RAIL FASTENING APPARATUS

Abstract: 1. Device for the direct, flexible securing of a rail (7), comprising a head (7a), a stem (7b) and a base (7c), on a sleeper (8) by means of a support body (3) permanently arranged on the sleeper (8) laterally of the rail base (7c), the support body (3) having an opening (3a) which is penetrated by a clamping part (1) in the form of a two-part lever (1a, 1b) which in its longitudinal extension abuts against an upper contact surface (3b) provided in the opening (3a) and one end of which exerts a downward pressure on the upper side of the rail base (7c) and the other end of which is supported by an elastic force accumulator (2), the lever arm (1a) of the clamping part (1) supported by the force accumulator (2) is at least twice as long as the lever arm (1b) acting upon the rail base (7c), characterised in that the force accumulator is a helical spring (2) which for a weak force has a long spring path, that the upper contact surface (3b) in the opening (3a) is adapted to be convex or concave and that the surface (1c) of the clamping part (1) which abuts against this contact surface (3b) is adapted to be complementary to the contact surface (3b).

Description: Schi enenbefesti ng Die Erfindung betrifft eine Schienenbefestigung zur nachgiebigen Befestigung von den für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Adhäsionsbahnen eine Zwangsbahn bildenden und im allgemeinen Kopf, Steg und Sohle auf weisenden Schienen auf der Schienensbstützvorrichtung oder auf dem Unterbau, welche Befestigung mindestens ein mit der Schienensohle in Kraftverbindung stehendes, die Verdrehung und die Verschiebung der Schiene gleicherweise verhinderndes Abdrückgleid aufweist, und zwischen die Schienensohle, sowie den mit der Schienensohle benachbarten Teil der Abstützvorrichtung oder des Unter baus und/oder zwischen die Schienensohle, sowie das-Abdrückglied gegebenenfalls Einsatzmaterial, vorteilhaft elastisches und/oder elektrisch isolierendes Einsatzmaterial eingefügt ist. Zur Abstützung der die Zwangsbahn von Schienenfahrzeugen bildenden Schienen gibt es prinzipiell zweierlei Möglichkeiten. Bei der einen sind'die Schienen durch Langschwellen oder Längsträger, bei der anderen durch transversale Elemente abgestützt. Dementsprechend unterscheiden wir Langschwellen- und EurzschwelleSoberbauten Die Querschwellen wurden fruher-fast ausschliesslich aus Eolz verfertigt, in den letzten Jahrzehnten sind die zeitgemässeren Querschwellen schon aus Stahlbeton, beziehungsweise aus Spannstahlbeton hergestellt. '2 Befestigung der Schienenstränge auf den Querschwellen sind seit der Urzeit der Eisenbahn bis zu unseren =^en vielerlei Lösungen entstanden von dem primitivsten Schienennagel angefangen bis zu den neuesten - oft kompli zierten und aus vielen Bestandteilen bestehenden - nachgiebigen Schienenbefestigungen. In Bezug auf die Befestigung der Schienen auf den Querschwellen werden zahlreiche mechanische, ökonomische Einbau- und Instandhaltungsanforderungen gestellt. Laut der mechanischen Anforderungen soll die Schienenbefestigung entsprechende Anpresskraft ausüben, in vertikaler Richtung und im Verhältnis zur Gleismitte nachgiebig sein, ferner soll sie gegen die Verdrehung und die longitudinale Verschiebung des Schienenstranges von entsprechender Widerstandsfähigkeit sein. Es zählt zu den Bau- und Instandhaltungsanforderungen, dass die Ausführung und Anordnung der Befestigungsglieder einfach, schnell und mechanisierbar sein und keine syste matische tberwachung und Beobachtung beanspruchen sollen, ferner, dass einzelne Elemente der Befestigungsglieder auch voneinander unabhängig schnell und leicht ausgetauscht werden können, und so das schnelle Austauschen der Querschwelle und/oder der Schiene sowie die Regelung der Spurweite möglich wird. Es ist weiterhin erwünscht, dass die Schienenbefestigung auf geradlinigen Strecken und in Kurven sowie bei einem spielfreien Oberbau mit laschen gleicherweise verwendet werden kann, und im Falle ihrer Einfügung in das System der Signalanlagen bzw. Sicherheitseinrichtungen auch ihre elektrisch isolierte Ausbildung möglich ist. Die bekannten Schienenbefestigungen genügen einem klei zieren oder gröss-eren Teil der oben angeführten Anforderun gen. In mehreren Ländern wurden zur Befestigung von be senders tragfähigen und einem regen Verkehr ausgesetzten Gleisen Lösungen mit Spannschrauben angewendet, die zwar sa--tlichen bec^ani schen Änforderungen entsprechen, vom Standpunkt der Bau- und Instandhaltungserfordernisse aus Jedoch unvorteilhaft sind. In erster Linie deshalb, weil die Anresskraft unter der Einwirkung der sich viel 3a1 wiederhoi-nden Belastung abnimmt, die einzelnen Ele meute nachlassen, sich im Verhältnis zueinander möglicherweise verschieben, was zur Folge hat, dass die Befestigungsschrauben ständig nachgespannt werden müssen. In der BRD-Patentschrift Nr. 2 250 954 ist eine Schienenbefestigung mittels Federn von Ereisquerschnitt beschrieben. Das Abbinden weist vorteilhafte elastische Eigenschaften auf, doch einerseits benötigt die Befestigungsschraube auch hier Nachspannen, andererseits ist auch der maximale Wert der durch die Schraube entfaltbaren Anpresskraft verhältnismässig geringe Ahnliche Erfahrungen wurden auch mit den in den französischen Patentschriften Nr. 2 260 110 und Er. 2 283 258 beschriebenen Ausführungen gemacht. Bei den letzteren wird die Elastizität des Abbindens mittels einer durch eine Schraube abgedrückten Blattfeder zustande gebracht. Eine andere, relativ vorteilhafte Befestigungsart ist in Grossbritannien entwikkelt worden, wo das Abdrücken der Schienensohle mittels einer Schraube von eigenartiger Form erfolgt. Diese Eonstruktion hat jedoch den Nachteil, dass an je einem Punkt keine grössere Anpresskraft als 1000 kp ausgeübt werden kann, zu dem Abbinden Federstahl in grosser Menge verwendet werden muss und deshalb diese Lösung sehr kostspielig ist. Eine ähnliche Schienenbefestigung ist auch in der englischen Patentschrift Nr. 1 169 715 erörtert. Das wesentliche dieser Lösung besteht darin, dass die Schienensohle durch eine Blattf eder abgedrückt ist, die als doppelarmager Nebel ausgebildet und durch einen in die Querschwelle einbetonierten Bügel durchgeführt ist. Die latfeder Stützt sich sowohl auf die Schienensohle, wie auch auf die Querschwelle mittels Unterlagen aus Eunst- stoff, Auch hier wird Federstahl in sehr groBer Menge beotigt, die erreichbare Anpresskraft ist jedoch relativ gering. Eine im wesentlichen ahnliche Schienenbefestigung ist in der USA Patentschrift Nr. 3 887 128 beschrieben. Auch bei dieser wird eine Blattfeder verwendet, deren Abstützung mittels eines durch die Öffnungen des Veranke- rungselementes durchgeführten Bolzens erfolgt. Die Nachteile dieser Ausführung sind mit denen der oben angeführten englischen Schienenbefestigung identisch, mit dem Unterschied, dass die konstruktive Gestaltung noch kostspieliger ist. Zweck der Erfindung ist, eine Schienenbefestigung zu schaffen, die die vorteilhaften Eigenschaften der fruheren nachgiebigen Schienenabbinden beibehält, ihre Nach teile hingegen beseitigt, namentlich die Anwendung von Federn von viel kleinerer Masse als die früheren ermöglicht, die Entfaltung einer grossen Anpresskraft sichert, und die ganze Befestigung einerseits von langer Lebensdauer ist, andererseits keinerlei Instandhaltung beansprucht. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Gegensatz zu dem früheren nachgiebigen Abbinden derjenige Bestandteil der Befestigung, der auf die Schienensohle die Anpresskraft ausübt,nicht nachgiebig, sondern starr sein muB, die erforderliche Elastizität jedoch durch -e entsprechenden Abstützungsumstände des starren Abdrückelementes zustande gebracht werden kann. findungsgemass wird diese Aufgabe durch eine Schienenbefestigung zur nachgiebigen Befestigung von den für ScW-'enenfahrzeuge, insbesondere für Adhäsionsbahnen - Zwangsbahn bildenden und im allgemeinen Kopf, Steg --- Sohle aufweisenden Schienen auf der Schienenabstütz -wor1chtung oder auf dem Unterbau,gelöst, welche Befe stigung mindestens ein mit der Schienensohle in Eraft- verbidung stehendes, die Verdrehung und die Verschiebung der Schiene gleicherweise verhinderndes Abirück- glied aufweist, zwischen die Schienensohle sowie den mit der Schienensohle benachbarten Teil der Abstützvorrichtung oder des Unterbaus und/oder zwischen die Schienensohle sowie das Abdrückglied gegebenenfalls Einsatzmaterial, vorteilhaft elastisches und/oder elektrisch isolierendes Einsatzmaterial eingefügt ist, und bei welcher das Abdrückglied ein als doppelarmiger Hebel ausgebildetes Befestigungsglied ist, der kürzere Hebelarm des Befestigungsgliedes sich auf die Sohle der Schiene, der längere Hebelarm auf ein den kürzeren Hebelarm auf die Schienensohle drückendes nachgiebiges Eraftspeicher- organ, zweckmässig eine Schraubenfeder stützt, das Befe stigungsglied aber durch einen in der Abstützvorrichtung verschiebungsfrei befestigen und vorteilhaft die Sohle der Schiene auch seitwärts abstützenden Verankerungskörper durchgezogen ist. Ein weiteres Eennzeichen der erfindungsgemässen Schienenbefestigung ist, dass auf dem in Betriebszustand innerhalb des Verankerungskörpers befindlichen Abschnitt des Befestigungsgliedes eine konvexe oder konkave Stützfläche ausgebildet ist. Zweckmässig weist der Verankerungskörper der erfindungs- gemässen Schienenbefestigung eine zum Durchführen des Befes-gungsgliedes dienende Öffnung auf, der obere meil des Inneren der Öffnung ist aber mit einer zum Aufsetzen des Befestigungsgliedes oder irgendeines Servo elementes geeigneten, eine im Vergleich zu dem Veranke --- > gskörper relative Verdrehung des Befestigungsgliedes = der vertikalen Ebene zulassenden Aufnahmefläche ver s- > en. Die erfindungsgemässe Schienenbefestigung ist ferner da durch gekennzeichnet, dass das den längeren Hebelarm des Befestigungsgliedes stützende elastische Eraftspeicher- organ, zweckmässig eine Schraubenfeder mit einem, ihre Position im Verhältnis zu der Abstützvorrichtung oder dem Unterbau bestimmenden Organ, z. B. mit einem Positionierungsglied, einem Federteller usw. verbunden ist. Die zwischen die Schienensohle und den VeraSkerungskör- per eingefügte Einlage ist ein Zwischenstück von annä- hernd Z-Querschnitt, dessen Steg auf der Sohle der Schiene aufsitzt, während eine seiner Flanschplatten zwischen die Schienensohle und den Verankerungskörper hineinragt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei der erfindungsgemässen Schienenbefestigung das zwischen die Schienen sohle und den mit der Schienensohle benachbarten Teil der Abstützvorrichtung oder des Unterbaus eingefügte Einsatzmaterial eine z. B. 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 ist. Der grösste Vorteil der erfindungsgemässen Schienenbefestigung besteht darin, dass sie bei vollkommener Ver wirklichung der Zielsetzung tatsächlich keine Instandhaltung erfordert, ja sogar kein solches Eonstruktions- element besitzt, das späteres Nachstellen oder Nachspannen benotigen würde. Ein-we1terer Vorteil ist, dass bei der erfindungsgemässen Schienenbefestigung - mit den bekann ten Befestigungen verglichen - einfache und leicht herstellbare Federn von viel geringerer Abmessung verwendet werden und deshalb die Befestigung billig ist. Es ist ferner günstig, dass im Verhältnis zu den anderen ---cLgiebigen 3efestigungen die erfindungsgemässe Schienen beestigung grosse Anpresskraft ausüben kann und ihr Einbau trotzdem schnell und einfach durchführbar ist. Die grosse -presskraft 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 drei-fache der Länge des die Schienensohle abdrückenden kürzeren Hebelarmes ist. Eine aus der konstruktiven Gestaltung folgende technische Nehrwirkung entsteht dadurch, dass sich der Angriffspunkt der Anpresskraft im Falle eines noch so geringen - um die Sohlenkante eintretenden - Winkelausschlages der Schiene entlang des kürzeren Hebelarmes dem Verankerungskörper, genauer gesagt der Wirkungslinie der bei dem Verankerungskörper entstehenden Reaktionskraft, nähert. Dies hat zur Bolge, dass sich das Verhältnis der Hebelarme immer mehr vergrössert, also auch die mit derselben Federkraft ausgeübte Anpresskraft zunimmt. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 das prinzipielle Schema der erfindungsgemässen Schienenbefestigung Fjig. 2 eine Vorderansicht des Verankerungskörpers. Die in der Figur veranschaulichte Schiene 7 bildet die Fahrbahn'irgendeiner Adhäsionsbahn und weist der üblichen GeAtaltwzg 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. Em Abdrücken der Sohle 7a der Schiene 7 dient ein als doppelarmiger Hebel ausgebildetes Befestigungsglied 1. Die Längenabmessung nan des längeren Hebelarmes la des Befestigungsgliedes 1 ist mindestens zweimal so groB wie die Länge "b" des kürzeren Hebelarmes 1b. Vom Standpunkt der ausübbaren Anpresskraft aus ist es vorteilhaft, ae grösser das Verhältnis a:b ist. Auf solche Weise kann nämlich auch mit einem elastischen Eraftspeicherorgan kleiner Abmessung grosse Anpresskraft erzeugt werden. Das elastische Xraftspeicherorgan ist zweckmässig eine Schraubenfeder 2, die in der Nähe des Endes des länge- ren Hebelarmes la des Befestigungsgliedes 1 angeordnet ist. Es besteht die Möglichkeit, die Schraubenfeder in irgendeinem zylindermantelartigen Federgehäuse unterzubringen, um ihren Schutz zu sichern und ihren Einbau zu erleichtern. Es ist auch vorteilhaft, wenn in einem solchen Fall das elastische Kraftspeicherorgan, zweckmässig die Schraubenfeder 2 auf ein in eine Abstützvor- richtung 8, z. B. in einer Stahlbetonquerschwelle eingebautes und ihre Position im Verhältnis zu der Abstütz- vorrichtung 8 bestimmendes Organ, im weiteren Positionierungsglied 6,aufgesetzt ist. In einem einfacheren Fall besteht auch die Möglichkeit, das Positionierungsglied 6 zweckmässig als einen Federteller auszubilden. Das Befestigungsglied 1 ist durch eine Offnung 3a (siehe Fig. 2) eines Verankerungskörpers 3 durchgezogen. Hier ist die Zwischenabstützung des als doppelarmiger Hebel ausgebildeten Befestigungsgliedes 1 angebracht, zu welchem Zweck das Befestigungsglied 1 auf diesem Abschnitt eine Stützfläche 1c aufweist. Diese Stützfläche 1c kann konvex oder konkav sein, und zwar je nachdem, wie die Aufnahi!iefläche 3b der Öffnung 3a des Verankerungs k5rers 3 ausgebildet ist. Die Kraftübertragung kommt nämlich zwischen der Stützfläche 1c und der Aufnahmefläche 3b zustande. In Fig. 1 ist ein Fall veranschaulIcht, wo die Stützfläche 1c von konvexer Ausbildung ist und in die konkav ausgeformte Aufnahmefläche 3b einliegt. In Fig, 1 ist zwischen dem kürzeren Hebelarm ib des Befestigungsgliedes 1 und die durch diesen Hebelarm abgedrückte Schienensohle 7c ein Zwischenstück 4 eingefügt. Im Ausführungsbeispiel weist das Zwischenstück 4 einen aus einem Steg 4a sowie den Blanschplatten 4b und 4c bestehenden Z-Querschnitt auf. Der Steg 4a dient eum Aufliegen des kürzeren Hebelarmes Ib des Befestigungsgliedes 1, während die Flanschplatte 4b zwischen die Schienensohle 7c und den Verankerungskörper 3 hin einragt Das Zwischenstück 4 kann im einfachsten Fall aws elastischem Kunststoff hergestellt sein. Aus F5g F - obwohl diese bloB ein prinzipielles Schema darstellt - geht es klar hervor, dass der Verankerungs körper 3 einerseits die Zwischenabstützung des als doppelarmiger Hebel ausgebildeten Befestigungsgliedes 1 bildet, andererseits sowohl die Seitenverschiebung, als auch die auf die Gleismitte vertikale Verschiebung des Befestigungsgliedes 1 verhindert. ueberdies verhindert der Verankerungskörper 3 durch das Abstützen der Sohle -7c der Schiene 7 auch die im Verhältnis zur Gleismitteauftretende Querschiebung der Schiene 7 selbst, und zwar auf Kosten der Verformung der Flanschplatte 4b des Zwischenstückes 4. Die Elastizität der Lagerung der Schiene 7 wird durch die Anwendung der Einsatzplatte 5 erhoht. Das 3efestii=igsglied 1 unter Verankerungskörper 3 sind am einfachsten aus Schmiedestahl zu verfertigen. Das elastische Kraftspeicherorgan ist zweckmässig darum eine Schraubenfeder 2, damit auch zur Entfaltung einer geringen Kraft ein langer Federweg gehöre. we- Zusa:nmenbau 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 Schienensohle 7c gelegt, und mit Hilfe des Positionierungsgliedes 6 wird das elastische Eraft- speicherorgan, zweckmässig eine Schraubenfeder 2, angeordnet. Zum Schluss wird das Befestigungsglied 1 von dem elastischen Kraftspeicherorgan her uber demselben durch die Öffnung 3a des Verankerungskörpers 3 so lange durchgeschoben, bis in die in dem Verankerungskörper 3 ausgebildete Aufnahmefläche Db die Stützfläche ic des Befestigungsgliedes 1 einspringt oder zumindest in wahrnehmbarer Weise sicher einliegt. Einzelheiten der erfindungsgemässen Schienenbefestigung konnen unter Berücksichtigung der erörterten prinzipiellen Lösung und aufgrund derselben auch auf verschiedene Weise ausgeführt werden. Diese Art der Befestigung kann auf den geradlinigen Strecken, in den Kurven, an den Stationen und Ereuzungskunstbauten der grossen Verkehr abwickelnden Eisenbahnlinien gleicherweise verwendet werden. Ihr Einbau geht schnell und leicht vor sich, ist mit geringer Kraftentfaltung durchführbar und erfordert keine Instandhaltung.

Claims: Patentansprüche 1. Schienenbefestigung zur nachgiebigen Befestigung von den für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Adhäsions- bahnen eine Zwangsbahn bildenden und im allgemeinen Kopf, Steg und Sohle aufweisenden Schienen auf der Schienenabstützvorrichtung oder auf dem Unterbau, welche Befestigung mindestens ein mit der Schienen sohle in Kraftverbindung stehendes, die Verdrehung und die Verschiebung der Schiene gleicherweise ver hinderndes Abdrückglied aufweist, zwischen die Schie nensohle sowie den mit der Schienensohle benachbarten Teil der Abstützvorrichtung oder des Unterbaus und/ oder zwischen die Schienensohle sowie das Abdrück glied gegebenenfalls Einsatzmaterial, vorteilhaft elastisches und/oder elektrisch isolierendes Einsatz material eingefügt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Abdrückglied ein als dop pelarmiger Hebel ausgebildetes Befestigungsglied (1) ist, der kürzere Hebelarm (1b) des Befestigungsglie des (1) sich auf die Sohle der Schiene (7), der länge re Hebelarm (1a) auf ein den kürzeren Hebelarm (1b) auf die Schienensohle (7c) drückendes nachgiebiges Kraftspeicherorgan, zweckmässig eine Schraubenfeder (2) stützt, das Befestigungsglied (1) aber durch einen in der Abstützvorrichtung (8) verschiebungsfrei befestig ten und vorteilhaft die Sohle (7c) der Schiene (7) auch seitwärts absfutmenden Verankerungskörper (3) aurchgezogen ist. 2. S3hienenbefestigung nach anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass auf dem in Betriebs zustand innerhalb des Verankerungskörpers (3) befind lichen Abschnitt des Befestigungsgliedes (1) eine konvexe oder konkave Stützfläche (1c) ausgebildet ist. 3. Schienenbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Verankerungs- körper (3) eine zum Durchgang des Befestigungsglie des (1) dienende Öffnung (3a) aufweist, der obere Teil des Inneren der Öffnung (3a) aber mit einer zum Aufsetzen des Befestigungsgliedes (1) oder irgend eines Servoelementes geeigneten, eine im Vergleich zu dem Verankerungskörper (3) relative Verdrehung < les Befestigungsgliedes (1) in der vertikalen Ebene tllassenden Aufnahmefläche (3b) versehen ist. 4. Schienenbefestigung nach Ansprüchen 1 bis is 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das den längeren Hebelarm (1a) des Befestigungsgliedes (1) stützende elastische Kraftspeicherorgan, zweckmässig eine Schraubenfeder (2) mit einem, ihre Position im Ver hältnis zu der Abstützvorrichtung (8) oder dem Unter bau bestimmenden Organ, z. B. mit einem Positionie rungsglied, einem Federteller (6) usw. verbunden ist. 5. Schienenbefestigung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die zwischen die Schienensohle (7c) und den Verankerungskörper (3) eingefügte Einlage ein Zwischenstück (4) von annä geradem S-Querschnitt ist, dessen Steg (4a) auf der Sohle (7c) der Schiene (7) aufsitzt, während eine seiner Flanschplatten (4b) zwischen die Schienen sohle (7c) und den Verankerungskörper (3) hineinragt. 6. Schienenbefestigung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch > e k e n n z e i c h n e t , dass das zwischen die Schienensohle (7c) und den mit der Schienensohle (7c) benachbarten Teil der Abstützvorrichtung (8) oder des Unterbaus eingefügte Einsatzmaterial eine z. B. aus Holz, Gummi, Kunststoff usw. hergestellte und gegebenenfalls mit einer die Reibung erhöhenden Flache, z. B. mit Gerippe versehene elastische und/ oder elektrisch isolierende Einsatzplatte (5) ist.

Inventors: BAGYIN, GYORGY, HORVATH, ATTILA, DR., KERKAPOLY, ENDRE, DR., KOVACS, IMRE, MOLNAR, GYORGY, SZARAZ, BERTALAN, SZATMARI, ISTVAN, DR., SZEKELY, JANOS, Bagyin, György, Horváth, Attila, Dr., Kerkápoly, Endre, Dr., Kovács, Imre, Molnár, György, Száraz, Bertalan, Szatmári, István, Dr., Székely, János
Applicants: BETON- ES VASBETONIPARI MUVEK
Application year: 1979
Main classification: E01B9
IPC codes: E01B9