Definition und Rolle von Schienenspitzen im Gleisbau
Schienenspikes, allgemein bekannt als „Dog Spikes“ oder „Cut Spikes“, werden durch den Schienenfuß oder durch eine Grundplatte in die Schwelle getrieben, um die Schiene in Position zu halten. Neben Schraubspikes gehören sie zu den ältesten Formen der Schienenbefestigung und werden immer noch häufig auf Holz--schwellen und Verbundschwellen-schwellen, Industriegleisen, Bergbaugleisen und Kranschienen eingesetzt. Der Dorn ist nicht einfach eine Klemme: Er interagiert mit dem Schienenfuß, der Grundplatte und der Schwelle, um Radlasten zu übertragen, seitlichen Verschiebungen standzuhalten, die Spurweite zu kontrollieren und Längsbewegungen der Schiene bei wiederholtem Verkehr entgegenzuwirken.
Wie Spikes Lasten auf die Schwelle übertragen
Wenn ein Rad über eine Zackenverbindung oder einen mit Zacken versehenen Gleisabschnitt fährt, wird die vertikale Last vom Schienensteg und -fuß in den Schwellensitz übertragen, wobei der Spitzenschaft hauptsächlich durch Scherung durch die Löcher im Schienenfuß oder in der Grundplatte wirkt. Die anspruchsvolleren Interaktionen sind horizontal. In einer Kurve drückt die Flanschkraft die Schiene nach außen; Die Schulter des Spikeschafts liegt am Rand des Schienenfußlochs an und überträgt diese Querkraft auf die Schwelle. Wenn die Schiene ohne Grundplatte direkt durch Spikes gehalten wird, verhindert der gleiche Mechanismus eine Spurweitenverbreiterung. Gleichzeitig erzeugt das Kriechen der Schiene durch Bremsen und Beschleunigen Längskräfte, denen die Spikes durch Reibung und Auflage an der Fußkante widerstehen. Ein korrekt eingetriebener Spike fungiert daher als kleine strukturelle Verbindung und nicht nur als Positionierungsstift.
Hundespikes versus Schraubenspikes
Die beiden Spike-Familien unterscheiden sich darin, wie sie Haltekraft erzeugen. Ein Hundespieß beruht auf der elastischen Reibung zwischen seinem konischen Schaft und den komprimierten Holzfasern um das Loch herum. Ein Schraubdorn verfügt über einen Gewindeschaft, der über eine längere Länge in die Schwelle eingreift, was insbesondere bei weicheren Schwellen oder Schwellen aus Verbundwerkstoffen einen höheren Auszugswiderstand bietet und ein kontrolliertes Entfernen und Wiedereinbauen ermöglicht. Die folgende Tabelle vergleicht die wichtigsten Verhaltensweisen, die ein Käufer berücksichtigen sollte.
| Eigentum | Hundespieß (Schnittspieß) | Schraubendorn |
|---|---|---|
| Haltemechanismus | Reibung gegen Holzfasern | Gewindeeingriff in die Schwelle |
| Rückzugswiderstand | Mäßig; hängt von der Holzdichte und Feuchtigkeit ab | Höher; weniger empfindlich gegenüber dem Zustand des Holzes |
| Installation | Hammer- oder Spike-Treiber, normalerweise ist kein Vorbohren erforderlich | Vor-vorgebohrtes Pilotloch plus drehmomentgesteuertes-treiben |
| Entfernung und Wiederverwendung | Beim Ziehen wird das umliegende Holz beschädigt | Saubere Entfernung; erneutes-Fahren möglich |
| Typische Anwendung | Holzschwellen, Industriegleise, temporäre Gleise | Holz- und Verbundschwellen, Weichenzonen, Brücken |
Installationsbedingungen, die die Spitzenleistung steuern
Das Spike-Verhalten wird sowohl durch die Installation als auch durch den Spike selbst bestimmt. Bei Holzschwellen steigt die Haltekraft eines Dorns mit der Holzdichte und fällt bei hohem Feuchtigkeitsgehalt stark ab; Ein in nasses oder morsches Holz getriebener Dorn kann innerhalb einer Saison den größten Teil seiner Widerstandsfähigkeit verlieren. Das Vorbohren eines Pilotlochs von etwa 80 Prozent des Schaftdurchmessers verringert die Spaltung in hartem Holz und sorgt gleichzeitig dafür, dass die Fasern greifen. Schraubendorne müssen mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel oder einem drehmomentbegrenzten Drehmomentschlüssel eingedreht werden, da bei zu starkem Anziehen das Gewinde in Weichholzschwellen zerstört wird und bei zu geringem Anziehen die Schiene frei zum Anheben bleibt. Auf Gleisen sollte der Dorn im rechten Winkel zur Schwellenoberfläche stehen; Ein schräg eingetriebener Dorn zieht während des Betriebs zur Seite und beschleunigt die Lochvergrößerung. Wenn Grundplatten verwendet werden, muss die Spikelänge zur kombinierten Dicke von Schienenfuß, Polster und Grundplatte passen, damit ein vollständiger Schafteingriff gewährleistet ist.
Inspektion und Wartung von Spike-Befestigungen
Gleise mit Spikes erfordern eine regelmäßige Sichtprüfung, da sich die Spikes nach und nach lösen und nicht plötzlich versagen. Zu den häufigsten Mängeln zählen erhöhte Köpfe, Korrosion am Schienenfußsitz, Lochvergrößerungen durch Pumpen bei starkem Verkehr und seitliche Neigung durch seitliche Kräfte in Kurven. Eine Verbreiterung der Spurweite über die Toleranz hinaus ist das deutlichste Zeichen dafür, dass die Spikes ihren Halt verloren haben und ein erneutes Fahren oder Ersetzen fällig ist. Bei Holzschwellen sollte ein loser Dorn nicht einfach tiefer eingeschlagen werden; Das Loch sollte neu-vermessen und gegebenenfalls mit einem größeren-Durchmesser oder einem Schraubdorn- versehen werden, oder die Schwelle sollte erneuert werden, wenn das Holz verrottet ist. Drehmomentprüfungen an Schraubspikes sollten sich an den vom Befestigungslieferanten oder der geltenden Gleisnorm festgelegten Werten orientieren, und das erneute Anziehen sollte nach den ersten Verkehrswochen geplant werden, wenn erste Setzungen stattgefunden haben.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem Hundespieß und einem Schraubspieß?
Ein Hundespieß ist ein einfacher, konischer Stift, der durch Reibung in der Schwelle gehalten wird, während ein Schraubdorn einen Gewindeschaft hat, der in das Schwellenmaterial eingreift und so für einen höheren Herausziehwiderstand und eine sauberere Entfernung sorgt.
Wie viel Haltekraft bietet ein Schienenspike?
Die Haltekraft variiert stark je nach Schwellenmaterial, Feuchtigkeitsgehalt, Lochvorbereitung und Spitzengröße, daher ist keine einzelne Zahl aussagekräftig. In der Praxis halten Schraubspikes auf stabilen Holz- oder Verbundschwellen unter gleichen Bedingungen wesentlich mehr als Hundespikes.
Warum lockern sich Spikes bei starkem Verkehr?
Wiederholte Radlasten pumpen den Dorn in sein Loch, Holzfasern zerdrücken und trocknen aus, und Korrosion verringert den effektiven Schaftabschnitt. In Kurven und an Verbindungsstellen, an denen die Seiten- und Stoßkräfte am höchsten sind, wird die Lockerung beschleunigt.
Können Spikes auf Betonschwellen verwendet werden?
Betonschwellen erfordern vor-gegossene Einsätze oder Kunststoffdübel; Einfache Spikes können Beton nicht greifen. Bei der Montage von Stahl- oder Kunststoffdübeln werden in der Regel Schraubspikes anstelle von Hundespikes verwendet.
Wie wirkt sich Spike-Korrosion auf die Strecke aus?
Korrosion am Schienenfußsitz verringert den wirksamen Schaftabschnitt und die Klemmkraft, erhöht das Risiko einer Spurweitenaufweitung und kann zu Verfärbungen und Lochfraßbildung am Schienenfuß führen, die dann ein Schleifen oder einen Schienenaustausch erfordern.
Welches Drehmoment sollte bei der Montage von Schraubspikes angewendet werden?
Das richtige Drehmoment hängt vom Dorndurchmesser, dem Schwellenmaterial und dem verwendeten Dübel oder Einsatz ab. Befolgen Sie immer die Spezifikationen des Befestigungslieferanten; Als Mindestanforderung ist die geltende Gleisnorm anzusehen.