DE19921216A1 - Schallabsorptionselement und dessen Verwendung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schallabsorptionselement sowie dessen Verwendung zur Schallabsorption bei Schienenstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schallabsorptionselement sowie dessen Verwendung zur Schallabsorption bei Schienenstrecken.

Beim Fahren spurgebundener Gleis- oder Schienenbahnen, wie beispielsweise Eisenbahnen, Untergrundbahnen oder Straßenbahnen auf einer Schienenstrecke wird Schall emittiert.

Der emittierte Schall findet seinen Ursprung fast ausschließlich in den Rollgeräuschen der Schienenbahn. Schall wird dabei zum einen über die Schienen an die Umgebung weitergeleitet. Zum anderen leiten die Schienen Schall an weitere Komponenten des Oberbaus der Gleise, also insbesondere Schienenbefestigungen, Schwellen, Bettung und Planumsschutzschicht weiter. Diese weiteren Komponenten geben an sie weitergeleiteten Schall ebenfalls wiederum an die Umgebung ab. Wesentliche Komponenten, von denen Schall emittiert wird, sind Schienen und Schwellen.

Als Schwellen sind vor allem Holzschwellen und Stahlbetonschwellen bekannt. Insbesondere bei Verwendung von Stahlbetonschwellen können erhöhte Schallemissionen auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schallabsorptionselement für Schienenstrecken zur Verfügung zu stellen.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe auf verblüffend einfache Weise durch die Verwendung eines Elementes aus offenporiger, gebundener Holzwolle erreicht werden kann.

Zu ihrer allgemeinsten Ausführungsform sieht die Erfindung ein Schallabsorptionselement mit den folgenden Merkmalen vor:

• - Das Element besteht aus offenporiger, gebundener Holzwolle,
• - das Element weist einen sich entlang einer ersten gedachten Ebene erstreckenden, plattenförmigen Grundkörper auf,
• - das Element weist einen sich entlang einer zweiten gedachten Ebene erstreckenden Abschnitt auf,
• - erste und zweite Ebene verlaufen beabstandet zueinander,
• - Grundkörper und Abschnitt sind miteinander verbunden (stehen also in körperlichem Kontakt zueinander),
• - Der Abschnitt weist wenigstens eine auf den Grundkörper abfallende Kante auf.

Um die Verwendungsweise des Schallabsorptionselementes näher zu erläutern, wird zunächst der generelle Aufbau von Schienenstrecken und Gleisen erläutert.

Diese sind in der Regel wie folgt aufgebaut. Auf einem Unterbau (Erdkörper) liegt Schotter (Bettung) auf. Auf der Bettung werden Schwellen und Schienen einschließlich der Schienenbefestigungsmittel verlegt. Stahlbetonschwellen können auf einer gemeinsamen Stahlbetonbasis angeordnet sein (feste Fahrbahn). Eine solche Stahlbetonbasis kann einer jeden der beiden Schienen eines Gleises zugeordnet sein und in Richtung der jeweiligen Schiene verlaufen. Die Stahlbetonbasis kann auch auf Beton oder einer anderen Bettung, beispielsweise in Form von Elementen zur Schall- oder Schwingungsdämpfung, ruhen.

Zwischen Schiene und Bettung beziehungsweise zwischen Schiene und Stahlbetonbasis verbleibt ein Spalt.

Schallabsorptionselemente der Erfindung können insbesondere Anwendung bei Gleisen Verwendung, die unter Verwendung von Stahlbetonschwellen erstellt sind.

Zur Schallabsorption wird das Schallabsorptionselement der Erfindung abschnittsweise in den Spalt zwischen Schiene und Bettung beziehungsweise den Spalt zwischen Schiene und Stahlbetonbasis - beide Arten von Spalt werden im folgenden Spalt genannt - geschoben.

Nachfolgend wird auf die Verwendungsweise des Schallabsorptionselementes mit Grundkörper und Abschnitt eingegangen.

Dieses wird mit dem Ende des Grundkörpers, das nicht mit dem Abschnitt bedeckt ist, also dem "dünnen Ende" voran und mit obenliegendem Abschnitt soweit in den Spalt geschoben, bis der Abschnitt (verdickte Bereich des Elements) gegen die Schiene oder mit (geringem) Abstand vor dieser zu liegen kommt. Das Schallabsorptionselementes wird dabei von außen, also von der der zweiten Schiene abgewandten Seite der Schiene, in den Spalt geschoben.

Der in den Spalt geschobene Bereich des Schallabsorptionselementes kann eine Dicke aufweisen, die der Weite des Spalts entspricht oder geringfügig darunter liegt. Die Breite des in den Spalt geschobenen Bereichs kann dem Freiraum zwischen den Schwellen entsprechen, zwischen die das Schallabsorptionselement geschoben wird, oder kleiner sein. Weist das Schallabsorptionselement etwa die vorgenannte maximale Dicke und Breite auf, liegt es an den Flächen des durch den Schienenspalt definierten Raumes an.

Es kann auch vorgesehen sein, mehrere Schallabsorptionselemente nebeneinander im selben Spalt anzuordnen.

In jedem Fall haben die Schallabsorptionselemente die Aufgabe, insbesondere von den Schienen, der Stahlbetonbasis, den Schwellen und der Bettung emittierten Schall zu absorbieren.

Offenporige, gebundene Holzwolle ist einfach und billig herzustellen und zu verarbeiten und weist gleichzeitig ein gutes Schallabsorptionsvermögen auf. Offenporig bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die Holzwolle derart durch ein Bindemittel gebunden ist, daß im abgebundenen Holzwollekörper Poren verbleiben. Als Holzwolle und Bindemittel sowie Techniken zur Verbindung dieser beiden Stoffe zu Holzwolleelementen steht dem Fachmann der Stand der Technik zur Verfügung.

Es kann vorgesehen sein, bei der Herstellung des Holzwollekörpers oder nachträglich Zusatzmittel zur Erzielung zusätzlicher besonderer Eigenschaften zu verwenden.

Der Holzwollekörper bildet das Schallabsorptionselement.

Das Schallabsorptionselement weist einen sich entlang einer ersten gedachten Ebene erstreckenden, plattenförmigen Grundkörper auf. Bei der Ebene handelt es sich um eine geometrische Ebene, die sich im Raum erstreckt. Der sich entlang dieser Ebene erstreckende Grundkörper muß sich nicht in streng geometrischem Sinne exakt entlang dieser Ebene erstrecken. Es kann ausreichen, wenn sich allein seine Hauptstruktur im wesentlichen entlang dieser Ebene erstreckt. So kann die Oberfläche des Grundkörpers beispielsweise profiliert sein.

Diese Ausführungen gelten entsprechend für die zweite Ebene und den sich entlang dieser Ebene erstreckenden Abschnitt.

Der Grundkörper kann zwei sich gegenüberliegende Hauptflächen aufweisen, die sich parallel zur Ebene erstrecken. Die Form dieser Hauptflächen kann beispielsweise rechteckig oder quadratisch sein, womit der Grundkörper eine im wesentlichen quaderförmige Form annehmen kann.

Der Grundkörper kann jedoch grundsätzlich jede beliebige plattenförmige Struktur aufweisen, also zum Beispiel auch scheiben- oder keilförmig sein.

Die Hauptflächen des Grundkörpers können strukturiert oder einer sonstigen Oberflächenbearbeitung unterworfen, beispielsweise beschichtet sein. Auf der dem Abschnitt abgewandten Seite des Grundkörpers kann dieser eine zusätzliche elastische Beschichtung aufweisen. Diese elastische Beschichtung kann sich einem unebenen Untergrund unter dem Spalt anpassen.

Der Abschnitt kann grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen. Er kann beispielsweise platten-, wulst- oder keilförmig ausgebildet sein. Bei einer plattenförmigen Struktur des Abschnitts kann sich dessen von der Grundplatte abgewandte Fläche beispielsweise parallel zur zweiten Ebene erstrecken.

Die auf den Grundkörper abfallende Kante kann beispielsweise plan oder gekrümmt sein. Die Kante kann senkrecht oder in einem Winkel ungleich 90° zur Ebene des Grundkörpers verlaufen und beispielsweise zu dessen freiem Ende hin abfallen.

Es kann vorgesehen sein, daß der Abschnitt derart in Kontakt mit dem Grundkörper steht, daß die Kante, wenn der Grundkörper in den Spalt unter einer Schiene eingelegt ist, der nach außen gewandten Seite dieser Schiene ganz oder teilweise gegenüberliegt beziehungsweise diese nach außen mit Abstand abdeckt. Die Kante kann in diesem Fall parallel zur Schiene verlaufen.

Grundkörper und Abschnitt stehen in körperlichem Kontakt zueinander und können einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein.

Bei einer einstückigen Ausführungsform werden Grundkörper und Abschnitt monolithisch in einer zugehörigen Form hergestellt. Grundkörper und Abschnitt können auch im abgebundenen Zustand aus einem monolithischen Holzwollekörper herausgearbeitet, beispielsweise herausgeschnitten oder herausgefast und zum Schallabsorptionselement geformt werden.

Nach einer Ausführungsform können Grundkörper und Abschnitt über mechanische Befestigungsmittel, beispielsweise metallische Schrauben oder Klemmen, miteinander verbunden sein. Sie können auch miteinander verklebt sein.

Es kann auch vorgesehen sein, das Schallabsorptionselement mit Grundkörper und (erstem) Abschnitt, wie zuvor ausgeführt, in den Spalt zu schieben und anschließend auf der zweiten Seite der Schiene einen zweiten Abschnitt auf dem Grundkörper anzuordnen, der entsprechend dem ersten Abschnitt oder spiegelbildlich dazu gebildet sein kann.

Der Abschnitt kann in Kontakt zu einem endseitigen Bereich des Grundkörpers stehen beziehungsweise an dieser Stelle des Grundkörpers mit dem Grundkörper verbunden sein.

Die Kante des Abschnitts erstreckt sich vornehmlich über die gesamte Breite des Grundkörpers und schließt gleichzeitig mit den Außenkanten des Grundkörpers ab. Ist der Abschnitt in einem endseitigen Bereich des Grundkörpers angeordnet, kann der Abschnitt diesen endseitigen Bereich vollständig überdecken.

Mit Ausnahme der auf den Grundkörper abfallenden Kante besitzt der Abschnitt dann die selben Außenkanten wie der Grundkörper.

Es kann vorgesehen sein, mehrere Schallabsorptionselement miteinander zu verbinden. Die Schallabsorptionselemente können dann beispielsweise über ein oder mehrere gemeinsame Befestigungsmittel, die jeweils an einem Bereich des Schallabsorptionselementes befestigt sind, der nicht in den Spalt geschoben sind, miteinander verbunden sein. Es kann sich mithin eine "kammartige" Struktur der miteinander verbundenen Schallabsorptionselemente ergeben, die gemeinsam in die den Schallabsorptionselementen jeweils zugeordneten Spalte geschoben werden können. Die erste und die zweite Ebene der Schallabsorptionselemente können dabei jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Beispielhafte Ausführungsformen von Schallabsorptionselementen werden anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.

Dabei zeigen, jeweils stark schematisiert,

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schallabsorptionselementes,

Fig. 2 eine Aufsicht auf ein Schallabsorptionselement nach Fig. 1,

Fig. 3 mehrere miteinander verbundene Schallabsorptionselemente gemäß Fig. 1,

Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 weitere Ausführungsformen von Schallabsorptionselementen in Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt ein Schallabsorptionselement 1 aus offenporiger, gebundener Holzwolle. Das Schallabsorptionselement 1 ist hier "durchsichtig" dargestellt, um die dahinter liegenden Elemente anschaulicher darstellen zu können. Entlang einer ersten Ebene E1 erstreckt sich ein rechteckiger, plattenförmiger Grundkörper 3 des Schallabsorptionselementes 1. Entlang einer parallel und beabstandet zur Ebene E1 verlaufenden zweiten Ebene E2 erstreckt sich ein rechteckiger, plattenförmiger Abschnitt 5 des Schallabsorptionselementes 1. Grundkörper 3 und Abschnitt 5 weisen jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf.

Abschnitt 5 ist in einem endseitigen - hier linken - Bereich 3a des Grundkörpers 3 angeordnet und mit dem Grundkörper 3 verklebt (Klebefläche 7). Eine vordere (rechte) Kante 9 des Abschnittes 5 fällt senkrecht auf den Grundkörper 3 ab. Die übrigen Kanten von Grundkörper 3 und Abschnitt 5 schließen bündig zueinander ab, was hier allein an der hinteren gemeinsamen Kante 11a erkennbar ist.

Ein rechter Bereich 3b des Grundkörpers 3 ist soweit in einen Spalt S zwischen einer Schiene 13 und einer Stahlbetonbasis 15 geschoben, daß die Kante 9 der Schiene 13 direkt gegenüberliegt. Die Weite des Spaltes S liegt nur geringfügig über der Dicke D des Grundkörpers 3.

Die Schiene 13 ist durch Befestigungsmittel 17a, 17b auf einer Stahlbetonschwelle 19 verankert.

Die Stahlbetonbasis 15 ruht auf einer Bettung 21 aus Schotter.

Eine benachbarte - hier nicht dargestellte - Schiene ist entsprechend spiegelsymmetrisch mit einem Absorptionselement versehen.

Fig. 2 zeigt die zuvor beschriebene Anordnung nach Fig. 1 in Aufsicht.

Deutlich erkennbar ist hier die jeweils rechteckige Form von Grundkörper 3 und Abschnitt 5 sowie die bündig abschließenden, gemeinsamen Kanten 11a, 11b und 11c.

Die Breite B des Grundkörpers 3 entspricht dem Freiraum zwischen den Schwellen 19, kann aber auch kleiner sein.

Fig. 3 zeigt mehrere Schallabsorptionselemente 1, die über Befestigungsmittel 23 miteinander zu einer "kammartigen" Struktur verbunden sind.

Fig. 4 zeigt ein Schallabsorptionselement 1.4, bei dem der der Kante 9.4 des Abschnitts 5.4 gegenüberliegende Bereich 25 über die Grundplatte 3.4 hinausragt.

Fig. 5 zeigt ein Schallabsorptionselement 1.5, bei dem die Kante 9.5 des Abschnitts 5.5 als Schräge (ca. 50° zur Ebene E1) ausgebildet ist.

Bei Fig. 6 ragt ein Abschnitt 27 der Grundplatte 3.6 über den Abschnitt 5.6 nach hinten (links) vor.

Claims (12)

1. Schallabsorptionselement, insbesondere für Schienenstrecken, mit folgenden Merkmalen:

• 1. 1.1 Das Element besteht aus offenporiger, gebundener Holzwolle,
• 2. 1.2 das Element weist einen entlang einer ersten Ebene (E1) verlaufenden, plattenförmigen Grundkörper (3) auf,
• 3. 1.3 das Element weist einen sich entlang einer zweiten Ebene (E2) erstreckenden Abschnitt (5) auf,
• 4. 1.4 erste und zweite Ebene (E1, E2) verlaufen beabstandet zueinander,
• 5. 1.5 Grundkörper (3) und Abschnitt (5) sind miteinander verbunden,
• 6. 1.6 der Abschnitt (5) weist wenigstens eine auf den Grundkörper (3) abfallende Kante (9) auf.

2. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1 mit einem plattenförmigen Abschnitt (5).

3. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1, bei dem der Abschnitt (5) mit einem endseitigen Bereich (3a) des Grundkörpers (3) verbunden ist.

4. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1 mit einer senkrecht zur Ebene (E1) verlaufenden Kante (9).

5. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1, bei der die Kante (9) als Schräge, relativ zur Ebene (E1), ausgebildet ist.

6. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1 mit einer sich parallel zur zweiten Ebene (E2) erstreckenden, von dem Grundkörper (3) abgewandten Oberfläche des Abschnitts (5).

7. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1, das monolithisch ausgebildet ist.

8. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1, bei dem Grundkörper (3) und Abschnitt (5) über Befestigungsmittel miteinander verbunden sind.

9. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1, das mit wenigstens einem weiteren Schallabsorptionselement nach Anspruch 1 verbunden ist.

10. Schallabsorptionselement nach Anspruch 9, bei dem die erste Ebene (E1) und zweite Ebene (E2) jedes Schallabsorptionselementes fluchtend zueinander verlaufen.

11. Schallabsorptionselement nach Anspruch 1, bei dem die erste und zweite Ebene (E1, E2) parallel zueinander verlaufen.

12. Verwendung eines Schallabsorptionselementes nach Anspruch 1 zur Schallabsorption bei Schienenstrecken.