-
Die
Erfindung betrifft eine Isolierung für Schienen eines einerdbaren
Gleises, insbesondere Straßenbahngleis
sowie die Verwendung von Glimmer
-
Seit über 70 Jahren
wird versucht, Schienen für
spurgeführte
Fahrzeuge mit Isolierungen zur Dämpfung
des Lärmes
der von den befahrenen Schienen, insbesondere den Schienenstegen
ausgeht (
US-A 1 771
078 ), zu bestücken.
Vorgeschlagen wurde seinerzeit, derartige Isolierkörper für die Laschenkammern,
gegebenenfalls mit ebensolchen Unterlegteilen für den Schienenfuß verbunden,
durch Vergießen
von Bitumen, Harz, Gummi und verschiedenen Beimischungen wie faserigem
Material wie Filz, Holzwolle herzustellen.
-
Kammerfüllkörper sind
auch in einer hauseigenen "Technische
Mitteilung Nr. 7.4/11.92" der
Sedra GmbH, Wiesbaden aus 1992 dargestellt. Berichtet wird darin,
dass für
Straßenbahnen
im städtischen Nahverkehr
neben der Vermeidung von Erschütterungen
und Lärmentwicklung
durch entsprechenden elastischen vertikalen Aufbau der Gleislagerung,
der Wirtschaftlichkeit für
die horizontale Lagerung, d.h. die Abstützung der Pflasterung oder
Wege zum Oberbau hin Rechnung zu tragen ist. Daher werden traditionell
auch Betonkammersteine unterschiedlicher Größe eingesetzt oder die Schienenkammern mit
Mörtel
ausgegossen.
-
In
der deutschen Zeitschrift "Verkehrstechnik", Heft 1, 1933, Ullstein-Verlag,
Berlin, ist in einem Aufsatz von Bohnenberger: "Neuer Weg zur Verminderung von Gleisunterhaltungskosten " ein Füllstein aus
tonrohrartigem Material oder Füllbeton
erwähnt, der
unter Zwischenfügung
einer bituminösen
Angussmasse, die schienenfußseitig
und schienenstegseitig auf dem aus anorganischen Material bestehenden
Körper aufgebracht
wird, in die Schienenkammer, das ist der Bereich zwischen Schienenkopf, Schienensteg
und Schienenfuß,
eingebracht wird. Dadurch bilde sich zwischen Schiene und Stein
ein absolut wasserdichter und fester Verband. Der Einfachheit halber
wird dabei nur eine in die beidseitigen Schienenkammern passende
Form des Tonsteines verwendet und die restliche Kammer mit der bitumenartigen
Angussmasse, gegebenenfalls mit Splitt aufgefüllt, aufgefüllt.
-
Es
ist auch eine stabilisierte Fugenverfüllung zwischen einer Straßendecke
und einer Schiene von straßenbündigen Gleisen
unter Verwendung von Abdeckplatten als Deckenschluss bekannt (
DE-A 42 04 802 ),
bei der der durch die Schienenkammer und die Abdeckplatte gebildete
Hohlraum durch Einbringen einer sackartigen Hüllfolie ausgelegt und diese
Hüllfolie
zunächst
mit Beton bis zur Schienenkopfunterkante ausgepresst und letztlich
mit einem Fugenverguss bis zur Oberkante der Schiene beziehungsweise
Abdeckplatte ausgefüllt
wird.
-
In
den bisher zitierten Veröffentlichungen wurde
im Wesentlichen versucht eine Schalldämmung oder die Entkopplung
der Körperschallschwingungen
zu erzielen, bei Verwendung preiswerter Bau- oder Füllstoffe.
Bei der Anwendung für
Straßenbahngleise,
insbesondere im Zusammenhang mit Rillenschienen, haben die Füllkörper neben
der Funktion der Körperschalltrennung
zu dem umgebenden Straßenbaumaterial
und sollen als Basis für den
Verguss der Schienen bis zur Schienenoberkante dienen, um eine Lücke zwischen
dem der Schiene benachbarten Pflaster bis zur Schiene hin zu verschließen. Aus
diesen Gründen
ist auch das dazu verwendete Vergussmaterial sehr elastisch gestaltet, um
Eindringen von Wasser zu behindern.
-
Mit
der WO00/0987 wurde vorgeschlagen, einen Füllkörper aus im Wesentlichen reinem
ungefülltem
Polyurethan mit wasserdichter Haut als preiswerten Füllkörper zu
verwenden. Durch seine Wasserdichtigkeit wirkt er im Gegensatz zu
den Formsteinen aus Beton oder Mörtel
elektrisch isolierend, insbesondere gegenüber Streuströmen.
-
Diese
Anforderung wird wegen der Gleisrückmeldesysteme oder möglichem
Lochfraß in Kombination
mit Oberflächenwässern, die
als Elektrolyte wirken, heute häufig
erhoben und kann nach dem Stand der Technik nur durch teure Kunststoffteile
verwirklicht werden.
-
Mit
der
DE-A 40 04 208 wurde
vorgeschlagen, Teile sehr preiswert aus mit Polyurethan gebundenen
Gummiteilen mit einer Shore-Härte
D 80 herzustellen und speziell für
Straßenbahnschienen
zu verwenden. Aus dem Material können
stangenartige Formteile hergestellt werden, die eine den Kammern des
Straßenbahnschienenprofils
angepasste Form aufweisen, wobei die Formteile vorzugsweise als Stangen
von ca. 500 mm Länge
und mit Aussparungen für
die mit der Schiene verbundenen Bauteile versehen sind. Die Formteile
können
auch mit Nut und Feder versehen sein, um sie miteinander formschlüssig zu
koppeln. Der Kammerstein aus dem mehrkomponentigem Material auf
Polyurethanbasis unter Beimischung von Gummi weist gute schwingungsdämpfende
Eigenschaften auf und kann zudem 100%-ig recycelt werden, ist jedoch
gegenüber den
Betonkammersteinen teuer. Man erreicht damit eine relativ dicht
zu verlegende Isolierung, die jedoch nicht immer preiswert herstellbar
ist.
-
Mit
der
DE 199 13 029
A1 und der WO 01/53606 A1 wurde letztlich vorgeschlagen,
preiswerte Betonkammersteine und Gummi oder Kunststoffwerkstoffe
als Teilumhüllung
zur Isolierung miteinander zu kombinieren.
-
Als
Glimmer werden eine ganze Reihe alkalihaltiger Aluminiumhydrosilikate
mit Schichtengitter bezeichnet, z.B. Muscovit, Serizit, Paragonit,
Phlogopit, Biotit mit wechselnden Gehalten an Kalium, Natrium, Magnesium,
Eisen und Fluor.
-
Glimmer
ist als ein hochwertiger mineralischer Isolierstoff mit guten Isoliereigenschaften
bekannt. Er wird unter anderem für
die Hauptisolation von Hochspannungsmaschinen eingesetzt. Es werden
hauptsächlich
Glimmerpapiere als Basismaterial verwendet, die zur Erzielung einer ausreichenden mechanischen
Festigkeit mit Kunstharzen und geeigneten Trägern – wie Glasgeweben, Folien oder
Vliesen – verbunden
werden. Harzreiche Glimmerbänder werden
häufig
im Resin-Rich-Verfahren (Heißpressen),
harzarme oder poröse
Glimmerbänder
im VPI-Verfahren (Vakuum-Druck-Imprägnierung) verarbeitet.
-
Ausgehend
von dem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde,
eine leicht einzubauende, gegenüber
dem Stand der Technik jedoch effektivere und einfach herzustellende
Isolierung gegen Streuströme
vorzuschlagen, die jedoch mit bekannten Körpern mit guten Dämmungs-
und Dämpfungseigenschaften
gegen Schall bzw. Vibration kombinierbar ist.
-
Das
Problem wird erfindungsgemäß durch die
in den Ansprüchen
1 und 9 angegebenen Merkmale gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
-
Bei
einer gattungsgemäßen Isolierung
wird zwischen der Oberfläche
der Schiene und der Umgebung, z.B. dem Erdreich oder Steinpflaster
glimmerhaltiges Isoliermaterial eingebracht zur Streustromisolierung.
Es kann auch mit weiterem Isoliermaterial gegen Schall- oder Vibrationsübertragung
eine Schicht aus glimmerhaltigem Material angeordnet werden, die
zwischen 0,1–2
mm, vorzugsweise knapp 1 mm dick ist.
-
Alternativ
kann diese Schicht als Anstrich auf die Schiene aufgebracht werden
oder als flexibles Band ausgebildet sein, welches um dien Schienfuß sich in
beide Laschenkammern, vorzugsweise bis seitlich des Schienenkopfes,
erstreckt, sodass eine vollständige
Umhüllung
des eingeerdeten Bereichs der Schiene möglich ist.
-
In
der Regel wird aus einer Kombination von Glasgewebe bzw. Polyesterfolie
+ Glimmerpapier, mit variablem Harzgehalt eine Folie oder ein Band
erstellt, das leicht verarbeitbar ist und sich flexibel um die Schiene
legen lässt.
-
Ein
Beispiel für
derartige Folien ist das Produkt „Flexibelmikante" oder „Mikafolium" der Firma SEGLIWA,
Wiesbaden, DE. Andere Hersteller bieten ähnliche Produkte, bisher jedoch
nur zur Isolierung von Elektrogeräten oder als temperaturbeständige Dichtungen
in Automobilen.
-
Verarbeitet
wird dabei der häufig
vorkommende Glimmer der Typen Muskovit oder Phlogopit.
-
Andererseits
kann die Isolierung in Form einer Folie als Oberflächenschicht
eines handelsüblichen
Kammerfüllkörpers z.B.
gemäß der
DE-A 40 04 208 und/oder
einer handelsüblichen
Schienenunterlage ausgebildet sein.
-
Da
auch die Glimmerbänder
mit Hilfe von Harzen hergestellt werden, ergibt sich zwischen den Bändern und
den Kammerfüllkörpern eine
hohe Affinität
mit entsprechend guter Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit des Produktes.
-
In
einer weiteren Variante wird das Glimmerband oder der Glimmer direkt
auf die Oberfläche
des Isoliermaterials, z.B. einen Kammerfüllkörper, durch thermische Behandlung,
gegebenenfalls unter Beifügung
von einer geringen Menge Harz wie Epoxidharz, aufgebracht.
-
Letztlich
haben die Erfinder festgestellt, dass Glimmer derartigem Isoliermaterial
direkt bei der Herstellung des Isolierkörpers als Füllmaterial eingebracht werden
kann, wobei vorzugsweise weniger als 20% Volumenanteil Verwendung
fanden.
-
Eine
derartige Verwendung von Glimmer bzw. Glimmerfolien ist neu und
in seiner Wirkung insbesondere in Kombination mit Isolierungen gegen Schall
und Vibrationen am Straßenbahngleis überraschend.
-
In
einem Versuch wurde auch ein Material „Mikafolium Rubitherm" der Firma SEGLIWA
GmbH, Wiesbaden, DE in 0,21 mm Dicke benutzt. Die Folie wurde aus
einem Glimmerpapier mit Glasgewebe unter Beimischung von Epoxiharz
verpresst. Es wurden gegenüber
dem Stand der Technik mit der Isolierung zufrieden stellende Werte
der Isolierung gegen Streustrom an der Schiene erzielt.
-
Mit
einer schematischen Zeichnung soll die Erfindung noch veranschaulicht
werden.
-
Es
zeigen:
-
1 eine Glimmerfolie bei der
erfindungsgemäßen Anbringung
an einer Schiene;
-
2 einen Kammertüllkörper mit
der erfindungsgemäßen Isolierung.
-
Ein
Teil einer Rillen-Schiene eines Straßenbahngleises wird in 1 gezeigt. Eine Glimmerfolie 1 des
Typs „Flexibelmikante" mit einer Dicke
von 1 mm ist als Band mit einer Breite von 1 m ausgebildet. Die
Folie 1 wird auf der Baustelle um den Schienenfuß 4 gelegt
und erstreckt sich entlang des Schienenstegs 3 durch die
Laschenkammern 5 bis zu den Seiten des Schienkopfes 2,
d.h. bis zur Oberfläche
des später
die Schiene umgebenden Erdreiches oder ähnlicher Einbaustoffe.
-
Nicht
dargestellt ist, dass im Zuge des Baufortschrittes eine Schienenunterlage
den Schienenfuß und
Kammerfüllkörper die
Laschenkammern gegen Schall isolierend in situ eingebracht werden.
-
In 2 ist ein einbaufertiger ähnlicher
Kammerfüllkörper 6 zu
sehen, der jedoch schon werksseitig oder in situ mit einer Oberflächenschicht
aus einer Glimmerfolie 11 versehen wurde.