Spreizeinlage für Schienennagel

TECHNISCHES GEBIET Die Erfindung betrifft eine Spreizeinlage für Schienennägel gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1

STAND DER TECHNIK Durch Beanspruchung der Eisenbahngleise lockern sich die Schwellenschrauben und Schienennägel. Die Spur- und Leitweiten wie auch die Schienenhöhe ändern sich. Bei der Sanierung der Gleise wird der feste Schraubensitz wieder hergestellt, indem die alten Schwellenschrauben entfernt werden und das Loch aufgebohrt und gereinigt wird. Anschliessend wird eine Spreizeinlage in dieses Loch eingebracht. Das Loch wird mit einer Vergussmasse gefüllt und anschliessend wird eine neue Schwellenschraube eingedreht, wobei die Spreizeinlage der neuen Schwellenschraube einen festen Halt bietet. Um die Spurhöhe zu korrigieren, wird üblicherweise vor dem Vergiessen des Lochs eine Unterlagsplatte, vorzugsweise eine Lupolen-Unterlage, auf die Schwelle gelegt. Dieses Verfahren und die Verwendung der Spreizeinlage hat sich nunmehr während vielen Jahren bewährt. Das Verfahren ist unter dem Namen Traversan-Schwellensanierung bekannt. Das Verfahren und die zugehörige Spreizeinlage sind ebenfalls in CH 514 734 beschrieben. Für Schwellenschrauben mit stumpfen Schrauben wird in CH 514 734 vorgeschlagen eine Spreizeinlage gemäss Figur 5 zu verwenden, welche die Form einer Schraubenfeder aufweist. Für spitze Schrauben wird eine Spreizeinlage gemäss Figur 3 verwendet. Diese Spreizeinlage weist drei achsparallele Schenkel auf, welche aus einem einstückigen Stabmaterial gebogen sind. Ein im eingebauten Zustand der Spreizeinlage oberes freies Ende ist im wesentlichen waagrecht abgebogen. Diese Abbiegung oder Klinke sollte von der Schraube gefasst werden und als zusätzliche Schraubenführung dienen. In einigen Ländern werden anstelle von Schwellenschrauben meist Schienennägel eingesetzt. Beide in der CH 514 734 beschriebenen Spreizeinlagen haben aber den Nachteil, dass beim Einsatz in Kombination mit einem Schienennagel der Ausziehwiderstand zu klein ist. Unter dem Ausziehwiderstand wird die Widerstandskraft gegen eine Kraft, mit welcher der Schienennagel aus der Schwelle gezogen werden soll, verstanden. Zudem wurde festgestellt, dass das Einbringen eines Schienennagels in eine mit einer derartigen Spreizeinlage versehene Bohrung mit Problemen verbunden ist, weil die Spreizeinlage den Nagel oftmals aus der Mittelachse der Bohrung gedrückt hat.

Aus der EP 1 449 961 ist zudem eine Spreizeinlage bekannt, welche im Zusammenhang mit Schrauben mit stumpfen Schraubenenden vorteilhaft ist. Allerdings ergehen auch aus der technischen Lehre der EP 1 449 961 ähnliche Nachteile und die Anwendung für Schienennägel hat sich als schwierig erwiesen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Zugfestigkeit der Anordnung zu erhöhen und eine Verwendung von Schienennägeln, insbesondere mit einem spitzen Ende, zu ermöglichen.

Eine solche Aufgabe löst eine Spreizeinlage nach Anspruch 1. Demgemäss weist eine Spreizeinlage für Schienennägel zwei über einen ersten Bogen miteinander verbundene, mindestens annähernd parallel zueinander verlaufende erste und zweite Schenkel sowie einen über einen zweiten Bogen mit dem zweiten Schenkel verbundenen dritten Schenkel auf. Der erste Schenkel und der zweite Schenkel liegen in einer gemeinsamen ersten Ebene und der dritte Schenkel liegt in einer zweiten Ebene, welche im wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene steht.

Dadurch kann eine Spreizeinlage geschaffen werden, bei welcher alle drei Schenkel in Bereich der Oberfläche der Bohrung in der Schwelle zu liegen kommen, wobei somit der Querschnitt der Bohrung mit eingesetzter Spreizeinlage nur minimal verkleinert wird, was ein einfaches Eintreben des Schienennagels erlaubt.

Vorzugsweise verläuft die zweite Ebene durch den zweiten Schenkel, wodurch die Spreizeinlage noch kompakter ausgebildet werden kann.

Bevorzugt weist der erste Schenkel ein freies Ende auf, welches eine mindestens annähernd geradlinige Verlängerung des ersten Schenkels bildet. Besonders bevorzugt bilde das freie Ende genau eine geradlinige Verlängerung.

Vorzugsweise weist der dritte Schenkel ein freies Ende auf, welches mindestens annähernd, vorzugsweise genau, eine geradlinige Verlängerung des dritten Schenkels bildet. Vorzugsweise weisen der erste Schenkel und/oder der dritte Schenkel an deren freien Ende(n) einen Verharkungsabschnitt auf, welcher sich winklig, vorzugsweise senkrecht, zum jeweiligen Schenkel erstreckt.

Vorzugsweise ist die Spreizeinlage einstückig aus einem Stabmaterial hergestellt und ist aus einem Spezialstahl gefertigt.

Vorzugsweise liegt der erste Bogen in der ersten Ebene, und der zweite Bogen in der zweiten Ebene. Vorzugsweise verlaufen der erste und zweite Schenkel mindestens annähernd parallel zueinander und/oder wobei der erste Schenkel und zweite Schenkel mindestens annähernd die gleiche Länge aufweisen.

Vorzugsweise verläuft der dritte Schenkel in einem spitzen Winkel oder mindestens annähernd parallel zum zweiten Schenkel.

Vorzugsweise weist der erste Bogen und der zweite Bogen den gleichen Biegeradius auf. Der erste und der zweite Bogen können dabei halbkreisförmig ausgebildet sein oder viertelkreisförmig, wobei dann zwei viertelkreisförmige Bögen über einen geraden Schenkel verbunden sind. In der letzteren Ausführungsform kann auch von einem Steg gesprochen werden. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Eisenbahnschwelle mit erfmdungsgemässen

Spreizeinlagen;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schienennagels zur Verwendung in Kombination mit den Spreizeinlagen nach Figur 1 ;

Fig. 3 eine Ansicht von vorne des Schienennagels von Figur 2;

Fig. 4 eine Ansicht von unten des Schienennagels von Figur 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Spreizeinlage von rechts;

Fig. 6 eine Vorderansicht der Spreizeinlage nach Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht der Spreizeinlage nach Fig. 5 von links;

Fig. 8 eine Draufsicht der Spreizeinlage nach Fig. 5; und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Spreizeinlage.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Figur 1 ist ein Querschnitt durch einen Gleisausschnitt einer Eisenbahnschwelle dargestellt. Auf einer Schwelle 1 ist eine Schiene 2 auf einer Rippenplatte 5 mittels Schienennägeln 7 befestigt. Die Schienennägel 7 ragen durch Öffnungen 50 in der Rippenplatte und erstrecken sich in Bohrungen 3, die in der Schwelle 1 angebracht sind, wobei die Schienennägel 7 in den Bohrungen 3 fixiert sind. Bei der Erneuerung des festen Nagelsitzes ist zur Fixierung der Schienennägel 7 in den Bohrungen 3 jeweils eine Spreizeinlage 4 versenkt und optional mittels einer Vergussmasse 6 in dieser wasserdicht vergossen. Die Schienennägel 7 klemmen dabei die Schiene 2 an die Schwelle 1 bzw. Rippenplatte 5.

In den Figuren 2 bis 4 wird eine Ausführungsform eines Schienennagels 7 zum Einsatz in der Gleiskonstraktion nach Figur 1 gezeigt. Der Schienennagel 7 umfasst einen Kopfabschnitt 70, einen sich daran anschliessenden Schaftabschnitt 71 sowie eine Nagelspitzenabschnitt 72, welcher sich dem Schaftabschnitt 71 anschliesst. Der Nagelspitzenabschnitt 72 endet mit einer Nagelspitze 73. Vom Kopfabschnitt 70 her gesehen erstrecken sich Schaftabschnitt 71 und Nagelspitze 72 entlang einer Mittelachse M. Der Kopfabschnitt 70 kommt in den Kontakt mit der Schiene 2 und klemmt diese gegen die Rippenplatte 5. Der Schaftabschnitt 71 ragt durch die Aufnahmeöffnung 50 in der Rippenplatte 5 hindurch und erstreckt sich in die Bohrung 3 in der Schwelle.

Vorzugsweise weist der Schaftabschnitt 71 einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf. Alternativ kann der Schaftabschnitt 71 auch einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Der Nagelspitzeabschnitt 72 ist dabei so ausgebildet, dass der Querschnitt des Nagelspitzenabschnittes 72 vom Schaftabschnitt 71 her gesehen, kontinuierlich verringert wird. Vorzugsweise ist der Grad der Verringerung über den Nagelspitzenabschnitt 72 vom Schaftabschnitt 71 bis hin zur Nagelspitze 73 konstant.

Die Nagelspitze 73 kann eine Vielzahl von verschiedenen Formen aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform ist diese mit einer konvexen Kante versehen. Ein solcher Schienennagel 7 weist typischerweise einen Durchmesser im Bereich von 14 bis 19 mm, insbesondere 16 mm und eine Länge im Bereich von 130 bis 180 mm, insbesondere 165 mm, auf.

In den Figuren 5 bis 9 ist die erfmdungsgemässe Spreizeinlage 4 dargestellt. Sie ist aus einem einstückigen Stabmaterial gebogen, vorzugsweise aus Spezialstahl, wie er auch für Armierungseisen eingesetzt werden kann.

Die Spreizeinlage 4 weist drei Schenkel 40, 41, 42 auf, welche leicht federnd zueinander ausgebildet sind. Ein erster und ein zweiter Schenkel 40, 41 verlaufen mindestens annähernd, hier genau, parallel zueinander. Der erste und zweite Schenkel 40, 41 sind über einen ersten Bogen 43 miteinander verbunden. Der erste Schenkel 40 und der zweite Schenkel 41 liegen in einer gemeinsamen ersten Ebene El. Das heisst, dass beispielsweise die Mittelachsen entlang welcher sich die Schenkel 40, 41 Teil dieser ersten Ebene El sind und diese erste Ebene El definieren. Diese erste Ebene El verläuft in der Figur 6 in der Ebene des Zeichungsblattes und wird durch einen Strich El in der Figur 5 angedeutet. Der erste Bogen 43 ist in der ersten Ebene El der zwei Schenkel 40, 41 gebogen ausgebildet, wie dies am besten in Figur 9 erkennbar ist.

Gegenüberliegend zum ersten Bogen 43 schliesst sich dem zweiten Schenkel 41 ein zweiter Bogen 44 an, welcher dann vom dritten Schenkel 42 gefolgt wird. Der dritte Schenkel 42 liegt dabei in einer zweiten Ebene E2, welche senkrecht zur ersten Ebene El liegt. Vorzugsweise liegt die zweite Ebene E2 so, dass sich diese durch die de zweiten Schenkel 41 erstreckt, so dass der dritte Schenkel 42 über dem zweiten Schenkel 41 zu liegen kommt. Die zweite Ebene E2 wird in der Figur 5 entsprechend dargestellt. Aufgrund dieser Anordnung kann die erfindungsgemässe Spreizeinlage 4 für Schienennägel eingesetzt werden, da die Spreizeinlage so in die Bohrung 3 eingesetzt wird, dass alle drei Schenkel 40, 41, 42 mit der Wand der Bohrung 3 in Kontakt stehen und keiner den Querschnitt der Bohrung mehr als nötig verkleinert. Folglich kann der Schienennagel gut eingetrieben werden, ohne dass eine allzu grosse Verformung der Spreizeinlage nötig wäre, wie dies beispielsweise bei Ausführungsformen des Standes der Technik auftritt. Zudem wird der Schienennagel nicht von seiner Achse beim Vorgang des Eintreibens abgelenkt. Beim Eintreiben des Schienennagels werden die Schenkel in die Seitenwand der Bohrung gedrückt. Folglich wird der Schienennagel 7 und die Spreizeinlage 4 zusammen in der Bohrung verklemmt.

Der erste Schenkel 40 weist ein erstes freies Ende 46 auf, welches mindestens annähernd, vorzugsweise genau, eine geradlinige Verlängerung dieses Schenkels 40 bildet.

Der dritte Schenkel 42 weist ein zweites freies Ende 45 auf, welches mindestens annähernd, vorzugsweise genau, eine geradlinige Verlängerung dieses Schenkels 42 bildet. Bevorzugt schliesst sich dem dritten Schenkel 42 ein Verharkungsabschnitt 47 an, welcher winklig, vorzugsweise senkrecht, vom dritten Schenkel 42 wegsteht und vorzugsweise in der zweiten Ebene E2 verläuft. Der Verharkungsabschnitt 47 wird durch das Einschlagen des Schienennagels in das Holz der Schwelle gedrückt, wobei so die Widerstandskraft gegen das Ausziehen weiter vergrössert werden kann.

Optional kann der erste Schenkel 40 einen hier nicht dargestellten Verharkungsabschnitt umfassen, welcher analog zum Verharkungsabschnitt 47 ausgebildet ist.

Der zweite Schenkel 41 ist vorzugsweise länger ausgebildet als der erste Schenkel 40, wie dies in Figur 2 erkennbar ist. Der dritte Schenkel ist vorzugsweise kürzer ausgebildet ist als die zwei anderen Schenkel 40, 41. Er erstreckt sich jedoch vorzugsweise über mindestens Zweidrittel der Länge der Spreizeinlage 4.

Vorzugsweise verlaufen alle drei Schenkel 40, 41, 42 parallel zueinander. Alternativ kann der dritte Schenkel 42 in einem spitzen Winkel zum zweiten Schenkel 41 verlaufen, wie dies am besten in Figur 3 erkennbar ist. Beide Ausführungsformen sind vorteilhaft, da beide eine sehr kompakte Struktur bereitstellen.

Vorzugsweise weisen der erste Bogen 43 und der zweite Bogen 44 den gleichen Biegeradius auf, was bezüglich der kompakten Struktur vorteilhaft ist. Aufgrund der Anordnung des ersten Bogens 43 und des zweiten Bogens 44 kann die Spreizeinlage sehr kompakt ausgebildet sein, was die Einführung in Bohrungen 3 erlaubt, welche einen vergleichsweise kleinen Durchmesser haben, so wie dies bei Bohrungen für Schienennägel üblich ist.

Der erste Schenkel 40 weist typischerweise eine Länge vom freien Ende 46 bis hin zum ersten Bogen 43 von 75 bis 105 mm auf. Besonders bevorzugt ist ein Längenbereich zwischen 78 und 98 mm, insbesondere 93 mm. Der zweite Schenkel 41 weist typischerweise eine Länge vom ersten Bogen 43 bis hin zum zweiten Bogen 44 von 90 bis 120 mm. Besonders bevorzugt ist ein Längenbereich zwischen 95 und 110 mm, insbesondere 100 mm. Der dritte Schenkel 42 weist typischerweise eine Länge vom freien Ende 45 bis hin zum zweiten Bogen 44 von 65 bis 100 mm auf. Besonders bevorzugt ist ein Längenbereich zwischen 83 und 93 mm, insbesondere 88 mm. Beide Bögen 43, 44 weisen vorzugweise einen Radius von 6 bis 12 mm auf, besonders bevorzugt von 8 bis 10 mm, insbesondere 9 mm.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Schwelle

2 Schiene

3 Bohrung

4 Spreizeinlage

40 erster Schenkel

41 zweiter Schenkel

42 dritter Schenkel

43 erster Bogen

44 zweiter Bogen

45 freies Ende

46 freies Ende

47 Verharkungsabschmtt

5 Rippenplatte

50 Aufhahmeöffhung

6 Vergussmasse

7 Schienennagel

70 Kopfabschnitt

71 Schaftabschnitt

72 Nagelspitzenabschnitt

73 Nagelspitze

M Mittelachse