DE20014999U1

DE20014999U1 - Betonschwelle für den Gleisbau

Info

Publication number: DE20014999U1
Application number: DE20014999U
Authority: DE
Original assignee: GFI Gesellschaft fur Industrieausrustung mbH
Current assignee: Bilfinger Berger Umwelttechnik GmbH
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2010-08-31

Description

Anmelderin: Firma GfI mbH & Co. Verwaltungs KG

Titel: Betonschwelle für den Gleisbau

Gebrauchsmuster

Die Erfindung betrifft eine Betonschwelle für den Gleisbau, bei der ein Betonkörper und ein aus einem hochpolymeren Material bestehendes elastisches Plattenmaterial aneinanderliegen und miteinander verbunden sind.

Diese Betonschwellen sind sogenannte besohlte Schwellen und werden im Gleisbau zur Schwingungsentkoppelung und Schotterschonung angewendet. Sie sollen die Übertragung von Schwingungen auf ein die Betonschwelle aufnehmendes Gleisbett verringern und insbesondere auch als Geräuschdämmung dienen, wenn das Gleis von einem Schienenfahrzeug befahren wird. Bei einer bekannten (DE 43 35 516 Al) Betonschwelle der eingangs genannten Art ist das Plattenmaterial Bestandteil eines Schuhgebildes, das Seitenwände aufweist, die mittels Widerhaken am Betonkörper festgelegt sind. Das Plattenmaterial und der Betonkörper liegen im wesentlichen flächig aneinander und der fertige Betonkörper ist nachträglich in das Schuhgebilde eingesetzt. Dieser nur durch die äußere Verhakung bewirkte Verbund von Betonkörper und Plattenmaterial ist den bei modernen Schienenfahrzeugen auftretenden Belastungen nicht dauerhaft gewachsen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Betonschwelle der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Verbund zwischen dem Betonkörper und dem Plattenmaterial mittels fertigungstechnisch einfacher Maßnahmen dauerhaft verbessert ist. Die Erfindung sieht zur Lösung dieser Aufgabe vor eine Betonschwelle für den Gleisbau, bei der ein Betonkörper und ein aus einem hochpolymeren Material bestehendes elastisches Plattenmaterial aneinanderliegen und miteinander verbunden sind, bei der das Plattenmaterial mittels einer geometrischen Oberflächenmodifizierung in dem Betonkörper formschlüssig und kraftschlüssig eingreift und bei der die geometrische Oberflächenmodifizierung vorspringende Noppen bildet.

Bei der Fertigung dieser Betonschwelle werden die Noppen des Plattenmaterials in den frischen, noch ungebundenen Beton des Betonkörpers eingebracht, wodurch die Formschlüssigkeit und die Kraftschlüssigkeit entsteht. Es entsteht nach dem Abbinden des Betons eine feste Verbindung zwischen dem Plattenmaterial und dem Betonkörper. Das Plattenmaterial ist für sich alleine vorgesehen, d. h. nicht Bestandteil eines Schwellenschuhes.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Oberflächenmodifizierung nur von vorspringenden Noppen gebildet ist und die Noppen im wesentlichen gleich gestaltet sind. Dies vereinfacht die Erzeugung des Plattenmaterials. Unterschiedliche Geometrie und Abmessungen der Noppen eines Plattenmaterials sind nicht erforderlich. Auch Stege erweisen sich als überflüssig.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn sämtliche Noppen in den Außenabmessungen über die Höhe im wesentlichen gleichbleibend sind. Die Noppen bilden also z. B. eine nur geringe Hinterschneidung. Eine feste Verbindung ist auch bei nur geringfügig hinterschnittenen Noppen gewährleistet.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ferner, wenn bei den Noppen das Verhältnis DurchmessenHöhe 2-6, insbesondere ca. 4 ist. Die Noppen sind also sehr flach gestaltet. Sie dringen weniger tief in den Betonkörper ein und schwächen diesen weniger. Die Noppen haben z. B. einen Außendurchmesser von 10 - 30 mm, z. B. 20 mm, und eine Höhe von 3 - 8 mm, z. B. 5 mm.

Bezüglich des Freiraums bzw. der Lücke zwischen zwei benachbarten Noppen voneinander gilt vorzugsweise, daß er jeweils kleiner als der Durchmesser der Noppen ist und/oder daß er jeweils das 2 - 6-fache, insbesondere ca. das 3-fache der Höhe der Noppen ist. Der Freiraum zwischen zwei Noppen beträgt z. B. 10 - 20 mm, insbesondere 15 mm.

Die Oberflächengeometrie der zum Beton gerichteten Schwellensohlenseite ist bezüglich Noppengeometrie, Noppenhöhe, Noppendurchmesser und Noppenabstand in Optimierungsversuchen auf die gleichbleibende Schwellenfestigkeit bei konstanter Bauteilhöhe, auf den größten Körnungsdurchmesser der Zuschlagstoffe des Betons sowie auf die Konsistenz der Betonmischung ausgerichtet. Es sind auf einen Meter Länge des Plattenmaterials 20 - 40, z. B. 28 Noppen vorgesehen.

Die Erfindung umfaßt auch die Gestaltung, bei der das Plattenmaterial auf der dem Betonkörper zugewendeten, die Noppen umfassenden Fläche flächig mit grobkörnigem Hartgranulat-Einstreu mittels eines Klebers, der z. B. aus Kunststoff ist, beklebt ist. Der grobkörnige Einstreu verbessert die Verbindung zwischen dem Plattenmaterial und dem Betonkörper, da er in den noch frischen, ungebundenen Beton eingebettet wird. Der grobkörnige Einstreu ist mineralischen Ursprungs, vorzugsweise Quarzsand. Der Kleber ist vorzugsweise ein Epoxyd-, Polyester-, oder Polyuretanharz.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn der grobkörnige Einstreu eine Körnung 1,0 - 10,0 mm hat und/oder wenn der grobkörnige Einstreu mit 1,0 2,5 kg/m² vorgesehen ist. Die angegebene Körnung ergibt eine gute Einbettung und Benetzung des Einstreus in dem Beton bei geringer Auflast. Diese Körnungs- und Mengenangaben ergeben, insbesondere bei Quarzsand als grobkörigem Einstreu einen weiter verbesserten Verbund zwischen Betonkörper und Plattenmaterial.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenso, wenn der Kleber mit 100 - 400 g/m² vorgesehen ist und/oder wenn das Plattenmaterial vor dem Aufbringen des Klebers mit eine Oberflächenaktivierung (Haftvermittler) versehen ist. Diese Klebermenge und die Oberflächenaktivierung ergeben eine weitere Verbesserung des Verbunds zwischen Betonkörper und Plattenmaterial. Die Oberflächenaktivierung ist z. B. ein Primer der z. B. ein Halogenisierungsmittel ist und z. B. mit 30 - 60 ml/m² vorgesehen ist.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine Betonschwelle für den Gleisbau in einem Schnitt gemäß Linie I - I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Betonschwelle gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 die Betonschwelle gemäß Fig. 1 eingebaut in einem Gleisbau.

Die Betonschwelle 2 gemäß Zeichnung weist ein Plattenmaterial 1 auf, das hochpolymere elastische Einzelplatten und/oder Plattenbahnen, vorzugsweise aus vernetzenden bzw. nicht vernetzenden gummigranulatgefüllten hochpolymeren Werkstoffen ist, an deren Unterseite eine geometrische Oberflächenmodifizierung mittels Noppen 3 angearbeitet ist. Die Betonschwelle 2 ist ein Schichtaufbau, wobei das Plattenmaterial 1 in Fig. 1 und 2 nach obenhin gezeigt ist. Die Noppen 3 sind rund.

Zur Erreichung einer hohen Haftung gegenüber einem Betonkörper 6 sind die Stirn- und Unterflächen des Plattenmaterials 1 mit einem Kleber 4 durch eine Beschichtung mit modifizierten Epoxyd-, Polyester-, oder Polyuretanharz versehen, in welche während des Abbindeprozesses des Klebers ein grobkörniger Einstreu 5, vorzugsweise Quarzsand, eingestreut ist. Nach dem Abbinden des Klebers 4 haftet dieser grobkörnige Einstreu 5 fest in dem Kleber 4 und vergrößert die Oberfläche des Plattenmaterials 1 in Form von teilweisen Hinterschneidungen.

• ·

Dieses vorgefertigte Plattenmaterial 1 wird an der vorgesehenen Einbaustelle auf das dort angebrachte Frischbetonplanum im vorgesehenen Raster aufgelegt und bei dem anschließenden Betonglättungs- und Verdichtungsprozess eingerüttelt, so daß die angeordneten Noppen 3 sowie die im Kleber 4 durch den Einschluß des grobkörnigen Einstreus 5 entstandenen Hinterschneidungen nach dem Abbinden des Betons 6 einen festen Verbund mit demselben eingehen.

Gemäß Fig. 3 ist auf einem Gleisbett 7 die Stahlbetonschwelle 2 vorgesehen, die an der unteren Seite mit dem hochpolymeren, elastischen Plattenmaterial 1 ausgerüstet ist und an der Oberseite am Betonkörper 6 Schienen 8 trägt. Das Verbundsystem selbst, d. h. die den Betonkörper 6 und das Plattenmaterial 1 verbindenden Mittel sind so gestaltet, wie es vorher in Verbindung mit Fig. 1 und 2 geschildert ist.

Claims

1. Betonschwelle für den Gleisbau,
bei der ein Betonkörper (6) und ein aus einem hochpolymeren Material bestehendes elastisches Plattenmaterial (1) aneinanderliegen und miteinander verbunden sind,
bei der das Plattenmaterial mittels einer geometrischen Oberflächenmodifizierung in den Betonkörper formschlüssig eingreift und
bei der die geometrische Oberflächenmodifizierung vorspringende Noppen (3) bildet.

2. Betonschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenmodifizierung nur von vorspringenden Noppen (3) gebildet ist und die Noppen im wesentlichen gleich gestaltet sind.

3. Betonschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Noppen (3) in den Außenabmessungen über die Höhe im wesentlichen gleichbleibend sind.

4. Betonschwelle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Noppen (3) das Verhältnis Durchmesse : Höhe 2-6, insbesondere ca. 4 ist.

5. Betonschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum bzw. die Lücke zwischen zwei benachbarten Noppen (3) jeweils kleiner als der Durchmesser der Noppen ist.

6. Betonschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum bzw. die Lücke zwischen zwei benachbarten Noppen jeweils das 2-6-fache, insbesondere ca. das 3-fache der Höhe der Noppen ist.

7. Betonschwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenmaterial (1) auf der dem Betonkörper (6) zugewendeten, die Noppen (3) umfassenden Fläche flächig mit grobkörnigem Hartgranulat-Einstreu (5) mittels eines Klebers (4) beklebt ist.

8. Betonschwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der grobkörnige Einstreu (5) eine Körnung 1,0-10,0 mm hat.

9. Betonschwelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der grobkörnige Einstreu (5) mit 1,0-2,5 kg/m² vorgesehen ist.

10. Betonschwelle nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Kleber (4) mit 100-400 g/m² vorgesehen ist.

11. Betonschwelle nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenmaterial (1) vor dem Aufbringen des Klebers (4) mit einer Oberflächenaktivierung versehen ist.