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Die
Erfindung betrifft eine Hohlkastenschwelle für Verstellvorrichtungen von
Weichenzungen, beweglichen Herzstücken oder Kabelquerungen in
beliebigen Gleis- und
Weichenabschnitten, ausgebildet als nach oben offenes Hohlkastenschwellenprofil
mit einer ebenen Schwellenunterseite bzw. -boden, zum Einbau in
ein Gleisrost, wobei die Querschnittsbreite und -höhe auf eine
normale Beton-, Holz- oder
Stahlschwelle abgestimmt ist.
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Eine
solche Hohl- bzw. Querkastenschwelle ist beispielsweise durch die
DE 43 15 200 C2 bekannt
geworden. Die Hohlkastenschwellen kommen im Eisenbahnoberbau insbesondere
zur Aufnahme des Weichenverschlusses (Verschlusskastenschwelle)
oder für
Kabelquerungen (Kabelkastenschwelle) zum Einsatz und werden anstatt
der vorhandenen Beton-, Holz- oder Stahlschwellen an gleicher Stelle eingebaut
oder gegen diese ausgewechselt.
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Die
bekannten, als Verschlusskastenschwellen ausgebildeten Hohlkastenschwellenprofile
bzw. Querkastenschwellen werden vorzugsweise aus abgekanteten, zu
U-Profilen geformten Stahlblechen oder im Gießverfahren aus Guss hergestellt
und gewährleisten
aufgrund ihrer Abstimmung mit einer Beton-, Holz- oder Stahlschwelle
eine gleichmäßige Stopfbarkeit
von sowohl Hohlkastenschwellenprofilen als auch den benachbarten
Beton-, Holz- oder Stahlschwellen.
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Um
allerdings die gleiche oder verbesserte Lagestabilität – hierunter
ist die Elastizität
im Schwellenauflager sowie eine nur möglichst geringe Quer- und Längsverschiebung
der Hohlkastenschwelle zu verstehen – wie die entsprechende, beispielsweise ausgewechselte
Beton-, Holz- oder Stahlschwelle zu erreichen, ist es oftmals notwendig,
die Kontaktstelle zwischen der äußeren Bodenfläche bzw.
der so genannten Sohle der Hohlkastenschwelle und dem Schotter der
Gleisstrecke auszugleichen. In der Regel erfolgt das Ausgleichen
bzw. Anpassen lediglich bei den standardmäßigen Betonschwellen mittels elastischer
bzw. halbelastischer Schwellenbesohlungen an der äußeren Bodenfläche.
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Die
als Auflagerplatten ausgebildeten Schwellenbesohlungen werden bei
Betonschwellen zumeist aufgeklebt oder beispielsweise angegossen.
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Aufgrund
der Betriebsbelastung von Standardschwellen und durch das Stopfen
der benachbarten Hohlkastenschwellen mit Schotter, neigt die umlaufende
Randzone der angebrachten, elastischen Auflagerplatte zum Abschälen bzw.
zum Abreißen,
letzteres auch hervorgerufen durch Quer- und Längsbewegungen der Schwelle
im Schotterbett.
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Die
Auflagerplatten werden ganzflächig
auf der Schwellenunterseite bzw. dem äußeren Schwellenboden angebracht.
Sie werden daher meistens einstückig,
in einer der gesamten Fläche
der Schwellenunterseiten entsprechenden Größe hergestellt werden, was
zu zusätzlichen
Aufwendungen im Fertigungsprozeß führt.
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Da
meistens nur eine durchgängige
Auflagerplatte bzw. Schwellenbesohlung pro Standardschwelle verwendet
wird, ist eine ausgewogene Elastizitätsverteilung nur eingeschränkt möglich. Dennoch
werden die Schwellenbesohlungen vorgesehen, weil die Schwellen ohne
eine solche Auflagerplatte noch weniger Lagestabilität im Schotterbett bzw.
Verlegeuntergrund gewährleisten
würden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hohlkastenschwelle zu
schaffen, die eine verbesserte Lagestabilität auf Schotter ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Schwellenunterseite der Hohlkastenschwelle mit mindestens einer
vertieft angeordneten, nach unten offenen Kammer ausgebildet ist,
vorzugsweise eine umlaufende, die Kammer eingrenzende rahmenartige
Außenwandung
aufweist. Die begrenzende Außenwandung,
welche beispielsweise bei einer aus einem Gussmaterial hergestellten
Hohlkastenschwelle als ein- oder angegossene Rippen, Rahmen oder
Stege an der Schwellenunterseite direkt im Fertigungsprozess vorgesehen
wird, verläuft
vorzugsweise an den Außenkanten
der Schwellenunterseite und verlängert
somit in einem gewissen Maße
die Längs-
und Stirnwände
der Hohlkastenschwelle nach unten hin. Diese kann sich über die
nach unten vorspringende, einen Hohlraum begrenzende rahmenartige
Außenwandung
in den Untergrund bzw. Schotter lagesicher eingraben. Gleichzeitig
wird durch die Außenwandung
an der Schwellenunterseite ein tiefer liegender Einlegeraum erreicht,
in den eine Schwellenbesohlung eingesetzt werden kann, die durch
die umlaufende Außenwandung
positionssicher gehalten wird.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schwellenunterseite
durch mehrere in der rahmenartigen Außenwandung quer zur Schwellenlängsachse
angeordnete, nach unten vorkragende Begrenzungselemente in Einzelkammern
unterteilt ist. Auch hierbei sind die Begrenzungselemente in Form
von Rippen oder Stegen ausgebildet, die bei der Herstellung der
Hohlkastenschwelle direkt an der Schwellenunterseite ein- oder angegossen
werden. In der umlaufenden, rahmenartigen Außenwandung ergeben sich somit
einerseits mehrere Vertiefungskammern, die in den Untergrund bzw.
Schotter zum sicheren Halt der Hohlkastenschwellen eintauchen können, und
andererseits aber auch segmentierte Einlegeräume für vorzugsweise elastische oder
halbelastische Plattenelemente bzw. Auflagerplatten als Schwellenbesohlung.
Diese lassen sich vorteilhaft mit unterschiedlichen Elastizitäten und/oder
Steifigkeiten vorsehen und durch beispielsweise Ankleben, Anvulkanisieren
oder Anschrauben an der glattflächigen
Schwellenunterseite befestigen.
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Mit
solchen einzelnen, segmentierten Plattenelementen bzw. Schwellensohlen
in den Einzelkammern lässt
sich eine verbesserte Lagestabilität der Hohlkastenschwelle erreichen,
da Unebenheiten an der Kontaktstelle zwischen der Schwellenunterseite
und dem Schotter im Gleisrost ausgeglichen werden.
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Die
die äußeren Schnittkanten
der einzelnen Plattenelemente einhausende Außenwandung schützt die
Verbindungsstellen zwischen den Plattenelementen und der Schwellenunterseite
vor einer Abschälung
durch die Schottersteine.
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Die
Plattenelemente respektive Auflagerplatten können hierbei aus Materialien
hergestellt werden, die elastische, plastische (z.B. durch EVA-Platten,
die das Einformverhalten von Schotter in die Holzschwellen nachbilden,
d.h. das Schotterkorn prägt
sich in die Besohlung ein durch plastische Verformung), schalldämmende,
isolierende oder eine Kombinationen dieser Eigenschaften aufweisen.
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Durch
den Einsatz von Plattenelementen mit unterschiedlichen physikalischen
und/oder mechanischen Materialeigenschaften kann die Quer- und Längsverschiebbarkeit
und die Auflagereigenschaft der Hohlkastenschwelle verbessert werden,
insbesondere kann die Einfederung der besohlten Hohlkastenschwelle
exakt über
die gesamte Schwellenlänge
justiert werden.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß nur einige der Einzelkammern,
vorzugsweise die jeweiligen äußeren Einzelkammern
und eine mittlere Einzelkammer, mit Plattenelementen besohlt sind. Damit
läßt sich
beeinflussen, daß beispielsweise
der mittlere Bereich des Schwellenauflegers nachgiebiger und der
jeweilige stirnseitige Randbereich unnachgiebiger ausgebildet ist.
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Des
weiteren ermöglicht
es die Unterteilung der Schwellenunterseite in einzelne, tiefer
liegende Einlegeräume
flächenmäßig kleinere
Plattensegmente vorzusehen, wodurch ein vereinfachter und somit
kostengünstigerer
Herstellungsprozess der Plattenelemente erreicht wird.
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Eine
vorteilhafte andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß an der
Schwellenunterseite mindestens ein mit größerer Tiefe als die Begrenzungselemente
nach unten vorkragendes, vorzugsweise keilförmiges Verankerungselement
vorgesehen ist, das quer zur Schwellenlängsachse verläuft. Mit
dem keilförmigen
Verankerungselement, das beim Einbau der Hohlkastenschwelle tiefer
als die Außenwandung
und/oder die Querstege der Einzelkammern in den Schotter eintaucht
und je nach Höhe des
im Gleisrost aufgeschütteten
Schotters variable Längen
aufweist, lässt
sich zusätzlich
wirkungsvoll der Querverschiebewiderstand der Hohlkastenschwelle
erhöhen,
womit eine noch weiter verbesserte Lagestabilität erreicht wird. Das Verankerungselement,
wovon vorzugsweise zwei voneinander beabstandete an der Schwellensohle
vorgesehen werden können,
wird vorteilhaft im Bereich und als Ersatz eines der quer zur Schwellenlängsachse
verlaufenden Begrenzungselemente an der Schwellenunterseite befestigt,
beispielsweise angeschraubt, oder gleich bei der gießtechnischen
Herstellung der Hohlkastenschwelle mit angegossen.
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Weitere
Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
des Gegenstandes der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine
Hohlkastenschwelle mit bodenseitig ausgebildeten Einzelkammern,
von der Unterseite her gesehen;
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2 in
einem vergrößerten Maßstab einen Teilbereich
der Hohlkastenschwelle nach 1, von der
Unterseite her gesehen;
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3 eine
Darstellung wie zuvor schon in 1, demgegenüber mit
in den Einzelkammern angeordneten Plattenelementen als Besohlung
der Unterseite der Hohlkastenschwelle; und
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4 eine
Darstellung wie zuvor schon in 1, demgegenüber zusätzlich mit
keilförmigen Verankerungselementen
an der Schwellenunterseite.
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Ein
in den 1 bis 4 dargestelltes, nach oben hin
offenes Hohlkastenschwellenprofil 1 – im folgenden Hohlkastenschwelle
genannt – ist
als solches hinlänglich
bekannt und wird beispielsweise aus abgekanteten, zu U-Profilen
geformten Blechen hergestellt oder aus beispielsweise Sphäroguss gegossen.
Sie wird beim Bau von Eisenbahn-Gleisanlagen zur Erstellung des
aus Querschwellen und Schienen gebildeten Gleisrostes im Bereich
von Weichen eingesetzt und über
ihre Schwellenunterseite 2 und Schwellenseitenwandungen
im Schotterbett positioniert.
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Der
Innenraum der Hohlkastenschwelle 1 nimmt die – hier nicht
dargestellten – Funktions-
und Bewegungselemente zum Verstellen von Weichenzungen und deren
die jeweiligen Zungenendlagen sichernden Verschlussmittel und/oder
Befestigungselemente für
Kabelquerungen bzw. -durchführungen auf.
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An
der Schwellenunterseite 2 ist ein umlaufender, rahmenartiger
Steg angeformt, der an den äußeren Kanten
der Schwellenunterseite 2 verläuft und somit eine die ansonsten
glatte Schwellenunterseite 2 einhausende Außenwandung 3 bildet.
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Weiterhin
ist die Schwellenunterseite 2 im Ausführungsbeispiel durch insgesamt
vier, quer zur Schwellenlängsachse
verlaufende Begrenzungsstege 4 unterteilt, so daß sich in
Verbindung mit der umlaufenden, rahmenartigen Außenwandung 3 fünf voneinander
getrennte Einzelkammern 5, 5a bis 5d ergeben.
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In
die solchermaßen
voneinander separierten Einzelkammern 5, 5a bis 5d werden
elastische Plattenelemente 6 als Auflagerplatten zur Schwellenbesohlung
eingelegt und an der glattflächigen Schwellenunterseite 2 befestigt
(vgl. hierzu 3). Mit den Plattenelementen 6 läßt sich
eine verbesserte Lagestabilität
der Hohlkastenschwelle 1 erzielen, indem durch Unterfütterung
mit in der Dicke variierenden und je nach Material unterschiedliche
Elastizitätskoeffizienten
aufweisenden Plattenelementen 6 Niveauunterschiede an der
Kontaktstelle zwischen dem Gleisschotter und der Schwellenunterseite
ausgeglichen werden können.
Die Lagestabilität
wird durch die Verzahnung, bedingt durch die Lücken bzw. Übergänge zwischen den einzelnen
Plattenelementen 6, der Schwellenunterseite mit den Schottersteinen
zusätzlich
verbessert.
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Durch
die an der Schwellenunterseite 2 umlaufende Außenwandung 3 werden
die freien, äußeren Schnittkanten
der Plattenelemente 6 vor Beschädigung und die geklebten bzw.
vulkanisierten Verbindungsstellen zwischen den Plattenelementen 6 und der
Schwellensohle 2 vor einer Abschälung durch Schottersteine geschützt.
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Der 4 ist
weiterhin zu entnehmen, daß an
der Schwellenunterseite 2, im Bereich der Begrenzungsstege 4,
zwei keilförmige
Verankerungselemente 7 angeformt sind. Die Verankerungselemente 7 tauchen
beim Einbau der Hohlkastenschwelle 1 im Gleisrost tief
in den Schotter ein, wodurch einerseits der Querverschiebewiderstand
und andererseits die Lagestabilität der Hohlkastenschwelle 1 noch
mehr erhöht
wird.