AT506434B1 - Dämpfungselement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement (1) für den Gleisbau in Form einer Schienenzwischenlage oder Unterlagsplatte mit einem Grundkörper, der zumindest zwei Randteile (9,10) und einen Mittelteil (7) aufweist, wobei der Grundkörper eine Hartkomponente (6) und eine, Weichkomponente (8), die eine geringere Härte als die Hartkomponente (6) hat, umfasst, wobei die Weichkomponente (8) in der Ausführung des Dämpfungselementes (1) als Schienenzwischenlage eine Auflagefläche für einen Schienenfuß einer Schiene (2) bildet, und wobei der Mittelteil (7) zumindest bereichsweise aus der Hartkomponente (6) und die beiden Randteile (9,10) zumindest bereichsweise aus der Weichkomponente (8) gebildet sind. Die Weichkomponete (8) weist elastische Eigenschaften auf, ist aus zumindest einem Elastomer gebildet, und ist form- und/oder stoff- oder kraftschlüssig mit der Hartkomponente (6) verbunden.
Description
österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement für den Gleisbau in Form einer Schienenzwischenlage oder einer Unterlagsplatte mit einen Grundkörper, der zumindest zwei Randteile und einen Mittelteil aufweist, wobei der Grundkörper eine Hartkomponente und eine Weichkomponente, die eine geringere Härte als die Hartkomponente hat, umfasst, wobei die Weichkomponente in der Ausführung des Dämpfungselementes als Schienenzwischenlage eine Auflagefläche für einen Schienenfuß einer Schiene bildet, und wobei der Mittelteil zumindest bereichsweise aus der Hartkomponente und die beiden Randteile zumindest bereichsweise aus der Weichkomponente gebildet sind.
[0002] Schienenzwischenlagen dienen bekanntlich als elastisch dämpfendes Element zur Entkopplung von Vibrationen zwischen Schiene und Schwelle. Wegen der mit der Elastizität verbundenen Einsenkung der Schiene kommt es zur Lastverteilung über mehrere Schwellen. Die Schienenzwischenlage unterliegt im Betrieb lokal komplexen Druck-, Schub- und Zugbelastungen.
[0003] Bei Verwendung von weichen Schienenzwischenlagen (Steifigkeit < 80 kN/mm) verringern sich die Vibrationen und Schwingungen am Bahnkörper und am Schienenfahrzeug, ebenso verringert sich der Innenschallpegel im Zug, was zu einer höheren Fahrgastzufriedenheit führt. Weiche Schienenzwischenlagen weisen allerdings einen höheren Verschleiß auf, der zu rascheren Wechselintervallen führt. Der damit verbundene Austausch der Schienenzwischenlage ist zeit- und kostenintensiv. Durch den Einsatz von harten Zwischenlagen (Steifigkeit ab 150 kN/mm) wird zwar eine höhere Standzeit erreicht, es sind jedoch die Dämpfungseigenschaften bei gleichen Kosten- und Arbeitsaufwand nicht zufrieden stellend.
[0004] Aus diesem Grund wurden im Stand der Technik bereits Schienenzwischenlagen vorgeschlagen, die aus einer Materialkombination aus weichen und harten Bestandteilen bestehen. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2004 057 616 A1 eine Schienenzwischenlage die, um ein unzulässiges Kippen der Schiene zu unterbinden, in ihrer entlang zumindest des äußeren Schienenfußlängsrandbereichs verlaufenden Erstreckung in einem begrenzten Bereich eine höhere Steifigkeit als im verbleibenden Schienenfußlängsrandbereich aufweist.
[0005] Die DE 101 48 411 A1 beschreibt eine Schienenzwischenlage mit mindestens einem Kunststoff-Basiselement, das mit mindestens einem elastischen Einlageelement formschlüssig verbunden ist. Das Basiselement ist aus einem Spritzgussteil aus Polyamid hergestellt, das Einlageelement besteht aus Ethylenvinylacetat. Das Einlageelement ist dabei oberhalb des Basiselements angeordnet, bildet also eine Auflage für den Schienenfuß, und wird über ein Verbindungselement, welches über die Oberfläche des Basiselements vorragt und durch eine Aussparung im Einlageelement hindurchragt, mit diesem verbunden.
[0006] Die DE 20 2005 008 535 U1 beschreibt eine Schienenzwischenlage die aus zwei in Elastizität und Härte unterschiedlichen polymeren Teilen unterschiedlicher Form und Dicke besteht. Der weichere Teil ist dabei entweder im Kantenbereich oder mittig, umgeben vom härteren Teil und über diesen vorstehend, angeordnet.
[0007] Eine ähnliche Ausgestaltung dazu ist aus der DE 296 08 777 U1 bekannt, wonach die Schienenzwischenlage durch mindestens zwei unterschiedliche elastische Elemente gebildet wird, mit einer härteren Umrandung und einem weicheren Innenbereich mit größerer Dicke gegenüber der Umrandung.
[0008] Aus der US 5,335,850 A ist eine noppenartig ausgebildete Schienenzwischenlage bekannt, bei der sowohl auf der Unterseite als auch der Oberseite Noppen unterschiedlicher Höhe vorragen.
[0009] Bei all diesen Ausführungen haben die Schienenzwischenlagen einen relativ hohen Elastomeranteil und sind dementsprechend teuer in der Herstellung.
[0010] Im Bereich der so genannten festen Fahrbahnen werden hochelastische Unterlagsplat- 1/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 ten als Ersatz der durch ein Schotterbett zur Verfügung gestellten Elastizität verwendet. Zur besseren Lastverteilung kann auf diesen Unterlagsplatten ein Lastverteilungselement angeordnet sein, auf dem unter Zwischenschaltung von Schienenzwischenlagen die Schiene ruht.
[0011] Die DE 20 2006 009 340 U1 beschreibt eine Vorrichtung zur Lagesicherung und Führung von Schienen bzw. Gleisanlagen für Züge. Diese Vorrichtung ist neben dem Schienenfuß angeordnet und weist im Bereich der Anlage des Schienenfußes eine Einlage aus einem gleitfähigen, abriebarmen oder abriebfesten, verschleißarmen oder verschleißfesten und elastisch nachgiebigem Material auf. Des Weiteren ist aus dieser DE-U1 ein Aufbau für eine feste Fahrbahn bekannt, der aus einer ersten Kunststoffplatte, einer zweiten Kunststoffplatte und einer zwischen diesen angeordneten Stahlplatte besteht.
[0012] Aus der DE 20 2006 008 104 U1 ist eine Schienenzwischenlage zur Vibrations- und Schalldämpfung von an Betonfundamenten befestigten Schienen für Züge bekannt. Diese besteht aus einem Formteil aus Kunststoff, wobei ein Kern des Formteils aus elastischem Material besteht und dieser Kern von einem Mantel aus einem formstabilen Material umgeben ist.
[0013] Aus der DE 93 21 356 U1 ist eine elastische, im Wesentlichen plattenförmig ausgebildete Schienenunterlage bekannt. Diese Schienenunterlage besteht aus einem geschlossenporig geschäumten und vernetzten Gummi-Werkstoff. Zudem kann diese Schienenunterlage Deckschichten aus einem nicht bzw. wenig geschäumten Werkstoff aufweisen.
[0014] Aus der FR 1 380 302 A ist eine Schienenzwischenlage aus einem Elastomer bekannt. Diese Schienenzwischenlage weist Hohlräume auf, wobei deren geometrische Abmessungen, insbesondere deren Höhe und Breite sowie Länge, unterschiedlich sein können.
[0015] Aus der DE 20 2006 016 616 U1 ist eine Schienenlagerung für eine Schiene eines Bahngleises bekannt, wobei zwischen dem Schienenfuß und dem Unterbau Dämpfungselemente durchgehend angeordnet sind. Die Dämpfungselemente weisen mindestens eine vorgespannte elastische Schicht auf. Insbesondere besteht das Dämpfungselement aus einer Sohlplatte, einem Elastomer und an der Sohlplatte befestigten Zugankern. In einer Ausführungsvariante hierzu ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement aus einer Kernschicht aus einer relativ homogenen Elastomermischung besteht, wobei auf der Deckseite des Dämpfungselementes und in gleicher Weise an der Unterseite kleine rechteckförmige Platten aus Metall oder einem harten Kunststoff angeordnet sind.
[0016] Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der kostengünstigeren Herstellung eines Dämpfungselementes für den Gleisbau mit verbesserten Dämpfungseigenschaften.
[0017] Diese Aufgabe der Erfindung wird durch das eingangs genannte Dämpfungselement gelöst, bei dem die Weichkomponete elastische Eigenschaften aufweist und aus zumindest einem Elastomer gebildet ist, und die Weichkomponente form- und/oder Stoff- oder kraftschlüssig mit der Hartkomponente verbunden ist.
[0018] Durch diesen Einsatz einer Hartkomponente kann teures Elastomervolumen eingespart werden, sodass der Materialeinsatz minimiert wird, insbesondere auch wenn die Hartkomponente sehr dünn ausgeführt wird, wobei das erfindungsgemäße Dämpfungselement ein ähnliches Steifigkeitsverhalten wie bei derzeit üblichen Produkten aufweisen kann. Es ist dabei möglich, durch entsprechende Auswahl des Elastomers für die beiden Randteile bzw. zumindest einen Bereich der beiden Randteile, sowie durch entsprechende Wahl der Streifen breite bzw. Streifendicke für die Weichkomponente, die Federsteifigkeit sowie die Kippstabilität der darauf lagernden Schiene entsprechend einzustellen. Durch diese Positionierung der Weichkomponente wird auch eine verbesserte Verdrehstabilität erreicht. Für eine hohe Lebensdauer des Dämpfungselementes ist es von Vorteil, wenn die Weichkomponente form- und/oder stoffschlüssig mit der Hartkomponente verbunden ist. Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch auch ein Kraftschluss möglich.
[0019] Zur Optimierung des Schwingungsverhaltens, insbesondere zur Einstellung einer bestimmten Federkennlinie, ist es möglich, dass die Hartkomponente durch einen Hartkunststoff, ein Hartelastomer oder ein Metall bzw. eine Metalllegierung gebildet ist. Durch die Verwendung 2/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 eines Hartelastomers, z.B. mit höherer Dämpfung, als „Füllmaterial" zwischen der Weichkomponente bzw. durch die Verwendung eines Hartkunststoffes kann einerseits eine Kostenoptimierung erreicht werden, im Vergleich zu Stahleinlagen, wobei gleichzeitig die gewünschten Eigenschaften des Dämpfungselementes, also z.B. eine hohe Dämpfung bei gleichzeitig hohem elastischen Rückstellvermögen, gezielt an den jeweiligen Verwendungszweck des Dämpfungselementes, also beispielsweise auf die Verwendung in Überlandstreckung bzw. die Verwendung in festen Fahrbahnen, angepasst werden können.
[0020] Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass unter Hartkunststoff ein Kunststoff mit einer Härte von zumindest 40 ShD bis 200 Kugeleindruckhärte nach DIN 53456 und unter einem Hartelastomer ein Elastomer mit einer Härte von zumindest 80 ShA bis 50 ShD verstanden wird.
[0021] Es besteht weiters die Möglichkeit, dass die Hartkomponente mit Fasern und/oder einem Füllstoff, z.B. Kreide, Kaolin, etc., verstärkt ist, wodurch die Belastbarkeit, insbesondere bei Hartkomponenten aus Hartkunststoff oder einem Hartelastomer, verbessert werden kann. Darüber hinaus ist durch die Auswahl bestimmter Mengenanteile an Verstärkungsmaterial in der Hartkomponente auch eine Beeinflussung des Schwingungsverhaltens möglich. Diese Anteile des Verstärkungsmaterials können ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 10 Gew.-% und einer oberen Grenze von 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aus Hartkomponente und Verstärkungsmaterial. Es ist aber auch möglich diesen Anteil aus einem Bereich auszuwählen, mit einer Grenze von 20 Gew.-% und einer oberen Grenze von 40 Gew.-%.
[0022] Das Elastomer der Weichkomponente kann ein geschäumtes Elastomer sein, um damit wiederum eine weitere Kostenreduktion durch Reduzierung des Elastomeranteils zu erzielen.
[0023] Die Weichkomponente kann an der Hartkomponente streifenförmig, noppenförmig oder wellenförmig angeordnet sein, wobei auch Kombinationen dieser Formen, beispielsweise eine Kombination aus Streifen- und Noppenform oder eine Kombination aus Noppen- und Wellenform oder eine Kombination aus Streifen- und Wellenform, möglich sind. Es ist damit unter Ausnutzung der hohen Drucksteifigkeit der Hartkomponente neben der entsprechenden Wahl des Elastomertyps und die Wahl der Streifenbreite bzw. der Dicke dieser Streifen bzw. Noppen bzw. Wellen - in vertikaler Richtung betrachtet - möglich, unterschiedlichste Federsteifigkeiten zu realisieren, welche im oberen Kraftbereich progressiv bzw. hochprogressiv verlaufen können. Die Streifenbreite kann dabei aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 4 mm und einer oberen Grenze von 150 mm, insbesondere einen Bereich mit einer unteren Grenze von 5 mm und einer oberen Grenze von 125 mm bzw. einen Bereich mit einer unteren Grenze von 10 mm und einer oberen Grenze von 75 mm, ausgewählt sein. Die Dicke der Streifen kann ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 20 % und einer oberen Grenze von 100%, insbesondere einem Bereich mit einer unteren Grenze von 30 % und einer oberen Grenze von 70 % bzw. einem Bereich mit einer unteren Grenze von 40 % und einer oberen Grenze von 60 %, der Gesamtdicke der Schienenzwischenlage. Insbesondere kann diese Gesamtdicke der Schienenzwischenlage im Bereich zwischen 3 mm und 50 mm liegen.
[0024] Die Oberflächenstrukturierung, insbesondere die Streifenform, bringt den Vorteil, dass damit, beispielsweise durch die Wahl der Streifenbreite bzw. der Streifendicke, eine Einstellmöglichkeit im Hinblick auf die Federsteifigkeit sowie die Kippstabilität der Schiene möglich ist. Durch die Positionierung der Streifen kann in den Randteilen des Dämpfungselementes, insbesondere der Schienenzwischenlage, ebenso wie bei Noppen in diesem Bereich, zudem eine verbesserte Verdrehstabilität erreicht werden. Weiters kann durch eine einfache Streifenform einer lokalen Überbeanspruchung vorgebeugt bzw. diese reduziert werden, die üblicherweise bei dicken Sprüngen, wie z.B. Rillen oder Noppen, auftreten. Es ist damit eine Erhöhung der Lebensdauer der Schienenzwischenlage möglich.
[0025] Es ist weiters möglich, dass die Noppen über die Oberfläche des Mittelteils ungleichmäßig verteilt angeordnet sind. Beispielsweise kann die Noppendichte in den Randbereichen größer sein als im Mittelbereich, um damit eine höhere Kippstabilität der Schiene zu erreichen. Durch die noppenförmige Ausbildung ist, insbesondere bei beidseitiger Anbringung von Nop- 3/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 pen, eine starke Senkung der Steifigkeit des Dämpfungselementes möglich, wodurch auf die Anforderungen von festen Fahrbahnsystemen speziell Rücksicht genommen werden kann. Durch die noppenförmige Ausbildung der Weichkomponente sowie die unterschiedliche Verteilung der Noppen und die höhere Noppendichte in den stärker beanspruchten Bereichen kann ebenfalls eine Reduzierung an Weichkomponente, insbesondere eine Reduzierung des Elastomeranteils an dem Dämpfungselement, erzielt werden.
[0026] Durch die Anordnung von Noppen mit unterschiedlicher Höhe ist wiederum eine Anpassung des Dämpfungselementes an den jeweiligen Belastungsfall möglich, wobei Noppen mit geringerer Höhe als Sicherheit für höhere Beanspruchungen des Dämpfungselementes zur Verfügung stehen können. Jedenfalls ist damit wiederum eine Reduzierung des Elastomeranteils möglich.
[0027] In einer Ausführungsvariante hierzu besteht die Möglichkeit, dass nicht nur Noppen unterschiedlicher Höhe verwendet werden, sondern dass diese Noppen auch eine unterschiedliche Steifigkeit bzw. ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten aufweisen. Beispielsweise können höhere Noppen eine geringere Steifigkeit und Noppen mit geringerer Höhe eine höhere Steifigkeit haben, sodass bei Zugüberfahrten vorerst die höheren Noppen wirken und erst bei höherer Beanspruchung durch die Komprimierung der höheren Noppen ein Eingriff mit den weniger hohen Noppen erfolgt und diese somit ebenfalls zur Gesamtdämpfung des Schwingungsverhaltens beitragen.
[0028] Zur weiteren Materialeinsparung besteht die Möglichkeit, dass in der Hartkomponente Ausnehmungen angeordnet sind, da diese Hartkomponente an und für sich eine hohe Drucksteifigkeit aufweisen kann. Darüber hinaus können diese Ausnehmungen auch als „Drainagen" für in den Bereich des Dämpfungselementes eintretendes Wasser verwendet werden.
[0029] In einer besonderen Ausführungsvariante hierzu sind diese Ausnehmungen kanalartig ausgebildet. Insbesondere können diese Ausnehmungen bzw. Kanäle auch abgeschlossen sein, als Kammern bilden, sodass innerhalb der Hartkomponente Fluidpolster, z.B. Luftpolster, vorhanden sind, mit denen das Schwingungsverhalten des Dämpfungselementes beeinflusst werden kann.
[0030] Zur Verbesserung des Formschlusses ist es von Vorteil, wenn die Weichkomponente zumindest einen Teil zumindest einer Stirnfläche der Hartkomponente umgreifend angeordnet ist. Es kann damit auch erreicht werden, dass die Hartkomponente in Art einer Armierung für die Weichkomponente wirkt, sodass die Weichkomponente ein steiferes Verhalten aufweist und damit kostengünstigere Werkstoffe, insbesondere Elastomere, für die Weichkomponente eingesetzt werden können.
[0031] Die projizierte Oberfläche der funktionellen Weichkomponente in Draufsicht kann max. 75 % einer Querschnittsfläche des Grundkörpers in gleicher Betrachtungsrichtung betragen. Durch diese Reduzierung der Anlagefläche an den Schienenfuß wird ein leichteres Schienenziehen ermöglicht. Das Schienenziehen ist insbesondere dann erforderlich, wenn Schienen unter Normaltemperatur verlegt werden, da in diesem Fall die Schiene vorgespannt wird. Diese Vorspannung kann dabei eine Längenänderung von 10 cm bis 20 cm bedingen. Durch die Verringerung der haftenden Oberfläche wird einem Ausreißen der Schienezwischenlage bei diesem Schienenziehen vorgebeugt, insbesondere kann durch die Weichkomponen-ten/Hartkomponenten-Zusammensetzung die Reibung der Schienenzwischenlage an der Schiene einstellbar ausgebildet werden.
[0032] Mit dem Begriff „funktioneller Weichkomponente" soll zum Ausdruck gebracht werden, dass es möglich ist das gesamte Dämpfungselement „einzuhausen", also beispielsweise mit einer dünnen Gummischicht zu überziehen, z.B. um eine bessere Abdichtung zu erreichen, sodass also von außen nur diese Gummischicht zu sehen ist. Der Flächenanteil bezieht sich aber auf die Weichkomponente, sodass gegebenenfalls ein Schnitt parallel zu Einbauebene durch das Dämpfungselement an der Stelle zu betrachten ist, an der diese Weichkomponente angeordnet ist. 4/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 [0033] Prinzipiell ist es möglich in oder an der Oberfläche der Weichkomponente eine Armierung aus voranstehend genannten Gründen anzuordnen. Diese Armierung ist dabei vorzugsweise aus dem Material der Hartkomponente hergestellt, wodurch eine Reduzierung der Anzahl unterschiedlicher Werkstoffe erreicht werden kann.
[0034] Es ist auch möglich, dass die Weichkomponente mehrschichtig ausgebildet ist, beispielsweise aus Schichten verschiedener Elastomere mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten. Wiederum kann damit durch Optimierung des Dämpfungsverhaltens eine Reduzierung des Materialeinsatzes an Weichkomponente erzielt werden. Es ist damit auch eine Reduzierung der Bauhöhe der Schienenzwischenlage erzielbar.
[0035] Die Hartkomponente kann partiell mit Erhöhungen ausgebildet sein, wodurch eine Verbesserung des Überlastschutzes des Dämpfungselementes erreicht wird.
[0036] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
[0037] Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung: [0038] Fig. 1 einen Gleisaufbau in Schrägansicht; [0039] Fig. 2 eine erste Ausführungsvariante eines Dämpfungselementes in Stirnansicht geschnitten; [0040] Fig. 3 [0041] Fig. 4 [0042] Fig. 5 [0043] Fig. 6 [0044] Fig. 7 [0045] Fig. 8 [0046] Fig. 9 [0047] Fig. 10 [0048] Fig. 11 [0049] Fig. 12 [0050] Fig. 13 [0051] Fig. 14 [0052] Fig. 15 [0053] Fig. 16 [0054] Fig. 17 [0055] Fig. 18 [0056] Fig. 19 [0057] Fig. 20 [0058] Fig. 21 [0059] Fig. 22 [0060] Fig. 23 [0061] Fig. 24 das Dämpfungselement nach Fig. 2 in Draufsicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Schrägansicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Schrägansicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Schrägansicht mit teilweise nicht dargestellter Weichkomponente; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Schrägansicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Schrägansicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Schrägansicht mit teilweise nicht dargestellter Weichkomponente; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; das Dämpfungselement nach Fig. 12 in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; das Dämpfungselement nach Fig. 14 in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; das Dämpfungselement nach Fig. 16 in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; das Dämpfungselement nach Fig. 20 in Schrägansicht; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; das Dämpfungselement nach Fig. 22 in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Draufsicht; 5/31
österreichisches Patentamt [0062] Fig. 25 [0063] Fig. 26 [0064] Fig. 27 [0065] Fig. 28 [0066] Fig. 29 [0067] Fig. 30 [0068] Fig. 31 [0069] Fig. 32 [0070] Fig. 33 [0071] Fig. 34 [0072] Fig. 35 AT506 434B1 2010-10-15 das Dämpfungselement nach Fig. 24 in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante der Weichkomponente in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante der Weichkomponente in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante der Weichkomponente in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Stirnansicht geschnitten; eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes in Stirnansicht geschnitten; die graphische Darstellung eines Vergleiches gemessener Federkennlinien unterschiedlicher Schienenzwischenlagen; verschiedene Noppengeometrien in Seitenansicht; die Ausbildung des Dämpfungselementes als Unterlagsplatte einer festen Fahrbahn.
[0073] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
[0074] Fig. 1 zeigt schematisch einen Gleisaufbau mit einem Dämpfungselement 1.
[0075] Das Dämpfungselement 1 befindet sich dabei zwischen einer Schiene 2 und einer Schwelle 3. Die Schiene 2 ist an der Schwelle 3 mit dem Stand der Technik entsprechenden Befestigungsmittel 4 befestigt.
[0076] Unter den Schwellen 3 befindet sich zumeist Schotter 5, wodurch der Oberbaukörper elastisch auf die Zugüberfahrten reagieren soll.
[0077] Grundsätzlich lassen sich Fahrbahnen mit Schwellensockeln und Fahrbahnen unterscheiden, bei denen die Schienen direkt auf der Fahrbahn montiert werden (feste Fahrbahn). Bei einigen Varianten werden die Schienen teilweise in die Fahrbahn eingegossen oder eingeklemmt. Die nötige Elastizität wird dabei in der Regel durch elastische Materialien erreicht, die zwischen dem Oberbau und Unterbau montiert werden. Speziell bei festen Fahrbahnsystemen werden elastische Elemente als Unterlagsplatten unter dem eigentlichen Schienenbefestigungssystem eingesetzt.
[0078] Die Abmessungen der Schienenzwischenlage, insbesondere Länge und Breite, ergeben sich zumeist aus der Kontaktfläche von Schiene 2 und Schwelle 3. Im Rahmen der Erfindung sind aber auch andere geeignete Formen bzw. Größen der Schienenzwischenlage bzw. des Dämpfungselementes 1 möglich. So kann diese bzw. dieses beispielsweise größer oder kleiner sein als der Schienenfuß.
[0079] Das Dämpfungselement 1 kann auch in Form von längeren bzw. größeren Platten oder Streifen eingebaut werden, besonders auf Trassen mit einer festen Fahrbahn. Das derart größer ausgebildete Dämpfungselement 1 kann sich dabei über die gesamte Breite derartiger fester Fahrbahnen erstrecken bzw. nur über einen Teilbereich der Breite. Bevorzugt ist es aber in seiner Länge der Länge der Fahrbahn angepasst, insbesondere zumindest annähernd gleich lang, wobei mehrere Dämpfungselemente 1 nacheinander angeordnet sein können oder größere Stücke endlos als Rollware verwendet werden können.
[0080] Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 6/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 als Schienenzwischenlage in Stirnansicht geschnitten bzw. in Draufsicht. Der Grundkörper der Schienenzwischenlage umfasst eine Hartkomponente 6, die einen Mittelteil 7 bildet, sowie eine Weichkomponente 8, die in Randteilen 9, 10 angeordnet ist. In der Hartkomponente 6 ist zumindest eine Ausnehmung 11 in Form einer kanalartigen Vertiefung angeordnet.
[0081] Unter Randteil in Sinne der Erfindung wird jener Bereich der Schienenzwischenlage bzw. des Dämpfungselementes 1 verstanden, der sich von der jeweils äußersten Weichkomponente 8 bis zu einem Übergang dieser zur Hartkomponente 6 erstreckt. Diese Ausdehnung ist dabei entweder in vertikaler oder in horizontaler Richtung - je nach Ausführungsvariante der Erfindung - zu betrachten.
[0082] Die Ausnehmungen 11 können wie gezeigt regelmäßig angeordnet sein, sie können sich aber auch zu Gruppen zusammengefasst unregelmäßig oder auf eine sonstige geeignete Art und Weise an der Schienenzwischenlage bzw. dem Dämpfungselement 1 angeordnet sein. Die Ausnehmungen 11 können verschiedenste Querschnitte aufweisen, z.B. länglich, halbkreisförmig, elliptisch, rund, polygonal, etc. ausgebildet sein. Es ist damit möglich Niederschlagswasser abzuleiten. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen 11, bezogen auf die Gesamtausdehnung der Schienenzwischenlage bzw. des Dämpfungselementes 1, in der Mitte höher gelegen sind und in Einbaulage zu den Rändern der Schienenzwischenlage bzw. des Dämpfungselementes 1 abfallen, um einen verbesserten Ablauf zu ermöglichen. Diese Ausnehmungien) 11 können aber auch dazu verwendet werden, um die Biegesteifigkeit des Dämpfungselementes 1 herabzusetzen. Diese Ausnehmungen 11 können an der Oberseite und/oder der Unterseite des Dämpfungselementes 1 angeordnet sein, z.B. alternierend wie in Fig. 3 dargestellt.
[0083] Um einem allfälligen Formverlust bei Druckbelastung vorzubeugen, kann fakultativ insbesondere die in Einbaulage unten gelegene Oberfläche mit einer zusätzlichen Armierung versehen sein, die beispielsweise flächig oder stabförmig oder gitterartig ausgebildet sein kann.
[0084] In der hier gezeigten versetzten Anordnung der Ausnehmungen 11 liegt auch eine verbesserte Biegefähigkeit des Dämpfungselementes 1. Je nach der Breite der Schwellen 3 (Fig. 1) bzw. des Fußes der Schiene 2 (Fig.1) können die Breite sowie die Anordnung der Ausnehmungen 11 variieren bzw. den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden, d.h. für eine größere Biegeelastizität der Schienenzwischenlage - sofern diese nicht ohnehin aufgrund des bzw. der verwendeten Werkstoffe gegeben ist - ist es möglich, diese Ausnehmungen 11 breiter - im Verlauf der Schienen 2 betrachtet - auszuführen und umgekehrt.
[0085] Die Weichkomponente 8 ist bei dieser Ausführungsvariante sowohl an der der Schiene 2 (Fig. 1) zugewandten Oberseite als auch auf der Unterseite des Dämpfungselementes 1 angeordnet. Insbesondere im Bereich der Unterseite steht diese Weichkomponente 8 über die Oberfläche der Hartkomponente 6 vor, sodass das Dämpfungselement 1 nicht vollflächig auf der Schwelle 3 (Fig. 1) aufliegt. Es besteht im Rahmen der Erfindung aber auch die Möglichkeit, dass diese Ausführung umgekehrt ist, d. h. also, dass die Weichkomponente 8 im Bereich der Oberseite des Dämpfungselementes 1 über die Oberfläche der Hartkomponente 6 vorragt und im Bereich der Unterseite bündig mit der Oberfläche der Hartkomponente 6 abschließt, womit eine ebenflächige Auflage des Dämpfungselementes 1 auf dem Schwelle 3 ermöglicht wird. In diesem Falle liegt also der Schienenfuß der Schiene 2 nur bereichsweise auf dem Dämpfungselement 1, d.h. auf der Weichkomponente 8 auf. Weiters ist eine Variante möglich, bei der die Weichkomponente 8 an beiden Seiten über die Oberfläche der Hartkomponente 6 vorragt.
[0086] Bei dieser Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 erstreckt sich die Hartkomponente 6 bis in die Randteile 9, 10 und ist somit in diesen Randteilen 9, 10 zwischen der Weichkomponente 8 angeordnet. Damit wirkt die Hartkomponente 6 in gewisser Weise als Armierung für die Weichkomponente 8. Die Randteile 9, 10 sind also dreischichtig ausgebildet.
[0087] Des Weiteren besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass zur Unterstützung des Schienenfußes an der Hartkomponente 6 im Mittelteil 7 ebenfalls zumindest bereichsweise eine Weichkomponente 8 angeordnet ist. 7/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 [0088] Generell wird im Rahmen der Erfindung die Weichkomponente 8 insbesondere an jenen Stellen angeordnet, in denen sie die auftretenden Druck-, Zug- und Torsionsbelastungen aufnehmen kann.
[0089] Als Werkstoff für die Weichkomponente 8 können ein oder mehrere, gegebenenfalls geschäumte, Polymere bzw. Elastomere eingesetzt werden, wie z.B. Naturkautschuk (NR), Butyl-Kautschuk (IIR) und/oder Isobutylen-Isopren-Kautschuk (XIIR), Styrolbutadienkautschuk (SBR), Ethylen-Propylen-Dienkautschuk (EPDM), Nitrilkautschuk (NBR), Chlor-Sulfat-Polyethylen (CSM), Chloropolyethylen (CM), Chloropren-Kautschuk (CR), Isoprenkautschuk, Polybutadien (BR), Polyurethan (PU), thermoplastische Elastomere, insbesondere thermoplastische Vulkanisate (TPV), beispielsweise EPDM/PP, thermoplastische Polyurethane (TPU), thermoplastische Elastomere auf Styrolbasis, beispielsweise thermoplastische Styrol-Triblock-Copolymere (SBS, SIS, SIBS), thermoplastischer Naturkautschuk (NR-TP), Ethylen-Vinylacetat/Polyvinylidenchlorid (EVA/PVDC)-Verschnitte, Nitril-Butadien-Kautschuk/Polypropy-len (NBR/PP)-Verschnitte, Polyetherester, Polyetheramide, thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis (TPO), thermoplastischer Nitrilkautschuk (TP-NBR), thermoplastischer Fluorkautschuk (TP-FKM), thermoplastischer Silikonkautschuk (TP-Q), Copolymere Polyetherester (CPO, CPA), Polyether-Blockamide (PEBA), Verschnitte aus vernetztem Ethen-Propen-Kautschuk (EPM) bzw. Ethen-Propen-Dien-Kautschuk (EPDM) mit Polyolefinen (TPO), Verschnitte aus unvernetzten EPM bzw. EPDM in Polyolefinen, oder Mischungen bzw. Blends daraus.
[0090] Die Hartkomponente 8 kann aus einem Metall bzw. einer Metalllegierung, z.B. einem Stahl, insbesondere einer Edelstahlschicht, oder einem Polymer, insbesondere einen Hartkunststoff und/oder Hartelastomer, wie z.B. Polyamid (PA), Polyethylen (PE), insbesondere ultrahochmolekulares Polyethylen (UMWHPE), Polypropylen (PP), Polyethersulfon (PES), Polyetheretherketon (PEEK), Ethylenvinylacetat (EVA), gebildet sein. Die Hartkomponente 6 weist eine größere Härte als die Weichkomponente 8 auf. Gegebenenfalls kann die Hartkomponente 6 faserverstärkt sein, bspw. mit Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Metallfasern, bzw. mit Füllstoffen, wie z.B. Kreide oder Kaolin verstärkt sein. Es ist auch möglich, Hartgummiarten als Hartkomponente 6 einzusetzen.
[0091] Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 bzw. einer Schienen-zwischenlage bei der die Hartkomponente 6 - im Querschnitt betrachtet - zur Gänze von der Weichkomponente 8 umgeben ist, also in diese eingebettet ist und somit als Armierung für die Weichkomponente 8 dient, um deren Schwingungsverhalten, d.h. das federelastische Verhalten, einstellen zu können.
[0092] Es besteht dabei die Möglichkeit, dass die Hartkomponente 6 in den Stirnflächen des Dämpfungselementes 1 sichtbar ist, sodass also bspw. das Dämpfungselement 1 in Form eines „Endlosextrudats" hergestellt werden kann. Andererseits besteht selbstverständlich die Möglichkeit, dass die Hartkomponente 6 zur Gänze von der Weichkomponente 8 eingeschlossen ist.
[0093] Die Abfolge Randteil 9, Mittelteil 7, Randteil 10 ist bei dieser Ausführungsvariante -bezogen auf die Einbaulage des Dämpfungselementes 1 - im Gegensatz zur horizontalen Abfolge der Ausführungsvariante nach den Fig. 2 und 3 - vertikal zu sehen.
[0094] Auch bei der Ausführung nach Fig. 5 ist die Hartkomponente 6 in die Weichkomponente 8 eingebettet, wobei hier die Abfolge Randteil 9, Mittelteil 7, Randteil 10 des Dämpfungselementes 1 horizontal zu sehen ist. Die Hartkomponente 6 ist dabei an der Oberseite des Dämpfungselementes 1 bzw. der Schienenzwischenlage sichtbar angeordnet, d.h. nicht von der Weichkomponente 8 überdeckt.
[0095] Mit der Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 bzw. der Schienenzwischenlage nach Fig. 6 soll verdeutlicht werden, nachdem diese Ausführungsvariante im Wesentlichen jener nach Fig. 4 entspricht, dass in Abhängigkeit vom gewünschten Einfederungsverhalten des Dämpfungselementes 1 die Dicke der Hartkomponente 6 bzw. der Weichkomponente 8 in vertikaler Richtung im Rahmen der Erfindung variieren kann. Zudem wird damit gezeigt, dass 8/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 auch die Randausführung selbst des Dämpfungselementes 1 durchaus unterschiedlich sein kann, also bspw. mit gerundeten Ecken und Kante entsprechend der Ausführung nach Fig. 6 bzw. eckig entsprechend der Ausführung nach Fig. 4.
[0096] Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 bzw. der Schienen-zwischenlage, bei der die beiden Randteile 9, 10 wiederum aus der Weichkomponente 8 und der Mittelteil 7 aus der Hartkomponente 6 bestehen. Im Wesentlichen ist der Anteil der Weichkomponente 8 an dem Dämpfungselement 1 dabei zumindest annähernd 2/3, jener der Hartkomponente 6 zumindest annähernd 1/3. Die Hartkomponente 6 weist zudem wiederum Ausnehmungen 11 in Form von Bohrungen mit kreisrundem Querschnitt auf. Selbstverständlich können diese Ausnehmungen 11 auch einen anderen Querschnitt aufweisen, bspw. elliptisch, viereckig, rechteckig oder polygonal.
[0097] Die Weichkomponente 8 ist bei dieser Ausführungsvariante in den Randteilen 9, 10 sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Dämpfungselementes 1 über die Hartkomponente 6, d.h. den Mittelteil 7, vorragend ausgebildet. Dabei wird einerseits an der Oberseite in den Randteilen 9, 10 eine ebene Aufstandsfläche für den Schienefuß der Schiene 1 (Fig. 1) zur Verfügung gestellt, andererseits umgreift die Weichkomponente 8 einen Teil von Stirnflächen 12 der Hartkomponente 6 und weist diese Weichkomponente 8 zusätzlich nach unten auf die Schwelle 3 (Fig. 1) weisende Vorsprünge 13 auf, wobei durch diese Vorsprünge 13 eine bessere Lagefixierung des Dämpfungselementes 1 auf der Schwelle 3 erreicht werden kann, indem nämlich diese Vorsprünge 13 an seitlichen Stirnflächen der Schwelle 3 positioniert werden können, also das Dämpfungselement 1 die Schwelle 3 teilweise umgreift.
[0098] Wie weiters aus Fig. 7 ersichtlich ist, weist die Weichkomponente 8 im Übergangsbereich zur Hartkomponente 6 eine Abstufung 14 auf. Durch diese Abstufung 14 wird eine Möglichkeit geschaffen, dass die Hartkomponente 6, die bei dieser Ausführungsvariante relativ dünn ausgeführt ist, in diesem Übergangsbereich von der Weichkomponente 8 zumindest annähernd vollflächig bzw. bereichsweise ummantelt ist, wodurch eine bessere Haftung bzw. ein besserer Zusammenhalt der beiden Komponenten des Dämpfungselementes 1 erreicht wird. Mit anderen Worten heißt dies, dass die Hartkomponente 6 zumindest in diesem Übergangsbereich in die Weichkomponente 8 hineinragt. Zur Erzielung einer besseren Verankerung besteht die Möglichkeit, dass die Hartkomponente 6 in diesem Übergangsbereich mit Ausnehmungen 11 versehen ist, sodass also die Weichkomponente 8 durch diese Ausnehmungen 11 hindurchtreten kann.
[0099] Die Hartkomponente 6 erstreckt sich bei dieser Ausführungsvariante nur bis in den Übergangsbereich, allerdings besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass sich die Hartkomponente 6 zumindest annähernd in den Bereich von Stirnflächen 15 der Weichkomponente 8 erstreckt.
[00100] Fig. 8 zeigt ein Dämpfungselement 1 bzw. eine Schienenzwischenlage in Schrägansicht von unten. Im Gegensatz zur vorhergehenden Ausführungsvariante nach Fig. 7 sind die Vorsprünge 13 hier nicht an der Weichkomponente 8 ausgebildet, sondern an der Hartkomponente 6. Diese Vorsprünge 13 dienen selben Zweck, nämlich dem bereichsweise umgreifen der Schwelle 3. Zur besseren Wasserableitung können diese Vorsprünge 13, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist, mit Ausnehmungen, z.B. Schlitzen 16, versehen sein.
[00101] Es ist bei dieser Darstellung ein Teil der Weichkomponente 6 im Randteile 9 nicht dargestellt, um damit den Randbereich der Hartkomponente 6 sichtbar zu machen. Dieser Randbereich, der im Übergangsbereich zur Weichkomponente 8 ausgebildet ist, weist zumindest annähernd halbkreisförmige Vorsprünge 17 auf, die wiederum mit Ausnehmungen 11 versehen sind, wodurch der Formschluss zwischen Hartkomponente 6 und Weichkomponente 8 verbessert werden kann, wie dies voranstehend beschrieben wurde.
[00102] Fig. 9 zeigt eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 bzw. der Schienenzwischenlage, welche jener nach Fig. 8 ähnlich ist. Der Unterschied besteht darin, dass es bei dieser Ausführungsvariante keinen Übergangsbereich zwischen der Weichkomponente 8 und 9/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 der Hartkomponente 6 im Sinne der Ausführung nach Fig. 8 gibt und dass die Flächenausdehnungen der Hartkomponente 6 und der Weichkomponente 8 deutlich unterschiedlich zu jener nach Fig. 8 ist. Insbesondere ist bei dieser Ausführungsvariante der Flächenanteil der Hartkomponente 6 bedeutend größer als der Flächenanteil der Weichkomponente 8. Dieser Flächenanteil kann im Bereich zwischen 20 % und 75 %, insbesondere zwischen 30 % und 60 %, der Gesamtfläche der Schienenzwischenlage 1 betragen.
[00103] Die Anbindung der Hartkomponente 6 an die Weichkomponente 8 erfolgt auch bei dieser Ausführungsvariante über die Vorsprünge 17 an der Hartkomponente 6, allerdings sind diese Vorsprünge 17 bei dieser Ausführungsvariante nicht mit durchgängigen Bohrungen versehen. Um dabei wiederum eine gute Verbindung bzw. Verzahnung zwischen den beiden Komponenten des Dämpfungselementes 1 zu erreichen, ist die Anzahl der Vorsprünge 17 größer, wodurch eine größere Oberfläche zur Verfügung steht. Der Querschnitt dieser Vorsprünge - in Draufsicht betrachtet - kann dabei unterschiedlich gestaltet sein, z.B. rund, sinusförmig, eckig, dreieckig, etc.
[00104] Obwohl nicht dargestellt, besteht auch bei dieser Variante des Dämpfungselementes 1 die Möglichkeit, dass die Weichkomponente 8 in Richtung auf die Schiene 2 (Fig. 1) über die Hartkomponente 6 vorspringend ausgebildet ist.
[00105] Auch die Ausführungsvariante nach Fig. 10 zeigt eine streifenförmige Ausbildung der Weichkomponente 8, wobei dieses Dämpfungselement 1 zusätzlich je einen durch die Hartkomponente 6 gebildeten Abschnitt in den beiden Randteile 9, 10, und zwar an den äußersten Randbereichen, aufweist. Die Hartkomponente 6 ist also bei dieser Ausführungsvariante nicht ausschließlich im Mittelteil 7 angeordnet, wie dies zum Beispiel bei der Ausführungsvariante nach Fig. 9 der Fall ist.
[00106] Eine dazu ähnliche Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 zeigt Fig. 11. Wiederum ist die Weichkomponente 8 - es ist bei dieser Darstellung in Fig. 11 lediglich eine der beiden Weichkomponenten 8 dargestellt - streifenförmig ausgebildet und sind die beiden Randteile 9, 10 aus einer Kombination aus Weichkomponente 8 und Hartkomponente 6 gebildet. Bei dieser Ausführungsvariante bildet die Hartkomponente 6 ein durchgängiges Flächenelement, welches gegebenenfalls wiederum die Vorsprünge 13 zum teilweisen Umfassen der Schwelle 3 (Fig. 1) aufweisen kann. In diesem Flächenelement sind ebenfalls die Ausnehmungen 11 angeordnet, wobei diese hier einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, nämlich einen lang gestreckten, zumindest annähernd elliptischen im Mittelteil 7 und einen kreisrunden in den beiden Randteilen 9, 10. Die Weichkomponente 8 durchdringt dabei die Ausnehmungen 11 in den beiden Randteilen 9, 10 zur Herstellung eines einer größeren Verbundfestigkeit zwischen den beiden Komponenten.
[00107] Die Fig. 12 und 13 zeigen eine dazu ähnliche Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 in Draufsicht bzw. in Stirnansicht geschnitten. Wiederum bildet die Weichkomponente 8 jeweils einen Streifen in den Randteilen 9, 10 und ragt an der Unterseite des Dämpfungselementes 1 über die Hartkomponente 6 vor. Es besteht dabei die Möglichkeit, dass die Weichkomponente 8 an die Hartkomponente 6 angespritzt ist bzw. dass diese beiden Komponenten über Klebeschichten miteinander verbunden sind, also die Hartkomponente 6 keine Vorsprünge 17 aufweist, wie dies aus den voranstehenden Ausführungen teilweise hervorgeht.
[00108] Ebenfalls eine Streifenform zeigt die Ausführung des Dämpfungselementes 1 nach den Fig. 14 und 15, wobei bei dieser Ausführungsvariante die Anzahl der durch die Weichkomponente 8 gebildeten Streifen größer als zwei ist. Im Wesentlichen weist diese Ausführungsvariante Streifen gleicher Breite auf, und zwar sowohl jene der Hartkomponente 6 als auch jene der Weichkomponente 8. Diese Streifen können mit einer der voranstehend beschriebenen Methoden miteinander verbunden sein. Die beiden äußersten Bereiche werden durch die Weichkomponente 8 gebildet und ist dazwischen eine Abfolge an Hartkomponente 6 und Weichkomponente 8 ausgebildet.
[00109] Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Breite dieser Streifen an Hartkomponente 6 10/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 und Weichkomponente 8 gleich groß ist sondern können diese auch mit variierender Breite ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Breite der Hartkomponente 6 generell kleiner sein, als jene Breite der Streifen der Weichkomponente 8 oder umgekehrt. Es ist auch nicht zwingend erforderlich, dass die Breite der Streifen über die Gesamtbreite des Dämpfungselementes 1 gleich bleibend groß ist, sondern kann diese Breite ebenfalls variieren, beispielsweise können die Streifen in den beiden Randteilen 9, 10 mit größerer Breite ausgeführt sein, und jene der Weichkomponente 8 im Mitteilteil 7 mit geringerer Breite.
[00110] Wie insbesondere aus Fig. 15 ersichtlich ist, ragt die Weichkomponente 8 an der Unterseite des Dämpfungselementes 1 über die Hartkomponente 6 vor. Darüber hinaus weist die Hartkomponente 6 an der Unterseite eine Abstufung auf, an der gegebenenfalls ebenfalls eine Weichkomponente 8 angeordnet sein kann, wobei diese Weichkomponente 8 an der Unterseite der Hartkomponente 6 eine unterschiedliche Härte aufweisen kann, als jene Weichkomponente 8, die sich über die gesamte Höhe des Dämpfungselementes 1 erstreckt. Es wird damit erreicht, dass, wenn das Dämpfungselement 1, welches im unbelasteten Fall nur auf der sich über die gesamte Höhe erstreckenden Weichkomponente 8 aufliegt, komprimiert wird, diese zusätzliche Weichkomponente 8 in Eingriff mit der Schwelle gelangt und somit zum Dämpfungsverhalten des Dämpfungselementes 1 bzw. der Schienenzwischenlage beiträgt. Insbesondere kann diese zusätzliche weitere Weichkomponente 8 an der Unterseite der Hartkomponente 6 eine höhere Festigkeit als die sich über die gesamte Höhe erstreckende Weichkomponente 8 aufweisen.
[00111] Die Fig. 16 und 17 zeigen eine Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 bzw. der Schienenzwischenlage, bei der die Weichkomponente 8 noppenförmig mit Noppen 18 ausgebildet ist und durch entsprechende Ausnehmungen 11 in der Hartkomponente 6 hindurchragend in dem Dämpfungselement 1 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsvariante ist die Abfolge Randteil 9, Mittelteil 7, Randteil 10 wiederum in vertikaler Richtung zu betrachten, wobei der Randteil 9 zur Gänze von der Weichkomponente 8 gebildet wird, d. h. jener Randteil 9, der an der Unterseite des Dämpfungselementes 1 ausgebildet ist. Der weitere Randteil 10 an der Oberseite des Dämpfungselementes 1 besteht aus einer Kombination aus Weichkomponente 8 mit Hartkomponente 6, ebenso wie der Mitteilteil 7.
[00112] Die Noppen 18 sind bei dieser Ausführungsvariante gleichförmig mit gleicher Dichte und gleicher Höhe über die Oberflächen der Hartkomponente 6 verteilt an dem Dämpfungselement 1 angeordnet und sind auch in den beiden Längsseitenbereichen des Dämpfungselementes 1, wie dies insbesondere aus Fig. 16 ersichtlich ist.
[00113] Fig. 18 zeigt ein Dämpfungselement 1, bei dem die Weichkomponente 8 wellenförmig über die Oberfläche der Hartkomponente 6 verteilt ausgebildet ist. Selbstverständlich besteht bei dieser Variante auch die Möglichkeit, dass sich die Weichkomponente durch die Hartkomponente 6 hindurch erstreckt. Der „Sandwichaufbau" kann aber auch durch Weichkomponente 8, Hartkomponente 6, Weichkomponente 8 derart hergestellt werden, dass diese Komponenten miteinander verklebt werden oder die Weichkomponente 8 an dem Mittelteil 7, d. h. die Hartkomponente 6, angespritzt wird. Die Wellen der Weichkomponente 8 sind dabei derart an dem Dämpfungselement 1 so angeordnet, dass sie in Einbaulage des Dämpfungselementes 1 auf der Schwelle 3 (Fig. 1) quer zur Verlaufsrichtung der Schiene 2 verlaufen.
[00114] In Fig. 19 ist wiederum eine Ausbildung des Dämpfungselementes 1 dargestellt, bei der die Weichkomponente 8 diagonal verlaufend an der Hartkomponente 6 angeordnet ist.
[00115] Es sei in diesem Zusammenhang daraufhin gewiesen, dass insbesondere die Ausführungsvarianten nach Fig. 18 und 19 Schemadarstellungen sind und können selbstverständlich sämtliche Ausführungen zur Verbindung zwischen den Komponenten bzw. zur Durchdringung der Hartkomponente 6 durch die Weichkomponente 8 entsprechend den anderen Ausführungen des Dämpfungselementes 1 auch auf diese Ausführungsvarianten übertragen werden. Zudem sind die Wellenform sowie der Winkel der Ausrichtung der Weichkomponente 8 relativ zur Hartkomponente 6 variabel.
[00116] Die Fig. 20 und 21 zeigen ebenfalls ein Dämpfungselement 1, bei dem die Weichkom- 11 /31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 ponente 8 in Form der Noppen 18 ausgebildet ist. Wiederum sind diese Noppen 18 sowohl an der Unterseite als auch an der Oberseite des Dämpfungselementes 1 angeordnet, und zwar jeweils einander gegenüberliegend. Zudem sind in der Hartkomponente 6 zwei Ausnehmungen 11 ausgebildet, insbesondere zur Entwässerung.
[00117] Es soll mit dieser Ausführungsvariante verdeutlicht werden, dass die Dichte der Noppen 18 an der Oberfläche der Hartkomponente 6 durchaus variieren kann, wie dies insbesondere aus Fig. 20 ersichtlich ist, bei der in den vier Eckbereichen die Noppendichte deutlich höher ist als im Mittelbereich der Hartkomponenten 6. Generell kann die Noppendichte in den beiden Randteilen 9, 10 größer sein als im Mittelteil 7.
[00118] Obwohl die Noppen 18 mit gleichem Durchmesser dargestellt sind - in Draufsicht betrachtet - kann dieser Durchmesser variierend ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Durchmesser der Noppen 18 im Mittelbereich kleiner sein, in dem die mechanische Belastung durch die Schiene 2 geringer ist, und in den Eckbereichen der Hartkomponente 6 größer sein. Es wird damit eine höhere Randsteifigkeit erreicht. Es sind auch andere Verteilungen der Noppen 18 über die Oberflächen der Hartkomponente 6 möglich. Ebenso können die Noppen an der Unterseite der Hartkomponente - in Einbaulage des Dämpfungselementes 1 betrachtet - mit im Vergleich zu den Noppen 18 an der Oberseite geringerer Höhe ausgeführt sein.
[00119] Der Querschnitt der Noppen 18 kann z.B. rund, elliptisch, rechteckig, quadratisch, bzw. generell polygonal gewählt werden.
[00120] Die Fig. 22 und 23 zeigen ein Dämpfungselement 1 in Draufsicht bzw. Stirnansicht geschnitten, bei dem die Weichkomponente 8 in den beiden Randteilen 9, 10 zweischichtig ausgebildet ist, wie dies insbesondere aus Fig. 23 ersichtlich ist. Insbesondere werden Elastomere unterschiedlicher Härte für diese Weichkomponente 8 verwendet, um das Einfederungsverhalten des Dämpfungselementes 1 entsprechend anpassen zu können.
[00121] Die Hartkomponente 6 des Mittelteils 7 ist mit „Negativnoppen", welche an der Unterseite der Hartkomponente 6 ausgebildet sind, also mit Vertiefungen, ausgestattet, wobei, wie diese wiederum aus Fig. 23 ersichtlich ist, an der Unterseite des Mitteilteils 7 ebenfalls ein Zusatzwerkstoff, insbesondere eine weitere Hartkomponente, gegebenenfalls aus einem zur Hartkomponente 6 unterschiedlichen Werkstoff, angeordnet sein kann, die zumindest teilweise in diese „Negativnoppen" hineinragt und so mit der ersten Hartkomponente 6 des Mittelteils 7 verbunden ist.
[00122] Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass dieser zusätzliche Werkstoff durch eine weitere Weichkomponente mit unterschiedlicher Härte zu der Weichkomponente 8 in den beiden Randteilen 9, 10 ausgebildet ist.
[00123] Die Fig. 24 und 25 zeigen mehrere unterschiedliche Ausführungsvarianten des Dämpfungselementes 1, wobei die Weichkomponente 8 wiederum streifenförmig in den beiden Randteilen 9, 10 angeordnet ist. Die Hartkomponente 6 erstreckt sich dabei in die Weichkomponente 8, wodurch eine „Sandwichstruktur" in diesen beiden Randteilen 9, 10 zumindest bereichsweise ausgebildet ist, wie dies durch die strichlierte Linie in den beiden Randbereichen angedeutet ist. Die Hartkomponente 6 ist also wiederum als Flächenelement ausgebildet mit entsprechenden Ausnehmungen 11 sowohl im Mittelteil 7 als auch in den beiden Randteilen 9, 10, wobei durch letztere Ausnehmungen 11 die Weichkomponente 8 hindurchtretend angebracht ist. Diese Ausnehmungen 11 in den beiden Randteilen 9, 10 können beispielsweise elliptisch, quadratisch, rechteckig oder dergleichen sein. Die Ausnehmungen 11 im Mittelteil 7 sind insbesondere elliptisch, wobei zwischen zwei nebeneinander angeordneten Ausnehmungen wiederum Noppen 18 angeordnet sind, ebenso im Übergangsbereich zwischen der Hartkomponente 6 und der Weichkomponente 8. Diese Noppen 18 stehen dabei sowohl an der Oberseite als auch and der Unterseite vor, wie dies aus Fig. 25 ersichtlich ist und können beispielsweise aus dem Material der Hartkomponente 6 gebildet sein, um bei der entsprechender Komprimierung der Weichkomponente 8 zur Unterstützung der Schiene 2 beitragen zu können.
[00124] Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass diese Noppen 18 aus einer Weichkompo- 12/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 nente gebildet sind, bzw. dass Mischungen aus Hartkomponente 6 und Weichkomponente 8 verwendet werden.
[00125] Fig. 26 zeigt ein Dämpfungselement 1, bei dem die Hartkomponente 6 neben den kanalartigen Ausnehmungen 11, wie dies in Fig. 2 dargestellt wurde, auch abgeschlossene kanalartige Ausnehmungen 23 aufweist, die mit einem Fluid, insbesondere Luft, gefüllt sind, um die Biegesteifigkeit der Hartkomponente 6 beeinflussen zu können. Die Weichkomponente 8 bedeckt bei dieser Vertikalausbildung sowohl die Oberseite als auch die Unterseite der Hartkomponente 6 vollflächig.
[00126] Durch diese Fluidkanäle kann die Federsteifigkeit über den Schub eingestellt werden, gegebenenfalls zusätzlich zur Einstellung über Druckkräfte.
[00127] Die Fig. 27 bis 29 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen für mehrlagige bzw. mehrschichtige Weichkomponenten 8 mit Weichkomponententeilen 20, 21. So besteht zum Beispiel die Möglichkeit, dass, wie dies in Fig. 27 gezeigt ist, die Weichkomponente 8 kanalartige Ausnehmungen 19 aufweist, in denen zumindest bereichsweise oder von denen zumindest einzelne mit einem weiteren Werkstoff gefüllt sind, beispielsweise mit der Hartkomponente 6.
[00128] In den Fig. 28 und 29 ist eine annähernd zweilagige Ausbildung der Weichkomponente 8 dargestellt mit zackenförmigen oder zinnenförmigen Verlauf der Verbindungsfläche, um die Oberfläche zur Verbindung der beiden Weichkomponententeile 20, 21 zu verbessern.
[00129] Selbstverständlich sind diese Ausführungsvarianten nur eine Auswahl an möglichen denkbaren Ausführungsvarianten von mehrschichtigen Weichkomponenten 8, und ist die Erfindung nicht auf diese dargestellten Ausführungsvarianten beschränkt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass mehr als zwei Weichkomponententeile angeordnet bzw. ausgebildet sind.
[00130] Es ist damit das Einfederungsverhalten der Weichkomponente 8 entsprechend anpassbar.
[00131] Bei der Ausführungsvariante des Dämpfungselementes 1 nach Fig. 30 beschränkt sich die Weichkomponente 8 im Wesentlichen auf Stirnflächen 22 der Hartkomponente 6.
[00132] Nach der Ausführung des Dämpfungselementes 1 nach Fig. 31 kann sich diese Weichkomponente 8 auch über einen Teil in den Randteilen 9, 10 an der Unterseite des Dämpfungselementes 1 erstrecken, wobei, wie dies strichliert angedeutet ist, sich die Weichkomponente 8 auch bis an die Oberseite der Hartkomponente 6 erstrecken kann, gegebenenfalls mit entsprechenden Vorkehrungen zur besseren Einbindung der Weichkomponente 8 in die Hartkomponente 6, wie dies durch hakenförmige Elemente angedeutet ist.
[00133] In Fig. 32 ist ein Dämpfungselement 1 mit einer Ausbildung der Weichkomponente 8 als Noppen 18 gezeigt, die sowohl an der Oberseite als auch der Unterseite der Schienenzwi-schenlage 1 angeordnet sind. Es soll mit Fig. 32 verdeutlicht werden, dass die Noppen 18 eine unterschiedliche Höhe aufweisen können, um das Einfederungsverhalten zu beeinflussen bzw. um ein Überlastschutz zu gewährleisten. Es handelt sich wiederum um eine rein schematische Darstellung, die tatsächliche Ausgestaltung der Höhen richtet sich dabei nach den jeweiligen Erfordernissen des Gleisbettes bzw. der festen Fahrbahn und den mechanischen Beanspruchungen, die in dieses Dämpfungselement 1 eingeleitet werden. Beispielsweise können die Noppen 18 eine Höhe zwischen 1 mm und 20 mm aufweisen.
[00134] Fig. 33 zeigt eine grafische Darstellung der Federkennlinien unterschiedlicher Schie-nenzwischenlagen. Gemessen wurden die Federkennlinien gemäß DIN 45673-1. Die erfindungsgemäße Schienenzwischenlage ist dabei durch die Federkennlinie 24 dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine Schienenzwischenlage 1, bei der die Hartkomponente 6 durch ein Polyamid und die Weichkomponente 8 auf Basis einer NR-Mischung mit Ruß und anorganischen Füllstoffen gebildet ist in Form der Noppen 18, wobei diese Noppen 18 beidseitig der Hartkomponente 6 angeordnet sind.
[00135] Die anderen Federkennlinien gehören zu Schienenzwischenlagen 1 bei denen die Weichkomponente aus derselben NR-Mischung besteht. Es wurden verschiedene Geomet- 13/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 rien/Streifenbereiten hergestellt. Die oben äußerst links endende Federkennlinie sowie die Federkennlinie mit dem geringsten Knick gehören zu Schienenzwischenlagen nach dem Stand der Technik.
[00136] Diese grafische Darstellung zeigt sehr deutlich, dass die erfindungsgemäße Schienen-zwischenlage im Vergleich zu solchen aus dem Stand der Technik ausgewogenere Eigenschaften aufweist über einen sehr großen Bereich der Einfederung, insbesondere im Bereich zwischen 18 kN und 68 kN keinen sprunghaften Anstieg der Federkennlinie.
[00137] Die Schienenzwischenlagen nach der Erfindung können jedoch auch so ausgeführt sein, dass ab einer definierten Belastung die Steifigkeit sprunghaft ansteigt, beispielsweise ab 70 kN, um damit einen Überlastschutz zur Verfügung zu stellen.
[00138] In Fig. 34 sind Ausführungsvarianten für Geometrien der Noppen 18 der Weichkomponente 8, welche auf der Hartkomponente 6 angeordnet sind, dargestellt. Beispielsweise können die Noppen 18 mit rechteckiger bzw. quadratischem oder mit elliptischem Querschnitt - in Seitenansicht betrachtet - ausgeführt sein. Es sind auch Ausnehmungen 25 z.B. im Zentrum der Noppen 18 möglich. Diese Ausnehmungen 25 können sich dabei wie dargestellt bis in den Bereich einer Oberfläche 26 erstrecken bzw. besteht auch die Möglichkeit, dass diese Ausnehmungen 25 im Inneren der Noppen 18 angeordnet sind, also abgeschlossene Kammern bilden.
[00139] Weiters ist es möglich, dass die Noppen 18 auf einer Kontaktfläche 27 zur Schiene 2 (Fig. 1) und/oder zur Schwelle 3 (Fig. 1) bombiert ausgeführt sind, wie dies in Fig. 34 strichliert angedeutet ist. Es wird damit eine gleichmäßigere Flächenpressung erreicht. Der Radius der Bombierung kann dabei ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 mm und einer oberen Grenze von 50 mm.
[00140] Des Weiteren kann der Umfangsbereich der Noppen 18 konvex (mittlere Noppe 18 in Fig. 34) oder konkav (linke Noppe 18 in Fig. 34) ausgebildet sein.
[00141] Der Abstand zwischen den Noppen 18 kann auch so gewählt sein - zumindest in jenen Bereichen mit einer höheren Belastung - dass infolge einer Ausbauchung, z.B. bei Zugüberfahrten, sich die Noppen 18 zumindest bereichsweise berühren und zu einer größeren Noppe „verschmelzen", wodurch die Standfestigkeit verbessert werden kann.
[00142] Fig. 35 zeigt die Ausführung des Dämpfungselementes 1 als Unterlagsplatte einer festen Fahrbahn. Diese Unterlagsplatte ruht dabei auf einer Betonfläche und stellt anstelle eines Schotterbettes die erforderliche Elastizität der Gleisbettung zur Verfügung. Auf der Unterlagsplatte ist ein Lastverteilungselement 28 angeordnet, um eine bessere Druckverteilung zu erreichen. Dieses Lastverteilungselement 28 kann z.B. durch eine Metallplatte, beispielsweise eine Stahlplatte, gebildet sein.
[00143] Zwischen der Schiene 2 und diesem Lastverteilungselement 28 kann zumindest eine Schienenzwischenlage 29 angeordnet sein. Diese kann herkömmlich ausgebildet sein oder bevorzugt aus einem erfindungsgemäßen Dämpfungselement 1 gefertigt sein.
[00144] Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass obige Ausführungen zu den einzelnen Varianten des Dämpfungselementes 1 zumindest teilweise auch auf die Ausführung „Unterlagsplatte" anwendbar sind, z.B. hinsichtlich der Steifen- bzw. Noppenausbildungen, und wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen darauf verwiesen.
[00145] Das erfindungsgemäße Dämpfungselement 1 kann aber nicht nur als Schienenzwischenlage oder Unterlagsplatte verwendet werden, sondern ist beispielsweise eine andere Anordnung, z.B. als Seitenauskleidung von Ausnehmungen für Schienen bei festen Fahrbahnen, ebenso möglich. Generell ist das Dämpfungselement 1 für den Gleisbau als Element zur Dämpfung von Schall und/oder Vibrationen vorgesehen.
[00146] Generell kann die Weichkomponente 8 aus einem geschäumten und/oder unge-schäumten Elastomer hergestellt sein, bevorzugt mit einer Härte, die ausgewählt ist aus einem Härtebereich zwischen 30 ShA bis 50 ShD, insbesondere aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 40 ShA und einer oberen Grenze von 30 ShD bzw. einer unteren Grenze von 50 14/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15
ShA und einer oberen Grenze von 90 ShA.
[00147] Die polymere Hartkomponente 6 kann hingegen eine Härte aufweisen, ausgebildet aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 40 ShD und einer oberen Grenze von 200 Kugeleindruckhärte (gemäß DIN 53456) bzw. einem Bereich mit einer unteren Grenze von 60 ShD und einer oberen Grenze von 100 Kugeleindruckhärte (gemäß DIN 53456).
[00148] Weiters kann die Hartkomponente ein Dicke zwischen 0,1 mm und 10 mm aufweisen.
[00149] Es kann weiters vorgesehen sein, dass der Grundkörper eine Einfederung aufweist, ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,01 mm und einer oberen Grenze von 5 mm. Durch dieses Verhalten des Grundkörpers bei Belastung kann eine bessere Anpassung an die jeweiligen Montage- und Einsatzbedingungen erreicht werden.
[00150] Für eine bessere Abstimmung kann die Einfederung einen Wert ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 3 mm aufweisen bzw. nach einer Ausführungsvariante der Erfindung kann dieser Wert ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,3 mm und eine oberen Grenze von 2 mm.
[00151] Das Dämpfungselement 1 kann zumindest teilweise durch Pressen oder Spritzgießen oder Extrusion hergestellt werden. Beispielsweise kann die Hartkomponente 6 spritzgegossen sein, auf die in der Folge die Weichkomponente 8 aufgespritzt bzw. anvulkanisiert wird.
[00152] Ebenso können - je nach Ausgangsmaterialien und Anforderungen an die Eigenschaften -auch Verfahren wie Compression Molding (CM), Transferpressen (TM), Injection Molding (IM), Schichtpressen, Schrittpressen oder Stranggießen für die Verbindung der Komponenten des Grundkörpers angewendet werden.
[00153] Da diese Verfahren zum Stand der Technik gehören, sei hierzu auf die einschlägige Literatur verwiesen.
[00154] Um eine verbesserte Anhaftung der Teile aneinander zu erreichen, können zumindest einzelne Elemente des Federelementes mit einem Primer vorbehandelt werden. Durch diese chemische Oberflächenbehandlung können auch an sich schwierig zu verbindende Stoffe, beispielsweise schwer verklebbare Kunststoffe, miteinander verbunden werden, beispielsweise durch einen speziellen Primer für Gummi-Metall-Bindungen, durch Haftvermittler, die auch gleichzeitig als Korrosionsschutz von Metallen wirken, durch Modifizierung der Materialoberflächen speziell für den Spritzguss.
[00155] Anstelle der Faserverstärkung der Hartkomponente 6 und/oder der Weichkomponente 8 ist auch eine Verstärkung mit Geweben möglich. Auch Wirrfaserverstärkungen sind ersetzbar.
[00156] Es ist weiters möglich, dass die Weichkomponente 8 chemisch an die Hartkomponente 6 unter Ausbildung von covalenten Bindungen angebunden ist.
[00157] Es ist mit dem erfindungsgemäßen Dämpfungselement eine Optimierung der statischen bzw. quasistatischen und der dynamischen Produkteigenschaften erzielbar.
[00158] Das Dämpfungselement 1 kann eine Steifigkeit im Bereich zwischen 5 kN/mm und 500 kN/mm, insbesondere zwischen 10 kN/mm und 150 kN/mm, beispielsweise zwischen 15 kN/mm und 100 kN/mm, aufweisen. Durch die Energieadsorption durch die Weichkomponente 8 und deren Nachgiebigkeit werden Stöße gleichmäßiger in die Schwelle eingeleitet. Durch die Konzentration der „Federelemente" an den Bereich der äußeren Enden, d.h. deren hauptsächliche Anordnung in diesen Bereichen, ist die Kippstabilität höher, da der Drehpunkt des Schienenfußes näher am Schienenfußende liegt.
[00159] Das neue Dämpfungselement 1 hat auch Vorteile in Hinblick auf Ausführungen mit sehr geringer Steifigkeit (cstat kleiner 18 kN/mm), da derartige Dämpfungselemente nicht oder nur mehr sehr schwer formgefertigt werden können. Hier bietet die Erfindung durch den teilweisen Ersatz der Weichkomponente 8 durch die Hartkomponente 6 die Möglichkeit einer einfacheren Herstellung, z.B. durch Aufvulkanisieren der Weichkomponente 8 auf die Hartkomponente 6. 15/31
Claims (15)
- österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 [00160] Der Versteifungsfaktor nach DIN 45673-1 (cdyn/cstat) liegt insbesondere in einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,9 und einer oberen Grenze von 7, bzw. in einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1,1 und einer oberen Grenze von 3. Bevorzugt wird eine möglichst geringe Versteifung des Dämpfungselementes 1 bzw. der Schienenzwischenlage für Schnellfahrstrecken. [00161] Die statische bzw. quasistatische Steifigkeit des Dämpfungselementes 1 nach DIN 45673-1 kann ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 kN/mm und einer oberen Grenze von 150 kN/mm. Die Belastbarkeit beträgt bis zu 300 kN. [00162] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Schienenzwischenlage 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Dämpfungselement 2 Schiene 3 Schwelle 4 Befestigungsmittel 5 Schotter 6 Hartkomponente 7 Mittelteil 8 Weichkomponente 9 Randteil 10 Randteil 11 Ausnehmung 12 Stirnfläche 13 Vorsprung 14 Abstufung 15 Stirnfläche 16 Schlitz 17 Vorsprung 18 Noppe 19 Ausnehmung 20 Weichkomponententeil 21 Weichkomponententeil 22 Stirnfläche 23 Ausnehmung 24 Federkennlinie 25 Ausnehmung 26 Oberfläche 27 Kontaktfläche 28 Lastverteilungselement 29 Schienenzwischenlage Patentansprüche 1. Dämpfungselement (1) für den Gleisbau in Form einer Schienenzwischenlage oder Unterlagsplatte mit einem Grundkörper, der zumindest zwei Randteile (9, 10) und einen Mittelteil (7) aufweist, wobei der Grundkörper eine Hartkomponente (6) und eine, Weichkomponente (8) , die eine geringere Härte als die Hartkomponente (6) hat, umfasst, wobei die Weichkomponente (8) in der Ausführung des Dämpfungselementes (1) als Schienenzwischenla- 16/31 österreichisches Patentamt AT506 434B1 2010-10-15 ge eine Auflagefläche für einen Schienenfuß einer Schiene (2) bildet, und wobei der Mittelteil (7) zumindest bereichsweise aus der Hartkomponente (6) und die beiden Randteile (9, 10) zumindest bereichsweise aus der Weichkomponente (8) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponete (8) elastische Eigenschaften aufweist und aus zumindest einem Elastomer gebildet ist, und die Weichkomponente (8) form- und/oder Stoff- oder kraftschlüssig mit der Hartkomponente (6) verbunden ist.
- 2. Dämpfungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (6) ein Hartkunststoff, ein Hartelastomer oder ein Metall bzw. eine Metalllegierung ist.
- 3. Dämpfungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (6) mit Fasern und/oder einem Füllstoff verstärkt ist.
- 4. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Weichkomponente (8) geschäumt ist.
- 5. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (8) streifen-, noppen- oder wellenförmig ausgebildet ist.
- 6. Dämpfungselement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (18) über eine Oberfläche des Mittelteils (7) ungleichmäßig verteilt angeordnet sind.
- 7. Dämpfungselement (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper Noppen (18) unterschiedlicher Höhe aufweist.
- 8. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hartkomponente (6) Ausnehmungen (11,19) angeordnet sind.
- 9. Dämpfungselement (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11,19) kanalartig ausgebildet sind.
- 10. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (8) zumindest einen Teil zumindest einer Stirnfläche (15, 22) der Hartkomponente (6) umgreifend angeordnet ist.
- 11. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine projizierte Oberfläche der funktionellen Weichkomponente (8) in Draufsicht maximal 75 % einer Querschnittsebene des Grundkörpers in gleicher Betrachtungsrichtung beträgt.
- 12. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der oder an der Oberfläche der Weichkomponente (8) eine Armierung angeordnet ist.
- 13. Dämpfungselement (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung aus dem Material der Hartkomponente (6) besteht.
- 14. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (8) mehrlagig ausgebildet ist.
- 15. Dämpfungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartkomponente (6) partiell mit Erhöhungen ausgebildet ist. Hierzu 14 Blatt Zeichnungen 17/31
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