und sind jeweils mit einem in Schwellenlängsachse orientierten Langloch versehen. Vorzugsweise liegen die elastische Zwischenplatte 52 sowie Druckverteilungsplatte 54 formschlüssig an den in Längsrichtung der Betonschwelle verlaufenden Längswänden des Aufnahmeraums 48 an. Die lichte Höhe des Aufnahmeraumes 48 ist größer bemessen als die Gesamtdicke von elastischer Zwischenplatte 52 und Druckverteilungsplatte 54, so daß ein Zusammenpressen der Endteile der Platten 52 und 54 beim Niederdrücken der Winkelführungsplatte 30 auf die Betonschwelle 16 im wesentlichen vermieden wird. Die von der Spannklemme 34 aufgebrachte Kraft wird über die Winkelführungsplatte im wesentlichen direkt auf die Betonschwelle 16 übertragen, wodurch der Schienenneigungswinkel in der geforderten Genauigkeit auch dann eingehalten wird, wenn die zwei Spannklemmen eines Befestigungspunktes eventuell ungleich vorgespannt werden. Die hochelastische Zwischenplatte 52 erlaubt der Schiene die notwendige vertikale Einsenkung und kann so gewählt werden, daß die gewünschte Einfederung der Schiene erreicht wird. Die stählerne Druckverteilungsplatte 54 verteilt die Vertikalkräfte, die auf die Schiene wirken, gleichmäßig auf eine große Fläche. Somit wirkt die Druckverteilungsplatte 54 als künstliche Verbreiterung des Schienenfusses.
Zwischen Druckverteilungsplatte 54 und der Unterseite 50 der Schiene 12 ist zusätzlich eine Kunststoffzwischenlage 56 angeordnet.
Bei der Vorrichtung 10 zur Befestigung von Eisenbahnschienen auf Schotterbettung wie auch einer festen Fahrbahn können verschiedene, in der Technik bekannte Spannklemmen 34 und Schwellenschrauben 40 zur Anwendung gelangen. Im vorliegenden Beispiel ist die Schiene mit der im Schotteroberbau üblichen elastischen Spannklemme SKL 14 verspannt. Hierbei liegen die beiden freien Federarme 58 der Spannklemme 34 auf dem Schienenfuß auf. Zusätzlich ist der Schienenfuß von einer Mittelschleife überragt, die als Kippschutz wirkt. Die vertikale Verspannung der Schiene erfolgt durch Anziehen der Schwellenschraube 40, die in auswechselbaren Kunststoff- Schraubdübeln verankert ist. Nach dem Anziehen der Spannschraube 40 üben die beiden freien Federarme 58 der Spannklemme 34 eine Kraft von etwa 2 x 10 kN bei einem elastischen Federweg von ca. 13 mm auf die Schiene aus.
Die Schienenbefestigung kann vormontiert auf der Schwelle angeliefert werden. Hierzu befinden sich die Spannklemmen in einer Vormontagestellung, die für die in Fig. 1 dargestellte Spannklemme SKL 14 in der eingangs genannten DE 39 18 091 dargestellt ist. Die Schwellenschraube 40 ist nur einige Umdrehungen in den Kunststoffdübeln eingeschraubt und gestattet es, daß die Spannklemme 34 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Montagestellung nach links verschoben vormontiert, d. h. von dem Ort der später aufgesetzten Schiene wegbewegt ist. Hierzu befindet sich die Spannklemme 34 nicht mehr in der Führungsrinne 36 der Winkelführungsplatte 30.
Über die Schwellenschraube 40 sind einerseits die Spannklemme 34 und die Winkelführungsplatte 30, andererseits aber auch die elastische Zwischenplatte 52 sowie die Druckverteilungsplatte 54 auf der Betonschwelle 16 in der Montagestellung lagefixiert. Bei der Schienenmontage muß lediglich die Kunststoffzwischenlage 56 zwischen die Unterseite 50 der Schiene 12 und die Druckverteilungsplatte 54 zwischengelegt werden, die Spannklemme 34 in Richtung des Schienenfusses verschoben werden, so daß die freien Federarme 58 auf den Schienenfuß 14 aufliegen und die Schwellenschraube 40 abschließend festgezogen werden.
Im Montagezustand bilden die beidseits der Schiene 12 angeordneten Winkelführungsplatten 30 einen Schienenkanal, und tragen die Horizontalkräfte über den Kontakt der Schrägflächen 45 sowie 24 in die Betonschwelle 16 ab. Zusätzlich wird ein Teil der auftretenden Horizontalkräfte durch die in einem Winkel zur Vertikalen geneigten Achsen 26 der Schwellenschrauben 40 in die Betonschwelle eingeleitet.
Das Befestigungssystem 10 ist so ausgelegt, daß eine Höhenregulierung bis zu 5 mm ohne Stopfarbeit möglich ist. Des weiteren kann, falls dies gewünscht wird, eine Spurregulierung von bis zu +/- 10 mm durchgeführt werden, indem speziell geformte Winkelführungsplatten 30 eingesetzt werden, deren Zusammenwirken beiderseits der Schiene 12 den Schienenkanal gezielt in Längsrichtung der Betonschwelle 16 verschieben. Nachdem die elastische Zwischenplatte 52 die geforderte, hohe Schienenfederung in Form einer vorgegebenen Schienenkopfeinsenkung von etwa 1,5 mm gestattet, ist die beschriebene Schienenbefestigung auch für den Einsatz von Hochgeschwindigkeitszügen auf Neubaustrecken geeignet. Somit ist es möglich, ein bestehendes Schottergleis unter Weiterverwendung der Standard-Betonschwellen auf das erfindungsgemäße Befestigungssystem umzurüsten, wodurch dieses auch für den Einsatz im Hochgeschwindigkeitsverkehr geeignet wird.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Hohlräume der Schotterbettung mit Beton, Asphalt oder dergleichen auszugießen und somit ohne einen Wechsel des Befestigungssystems dieses auf einer festen Fahrbahn weiterzuverwenden, weil die erfindungsgemäße Schienenbefestigung auch ohne den Beitrag des Schotterunterbaus für die Gesamtelastizität die gewünschten hohen Einfederungswerte erzielt.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zur hochelastischen Befestigung von Eisenbahnschienen (12) auf einer Schotterbettung wie auch einer festen Fahrbahn, umfassend: eine für das Schottergleis verwendete Standard- Betonschwelle (16) ; je Befestigungspunkt der Eisenbahnschiene (12) auf der Standard-Betonschwelle (16) zwei Winkelführungsplatten (30), die beidseitig des Schienenfusses (14) zu dessen seitlicher Führung angeordnet sind; je Winkelführungsplatte (30) eine durch sie hindurchtretende Befestigungsschraube (40) , die eine spannbare Klemme (34) gegen den Schienenfuß (14) preßt und den Schienenfuß (14) wie auch die Winkelführungsplatte (30) gegen die Standard- Betonschwelle (16) drückt; mindestens eine zwischen dem Schienenfuß (14) und der Standard-Betonschwelle (16) angeordnete, elastische Zwischenplatte (52) ; wobei die Winkelführungsplatten (30) an ihrem von der Schiene (12) abgewandten Ende eine erste (24) und eine zweite Fläche (28) besitzen, wobei die erste Fläche (24) in Einbaulage schräg zur Vertikalen geneigt ist und an einer entsprechend geformten Schrägfläche (44) der Standard-Betonschwelle (16) anliegt, und die zweite Fläche (28) im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und sich über die Oberseite der Standard-Betonschwelle (16) erhebt.
2. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen (12) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Winkelführungsplatten (30) Aufnahmeräume (48) besitzen, die jeweils in Einbaulage zum Schienenfuß (14) hin offen sind.
3. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen (12) nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die mindestens eine elastische Zwischenplatte (52) in Längsrichtung der Standard-Betonschwelle (16) eine größere Erstreckung aufweist als der Schienenfuß (14) und auf beiden Seiten über dessen Breite hinaus hervorsteht und in die Aufnahmeräume (48) der Winkelführungsplatten (30) hineinragt.
4. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Schienenfuß (14) und der Standard- Betonschwelle (16) eine Druckverteilungsplatte (54) angeordnet ist, wobei die Druckverteilungsplatte (54) in Längsrichtung der Standard-Betonschwelle (16) eine größere Erstreckung aufweist als der Schienenfuß (14) und auf beiden Seiten des Schienenfusses (14) über dessen Breite hinaus hervorsteht und in die Aufnahmeräume (48) der Winkelführungsplatten (30) hineinragt.
5. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Befestigung einen Schieneneinfederungswert von mindestens 1,5 mm erreicht.
6. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Befestigungsschrauben (40) in auswechselbaren Kunststoff-Schraubdübeln verankert werden, die sich in den Standard-Betonschwellen (16) befinden.
7. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Form der Winkelführungsplatten (30) auf die Verwendung einer Standard-Spannklemme (34) zur Befestigung des Schienenfusses (14) abgestimmt ist.
8. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß verschiedene Winkelführungsplatten (30) verwendbar sind, die in Einbaulage eine unterschiedliche horizontale Erstreckung in Längsrichtung der Standard-Betonschwelle besitzen.
9. Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rotationsachsen (26) die Befestigungsschrauben (40) in einem Winkel zur Vertikalen geneigt sind.
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