DE19881823B4 - Querschwelle für Eisenbahngleise - Google Patents

Abstract

Querschwelle für Eisenbahngleise aus Beton, bewehrtem Beton oder Stahl, mit einer plastisch verformbaren Beschichtung (22) an ihrer Unterseite.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Querschwelle für Eisenbahngleise aus Beton, bewehrtem Beton oder Stahl, wie sie im Zusammenhang mit auf einem Schotterbett aufliegenden Gleisrosten im Eisenbahnoberbau verwendet werden.
• Die Querschwelle als Bauelement im Eisenbahnoberbau nimmt die von den Verkehrslasten ausgehenden Kräfte über die Schiene und die Zwischenlagen mit den Verspannungselementen in den Stützpunkten der Schwellenauflager auf und die eingeleiteten Kräfte werden an das darunterliegende Schottergerüst lastverteilend abgeleitet und an den Unterbau bzw. Untergrund weitergeleitet.
• Seit Beginn des Eisenbahnzeitalters im vergangenen Jahrhundert werden als Querschwellen Holzschwellen verwendet. In der Zeit der Industrialisierung und als Barometer der Stahlindustrie wurden auch Stahlschwellen produziert und eingebaut, in neuerer Zeit auch als "Y-Schwelle". Seit den 50er Jahren dieses Jahrhunderts wurden zunehmend Spannbetonschwellen verwendet, die sich derzeit als Stand der Technik durchgesetzt haben.
• Die u.a. aus ökologischen Gründen kaum noch verwendete Holzschwelle hatte unter anderem den Vorteil, als "elastisch" zu gelten. Einer der Gründe dafür ist die Verzahnung der vergleichsweise weichen Holzschwellenunterseite mit dem Hartsteinschotter.
• Demgegenüber haben die Betonschwelle und die in diesem Zusammenhang vergleichbare Stahlschwelle den Nachteil, daß, im Gegensatz zur Holzschwelle, an der Auflagerfläche der Schwelle auf dem Schotter zwei unelastische Materialien zusammentreffen, so daß die oben erwähnte Verzahnung nicht möglich ist, so daß die Aufnahme von Längs- und Querkräften durch das Schotterbett verringert wird. Des weiteren führen die harten, unelastischen Kontaktstellen zwischen Schotter und Schwelle bei Überbeanspruchung zu Beschädigungen bzw. Zerstörungen der Schwelle oder des Schotters.
• Um eine Überbeanspruchung des Schotters insbesondere bei Schnell-Fahr-Strecken zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Schwellenunterseite mit einem elastischen, polymeren Material zu beschichten, um eine Abfederung zu erreichen und damit eine Entlastung der Schotterpressung zu erzielen. Ein entsprechendes gleis ist beispielsweise am DE 691 13 884 T2 bekannt. Durch Verwendung einer solchen elastischen Zwischenschicht zwischen Schotter und Betonschwelle kann zwar das Schotterbett geschont werden, andererseits jedoch werden hierdurch die Längs- und Querverschiebungswiderstandskräfte erheblich gesenkt, so daß die Lagestabilität solcher Gleise noch geringer ist als diejenige von Gleisen, bei denen die Betonschwellen unmittelbar auf dem Schotterbett aufliegen.
• Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Schwelle zu schaffen, mit der die Lagestabilität des Gleises erhöht werden kann und gleichzeitig eine Beschädigung des Schotterbettes vermieden wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querschwelle an ihrer Unterseite insbesondere im Bereich ihrer Auflager mit einer plastisch verformbaren Beschichtung versehen ist.
• Aufgrund der plastisch verformbaren Beschichtung der Schwellenunterseite wird aufgrund der plastischen Verformung der Beschichtung eine "Verzahnung" der Schwelle mit dem Schotter erzielt, wodurch zum einen der Querverschiebewiderstand und der Längsverschiebewiderstand des Gleisrosts deutlich erhöht wird und damit die Lagestabilität des Gleises wesentlich verbessert wird. Weiterhin wird hierdurch erreicht, daß einerseits Spitzendrücke abgebaut und Kantenpressungen verkleinert werden und andererseits, daß die Kontaktfläche zwischen Schotter und Schwelle vergrößert wird, so daß die Flächenpressungen gegenüber dem Stand der Technik verringert werden und Materialzerstörungen reduziert bzw. ausgeschlossen werden. Schließlich ist auch die mit der Beschichtung erzielte "Weichheit" des Kontaktbereichs zwischen Schotter und Schwelle materialschonend.
• In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung kann die plastisch deformierbare Beschichtung im wesentlichen aus einem Teer-/Asphaltgemisch bestehen, was eine besonders kostengünstige Lösung ist. In alternativer Weise kann die Beschichtung im wesentlichen aus einem Kunststoff, aus Holzbeton, aus Holz oder aus Holzspänen bestehen.
• Bereits aus Kostengründen kann es zweckmäßig sein, die plastisch deformierbare Beschichtung ausschließlich im Bereich des Auflagers der Querschwellen auszubilden, so daß die auflagerfreien Zonen unbeschichtet bleiben.
• Die Dicke der Beschichtung kann vergleichsweise dünn sein, d.h. unter 10mm liegen und kann insbesondere etwa 5 mm betragen. Weiterhin kann die Unterseite der Beschichtung profiliert sein, um eine noch bessere Verankerung der Querschwellen auf dem Schotterbett zu erzielen.
• Obwohl die erfindungsgemäße Beschichtung der Querschwellen gegebenenfalls auch nachträglich an den Schwellen angebracht werden kann, wird es bevorzugt, das Aufbringen der Beschichtung in den Fertigungsprozeß der Betonschwellen zu integrieren, um den bestmöglichen Verbund sicherzustellen. Hierzu kann die Beschichtung insbesondere als abschließender Arbeitsgang beim Gießen der Schwelle auf die entsprechenden Bereiche der Schwellenunterseite aufgebracht werden. In alternativer Weise könnte die Beschichtung auch nachträglich an der Schwellenunterseite angeklebt werden.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
• 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Gleis in einer Ebene parallel zu den Schienen,
• 2 eine Draufsicht auf das Gleis gemäß 1,
• 3 einen horizontalen Schnitt durch das Gleis gemäß 1 senkrecht zur Längsrichtung der Schienen, und
• 4 eine vergrößerte Schnittansicht im Bereich einer Schwelle.
• In den Figuren ist mit der Bezugsziffer 10 ein Schotterbett, mit der Bezugsziffer 12 im Schotterbett angeordnete Querschwellen, mit der Bezugsziffer 14 auf den Querschwellen angeordnete Schienen und mit der Bezugsziffer 16 ein auf den Schienen geführtes Rad bezeichnet. Zwischen Schiene 14 und Querschwellen 12 sind die üblichen Zwischenlagen 18 angeordnet. Das Schotterbett 10 liegt auf einem Planum 20 auf. Insoweit entspricht dieser Aufbau eines Eisenbahngleises dem konventionellen Aufbau und bedarf keiner näheren Erläuterung.
• An den Unterseiten der Querschwellen 12 sind plastisch verformbare Beschichtungen 22 ausgebildet, und zwar, wie aus 2 und 3 erkennbar ist, derart, daß die auflagerfreien Bereiche 24 der Querschwellen 12 beschichtungsfrei sind. Anzumerken ist, daß die Schraffierungen in 2 diejenigen Bereiche der (in 2 nicht sichtbaren) Schwellenunterseite kennzeichnen sollen, an denen eine Beschichtung vorgesehen ist. Die Pfeile 26 und 28 in den 1 bis 3 sollen die im Gleis auftretenden Quer- bzw. Längskräfte andeuten.
• Die Detaildarstellung gemäß 4 verdeutlicht die Verzahnung der Steine des Schotterbetts mit der plastisch deformierbaren Beschichtung 22. Zum einen wird hieraus unmittelbar deutlich, daß die Verschiebekräfte aufgrund der Verzahnung deutlich zunehmen, zum anderen ist auch ohne weiteres erkennbar, daß die Kontaktfläche der Schwellenunterseite mit dem Schotterbett nunmehr stark vergrößert ist, so daß die zwischen den Kontaktflächen pro Flächeneinheit auftretenden Kräfte insgesamt deutlich reduziert werden.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen demnach insbesondere darin, daß
• – anstelle einer wie beim Stand der Technik vorhandenen punktuellen Kraftübertragung zwischen Schwelle und Schotter nunmehr eine flächenmäßige Kraftübertragung erfolgt,
• – Spitzendrücke auf einzelne Schottersteine abgebaut und die Kantenpressungen verkleinert werden,
• – hierdurch eine Zertrümmerung der Schottersteine bzw. eine Beschädigung der Betonschwelle vermieden wird, und
• – aufgrund der Verzahnung des Schotterbetts an der plastisch deformierbaren Beschichtung der Querschwellen eine Erhöhung der Längs- und Querverschiebewiderstände auftritt, wodurch die Lagestabilität des Gleises verbessert wird.

10

Schotterbett

12

Querschwellen

14

Schienen

16

Rad

18

Zwischenlager

20

Planum

22

Beschichtung

24

auflagerfreie Bereiche

26

Querkräfte

28

Längskräfte

Claims (8)

1. Querschwelle für Eisenbahngleise aus Beton, bewehrtem Beton oder Stahl, mit einer plastisch verformbaren Beschichtung (22) an ihrer Unterseite.
2. Querschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastisch verformbare Beschichtung (22) ausschließlich im Bereich der Auflager der Querschwelle angebracht ist.
3. Querschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (22) im wesentlichen aus einem Teer-/Asphaltgemisch besteht.
4. Querschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung im wesentlichen aus einem Kunststoff besteht.
5. Querschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (22) im wesentlichen aus Holz oder Holzbeton oder Holzspänen besteht.
6. Querschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Beschichtung (22) profiliert ist.
7. Querschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (22) als eine im Produktionspnozeß der Querschwelle aufgebrachte Beschichtung ausgebildet ist.
8. Eisenbahngleis mit einem Schotterbett (10) und einem auf dem Schotterbett aufliegenden Gleisrost, gekennzeichnet durch Querschwellen (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.