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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schienenzwischenlage zur Anordnung zwischen einer Bahnschwelle und einer Schiene sowie ein Verfahren zum Aufbau eines Gleisoberbaus.
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Aktuell verwendete Schienenzwischenlagen werden aus elastomeren Werkstoffen hergestellt. Diese haben die Eigenschaft, dass sie sehr große Reibung, insbesondere zwischen der Schienenunterseite und der Schienenzwischenlage, erzeugen. Dies stellt bei Installation, Montage und Demontage von Schienenzwischenlagen ein Problem dar. Beim sogenannten Schienenziehen in Schienenlängsrichtung vor dem Verspannen und Endlosschweißen der Schienen werden durch die hohen Reibkräfte oft die Schienenzwischenlagen aus der vorgesehenen Position zwischen der Schienenunterseite und der Betonschwelle herausgezogen („Zwischenlagen-Wandern“). Die Ziehlänge kann dabei bis zu 1 m betragen. Die so herausgezogenen Schienenzwischenlagen müssen durch hohen Arbeitseinsatz manuell wieder in die vorgesehenen Positionen gebracht werden.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, im Schwellenwerk einen Kleber auf z. B. die Schwellenoberseite aufzutragen und die Zwischenlagen auf die so präparierte Schwelle zu kleben. Bekannt ist es auch, Zwischenlagen mit Hinterschneidungen vorzusehen, welche Nasen, Vorsprünge oder dergleichen aufweisen, die ein Herausziehen verhindern sollen. Beide Varianten haben sich allerdings hinsichtlich der Positionierung als nicht ausreichend zuverlässig erwiesen. Hinzu kommt beim Festkleben der Schienenzwischenlage auf die Betonschwelle, dass eine auf diese Weise festgeklebte Schienenzwischenlage nur sehr schwer von der Betonschwelle entfernt werden kann. Dies bringt insbesondere den Nachteil mit sich, dass eine derart festgeklebte, verschlissene Schienenzwischenlage nur unter hohem Aufwand getauscht werden kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schienenzwischenlage sowie ein Verfahren zum Aufbau eines Gleisoberbaus anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und insbesondere das „Zwischenlagen-Wandern“ vermeiden sowie den Aufwand bei der Schwellenherstellung möglichst gering halten.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schienenzwischenlage gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Aufbau eines Gleisoberbaus gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und der beigefügten Figur.
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Erfindungsgemäß weist eine Schienenzwischenlage, ausgelegt zur Anordnung zwischen einer Bahnschwelle und einer Schiene, insbesondere an einer Schienenunterseite, eine Außenfläche auf, wobei die Außenfläche zumindest bereichsweise durch eine Haftschicht bzw. eine Klebeschicht, gebildet ist bzw. diese aufweist oder umfasst. Vorteilhafterweise weist die Außenfläche bzw. Oberfläche der Schienenzwischenlage also zumindest bereichsweise ein Haftmittel bzw. eine Haftschicht, insbesondere eine Klebeschicht, auf bzw. bildet diese aus. In anderen Worten ist die Haft- bzw. Klebeschicht an zumindest einer der Außenflächen der Schienenzwischenlage vorgesehen. Bevorzugt weist die Schienenzwischenlage eine (andere/zweite) Außenfläche auf, die nicht mit der Haft- bzw. Klebeschicht versehen ist, vorzugsweise vielmehr mit einer Gleitschicht versehen ist. Die mit der Haft- bzw. Klebeschicht versehene Außenfläche ist bevorzugt die der Bahnschwelle zugewandte Unterseite, und die andere bzw. zweite Außenfläche ist bevorzugt die der Schiene zugewandte Oberseite. Die Haftschicht/Klebeschicht kann durch Aufbringen eines Zusatzmaterials, beispielsweise in Form eines Klebers, gebildet sein. Die Haftschicht/Klebeschicht kann aber auch durch die Schienenzwischenlage selbst bzw. durch das Material der Schienenzwischenlage selbst gebildet sein, beispielsweise indem die Schienenzwischenlage entsprechend (vor-)behandelt ist bzw. allgemein durch eine entsprechende Verfahrensführung bei der Herstellung der Schienenzwischenlage. Auf die verschiedenen Möglichkeiten wird nachfolgend noch gesondert eingegangen.
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Die vorstehend beschriebene Gleitschicht ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass sie einen geringeren Reibungskoeffizieten zum Schienenmaterial aufweist, als die Haft- bzw. Klebeschicht, insbesondere als der Rest oder Haupt- bzw. überwiegende Bestandteil der Schienenzwischenlage. Bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich bei der Gleitschicht um eine Kunststoffbeschichtung, um eine Hartgummibeschichtung, um eine Metallbeschichtung, um eine Gewebebeschichtung oder um eine Verbundbeschichtung handelt. Bei der Kunststoffbeschichtung oder bei der Hartgummibeschichtung (wobei diese auch aus einem synthetischen Hartgummimaterial bestehen kann) kann es sich um eine Platte oder um eine Folie handeln, die bspw. formschlüssig und insbesondere stoffschlüssig mit dem (Grund-)Material der Schienenzwischenlage verbunden und auf diese Weise befestigt ist. Die Dicke eines Plattenmaterials kann zwischen 0,2 mm und 5,0 mm betragen. Die Dicke eines Folienmaterials kann zwischen 0,05 mm und 0,5 mm betragen. Als Folie kommt z. B. eine Coex-Folie in Betracht. Eine Formschlussverbindung kann z. B. eine Niet-, Nagel- oder Schraubverbindung sein.
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Um ein Verkleben der Schienenwischenlagen während Lagerung und Transport zu verhindern, kann die (haft-)beschichtete Oberfläche bzw. Außenfläche mit einer Schutzschicht, wie z. B. einer Kunststofffolie, bedeckt sein. Diese wird dann kurz vor der Montage, z. B. im Schwellenwerk, abgezogen. Zweckmäßigerweise muss eine derartige Schienenzwischenlage also nicht im Schwellenwerk nach Aufbringen eines Klebers auf die Schwelle, insbesondere auf die Schwellenoberseite, mit dieser verklebt werden. Somit ist keine zusätzliche Manipulation (aufwändiges Auftragen eines Klebers; Sicherstellen einer flächigen, gleichmäßigen Schichtdicke; Arbeitsplatzverschmutzung etc.) im Schwellenwerk notwendig.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Außenfläche eine Oberseite oder/oder eine Unterseite und/oder eine Seitenfläche der Schienenzwischenlage. Die Oberseite bezeichnet diejenige Seite der Schienenzwischenlage, welche zu der Schiene, insbesondere zu deren Schienenfuß hin, orientiert ist. Die Unterseite ist zur Bahnschwelle hin orientiert. Mit den Seitenflächen sind insbesondere diejenigen Seitenflächen gemeint, welche zu den neben der Schiene angeordneten weiteren Befestigungselementen bzw. Komponenten des Gleisoberbaus, wie beispielsweise den Winkelführungsplatten, hin orientiert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist insbesondere auf der Unterseite der Schienenzwischenlage eine Haftschicht vorgesehen, wodurch die Position der Schienenzwischenlage beim Schienenziehen fixiert/beibehalten werden kann, während auf der Oberseite, die zur Schiene hin gerichtet ist, ein Verlagern der Schiene ermöglicht ist bzw. möglich bleibt, insbesondere indem hier eine Gleitschicht vorgesehen ist.
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Die Haftschicht kann jeweils vollflächig oder auch nur partiell bzw. bereichsweise ausgebildet sein. Unter einer bereichsweisen Ausbildung ist beispielsweise eine streifen- oder punktförmige Ausgestaltung gemeint. Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich beispielsweise mehrere streifenförmige Haft-/Klebestreifen im Wesentlichen entlang einer Gleisrichtung bzw. alternativ im Wesentlichen senkrecht dazu. Auch eine schräge Orientierung, beispielsweise in einem 45° Winkel, ist möglich, wobei die Orientierung insbesondere von der Einbaulage/Einbauposition der Schienenzwischenlage abhängig sein kann, ob beispielsweise die entsprechende Schienenzwischenlage im Bereich einer Kurve liegt oder im Bereich eines Gefälles oder einer Steigung etc. Als vorteilhaft hat es sich in diesem Zusammenhang auch erwiesen, dass die Klebestreifen eine unterschiedliche Breite aufweisen, beispielsweise zu einer Mitte der Schienenzwischenlage hin breiter bzw. umgekehrt. Mögliche Breiten der Streifen liegen z. B. in einem Bereich von etwa 5 bis 80 mm, vorzugsweise 20 bis 60 mm.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können auch die Seitenflächen vollflächig mit einer Haftschicht bedeckt sein, während die Oberseite und/oder die Unterseite nur partiell bzw. bereichsweise bedeckt sind etc. Auch eine umgekehrte Konfiguration ist möglich, bei welcher dann die Seitenfläche(n) nur partiell bedeckt ist/sind. Die Haftschicht an den Seitenflächen dient insbesondere dazu, eine gewisse Haftung/Befestigung zu einer bzw. zu den seitlich angeordneten Führungselementen der Schienenbefestigung (wie z. B. Winkelführungsplatten) zu erzeugen, wobei die Haftschicht derart ausgebildet bzw. ausgeformt ist, dass eine ausreichend hohe Haftung/Befestigung erreicht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann auch zumindest eine durchgehende Haftschicht realisiert werden, wobei mit „durchgehend“ gemeint ist, dass sich die Haftschicht von beispielsweise der Unterseite in die angrenzende Seitenfläche hinein und gegebenenfalls auch bis in die Oberseite erstreckt bzw. umgekehrt. Eine durchgehende Haftschicht ist also derart ausgebildet, dass sie auch die Kanten überdeckt bzw. an diesen ausgebildet ist und nicht nur auf den „Flächen“ der Schienenzwischenlage. Das Aufbringen der Haftschicht bzw. der Haftschichten kann bei einer derartigen Ausführungsform beispielsweise leicht über ein Eintauchen der Schienenzwischenlage in ein entsprechendes Klebstoffmaterial erfolgen. Beispielsweise werden auch nur die Randbereiche oder nur die Ecken eingetaucht etc. Auch durch ein nur teilweises Vulkanisieren der Schienenzwischenlage kann sehr effektiv eine derartige Haftschicht/Klebeschicht erzeugt werden (siehe auch die nachfolgenden Ausführungen).
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Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Dicke der Haftschicht etwa 0,05 bis 3 mm, insbesondere etwa 0,1 bis 1 mm. Das Aufbringen der Haftschicht kann während (online) bzw. nach (offline) der Herstellung der Zwischenlage selbst erfolgen. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen liegt ein Verhältnis einer Dicke der Haftschicht zur einer Gesamtdicke der Schienenzwischenlage in einem Bereich von etwa 0,001 bis 0,3, insbesondere in einem Bereich von etwa 0,01 bis 0,2.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Schienenzwischenlage an ihren entsprechenden Außenflächen mehrere Haftschichten auf, welche sich in ihrer Dicke/Stärke unterscheiden. Gemäß einer Ausführungsform ist beispielsweise die an der Unterseite angebrachte Haftschicht dicker als die an der Oberschicht angebrachte Haftschicht, da die in der Regel aus Beton gefertigte Bahnschwelle eine höhere Rauigkeit aufweist als die Schienenunterseite. Eine derart ausgebildete dickere Haftschicht kann sehr gut formschlüssig in den rauen Beton eingreifen und damit eine zusätzliche Arretierung allein über einen Formschluss ermöglichen. Eine entsprechend dünner ausgebildete schienenseitige Haftschicht ist derart ausgelegt, dass eine ausreichende Haftung zur bzw. an der Schiene ermöglicht wird. Wie bereits erwähnt, kann eine Haftschicht an der Oberseite ggf. auch komplett entfallen bzw. dort eine Gleitschicht vorgesehen sein.
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Gegebenenfalls können sich die Haftschichten auch in ihren Haft-/Klebeeigenschaften unterscheiden, wobei beispielsweise die zur Schwelle hin gerichtete Haftschicht eine geringere Klebekraft/Haftkraft aufweist. In Kombination mit der vorerwähnten dickeren Ausgestaltung kann dies insbesondere für die Demontage der Schienenzwischenlage von Vorteil sein, da die Schienenzwischenlage aufgrund der geringeren Klebekraft wieder leicht entfernt werden kann. Gleichzeitig ermöglicht sie aber durch den Formschluss eine ausreichende Haftung, welche insbesondere ausreichend hoch ist, um beim Schienenziehen nicht verlagert zu werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die zur Schwelle hin orientierte Haftschicht aus den vorgenannten Gründen auch weicher als die zur Schiene hin gerichtete Haftschicht, wobei auch hier der Vorteil darin liegt, dass die weichere und gegebenenfalls auch dickere schwellenseitige Haftschicht in das (Beton-)Material der Bahnschwelle eingreifen kann, insbesondere formschlüssig eingreifen kann. Gemäß einer Ausführungsform weist die Schienenzwischenlage Vor- und/oder Rücksprünge bzw. Ausnehmungen oder Hinterschneidungen zur formschlüssigen Anordnung der Haftschicht auf. Die Höhe der Vor- oder Rücksprünge bzw. Hinterschneidungen, Ausnehmungen etc. entspricht dabei etwa einer Höhe der Klebeschicht bzw. ist geringfügig kleiner. Die Vor- oder Rücksprünge etc. erlauben einen zusätzlichen, insbesondere seitlichen, Halt der Haftschicht an der Zwischenlage, sei es an der Oberseite oder an der Unterseite bzw. auch an den Seitenflächen. Die Haftschicht umschließt bzw. umgreift die Vor- oder Rücksprünge und wird so an der Zwischenlage nicht nur durch einen Stoffschluss, bewirkt durch Kohäsion und Adhäsion der Haftschicht, sondern auch durch Formschluss gehalten.
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Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der Haftschicht und der Schienenzwischenlage eine zusätzliche Verbindungsschicht vorgesehen, welche durch eine chemische und/oder eine physikalische Bearbeitung der Schienenzwischenlage erfolgen kann. Während die vorgenannten Vor- und/oder Rücksprünge die Haftschicht(en) insbesondere seitlich fixieren kann bzw. können, indem die Haftschicht sich zwischen den Vor- und/oder Rücksprüngen (und auf der Schienenzwischenlage) erstreckt, ist die in Rede stehende Verbindungsschicht zwischen der Schienenzwischenlage und der Haftschicht angeordnet. Die Haftschicht kann ebenfalls aus Vor- und/oder Rücksprüngen in Form von Noppen, Hinterschneidungen etc. bestehen. Die Haftschicht kann auch dadurch gebildet sein, dass die Zwischenlage chemisch derart vorbehandelt ist, dass die Haftschicht möglichst gut haftet. Eine derartige chemische Vorbehandlung kann beispielsweise zu einer Aufrauhung der Oberfläche der Schienenzwischenlage führen, wodurch die Anhaftung der Haftschicht verbessert wird.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen kann die Haftschicht aus Schmelzklebstoff, lösemittelhaltigem Nassklebstoff, Kontaktklebstoff, Dispersionsklebstoff, wasserbasiertem Klebstoff, Plastisol, Hotmelt und/oder Kautschuk bestehen. Zweckmäßigerweise umfasst die Haftschicht bzw. der zur Herstellung der Haftschicht/Klebeschicht verwendete Kleber zwei Phasen, wobei eine Phase eine höhere Haftung bereitstellt als die andere. Gemäß einer Ausführungsform ist die Haftschicht/Klebeschicht durch eine unvulkanisierte Gummischicht, welche zweckmäßigerweise aus SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) und/oder Naturkautschuk hergestellt ist, realisiert. Gemäß einer Ausführungsform ist auch die Schienenzwischenlage als solche, hergestellt aus z. B. SBR, EPDM und/oder Naturkautschuk, nur teilweise oder bereichsweise vulkanisiert, wobei der unvulkanisierte Teil die Haftschicht/Klebeschicht ausbildet.
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Gemäß einer Ausführungsform besteht eine Haftschicht aus mehreren Haftlagen/Klebelagen, wobei die unterschiedlichen Klebelagen sich durch eine unterschiedliche Dicke auszeichnen können oder durch unterschiedliche Klebermaterialien, beispielsweise ausgewählt aus der vorherigen Liste. Die Lagen können sich auch hinsichtlich Ihrer Haftfestigkeit unterscheiden, wobei z. B. die Lage, die näher zur Schienenzwischenlage hin orientiert ist, eine höhere Haftfestigkeit aufweist als die Lage oder die Lagen, die näher zur Schiene, zur Schwelle oder zu den Winkelführungsplatten hin orientiert sind. Dies ermöglicht mit Vorteil eine saubere und einfache Demontage der nach einigen Jahren verschlissenen Schienenzwischenlage.
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Besonders vorteilhaft ist es nämlich, wenn die Klebstoffschicht/Haftschicht derart ausgebildet ist, dass die Klebstoffeigenschaften oder die Haftung im Allgemeinen, insbesondere bewirkt durch Kohäsion und/oder Adhäsion, mit der Zeit nachlassen. Bevorzugt wird das Klebermaterial so ausgewählt bzw. die Klebeschicht derart dimensioniert oder positioniert, dass während der Installationsphase (Schienenziehen) eine möglichst feste Verbindung zwischen der Zwischenlage und der Betonschwelle erreicht wird. Während der weiteren Einsatzdauer nimmt die Haftung z. B. durch eindringendes Wasser und Staub bzw. Wärmeeinwirkung ab, sowohl in Bezug auf die Haftung zur Bahnschwelle als auch in Bezug auf die Haftung zur Schiene. Bei Wechsel der Zwischenlage bzw. Demontage ist die Haftung dann mit Vorteil soweit reduziert, dass ein einfacher manueller Austausch der Zwischenlage gewährleistet wird. Dieser Vorteil ist bereits durch die in Rede stehende Schienenzwischenlage als solche erfüllt, da zwischen der auf der Unterseite der Schienenzwischenlage angeordnetem Haftschicht und der (Bahn-)Schwelle quasi „automatisch“ keine zu 100 % vollflächige Verbindung gegeben ist. Dies liegt daran, dass die auf der Schienenzwischenlage ausgebildete Haftschicht/Klebeschicht eine gewisse Formstabilität aufweist, wodurch zwischen der Schwelle und der Klebeschicht immer kleine Löcher, Hohlräume etc. bleiben. Wird der Kleber flüssig auf die Bahnschwelle aufgetragen, ist dies gerade nicht der Fall. Genau diese Löcher und Hohlräume etc. führen aber dazu, dass die Haftung der Schienenzwischenlage auf der Bahnschwelle vorteilhafterweise mit der Zeit nachlässt, da in die Löcher eindringendes Wasser, Staub etc. die Haftkraft/Klebekraft verringern.
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Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zum Aufbau eines Gleisoberbaus, umfassend die Schritte:
- – Aufbringen einer Haftschicht auf eine Schienenzwischenlage;
- – Anordnen der Schienenzwischenlage auf einer Bahnschwelle oder an einer Schiene, insbesondere einen Schienenfuß.
Vorteilhafterweise erfolgt also gerade kein Einstreichen einer Bahnschwelle, beispielsweise mit einem Kleber, sondern die Klebeschicht wird zuerst auf die Schienenzwischenlage aufgebracht bzw. dort „erzeugt“ (vgl. Vulkanisieren), wobei hier eine Anordnung an der Oberseite und/oder an der Unterseite und/oder an den entsprechenden Seitenflächen erfolgen kann. Insofern erfolgt quasi automatisch beim Anordnen der Schienenzwischenlage das Anordnen der Klebeschicht. Es entfällt also ein kompletter Arbeitsschritt, bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktqualität. So ist es deutlich leichter, eine Schienenzwischenlage mit einer konstant dicken Klebeschicht/Haftschicht herzustellen, als beispielsweise eine Bahnschwelle so vorzubereiten, dass die Klebeschicht möglichst konstant ist.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren gelten die in Bezug auf die Schienenzwischenlage erwähnten Vorteile und Merkmale analog und entsprechend sowie umgekehrt.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Schienenzwischenlage mit Bezug auf die beigefügte Figur. Es zeigt:
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1: eine Schnittdarstellung durch einen Gleisoberbau.
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1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Bahnschwelle 10, welche sich im Wesentlichen quer zu einer Schienen- bzw. Gleisrichtung S erstreckt. Entlang der
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Schienen- bzw. Gleisrichtung S erstreckt sich eine Schiene 12. Zwischen der Schiene 12 und der Bahnschwelle 10 ist eine Zwischenlage 20 angeordnet. In der hier gezeigten Ausführungsform sind sowohl an einer Oberseite 22 als auch an einer Unterseite 24 der Schienenzwischenlage 20 Haftschichten/Klebeschichten 40 angeordnet. Diese sind in der hier gezeigten Ausführungsform insbesondere vollflächig angeordnet, könnten aber auch partiell ausgebildet sein. Seitenflächen 26 der Schienenzwischenlage 20, welche zu den seitlich angeordneten Winkelführungsplatten 14 hin orientiert sind, sind in der hier gezeigten Ausführungsform nicht mit einer Klebeschicht versehen. Diese könnten aber auch partiell oder vollflächig mit einer Klebeschicht versehen sein, um die Schienenzwischenlage zusätzlich in Bezug auf die seitlich angeordneten Winkelführungsplatten 14 zu fixieren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bahnschwelle
- 12
- Schiene
- 14
- Winkelführungsplatte
- 20
- Schienenzwischenlage
- 22
- Oberseite
- 24
- Unterseite
- 26
- Seitenfläche
- 40
- Haftschicht, Klebeschicht
- S
- Schienen-/Gleisrichtung
