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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung von Schienen
auf einem Träger,
bei der die Schienen am Schienenfuß mittels mit dem Träger verbundener
Federelemente elastisch gehalten werden.
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Vorrichtungen
zur Befestigung von Schienen auf einem Träger sind Bestandteil des Oberbaus
von Bahnanlagen. Die bei Festen Fahrbahnen erforderliche Gleiseinfederung
wird herkömmlicherweise durch
Zwischenplatten oder Zwischenlagen aus elastischem Material erzielt,
die zwischen Schienen und Träger
angeordnet sind.
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Aus
der
US 2007/0210178
A1 ist eine Vorrichtung zur Befestigung von Schienen auf
einem Träger
bekannt, bei der die Schiene am Schienenfuß von Seitenjustierprofilen
gehalten wird, die wiederum von elastischen Federklemmen beaufschlagt
werden.
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Aus
der
DE 37 20 381 A1 ist
eine Vorrichtung zur Befestigung von Eisenbahnschienen auf einer festen
Fahrbahn bekannt, bei der zwischen Schiene und Träger eine
aus Kunststoff bestehende Zwischenlage, eine steife Druckverteilungsplatte
und eine Zwischenplatte angeordnet sind. Die Schiene wird an beiden
Seiten am Schienenfuß von
Spannklemmen elastisch gehalten, die mit Schwellenschrauben fixiert
sind, die in den Träger
geschraubt sind. Jede Schwellenschraube ist durch eine Bohrung einer
Winkelführungsplatte
gesteckt, die an ihrer Außenseite
an eine Schrägfläche des
Trägers
angepasst ist und an der Innenseite einen seitlichen Halt für die Schiene
bietet. Durch die Verwendung von unterschiedlich großen Winkelführungsplatten rechts
und links der Schiene kann die seitliche Position der Schiene eingestellt
oder angepasst werden. Obwohl sich diese Konstruktion bewährt hat,
wird der vergleichsweise große
Materialbedarf für
die Druckverteilungsplatte, die üblicherweise
aus Stahl besteht, und die voluminösen Winkelführungsplatten als nachteilig
angesehen. Daneben weist diese Befestigungsvorrichtung den Nachteil
auf, dass die voluminösen
Winkelführungsplatten durch
ebensolche voluminösen
Bauteile ersetzt werden müssen,
falls zu einem späteren
Zeitpunkt ein Seitenausgleich erforderlich ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Befestigung von Schienen auf einem Träger zu schaffen, deren Materialbedarf
verringert ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Schienenfuß in
einer Rippenplatte mit U-förmigem Querschnitt
aufgenommen ist und die Federelemente einerseits an einem zwischen
dem Schienenfuß und
der Innenseite der Rippenplatte angeordneten Seitenjustierprofil
und andererseits an einem zwischen einem erhöhten Abschnitt des Trägers und
der Außenseite
der Rippenplatte angeordneten Seitenführungsprofil anliegen.
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Anders
als bei herkömmlichen
Vorrichtungen zur Befestigung von Schienen auf einem Träger liegt das
Federelement im montierten Zustand an seiner Innenseite auf dem
Seitenjustierprofil und mit seiner äußeren Seite auf dem Seitenführungsprofil
auf. Da es nicht auf dem Schienenfuß aufliegt, wird eine besonders
gute elektrische Isolierung erzielt. Die Rippenplatte positioniert
die Schiene in Querrichtung und hält sie an der gewünschten
Position fest. Durch die Wahl geeigneter Seitenjustierprofile kann
die Position der Schienen in Querrichtung angepasst werden.
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Es
wird bevorzugt, dass das Seitenjustierprofil einen ersten sich zwischen
der Innenseite der Rippenplatte und dem Schienenfuß erstreckenden Abschnitt
und einen zweiten sich oberhalb des Schienenfußes erstreckenden Abschnitt
aufweist. Der erste Abschnitt dient zur seitlichen Positionierung
des Schienenfußes,
auf dem zweiten Abschnitt liegt ein Abschnitt des Federelements
im eingebauten Zustand auf.
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Es
wird bevorzugt, dass die Rippenplatte und der Schienenfuß durch
das aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material bestehende Seitenjustierprofil
voneinander isoliert sind. Durch die auf diese Weise erzielte elektrische
Isolation der Schiene vom Untergrund kann diese zur Signalübertragung
verwendet werden, ohne dass es zu Störungen durch eine elektrische
Verbindung zwischen Schienenfuß und
Rippenplatte kommt.
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Gemäß einer
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann das Seitenjustierprofil aus einer Vormontagestellung, in der
es einen Abschnitt des Feder elements in einer erhöhten Stellung hält, in eine
Klemmstellung, in der das Federelement den Schienenfuß fixiert, überführt werden.
In der Vormontagestellung kann die Schiene zwischen den beiden Seitenjustierprofilen
eingesetzt werden, anschließend
werden die Seitenjustierprofile in die Klemmstellung bewegt, in
der sie einerseits den gewünschten
Abstand zwischen Schienenfuß und
der Innenseite der Rippenplatte einstellen und andererseits als
Auflage für
das Federelement dienen. Dabei wird es besonders bevorzugt, dass
das Seitenjustierprofil durch eine Drehung um näherungsweise 90° aus der
Vormontagestellung in die Klemmstellung überführbar ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass
in der Vormontagestellung ein äußerer Abschnitt
des Federelements auf dem Träger
aufliegt, insbesondere kann der äußere Abschnitt
auf einer Vertiefung des Trägers
aufliegen, auf der er sicher gehalten wird. Alternativ kann es bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehen sein, dass ein äußerer Abschnitt
des Federelements auf dem Seitenführungsprofil aufliegt, insbesondere
auf einer Vertiefung des Seitenführungsprofils.
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Um
eine definierte Lagerung der erfindungsgemäßen Schienenbefestigung sicherzustellen,
kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Schienenfuß und der
Rippenplatte eine Zwischenlage angeordnet ist, die im Bereich der
Rippen Ausnehmungen aufweist. Diese Ausnehmungen sind an das Seitenjustierprofil
angepasst und so bemessen, dass das Seitenjustierprofil auf die
Zwischenlage aufgelegt werden kann und einrastet, damit es in Schienenlängsrichtung
gehalten ist. In diesem Zusammenhang kann es auch vorgesehen sein,
dass das Seitenjustierprofil an zwei Flanken einen in die Ausnehmung
der Zwischenlage eingreifenden Abschnitt aufweist, wodurch das Seitenjustierprofil
in der Vormontagestellung und in der Klemmstellung in Längsrichtung
der Schiene fixiert wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Befestigung von Schienen auf einem Träger kann zwischen der Rippenplatte
und dem Träger
eine elastische Zwischenschicht angeordnet sein, die im Bereich
der erhöhten
Abschnitte des Trägers
Ausnehmungen aufweist. Vorzugsweise kann das Seitenführungsprofil
einen in einer Ausnehmung der elastischen Zwischenschicht eingreifenden
Abschnitt aufweisen. Das Seitenführungsprofil
wird durch diesen Abschnitt in Schienenlängsrichtung positioniert.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
es vorgesehen sein, dass die Position der Schienen quer zur Schienenlängsrichtung
durch die Verwendung von Seitenjustierprofilen mit passender Breite
einstellbar ist. Dabei können
beispielsweise auf der linken und der rechten Seite der Schiene
unterschiedlich breite Seitenjustierprofile eingesetzt werden, so
dass die Schiene außermittig
positioniert werden kann. Falls sich die Position der Schiene durch
Bewegungen des Untergrunds oder Verkehrslasten verschoben hat, kann
die seitliche Lage der Schiene nachträglich durch den Austausch der
Seitenjustierprofile korrigiert werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht die Möglichkeit,
die vertikale Position der Schienen durch die Verwendung von Zwischenlagen
unterschiedlicher Dicke und/oder die Verwendung von Höhenausgleichsplatten
unter der elastischen Zwischenlage einzustellen.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische
Darstellungen und zeigen:
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1 eine
Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung
einer Schiene auf einem Träger;
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2 die
Vorrichtung von 1 im montierten Zustand in einer
perspektivischen Ansicht;
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer geschnittenen Ansicht;
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4 eine
Draufsicht der Vorrichtung von 3; und
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5 und 6 perspektivische
Ansichten eines Seitenführungsprofils.
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Die
in 1 in einer Explosionsansicht gezeigte Vorrichtung
dient zur Befestigung einer Schiene 1 auf einem Träger, der
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als Betonschwelle 2 ausgebildet ist. Die Betonschwelle 2 ist
Bestandteil einer festen Fahrbahn für Schienenfahrzeuge. Die Schiene 1 wird
am Schienenfuß 3 an
beiden Seiten mittels Federelementen 4, 5 auf
der Betonschwelle 2 gehalten. Die Schiene 1 liegt
auf einer Zwischenlage 6 auf, die eine im Wesentlichen
rechteckige Grundform aufweist und an beiden schmalen Seiten mit
Ausnehmungen 7 versehen ist. Die Form und Größe der Ausnehmungen 7 ist
an ein Seitenführungsprofil 22 angepasst. Eine
Rippenplatte 8 weist einen U-förmigen Querschnitt auf und
besteht aus einer Grundplatte 9 mit zwei einander gegenüberliegenden
Rippen 10, 11, die sich von der Grundplatte 9 näherungsweise
in senkrechter Richtung erstrecken. Die Rippen 10, 11 können eine
leichte Neigung aufweisen. Jede Rippe 10, 11 besitzt
im Wesentlichen die Form eines Quaders und ist mit einer Bohrung 12 versehen,
durch die eine Schwellenschraube 13, 14 gesteckt
werden kann. Die quaderförmigen
Rippen erstrecken sich in Abhängigkeit
des Herstellungsverfahrens über
die ganze Breite oder nur über
einen Teil der Breite. Nach dem Einschrauben und Anziehen der Schwellenschrauben 13, 14 in
ein unterhalb einer Auflagefläche 16 der
Betonschwelle 2 ausgebildetes Gewinde 15, ist
die Schiene 1 mittels der Federelemente 4, 5 elastisch
mit der Betonschwelle 2 verbunden.
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Zwischen
einem erhöhten
Abschnitt 17 der Betonschwelle 2 und der Außenseite
der Rippenplatte 8 sind jeweils Seitenführungsprofile 18, 19 angeordnet.
Die keilförmigen
Seitenführungsprofile 18, 19 positionieren
die Rippenplatte 8 in seitlicher Richtung. Bei anderen
Ausführungen
der Seitenführungsprofile
kann deren Oberseite seitlich neben und zwischen den Auflagern für die Federelemente
abgesenkt sein, wodurch eine Materialersparnis erzielt wird.
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Eine
elastische Zwischenschicht 20 ist zwischen der Rippenplatte 8 und
der Betonschwelle 2 angeordnet, die an ihren schmalen Seiten
Ausnehmungen 21 auf weist, die einerseits an die Form der Seitenführungsprofile 18, 19 angepasst
sind und jeweils einen kreissegmentförmigen Ausschnitt aufweisen,
so dass die Schwellenschrauben 13, 14 durchgesteckt
werden können.
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Zwischen
den Federelementen 4, 5 und der Grundplatte 9 der
Rippenplatte 8 sind an beiden Seiten der Schiene 1 Seitenjustierprofile 22, 23 angeordnet,
mit denen die Schiene 1 in Querrichtung justiert werden
kann.
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2 zeigt
die Vorrichtung von 1 im montierten Zustand. Die
Schiene 1 liegt auf der Zwischenlage 6 auf, die
sich auf der Rippenplatte 8 befindet. Die elastische Zwischenschicht 20 befindet sich
zwischen der Rippenplatte 8 und der Auflagefläche 16 der
Betonschwelle 2. Die Federelemente 4, 5 werden
von den Köpfen
der Schwellenschrauben 13, 14 gegen die Seitenführungsprofile 18, 19 und
die Seitenjustierprofile 22, 23 gedrückt.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung zur Befestigung von Schienen auf einem Träger. Die
Betonschwelle 2 ist in 3 im Schnitt
dargestellt, wobei die Schnittebene senkrecht zur Schienenlängsrichtung
verläuft.
Das auf der rechten Seite von 3 gezeigte
Federelement 5 befindet sich in einer Vormontagestellung,
dasselbe gilt für das
zugehörige
Seitenjustierprofil 23. Das auf der linken Seite von 3 gezeigte
Federelement 4 befindet sich in einer Klemmstellung, ebenso
wie das zugehörige
Seitenjustierprofil 22. In der Vormontagestellung liegt
das Federelement 5 mit seinem äußeren Abschnitt auf dem Seitenführungsprofil 19 auf, die
gegenüberliegende
Seite des Federelements 5 liegt auf dem Seitenjustierprofil 23 auf,
das sich zwischen der Innenseite der Rippenplatte 8 und
dem Schienenfuß 3 in
senkrechter Position befindet. In dieser Stellung des Federelements 5 und
des Seitenjustierprofils 23 kann die Schiene 1 zwischen
den beiden gegenüberliegenden
Seitenjustierprofilen 22, 23 eingesetzt werden.
Um eine seitliche Positionierung bzw. eine nachträgliche Anpassung
zu ermöglichen, können links
und rechts des Schienenfußes 3 unterschiedliche
Seitenjustierprofile 22, 23 verwendet werden.
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Nach
dem Positionieren der Schiene 1 zwischen den Seitenjustierprofilen 22, 23 werden
diese aus der Vormontagestellung um etwa 90° gedreht, so dass sie wie auf
der linken Seite von 3 gezeigt mit ihrem unteren
Abschnitt zwischen der Innenseite der Rippenplatte 8 und
dem Schienenfuß 3 liegen, wobei
ein oberer Abschnitt des Seitenjustierprofils 22 auf der
Oberseite des Schienenfußes 3 liegt.
Das Federelement 4 wird ebenfalls verschoben, so dass sie auf
der Oberseite des Seitenjustierprofils 22 aufliegt. Das äußere Ende
des Federelements 4 liegt dann in einer an der Oberseite
des Seitenführungsprofils 18 ausgebildeten
Nut. Das Verschrauben der Schwellenschrauben bewirkt, dass die Mittelschlaufen
der Federelemente 4, 5 aufliegen, wodurch die
Federelemente planmäßig vorgespannt
werden. Nach dem Verschrauben der Schwellenschrauben 13, 14 mittels
Schraubdübeln 24, 25 ist
die Schiene 1 auf der Betonschwelle 2 elastisch
befestigt.
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4 zeigt
die Schienenbefestigung von 3 in einer
Draufsicht. In der rechten Hälfte
von 4 ist erkennbar, dass das Federelement 5,
das sich in der Vormontagestellung befindet, soweit wie möglich nach
außen
verschoben ist, so dass das Einlegen der Schiene 1 ermöglicht wird.
Anschließend werden
beide Federelemente 4, 5 zur Schiene 1 hin verschoben,
bis die Federelemente die im linken Teil von 4 gezeigte
Position einnehmen, in der die Endabschnitte 26 des W-förmigen Federelements 4 auf
der Oberseite des Schienenfußes 3 aufliegen.
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Die 5 und 6 zeigen
das Seitenjustierprofil 22 in zwei perspektivischen Ansichten.
Das in 5 gezeigte Seitenführungsprofil 22 weist
an seiner Oberseite 27 zwei separate, voneinander beabstandete
Nuten 28, 29 auf, die zur Aufnahme der inneren
Abschnitte des Federelements 4 in der Klemmstellung dienen.
Der zwischen den beiden Nuten 28, 29 gebildete
Abschnitt 30 verhindert eine Verschiebung des Federelements 4 und
des Seitenjustierprofils in Längsrichtung,
eine Feder 32 rastet dabei jeweils in eine seitliche Ausnehmung 7 der
Zwischenlage 6 ein.
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In 6 ist
ein im Wesentlichen quaderförmiger
Abschnitt 31 zu sehen, der in der Klemmstellung auf dem
Schienenfuß 3 der
Schiene 1 aufliegt und in der Vormontagestellung frei zwischen
den Endschenkeln des Federelements nach oben ragt.
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Die
Endschenkel selbst rasten dabei in eine kleine halbkreisförmige Nut 28, 29 am
Ansatz des quaderförmigen
Abschnitts 31 ein.