DE20014999U1 - Concrete sleeper for track construction - Google Patents
Concrete sleeper for track constructionInfo
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Description
Anmelderin: Firma GfI mbH & Co. Verwaltungs KGApplicant: GfI mbH & Co. Verwaltungs KG
Titel: Betonschwelle für den GleisbauTitle: Concrete sleeper for track construction
GebrauchsmusterUtility model
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.The invention relates to a concrete sleeper for track construction, in which a concrete body and an elastic plate material consisting of a high-polymer material lie against one another and are connected to one another.
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.These concrete sleepers are so-called soled sleepers and are used in track construction to decouple vibrations and protect ballast. They are intended to reduce the transmission of vibrations to a track bed that accommodates the concrete sleeper and, in particular, to serve as noise insulation when a rail vehicle is traveling on the track. In a known (DE 43 35 516 Al) concrete sleeper of the type mentioned above, the plate material is part of a shoe structure that has side walls that are attached to the concrete body by means of barbs. The plate material and the concrete body essentially lie flat against one another and the finished concrete body is subsequently inserted into the shoe structure. This connection of concrete body and plate material, which is only achieved through external interlocking, cannot permanently withstand the loads that occur in modern rail vehicles.
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.One object of the invention is therefore to create a concrete sleeper of the type mentioned at the beginning, in which the bond between the concrete body and the plate material is permanently improved by means of simple manufacturing measures. To solve this problem, the invention provides a concrete sleeper for track construction in which a concrete body and an elastic plate material consisting of a high-polymer material lie against one another and are connected to one another, in which the plate material engages in the concrete body in a form-fitting and force-fitting manner by means of a geometric surface modification and in which the geometric surface modification forms protruding studs.
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.When manufacturing this concrete sleeper, the studs of the plate material are inserted into the fresh, still unbound concrete of the concrete body, which creates the form-fitting and force-fitting connection. After the concrete has set, a firm connection is created between the plate material and the concrete body. The plate material is intended for use on its own, i.e. it is not part of a sleeper shoe.
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.It is particularly useful and advantageous if the surface modification is formed only by protruding studs and the studs are essentially the same design. This simplifies the production of the panel material. Different geometries and dimensions of the studs of a panel material are not necessary. Bridges are also superfluous.
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.It is also particularly useful and advantageous if all the studs are essentially the same in terms of their external dimensions over the height. This means that the studs only form a slight undercut, for example. A firm connection is guaranteed even if the studs are only slightly undercut.
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.It is also particularly useful and advantageous if the diameter/height ratio of the studs is 2-6, especially around 4. The studs are therefore very flat. They do not penetrate as deeply into the concrete body and weaken it less. The studs have an outer diameter of 10 - 30 mm, e.g. 20 mm, and a height of 3 - 8 mm, e.g. 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.With regard to the free space or gap between two adjacent studs, it is preferable that it is smaller than the diameter of the studs and/or that it is 2 - 6 times, in particular approximately 3 times, the height of the studs. The free space between two studs is, for example, 10 - 20 mm, in particular 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.The surface geometry of the sleeper base side facing the concrete is geared towards the constant sleeper strength at a constant component height, the largest grain diameter of the concrete aggregates and the consistency of the concrete mixture in terms of stud geometry, stud height, stud diameter and stud spacing in optimization tests. 20 - 40, e.g. 28 studs are planned for one meter of panel material length.
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.The invention also includes the design in which the plate material on the surface facing the concrete body, which includes the studs, is covered with coarse-grained hard granulate bedding using an adhesive, which is made of plastic, for example. The coarse-grained bedding improves the connection between the plate material and the concrete body, as it is embedded in the still fresh, unbound concrete. The coarse-grained bedding is of mineral origin, preferably quartz sand. The adhesive is preferably an epoxy, polyester or polyurethane resin.
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.It is particularly useful and advantageous if the coarse-grained bedding has a grain size of 1.0 - 10.0 mm and/or if the coarse-grained bedding is intended to be 1.0 - 2.5 kg/m 2 . The specified grain size results in good embedding and wetting of the bedding in the concrete with a low load. These grain sizes and quantities result in a further improved bond between the concrete body and the panel material, particularly when quartz sand is used as coarse-grained bedding.
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.It is also particularly useful and advantageous if the adhesive is provided at 100 - 400 g/m 2 and/or if the panel material is provided with a surface activation (adhesion promoter) before the adhesive is applied. This amount of adhesive and the surface activation result in a further improvement in the bond between the concrete body and the panel material. The surface activation is, for example, a primer which is, for example, a halogenating agent and is provided at 30 - 60 ml/m 2 .
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigtThe drawing shows a preferred embodiment of the invention and shows
Fig. 1 eine Betonschwelle für den Gleisbau in einem Schnitt gemäß Linie I - I in Fig. 2,Fig. 1 a concrete sleeper for track construction in a section according to line 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.Fig. 2 is a plan view of the concrete sleeper according to Fig. 1 and
Fig. 3 the concrete sleeper according to Fig. 1 installed in a track construction.
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.The concrete sleeper 2 according to the drawing has a plate material 1 which is high-polymer elastic individual plates and/or plate strips, preferably made of cross-linking or non-cross-linking rubber granulate-filled high-polymer materials, on the underside of which a geometric surface modification is worked by means of studs 3. The concrete sleeper 2 is a layered structure, with the plate material 1 shown upwards in Fig. 1 and 2. The studs 3 are round.
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.In order to achieve a high level of adhesion to a concrete body 6, the front and bottom surfaces of the panel material 1 are provided with an adhesive 4 by means of a coating with modified epoxy, polyester or polyurethane resin, into which a coarse-grained bedding 5, preferably quartz sand, is sprinkled during the setting process of the adhesive. After the adhesive 4 has set, this coarse-grained bedding 5 adheres firmly to the adhesive 4 and enlarges the surface of the panel material 1 in the form of partial undercuts.
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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.This prefabricated panel material 1 is placed at the intended installation location on the fresh concrete subgrade applied there in the intended grid and is vibrated in the subsequent concrete smoothing and compaction process so that the arranged studs 3 as well as the undercuts in the adhesive 4 created by the inclusion of the coarse-grained bedding 5 form a firm bond with the concrete 6 after it has set.
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.According to Fig. 3, the reinforced concrete sleeper 2 is provided on a track bed 7, which is equipped with the high-polymer, elastic plate material 1 on the lower side and carries rails 8 on the upper side of the concrete body 6. The composite system itself, i.e. the means connecting the concrete body 6 and the plate material 1, are designed as previously described in connection with Figs. 1 and 2.
Claims (11)
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. 1. Concrete sleeper for track construction,
in which a concrete body ( 6 ) and an elastic plate material ( 1 ) consisting of a high polymer material lie against one another and are connected to one another,
in which the plate material engages the concrete body in a form-fitting manner by means of a geometric surface modification and
in which the geometric surface modification forms protruding knobs ( 3 ).
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Legal Events
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| R207 | Utility model specification |
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Effective date: 20070301 |