DD147699A5

DD147699A5 - Schienenbefestigung

Info

Publication number: DD147699A5
Application number: DD79217511A
Authority: DD
Inventors: Ende Kerkapoly; Attila Horvath; Istvan Szatmari; Gyoergy Molnar; Janos Szekely; Bertalan Szaraz; Gyoergy Bagyin; Imre Kovacs
Original assignee: Beton Es Vasbetonipari Muevek
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1979-12-10
Publication date: 1981-04-15
Also published as: EP0012265B1; PL220315A1; SU1119610A3; HU175713B; YU39642B; DE2966144D1; JPS55119801A; ATE4604T1; YU304979A; EP0012265A1; IN152276B; BR7908081A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schienenbefestigung zum Bau von Zwangsbahnen, insbesondere fuer Adhaesionseisenbahnen. Die erfindungsgemaesze Loesung ermoeglicht eine schnelle und leichte Montage der Schienenstraenge und erfordert waehrend des Betriebes keine gesonderte Instandhaltung (Wartung) oder Nachspannen der Befestigungselemente, wobei die materiellen und finanziellen Aufwendungen fuer die Befestigungselemente sehr gering sind. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz das Andrueckglied zur Befestigung der Schienensohle auf der Schwelle ein doppelarmiger Hebel mit groszer Starrheit ist, dessen kuerzerer Hebelarm 1b auf der Sohle der Schiene aufliegt und dessen laengerer Hebelarm 1a sich auf ein elastisches Kraftspeicherorgan, z.B. auf eine Schraubenfeder 2 abstuetzt, wobei das Befestigungsglied in Form des doppelarmigen Hebels durch einen in der Schwelle 8 starr befestigten und vorteilhaft die Sohle der Schiene seitwaerts fixierenden Verankerungskoerper 3 hindurchgefuehrt ist.

Description

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Schienenbefestlgung

iet der Erfindung:.

Die Erfindung bezieht sich auf die nachgiebige Befestigung von Schienen zur Erstellung einer Zwangsbahn für Schienfahrzeuge, insbesondere für Adhäsionseisenbahnen, wobei die Schiene einen Kopf, einen Steg und eine Sohle aufweist.

Sur Abstützung der die Zwangsbahn von Schienfahrzeugen bildenden Schienen gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten. Bei der einen sind die Schienen durch Langsei™eilen oder Längsträger, bei der anderen durch transversale Elemente abgestützt» Dom/entsprechend wird in Langschwellen- und Kurzschwellenoberbauten unterschieden« Die Querschwelle!! wurden früher fast ausschließlich aus Holz gefertigt* in den letzten Jahrzehnten r/erden die Querschellen auch aus Stahlbeton, beziehungsweise aus Spannstahlbeton hergestellt«

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Zur Befestigung der Schienenstränge auf den Querschwellen sind seit Bestehen der Eisenbahn bereits viele Lösungen vorgeschlagen wordene Vom primitivsten Schienennagel angefangen bis zu den neuesten - oft komplizierten und aus vielen Bestandteilen bestehenden - nachgiebigen Schienenbefestigungen. . ...

In Bezug auf die Befestigung der Schienen auf den Querschwellen werden zahlreiche mechanische und wirtschaftliche Einbau- und Instandhaltungsanforderungen· gestellt. Gemäß den mechanischen Forderungen soll die Schienenbefestigung eine entsprechende Anpreßkraft ausüben, und in vertikaler Richtung sowie zur Gleismitte hin relativ nachgiebig sein» Ferner soll sie gegen Verdrehung und longitudinal© Verschiebung des ,Schienenstranges einen entsprechenden Widerstand aufbringen.

Es zählt zu den Bau- und Instandhaltungsanforderungen, daß die Ausführung und Anordnung der Befestigungaglieder einfach, schnell und mechanisch herstellbar und rnontierbar sind und keine systematische Überwachung und Beobachtung notwendig ist« Ferner, daß einzelne Elemente der Befestigungaglieder voneinander unabhängig schnell und leicht auswechselbar sind, um so einen schnellen Austausch der Querschwellen und/oder der Schienen, sowie eine Regelung der Spurweite vornehmen zu können. Es ist weiterhin erwünscht, daß die Schienenbefestigung auf geradlinigen Strecken und in Kurven, sowie bei einem spielfreien Oberbau mit Laschen gleicherweise verwendet werden'können, und im Falle ihrer Einfügung in das System der Signalanlagen bzw. Sicherheitseinrichtungen auch, ihre elektrisch isolierte Ausbildung . · möglich ist.

Die bisher bekannten Schienenbefestigungen entsprechen diesen Anforderungen nicht in allen Belangen. In mehreren Ländern wurden zur Befestigung von besonders tragfähigen

und einem starken Verkehr ausgesetzten Schienen Lösungen mit Spannschrauben verwendet, die zwar sämtlichen mechanischen Anforderungen entsprechen, vom Standpunkt der Montage und der Instandhaltung jedoch, unvorteilhaft sind. In erster Linie deshalb, weil der Anpreßkraft unter der Einwirkung der sich vielmals wiederhoöenden Belastungen abnimmt, die einzelnen Elemente nachlassen und sich im Verhältnis zueinander möglicherweise.verschieben» Dies hat zur Folge, daß die Befestigungsschrauben ständig nachgespannt werden müssen« '

In der DID-PS 2 250 954 ist auch bereits eine Schienenbefestigung mittels Pedern von Kreisquerschnitt beschrieben. Diese Befestigung weist vorteilhafte elastische Eigenschaften auf, jedoch ist einerseits auch hier ein Hachspannen der Befestigungsschraube notwendig und andererseits der maximale Wort der durch die Schraube aufbringbaren Anpreßkraft verhältnismäßig gering. Ahnliche Erfahrungen wurden auch, mit den in den PR-PS-η 2 260 110 und 2 283 258 beschriebenen Ausführungen gemachte Bei den letzteren wird die Elastizität der Befestigung durch eine mit. Hilfe einer Schraube angepreßten Blattfeder erzielt. Eine andere, relativ vorteilhafte Befestigungsart ist in Großbritannien entwickelt worden, bei der das Andrücken der Schienensohle mittels einer Schraube von besonderer Form erfolgt. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß .an je einem Punkt keine größere Anpreßkraft als 100 kg aufgebracht werden kann. Zur Befestigung müssen große Mengen an Pederstahl verwendet werden, wodurch diese Lösung sehr kostspielig ist.

Eine ähnliche Schienenbefestigung ist auch in der GB-PS 1 I69 715 beschrieben. Das Wesentliche dieser Lösung besteht darin, daß die Schiensohle durch eine Blattfeder angedrückt wird, die als doppelarmiger Hebel ausgebildet und durch einen in die Querschwelle einbetonierten Bügel geführt ist« Die Blattfeder stützt sich sowohl auf die

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Querschwelle mittels einer Unterlage aus Kunststoff ab. Auch hier wird Federstahl in sehr großen Mengen benötigt. Die erreichbare Anpreßkraft ist jedoch relativ gering.

Eine im wesentlichen ähnliche Schienenbefestigung ist in der US-PS 3 887 128 beschrieben. Auch bei dieser Lösung vjird eine Blattfeder verwendet. Ihre Abstützung erfolgt mit Hilfe eines durch eine Öffnung des Verankerungselementes hindurchgeführten Bolzens, Diese Ausführung besitzt die gleichen lachteile wie die Lösung nach der.GB-PS, jedoch mit dem Unterschied, daß die konstruktive Gestaltung noch kostspieliger ist.

Ziel der Erfindung:

Durch die Erfindung v/erden die angeführten Nachteile beseitigt und eine verbesserte, nachgiebige Schienenbefestigung vorgeschlagen, die unter Verwendung von Federn mit wesentlich kleineren Abmessungen eine hohe Anpreßkraft sichert. Darüber hinaus erfordert die vorgeschlagene Befestigung keinerlei Instandhaltung und besitzt eine lange Lebensdauer.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schienenbefestigung derart auszubilden, daß die auf die Schienensohle ausgeübte Anpreßkraft möglichst starr ist und die erforderliche Elastizität durch eine entsprechende Abstützung des starren Andrückelementes.zustande gebracht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das .als Andrückglied ausgebildete Befestigungselement ein doppelarmigcr Hebel ist, dessen kürzerer Hebelarm auf der Sohle der Schiene aufliegt und dessen längerer Hebelarm sich auf ein, den kürzeren Hebelarm auf die Schienensohle drückendes, nachgiebiges Kraftspeicherorgan, sweckmäßig eine

Schraubenfeder abstützt, v?obei das Befestigungsglied durch einen in der Abstützvorrichtung verschiebungsfrei befestigten und vorteilhaft die Sohle der Schiene seitlich fixierenden Verankerungskörper hindurchgeführt ist,

lach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der innerhalb des Verankerungskörpers liegende Abschnitt des Befestigungselementes mit einer konvexen oder konkaven Stützfläche versehen.

Die im Verankerungskörper zur Durchführung des Befestigungselementes vorgesehene öffnung ist im oberen Teil mit einer Aufnahmefläche ausgestattet, die zum Aufsetzen, des Befestigungselementes oder irgendeines Servoelementes eine im Vergleich zum Verankerungskörper relative Verdrehung des Befestigungseiementes in vertikaler Ebene zuläßt.

Die erfindungsgemäße Schienenbefestigung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß das den längeren Hebelarm des Befestigungselementes abstützende eltastische Kraftspeicherorgan, zv/eckmäßig eine Schraubenfeder ist, die zu ihrer Positionierung in einer Abstützvorrichtung oder im Unterbau ein Positionierglied, beispielsweise einen Federteller aufweist. Die zwischen die Schienensohle und den Verankerungskörper eingefügte Einlage ist ein Zwischenstück von annähernd Z-Querschnitt, dessen Steg auf der Schienensohle aufliegt j, während sich eine seiner Planschplatten zv/ischen der Schienensohlo und dem .Verankerungskörper befindet.

Weiterhin ist es vorteilhaft, v/enn das zwischen der Schienensohle und der Abstützvorrichtung bzw, des Unterbaus eingefügte Einsatzmaterial eine ζ,B₀ aus Holz, Gummi, Kunststoff usw¹«, hergestellte und gegebenenfalls mit einer die Reibung erhöhende Fläche, z.B. mit.einem Gerippe versehene, elastische und/oder elektrisch isolierende Einsatzplatte ist.

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Der größte Vorteil der erfindungsgemäßen.Schienenbefestigung besteht darin, daß sie bei vollkommener Verwirklichung der Zielsetzung tatsächlich keine Instandhaltungsmaßnahmen erfordert und kein Konstruktionselement besitzt, welches nach einer bestimmten Zeit nachgestellt oder nachgespannt werden muß. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung mit den bekannten Befestigungen verglichen - einfache und leicht herstellbare Federn mit wesentlich geringeren Abmessungen verwendet werden und daher die Befestigung billiger ist.

Es ist ferner günstig, daß im Verhältnis zu den anderen nachgieibigen Befestigungen mit der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung eine große Anpreßkraft aufgebracht v/erden kann und ihr Einbau trotzdem schnell und einfach durchführbar ist. Die große Anpreßkraft ergibt sich daraus, daß das Befestigungsglied als doppelarmiger Hebel . ausgebildet ist, bei welchem die Abmessung des durch die Federkraft belasteten längeren Hebelarmes im allgemeinen mindestens das Zwei- bis Dreifache der Länge des die Schienensohle abdrückenden kürzeren Hebelarmes ist.

Eine aus der konstruktiven Gestaltung folgende technische Mehriivirkung entsteht dadurch, daß sich der Angriffspunkt der Anpreßkraft im Falle eines noch so geringen - um die Schienkante eintretenden - Winkelausschlagea der Schiene entlang des kürzeren Hebelarmes dem Verankerungskörper, genauer gesät der Wirkungslinie der bei dem Verankerungskörper entstehenden Reaktionskraft nähert. Dies hat zur Folge, daß sich das Verhältnis der Hebelarme immer mehr vergrößert und demzufolge auch die mit derselben Federkraft ausgeübte Anpreßkraft zunimmt.

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Au s f üh r u η ρ; a b ο is pi ο .1.:_

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Figo 1: das prinzipielle Schema der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung,

Pig. 2: eine Vorderansicht des Verankerungskörpers, .

Die in Pig. 1 dargestellte Schiene 7 bildet die Pahrbahn irgendeiner Adhäsionseisenbahn und weist der üblichen Gestaltung entsprechend einen Schienenkopf 7a, einen Steg 7b und eine Schienensohle 7c auf. Die letztere liegt nicht unmittelbar, sondern durch Einfügung einer elastischen Einsatzplatte 5 auf einer Abstützvorrichtung 8, z.B. auf einer Querschwelle aus Stahlbeton oder Spannbeton auf.

Zum Andrücken der Sohle 7a der Schiene 7 dient ein als doppelarmiger Hebel ausgebildetes Befestigungselement Die Längenabmessung "a" des längeren Hebelarmes la des Befestigungselementes 1 ist mindestens zweimal so groß wie die Länge "b" des kürzeren Hebelarmes Ib. Vom Standpunkt der ausübbaren Anpreßkraft aus ist es vorteilhfat, wenn das Verhältnis a:b möglichst groß ist. Auf diese Weise kann auch mit einem elastischen Kraftspeicherorgan kleinerer' Abmessung eine große Anpreßkraft erzeugt werden.

Das elastische Kraftspeicherorgan ist zweckmäßig eine Schraubenfeder 2, die in der nähe des Endes des längeren Hebelarmes la des Befestigungsgliedes_1 angeordnet ist, Bs besteht die Möglichkeit, die Schraubenfeder in irgendeinem zylinderförmigen Gehäuse-unterzubringen, um die Peder zu schützen und ihren Einbau zu erleichtern« Es ist

auch vorteilhaft, wenn die Schraubenfeder 2 mit einem Positionierungsglied 6 ausgestattet ist, das ihre Position in Bezug zur Abstützvorrichtung 8, z.B. einer Stahlbetonquerschwelle bestimmt bzw..fixiert. Im einfachen Pail ist das Positionierungsglied 6 als Pederteller ausgebildet.

Das Befestigungsglied 1 ist durch eine Öffnung 3a (I¹Ig. 2) eines Verankerungskörpers 3 hindurchgeführt, der als Zwischenabs tützung für das als doppelarmigen Hebel ausgebildete Befestigungsglied 1 dient« Zu diesem Zweck ist das Befestigungsglied 1 in diesem Abschnitt mit einer Stützfläche Ic versehen, die ja nachdem, wie die Aufnahmefläche 3b der Öffnung 3a des Verankerungskörpers 3 ausgebildet ist, konvex oder konkav sein kann. Die Kraftübertragung erfolgt demtentsprechend über die Stützfläche Ic und die Aufnahmefläche 3b. In Pig. 1 ist die Stützfläche Ic konvex ausgebildet und liegt in einer konkav ausgeformten Aufnahmefläche 3b.

Gemäß Pig. 1 ist zwischen dem kürzeren Hebelarm Ib und der Schienensohle 7c ein Zwischenstück 4- eingefügt. Das Zwischenstück 4 besitzt einen Z-förmigen Querschnitt und besitzt einen Steg 4a und zwei Planschplatten 4b und 4c. Der Steg 4a dient zur Auflage des kürzeren Hebelarmes Ib, während die Planschplatte 4b zwischen Schienensohle 7c und Verankerungskörper 3 angeordnet ist. Das Zwischenstück 4 ist im einfachsten Pail aus elastischem Kunststoff hergestellt.

Aus Pig, 1 geht; klar hervor, daß der Verankerungskörper 3 einerseits als Zwischenabstützung für das als doppelarmigen Hebel ausgebildete Befestigungsglied 1 dient und andererseits sowohl die Seitenverschiebung, als auch die zur Gleismitte gerichtet vertikale Verschiebung des Befestigungsgliedes 1 verhindert. Überdies verhindert der Ver-

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ankermigskörper 3 durch das Fixieren der Sohle 7c der Schiene 7 auch die im Verhältnis zur Gleismitte auftretende Querschiebung der Schiene 7 selbst, und zwar auf Kosten der Verformung der Planschplatte 4b des Zwischenstückes 4» Die Elastizität dor Lagerung der Schiene 7 wird durch die Anwendung der Einsatzplatte 5 erhöht.

Das BefestigungGglied 1 und der .Verankerungskörper 3 sind am einfachsten aus Schmiedestahl zu verfertigen« Das elastische Kraftspeicherorgan ist darum eine Schraubenfeder 2, damit zur Entfaltung einer geringen Kraft ein langer Pederweg notwendig ist«

Der Zusammenbau der Schienenbefestigung beginnt mit dem Ablegen der Einsatzplatte 5 auf der Abstützvorrichtung 8, im allgemeinen auf der Querschwelle. Hierauf folgt das Verlegen der Schiene 7» Danach wird das Zwischenstück 4 auf die ßchienensohle 7c gelegt_s und mit Hilfe des Positionierungsgliedes 6 das elastische Kraftspeicherorgan, zweckmäßig eine Schraubenfeder 2 angeordnet. Zum Schluß wird das Befestigungsglied 1 von dem elastischen Kraftspeicherorgan her und über demselben durch die Öffnung 3a des Verankerungskörpers 3 so lange hindurchgeschoben, bis in die im Verankerungskörper 3 ausgebildete Aufnahmefläche 3b die Stützfläche Ic des Befestigungsgliedes 1 einspringt, oder zumindest in wahrnehmbarer Weise sicher eingreift.

Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung können unter Berücksichtigung der erörterten prinzipiellen Lösung auf verschiedene Weise ausgeführt werden. Die vorgeschlagene Befestigung kann auf geradlinigen Strecken, in' Kurven, in Kreuzungsknotenpunkten auch für stark belastete Eisenbahnlinien eingesetzt werden«, Die Montage bzw. das Verlegen der Schienen ist einfach und schnell mit geringem Kraftaufwand verbunden und erfordert keine Instandhaltung.

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Claims

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Erfindungsanspruch

1. Schienenbefestigung zum Bau von Z?;angsbahnen, insbesondere für Adhäsionseisenbahnen, wobei die im allgemeinen aus einem Kopf, einem Steg und einer Sohle bestehende Schiene auf einer Schienenabstützung oder auf einem Unterbau nachgiebig befestigt wird und die Befestigung mindestens ein mit der Schienensohle in Kraftverbindung stehendes, die Verdrehung und die Verschiebung der Schiene gleicherweise verhinderndes Andrückglied aufweist und zwischen Schienensohle und Abstützvorrichtung oder Unterbau und/oder zwischen der Schienensohle und dem Andrückblied ein Einsatzmaterial, vorteilhaft ein elastisches und/oder elektrisch isolierendes Einsatzmaterial eingefügt ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Andrückglied ein als doppe.larmiger Hebel ausgebildetes Befestigungsglied (1) ist, dessen kürzerer¹ Hebelarm (Ib) auf der Sohle der Schiene (7) aufliegt und dessen längerer Hebelarm (Ia) sich auf ein, den kürzeren Hebelarm (Ib) auf die Schienensohle (7c) drückendes nachgiebiges Kraftspeicherorgan, zweckmäßig eine Schraubenfeder (2) abstützt und das Befestigungsglied (1) durch einen in der Abstützvorrichtung (8) starr befestigten und vorteilhaft die Sohle (7c) der Schiene (7) seitwärts fixierenden Verankerungskörper (3) hindurchgeführt ist.

2. Schienenbefestigung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der. im Verank.erungskörper (3) befindliche Abschnitt des Befestigungsgliedes (1) eine konvexe oder konkave Stützfläche (ic) aufweist«

3* Schienenbefestigung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der obere Teil der Öffnung (3a) im Verankerungskörper (3) mit einer zum Aufsetzen des Befesti-

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gungsgliedes (1) oder irgendeines Servoelementes geeigneten, eine im Vergleich zum Verankerungskörper (3) re~ .lative Verdrehung des Befestigungsgliedes (1) in der vertikalen Ebene zulassenden Aufnahmefläche (3b) versehen ist.
4. Schienenbefestigung nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch,, daß das den längeren Hebelarm (la) des Befestigungsgliedes (1) abstützende elastische Kraftspeicheror- · gan, zweckmäßig eine Schraubenfeder (2) mit einem, ihre Position im Verhältnis zur Abstützvorrichtung (8) oder zürn Unterbau bestimmenden Organ, z.B. mit einem Positionierungsglied, einem Pedersteller (6) usv;· verbunden ist.

5* Schienenbefestigung nach Punkt 1 bis 4* gekennzeichnet dadurch, daß die 'zwischen Schienensohle (?c) und Verankerungükörper (3) eingefügte Einlage ein Zwischenstück (4) mit annähernd Z-förniigem Querschnitt ist, dessen Steg (4a) auf der Sohle (7c) der Schiene (7) aufliegt, während eine seiner Flanschplatten (4b) zwischen der Schienensohle (7c) und dem Verankerungskörper (3) hineinragt.
6. Schienenbefestigung nach Punkt 1 bis 5₅ gekennzeichnet dadurch, daß das zwischen der Schienensohle (7c) und der Abstützvorrichtung (8) oder des Unterbaus eingefügte Einsatzmaterial eine Z₀B, aus Holz, Gummi, Kunststoff usw. hergestellte und gegebenenfalls mit einer die Reibung erhöhenden Fläche, z.B. mit Gerippe versehene.elastische und/oder elektrisch isolierende Einsatzplatte (5) ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

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