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Die
Erfindung betrifft eine Schwelle für Gleise nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
erfindungsgemäße Schwelle
findet im Gleisbau Verwendung. Grundsätzlich sind die Schwellen in
einem Gleisbett gelagert. Es handelt sich hierbei um eine Unterlage
aus Schotter bestehend aus einer Mehrzahl von mehr oder weniger
großen
Schottersteinen.
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Bei
den bekannten Schwellen handelt es sich um längliche Körper. Die Oberfläche dieser
Körper
ist allseitig als glatte Oberfläche
ausgebildet. – Der
Nachteil bei diesen bekannten Schwellen mit glatter Oberfläche besteht
darin, daß die
Lagestabilität
der Schwelle im Gleisbett nicht optimal ist. Dies bedeutet, daß sich im
Laufe der Zeit aufgrund des Schienenverkehrs sowie aufgrund von
Witterungseinflüssen
Lageveränderungen
ergeben können.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Schwelle für
Gleise mit einer verbesserten Lagestabilität zu schaffen.
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Die
technische Lösung
ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.
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Dadurch
ist eine Schwelle für
Gleise mit einer verbesserten Lagestabilität geschaffen. Die Grundidee
der erfindungsgemäßen Schwelle
besteht darin, daß diese
derart profiliert ist, daß durch
diese Profilierung eine Verzahnung mit den Schottersteinen des Gleisbetts
eintritt, was zu der gewünschten Lagestabilität führt. Denn
durch die Verzahnung wird ein erhöhter Reibschluß zwischen
den Schottersteinen des Gleisbettes und der Schwelle geschaffen, welcher
im Gegensatz zu einer glatten Oberfläche der Schwelle eine gegenseitige
Bewegung auf ein Minimum reduziert. Durch diese Profilierung hinsichtlich
Oberfläche
und/oder Formgebung wird somit insgesamt eine optimale Lagestabilität in Bezug
auf Haftung der Schwelle im Schotterbett und somit in Bezug auf
alle auf die Schwelle wirkenden Kräfte realisiert. Somit lassen
sich Schwellen hinsichtlich Verbesserung der Kraftübertragung
und Haftmöglichkeit
im Schotterbett konzipieren. Erreicht wird diese Verbesserung der
Lagestabilität
durch die vorerwähnte
Profilierung, wobei unterschiedliche Profilierungen entweder alleine
oder in Kombination eingesetzt werden können.
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Eine
erste Variante der Profilierung schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch
2 vor. Die Grundidee besteht in der Änderung der Oberflächenstruktur von
der bisher glatten Oberfläche
nunmehr in eine unebene oder rauhe Oberfläche. Im Idealfall kann hierbei
eine Formgebung auf die Schotterbettung und die die Schwellen umgebenden
Schottersteine dergestalt erfolgen, daß eine optimale Verzahnung eintritt.
Hierbei ist es bei den vorhandenen Oberbauarten weltweit so, daß durch
Richtlinien und Vorschriften der einzelnen Bahnnetzbetreiber die
Körnung
der umgebenden Schottersteine genau vorgegeben ist. Diese Körnung kann
dabei erfindungsgemäß in die
allseitigen oder teilweisen Flächen
der erfindungsgemäßen Schwelle
eingearbeitet werden. Eine direkte Verzahnung zwischen der Schwellenaußenseite
und der Schottereinbettung ist hierdurch gewährleistet. So verbessern sich
die Lageeigenschaften zwangsläufig
durch die Verzahnung erheblich. Kräfte durch Witterungseinflüsse (z.
B. Temperaturschwankungen) und Belastungskräfte durch Betrieb des Schienennetzes
werden dadurch besser verteilt und aufgenommen. Hierdurch können Wartungsintervalle
verringert werden. Durch die verbesserte Statik kann gleichzeitig
auch eine lastabhängige
Vergrößerung des
Schwellenabstandes realisiert werden. Durch diese Vergrößerung des
Schwellenabstandes wäre
eine enorme Einsparungsmöglichkeit im
Materialbedarf möglich.
Die Formgebung ist hierbei, abhängig
von der Bettungsart des Betreibers, variierbar und statisch maximal
nutzbar.
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Eine
Alternative hierzu, welche aber auch zusätzlich zu der vorbeschriebenen
Profilierung in Anspruch 2 eingesetzt werden kann, stellt die Weiterentwicklung
in Anspruch 3 dar. Hierdurch ist eine grundlegende Anpassung der
Form nach statischen Gesichtspunkten möglich. Hierbei wird die Schwelle grundlegend
nach statischen Ansprüchen
der wirkenden Lasten geformt. Durch diese neue Formgebung durch
die Ausbildung von Ausnehmungen kann die Wirkung der Lagestabilität im Schotterbett
verbessert werden. So wird beispielsweise durch Ausbuchtungen und
Auslagerungen von Oberflächen eine
weitere statische Verbesserung in Richtung oder Gegenrichtung der
auftretenden Kräfte
ermöglicht. Eine
verbesserte Verbindungswirkung durch Verzahnung oder Verkantung
sowie eine größere statische Nutzfläche im Bezug
auf die wirkenden Kräfte
durch Witterungseinflüsse
und Belastungskräfte
durch Betrieb des Schienennetzes können besser verteilt und aufgenommen
werden. Die Formgebung kann hierbei auch im Hinblick auf die Trassenführung variabel gestaltet
werden. Hier können
beispielsweise Gleisbögen
oder Geraden mit Überhöhung oder
andere statisch maßgebliche
Trassenführungen
Einfluß auf die
zu wählende
Schwellenform haben.
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Eine
Weiterbildung hiervon schlägt
gemäß Anspruch
4 vor, daß die
Tiefen der Ausnehmung größenordnungsmäßig im Bereich
der Größe der Schottersteine
liegt. Dadurch ist eine optimale Verzahnung gewährleistet.
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Um
die Verzahnung noch weiter zu verbessern, schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch
5 vor, daß die
Ausnehmung zwischen der Basisfläche und
der Seitenfläche
einen spitzen Winkel definiert. Das System wirkt dadurch gewissermaßen als
Widerhaken und schafft dadurch eine optimale Verzahnung.
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Eine
weitere Weiterbildung der Schwelle schlägt Anspruch 6 vor, wobei die
Grundidee darin besteht, daß zwei
Schwellenelemente vorgesehen sind, welche durch einen Steg miteinander
verbunden sind.
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Schwellen
aus Beton weisen in der Regel eingebettete Bewehrungsstäbe aus Metall
auf. Die Stabilität
der Schwellen wird dadurch zwar verbessert, aber die Oberfläche der
Schwelle ist der Gefahr ausgesetzt, daß im Laufe der Zeit der Beton
abplatzt und somit ein allmählicher
Verschleiß stattfindet.
Außerdem
ist die Herstellung relativ aufwendig. Aus diesem Grunde schlägt die bevorzugte
Weiterbildung gemäß Anspruch
7 vor, daß das
Material der Schwelle durch mit Metall- oder Kunststofffasern versetzten Beton
gebildet ist. Dadurch wird die Herstellung der Schwellen vereinfacht,
wenn diese aus Faserzementbeton bestehen. Dieser Beton besteht in
der Regel aus Stahlfasern und Beton als Gemisch. Diese Stahlfasern übernehmen
die Bewehrung der Schwelle im gesamten Körperbereich. Hierdurch wird
die ansonsten vorgesehene Bewehrung mit Metallbewehrungsstäben bereits
beim Betonieren der Schwelle teilweise oder ganz ersetzt. Die Randbereiche
der Schwelle erhalten damit eine Bewehrung, wodurch der Abrieb im
Hinblick auf den Verschleiß geringer
ist als bisher.
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Ausführungsbeispiele
einer erfindungsgemäßen Schwelle
werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen
zeigt:
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1a eine
schematische Längsschnittdarstellung
durch eine erste Ausführungsform;
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1b eine
Draufsicht auf die Schwelle in 1a;
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2a eine
schematische Längsschnittdarstellung
durch eine zweite Ausführungsform;
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2b eine
Draufsicht auf die Schwelle in 2a;
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3a eine
schematische Längsschnittdarstellung
durch eine dritte Ausführungsform;
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3b eine
Draufsicht auf die Schwelle in 3a;
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4a eine schematische Querschnittsdarstellung
einer Schwelle aus Faserzementbeton.
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1a und 1b zeigen
eine erste Ausführungsform
einer Schwelle 1, wie sie in Schotter 2 als Gleisbett
eingebettet ist.
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Die
Unterseite der Schwelle 1 sowie die Seitenflächen sind
gewissermaßen
aufgerauht und definieren eine Profilierung 3. Die Rauheit
dieser Profilierung 3 liegt dabei größenordnungsmäßig im Bereich der
Größe der Schottersteine 4.
Dies bedeutet, daß die
Schottersteine 4 mit der rauhen Profilierung 3 der Schwelle 1 verzahnt
sind, wodurch sich eine erhöhte Lagestabilität ergibt.
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Die
Ausführungsform
der Schwelle in 2a und 2b weist
ebenfalls Profilierungen 3 auf, welche jedoch bei dieser
Ausführungsform
als Ausnehmungen 5 gebildet sind. Diese Ausnehmungen 5 sind dergestalt,
daß sich
die Schottersteine 4 darin verzahnen, so daß auch hier
einerseits eine erhöhte
Lagestabilität
gegeben ist und wobei andererseits insgesamt die Statik verbessert
ist.
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Die
Ausführungsform
in 3a und 3b weist
zwei Schwellenelemente 6, 6' auf, welch durch einen Steg 7 miteinander
verbunden sind. Die Ausnehmungen 5 bei diesen Schwellenelementen 6, 6' entsprechen
denen bei der Ausführungsform
in 2a und 2b.
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Die 4 zeigt
eine Schwelle im Querschnitt in rein schematischer Form. Die Grundidee
besteht darin, daß die
Schwelle aus sogenanntem Stahlfaserbeton besteht. Darunter ist zu
verstehen, daß im Beton 8 Metall-
oder Kunststofffasern 9 eingebettet sind, wobei dieser
Metall- oder Kunststofffasern 9 eine Bewehrung definieren.
Sie ersetzen so die normalerweise vorhandenen Eisenbewehrungsstäbe. Zusätzlich haben
diese eingebetteten Metall- oder Kunststofffasern 9 den
Vorteil, daß auch
die Oberfläche
gegen Oberflächenbeschädigungen
geschützt ist.
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- 1
- Schwelle
- 2
- Schotter
- 3
- Profilierung
- 4
- Schottersteine
- 5
- Ausnehmung
- 6,
6'
- Schwellenelemente
- 7
- Steg
- 8
- Beton
- 9
- Metall-
oder Kunststofffasern