DE2826410A1 - Bahnschwelle - Google Patents

Bahnschwelle

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DE2826410A1
DE2826410A1 DE19782826410 DE2826410A DE2826410A1 DE 2826410 A1 DE2826410 A1 DE 2826410A1 DE 19782826410 DE19782826410 DE 19782826410 DE 2826410 A DE2826410 A DE 2826410A DE 2826410 A1 DE2826410 A1 DE 2826410A1
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DE19782826410
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Edward Potter
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Edward Potter And Dant & Russe
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Edward Potter And Dant & Russe
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/44Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from other materials only if the material is essential

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Description

  • 3 a h n 5 c h w e 1 1 e
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Bahnschwelle, hergestellt aus einer Mischung von zerkleinertem Lignose-Zellulose-Material und Bindemittel.
  • Bahnschwellen bestehen bekanntlich meistens aus gewachsenem Holz, welches in den USA etwa 177,8 mm dick, 228,6 mm breit und 2,58 bis 2,74 m lang ist. Bahnschwellenholz muß frei von weichen oder angefaulten Stellen, Rissen, Wurmlochern und anderen Fehlern sein0 Das Holz wird vor Inbetriebnahme als Bahnschwelle mit einem öligen flüssigen Holzschutzmittel behandelt.
  • Der Hauptnachteil von Bahnschwellen aus gewachsenem Holz besteht in den Kosten für das Holz und der Schwierigkeit, das Holzschutzmittel genügend in das Holz eindringen zu lassen. Ferner müssen gerissene, angefaulte und zerschlissene Bahnschwellen ständig ersetzt werden. Beispielsweise ist berichtet worden, daß die Santa Fe-Railroad-Gesellschaft jährlich ungefähr 1,6 Mio Bahnschwellen ersetzt. Zwar können einige dieser gebrauchten Bahnschwellen verkauft werden, die Beseitigung des Rests macht aber Schwierigkeiten, da die Schwellen nicht in der offenen Luft verbrannt werden dürfen.
  • Als Ersatz für hölzerne Bahnschwellen sind solche aus Beton, Stahl oder Kunststoff bekannt (US-PS 3 289 940), die Anmelderin hat auch bereits Preßholz aus alten zerkleinerten Bahnschwellen vorgeschlagen (DE-OS 24 40 090). Diese Bahnschwellen haben Vor- und Nachteile, beispielsweise sind metallische Bahnschwellen elektrischleitend, so daß die Schienen nicht als Teil der elektrischen Signalanlage verwendet werden können. Bei anderen Bahnschwellen führt die Wechselbelastung zu Schwierigkeiten, bei anderen wiederum die Befestigung durch Nägel oder Schrauben. Es ist auch bereits be kannt, Bahnschwellen aus einer Mischung zerkleinerten Materials und einem Bindemittel unter Einschluß von Holzschwarten in der Mischung herzustellen (US-PS 3 908 902). Diese Holzschwarten können zwar zu einer Verbesserung der Festigkeit der Schwellen führen, ohne daß Schwierigkeiten mit dem Signalsystem der Bahn entstehen, jedoch wird der Preßkörper bei nur 21 bis 56 k/cm2 hergestellt, so daß nur eine geringe Festigkeit gegenüber Biegung, Wechsellast und Verschleiß gegeben ist und die fJaltekraft der Nägel oder Schrauben gering bleibt. Ein hoher Druck bei der HerstelluIlg der Schwelle len führt jedoch zu einer Beschädigung der Holzschwarten und damit zu einem Unsicherheitsfaktor für die Endfestigkeit der Bahnschwelle. Auch führt die zufällige Lage der IIolzschwarten innerhalb des Preßholzes nicht dazu, daß der höchstmögliche Widerstand gegen Biegebelastung erzielt wird, denen Bahnschwellen typischerweise unterliegen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bahnschwelle unter Verwendung von Lignose-Zellulose-Partikel und mit einer Einlage zu schaffen, die wirtschaftlich hergestellt werden kann, einen ausgezeichneten Widerstand gegenüber Verrottung, Belastung und Verschleiß bietet und ausgezeichnete Halteeigenschaften für Nägel oder Schrauben aufweist.
  • Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die verwendete Holzeinlage kann hohen Drücken ohne Beschädigung widerstehen, ist billiger als Metall und ergibt eine Bahnschwelle mit sogar höherer Festigkeit als mit einer metallischen Einlage. Die Lage der Verstärkung innerhalb der Bahnschwelle mit Bezug auf die Nägel oder Schrauben ist nicht kritisch, wenn die Verstärkungsglieder gleichzeitig im Hinblick auf max. Widerstandsmoment gegen Biegen angeordnet sind. Im einzelnen werden mehrere, besonders starke längliche hölzerne Versteifungseirilagen verwendet, die an selektiver Stelle in der Mischung von zerkleinerten Lignose-Zellulose-Material eingelegt sind und zusammen mit diesem unter hohem Druck und großer Verdichtung in der Form eines dicken monolithischen Körpers mit den Abmessungen einer Bahnschwelle verpreßt werden.
  • Das Lignose-Zellulose-Material zur Herstellung der Schwelle kann aus alten verbrauchten und zerkleinerten Holzschwellen bestehen, welches sogar angefaulte Teile enthalten kann.
  • Es können auch andere Lignose-Zellulose-Materialien, beispielsweise Hartholz oder Weichholzspäne, Abfälle, Sägemehl und Borke, ja sogar Stroh, Reishüllen, Maisstengel und andere pflanzliche Stengel, Kork und dergleichen bzw. Mischungen davon verwendet werden, soweit die fasrige Struktur für die Biegefestigkeit von Bahnschwellen ausreicht. Wenn ein wesentlicher Anteil des Lignose-Zellulose-Materials aus zerkleinerten gebrauchten Bahnschwellen besteht, braucht nur wenig zusätzliches Holzschutzmittel für die Herstellung hinzugefügt werden, in einigen Fällen genügt sogar das in dem alten Holz vorhandene Holzschutzmittel. Die neue aus Preßholz bestehende Schwelle ist gegenüber Fäulnis besonders widerstandsfähig, da das Holzschutzmittel homogen in dem gesamten Körper zerteilt ist und nicht lediglich im Bereich der Oberfläche konzentriert ist, wobei Spalts im Naturholz zu einem FäilnisbefQl' von innen her führen.
  • Ein speziell wirksames mechanisches Verfahren zur Umwandlung von zerkleinertem Lignose-Zellulose-Itaterial in dicke stark verdichtete Preßkörper ist in US-PS 3 804 935 der Anmelderin beschrieben, Bindemittel aus thermoplastischem oder warmhärtendem Kunststoff bzw. eine Mischung beider kann zur Verbindung der Lignose-Zellulose-Partikel untereinander verwendet werden, welche 75 Gew.Qo oder mehr, vorzugsweise über 80 Ges.% der Mischung ausmachen. Ein Verdichtungsdruck von mindestens 84,4 k/cm2 und vorzugsweise mehr als 140 k/cm2 wird zu wenigstens 4-facher Verdichtung des Materials und vorzugsweise 5-facher Verdichtung gegenüber dem unverpreßten Zustand verwendet, was zu einer Enddichte in der Größenordnung von 560 bis 1281 k/m3 in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Lignose-Zellulose-Materials führt. Es wird ein monolithischer Materialblock mit der Dicke, Breite und Länge von mindestens einer üblichen hölzernen Bahnschwelle erzeugt, die jedoch nicht laminiert ist. Ein Verdichtungsdruck über 140 k/cm2 wird zum Erhalt einer größeren Dichte bevorzugt, wodurch die Schwelle härter und damit Verschleiß unempfindlicher als naturhölzerne Bahnschwellen wird und auch die Nagelfestigkeit bzw. Haltekraft von Schrauben und Widerstandsfähigkeit gegen Wechsellast verbessert wird.
  • Die Verstärkung wird mit länglichen Hölzern (oder auch hochfesten organischen Polimeren) mit einer Zugfestigkeit und einem Elastizitätsmodul erzielt, der größer ist als der des Preßkörpers, in welchem die Hölzer eingebettet sind.
  • Die Hölzer sind in der Bahnschwelle in Längsrichtung in der Nähe der oberen und unteren Oberfläche zu beiden Seiten der neutralen Biegeachse angeordnet. In dieser Lage ist die Verstärkungseinlage in der Nähe und parallel zu den Kraftlinien der max. Zugbelastung angeordnet, die in die Bahnschwelle eingeleitet werden,wenn diese den Abwärtskräften eines vorbei fahrenden Zuges unterliegt. Die Verstärkungseinlage ist außerdem im großen und ganzen in einer vertikalen Ebene angeordnet, welche durch die Längsachse der Bahnschwelle läuft, so daß die Nägel oder Befestigungsschrauben der Schienen in die Schwelle auf beiden Seiten der Längsmitte in üblicher Weise getrieben werden können, ohne daß die hölzerne Verstärkung innerhalb der Bahnschwelle beschädigt oder behindert wird. Die Beruhrung der Nägel oder Schrauben mit der Einlage ist bei der Verwendung von Holz nicht so kritisch gegenüber der Verwendung von metallischen Einlagen, welche einen Kurzschluß zwischen den beiden Schienen erzeugen würden und somit diese als Teil der elektrischen Signalanlage ausschließen würden.
  • Das Holz bzw. die andere nicht-metallische Verstärkungseinlage muß genügend Dichte aufweisen, um dem Preßdruck von 74,4 k/cm2 und vorzugsweise 140 k/cm2 in Richtung quer zur Längserstreckung der Verstärkungseinlage widerstehen zu können, ferner muß eine Bruchfestigkeit von mindestens 910 k/cmt erzielt werden, damit die Bahnscllvelle nicht irQolge Biegen belastung bricht, und es muß ein Blastizitätsmodul in der Gr-ößenordnung von mindestens 126500 k/cm2 erzielt werden, damit die notwendige Steifigkeit gegenüber der Biegewechsellast der Bahnschwelle erzielt wird. Die Hölzer sollten relativ astfrei sein und eine gerade Faserrichtung aufweisen, damit Belastungskonzentrationen vermieden werden, die zum Bruch führen könnten.
  • Die meisten Holzarten sind als Verstärkungseinlage in der Bahnschwelle ungeeignet, da sie die beschriebenen Eigenschaften nicht aufweisen, insbesondere die notwendige Bruchfestigkeit quer zur Faserrichtung. Es wurde jedoch festgestellt, daß Stammholz der Art Dipterocarpus speziell als Verstärkungseinlage in den Bahnschwellen geeignet ist, insbesondere wenn diese mit dem bevorzugten Preßdruck von mehr als 140 k/cm2 erzeugt wurde. Dieses Holz wird generell in Asien angetroffen und als Yang in Thailand, Apitong auf den Philippinen, Gurjun in Indien und Burma sowie Keruing in Malaysia und Indonesien bezeichnet. Harthölzer mit ähnlichen Eigenschaften können außerdem in Zentral- und Südamerika sowie Afrika angetroffen werden. Es kann auch eine beschränkte Anzahl anderer Holzarten, z.B. Eiche, verwendet werden, wenn die geforderten Eigenschaften vorhanden sind, und das Holz im Hinblick auf Astarmut aussortiert wird.
  • Bekanntlich wird ein Schotterbett aus zerkleinertem Fels oberhalb des Untergrundes zum Halten der Bahnschwellen und damit der Schienen verwendet, welches auch als Dränagesystem dient. Die wiederholte Belastung vorbei fahrender Züge verschlechert jedoch die Tragfähigkeit des Schotterbetts, so daß die Bahnschwelle an gewissen Stellen ungenügend unterstützt wird. Wenn dies in der Nähe der Schwellenende vorkommt, werden die Enden der Bahnschwelle durch die Last vorbei fahrender Züge nach unten um einen etwa in der Mitte des Bahnkörpers liegenden Drehpunkt gebogen, so daß die Mitte der Schwelle nach oben gekrümmt ist und an der Oberseite eine Stelle max. Zugbelastung etwa in der Mitte zwischen den beiden Schienen vorkommt. Da die Verbindung zwischen den hölzernen Verstärkungseinlagen der beschriebenen Art und dem Lignos Zellulose-Material relativ stark und lückenlos entlang der Verstärkungseinlage ist, kann diese in der Nahe der oberen Oberfläche der Schwelle angeordnet sein, um diesen Belastungen zu widerstehen, ohne daß radial vorstehende Teile benötigt werden und ohne daß örtliche Belastungskonzentrationen vorkommen, um das Gleiten des Lignose-Zellulose-Materials relativ zu der Einlage zu verhindern, wie dies bei metallischen Einlagen der Fall wäre.
  • Wenn dagegen der Schotter auf der Unterseite der Schwelle direkt unter der einen oder anderen Schiene locker geworden sein sollte, führt die Last vorbei fahrender Züge dazu, daß sich die Schwelle unter der Schiene biegt, was zu einer max.
  • Zugbelastung auf der Unterseite der Schwelle direkt unterhalt der Schiene führt. Die Anordnung einer hölzernen Versteifungseinlage in der N.ihe der Unterseite der Bahnschwelle führt dazu, daß die Belastung auEgenonmen wird, ohne daß die Unterseite der Bahnschwelle aufreißt. Wenn daher die länglichen hölzernen Versteifungseinlagen der beschriebenen Art in Längsrichtung der Bahnschwelle in der Nähe der Linien max. erwarteter Belastung, d.h., oberhalb und unterhalb der neutralen Biegeachse der Schwelle, angeordnet werden, wird das Lignose-Zellulose-Material gegenüber den positiven und negativen Biegekräften verstärkt, die unter der Wechsellast vorbei fahrender Züge bei unterschiedlichem Zustand des Bahnkörpers auftreten. Wegen der guten Haftung zwischen den hölzernen Verstärkungseinlagen und dem Lignose-Zellulose-Material entlang der gesamten Länge der Verstärkungseinlage kann eine größere Festigkeit der verpreßten Bahnschwelle mit hölzernen Verstärkungseinlagen erzielt werden, als wenn metallische Verstärkungseinlagen verwendet werden. Holz ist außerdem billiger als Metall.
  • Die hauptsächlichsten Vorteile der Erfindung sind demnach außerordentliche Belastbarkeit, Unwahrscheinlichkeit der Störung des elektrischen Signalssystems der gewöhnlichen Eisenbahn, ausgezeichneter Widerstand gegenüber Fäulnis, Belastung und Verschleiß sowie gute Haltefähigkeit gegenüber Nägel ader Schrauben. Bezüglich dieser Eigenschaften werden gewöhnliche Bahnschwellen aus gewachsenem Holz übertroffen.
  • Das hauptsächlichste fer1=-mal der Erfindung ist die Verwendung selektiv angeordneter, länglicher nicht-metallischer Verstärkungseinlagen in einem Preßholzkörper, die einen außergewöhnlich hohen Widerstand gegen Brechen in Richtung quer zu ihrer Längserstreckung,kombiniert mit großer Zugfestigkeit und hohem Elastizitätsmodul aufweisen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Bahnschwelle gemäß Erfindung im Einbauzustand, Fig. 2 eine Seitenansicht eines Bahnkörpers, teilweise gemäß Linie 2-2 nach Fig. 1 geschnitten, Fig. 3 eine erläuternde Skizze über eine in bestimmter Weise locker gewordene Bahnschwelle, Fig. 4 eine Darstellung des zugehörigen Biegemoments der Bahnschwelle Fig. 5 eine weitere Skizze einer locker gewordenen Bahnschwelle, und Fig. 6 eine Darstellung des zugehörigen Biegemoments dieser Bahnschwelle.
  • Eine verstärkte Bahnschwelle 20 gemäß Erfindung besteht aus einer verdichteten Mischung aus verkleinertem-Lignose-Zellulose-Material 22, welches durch ein Bindemittel in der Form einer Schwelle 24 um zwei längliche, aus Holz bestehende Verstärkungsgliedern 26,28 zusammengehalten wird welche eine höhere ZugJ?tigkeit und Blastizitätsmodul als die miteinander verbundene Mischung 22 aufweisen. Die Lignose-Zellulose-Mischung 22 besteht vorzugsweise aus zerkleinerw tem Holz von alten verbrauchten oder gesprungenen Bahnschwellen, es können aber auch andere fasrige, pflanzliche Abfallmaterialien allein oder in Mischung verwendet werden. Geeignete warm aushärtende und/oder thermoplastische Bindemittel in genügenden Mengen zur Bildung eines relativ harten steifen Produkts werden mit dem Lignose-Zellulose-Material gemischt, wie im einzelnen in der US-PS 3 804 935 angegeben ist und dann wird die Mischung um die hölzernen Verstärkungsglieder 26,28 auf gebracht. Aus Kostengründen sollte das Lignose-Zellulose-Material mindestens 75 Gew. der Mischung der Lignose-Zellulose-Teile und Binder, und vorzugsweise im Bereich von ungefähr 85 bis 92% ausmachen. Die Form, in welcher die Schwelle hergestellt wird, sollte nach der Verdichtung des Lignose-Zellulose-Materials einen Innenraum aufweisen, dessen Abmessungen mindestens so groß sind, wie die einer konventionellen Bahnschwelle. Ggf. können auch Formen für überlange Bahnschwellen verwendet werden, die dann in kürzere Stücke zersägt werden können. Es versteht sich, daß die Seitenwände der Form genügend hoch sind, um genügend unverdichtetes Material aufzunehmen, welches dann auf die erforderliche Verdichtung gebracht, wonach die Form verriegelt wird. Wenn ein aushärtendes Bindematerial verwendet wird, erfolgt die Aushärtung je nach Art des Binders mit oder ohne Anwendung von Trarme. Thermoplastischer Binder wird erhitzt, und anschließend auskühlen lassen. Diese I~aß~ nahmen erfolgen in der Form.
  • Die länglichen Verstärkungsglieder 26,28 bestehen aus Holz, dessen Fasern vorzugsweise in Längsrichtung laufen. Der Querschnitt der Verstärkungsglieder kann beliebig sein, beispielsweise quadratisch mit einer Seitenlänge von jeweils 38 mm. Bei Verwendung eines quadratischen Querschnitts sollte dieser hochlsant stehen, wie in Fig. 2 dargestellt, um ein max. Widerstandsmoment gegen Biegen zu erhalten, und die oberen und unteren Kanten 27 sollten leicht abgerundet oder abgeschrägt sein, um eine Beanspruchungskonzentration zu vermeiden, damit nicht das Verstärkungsglied durch das Lignose-Zellulose-Material 22 schneidet. Die Schwelle wird unter eine Druck von 84,4 k/cm2 oder mehr geformt und das Material der Verstärkungsglieder 26,28 muß diesem anliegenden Druck in RichtuRgUeçur Länge und damit ggf. den Fasern ohne Bruch wider stehen. Wenn bei der Herstellung der Druck größer als 140,6 k/cm2 ist, werden überraschenderweise wesentlich bessere Schwellen mit Bezug auf Widerstand gegen Abnützung und Beanspruchung sowie mit besserer Nagelfestigkeit erhalten, als es Holzschwellen sind. Deshalb sollte das verstärkende Holz (oder ggf. anderes Material) mehr als 140,6 k/cm2 in Richtung quer zur Längserstreckung und den Fasern ohne Bruch aushalten können. Solches Material müßte im Falle von Holz eine relativ klare gerade Faserrichtung zeigen, eine hohe Bruchfestigleit aufweisen (etwa 2662 k/cm2) sowie einen hohen Elastizi-Lätsmodul (in der Größenordnung von mindestens 368668) aufweisen.
  • Holz der Art Dipterocarpus, wie es in Asien vorkommt, ist speziell als Verstärkungsglied geeignet, aber auch andere tropischen Hölzer Zentral- und Südamerikas sowie Afrikas sind geeignet. Diese Hölzer werden als tropische Harthölzer bezeichnet.
  • Wahrend des Auffüllens der Form mit der Mischung aus Lignose-Zellulose-Material und Binder werden die länglichen Verstärkungsglieder 26,28 in ihre Lage gebracht und die t-Iischung wird in geeigneter Weise um die Binlagen herum gepackt, so daß nach der Verpressung und der Verriegelung der Form die Einlagen sich an den Stellen befinden, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt. Damit die Festigkeit der fertigen Schwelle möglichst groß wird, wird für eine gute Verbindung zwischen den Einlagen und dem verpreßten Material gesorgt, und hierzu werden die Einlagen mit dem Bindemittel beschichtet, welches auch die Lignose-Zellulose-Partikel zusammenhält, und zwar bevor die Einlage in die Form gegeben wird.
  • Die Schwelle sollte in der gleichen Ausrichtung hergestellt werden, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, d.h., die Breiten-Dimension w soll parallel zur Grundfläche der Form sein. Es wird also eine dünne erste Lage der Mischung gleichmäßig auf die Grundflache der Form gestreut, die untere Einlage 28 wird auf diese erste Lage aul:lcgt; und durch eine relativ dicke zweite Lage bedeckt; danach wird die obere Einlage 26 auf die zweite Schicht aufgelegt und mit einer relativ dünnen letzten Lage bedeckt. Die Ausrichtung der Schwelle in der Form ist zur Erzeugung einer hohen Oberflächenhärte der Ober-und Unterseite wichtig, damit diese möglichst wenig Verschleiß gegenüber der Schwellenplatte zeigen. Die Richtung des Preßdruckes ist somit senkrecht zu der Ober- und Unterseite und führt zur Abflachung der Lignose-Zellulose-Fasern entlang parallelen Ebenen zu diesen Oberflächen.
  • Die Einlagen 26,28 in einer einzelnen Bahnschwelle 24 liegen übereinander und in einer senkrechten Ebene, welche die Schwelle bzw. deren Breitenabn1essung w teilt. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Nägel oder Schrauben 30 zur Befestigung der Schienen 32,34 nicht auf die Einlagen 26,28 auftreffen (siehe Fig. 1 und 2). Die Einlagen 26,28 sind ferner oberhalb und unterhalb der neutralen Biegeachse 29 und in der Nahe der Oberseite 36 bzw. der Unterseite 38 angeordnet, um möglichst nahe an die Linien höchster Zug- und Druckbelastung zu sein, wenn die Schwelle positiven oder negativen vertikalen Biegekräften unteralorfen ist.
  • In dem Bahnkörper liegen die Schwellen nebeneinander und in Schotter 42 eingebettet, wie in Fig. 2 angedeutet. Das Schotterbett 42 leitet die Last der Eisenbahn in den Untergrund, hält die Schienen in ihrer Lage und wirkt außerdem als Dränagesystem. Die Schienen 32,34 sind mit den Schwellen über Nägel oder Schrauben 30 verbtu?den, die durch Bohrungen in einer Metallplatte 44 hindurchreichen und in die Schwelle eingetrieben sind, wie bei gewöhnlichen Holzschwellen. Die Schwellen sind normalerweise vorgebohrt, d.h., die Bohrungen 31 nehmen die Nägel oder Schrauben auf, damit die Gefahr der Aufsplitterung der Schwelle vermieden wird. Normalerweise werden zwei Nägel oder Schrauben 30 zur Befestigung einer Schiene an eine Schwelle benutzt, wobei die Nägel oder Schrauben in die Schwelle auf jeder Seite der Schiene an Stellen zu beiden Seiten der mittleren vertikalen Ebene (welche die Breite w teilt) benutzt werden. Wegen der besprochenen Anordnung der Einlagen 26,28 treffen die Nägel oder Schrauben 30 nicht auf die Einlagen, wenn sie in konventioneller Weise eingetrieben werden. Es können also gewöhnliche Schienennägel oder -schrauben verwendet werden, die in dem zusammen gepreßten und miteinander verbundenen Material eingreifen und dort besonders gut gehalten werden.
  • Nach wiederholter Belastung durch die Räder von vorbei fahrenden Zügen kann der Schotter 42 an gewissen Stellen locker werden, wobei die Schwellen einen Teil ihrer Unterstützung verlieren und eine trägerartige Belastung erfahren. Wenn der Schotter nahe der Enden 46 der Schwelle locker wird, wie in Fig. 3 skizziert, biegen die nach abwärts gerichteten Kräfte vorbei fahrender Züge die Enden der Schwelle nach unten und in der Mitte erfahrt die Schwelle ein Biegemoment, welches grob in Fig. 4 dargestellt ist. In etwa der Mitte der Schwelle tritt das max. negative Biegemoment auf, was zu einer max.
  • Zugbelastung auf der Oberseite 36, ebenfalls in der Mitte der Schwelle, führt. Die Anordnung der oberen Einlage 25 oberhalb der neutralen Biegeachse 29 und nahe der Oberfläche 36 der Schwelle 24 führt dazu, daß ein wesentlicher Anteil der Zugbelastung von dem Lignose-Zellulose-Material in die Einlage übertragen wird, welche gegenüber Längsverschiebung relativ zu dem Lignose-Zellulose-Material durch die starken Bindekräfte gesichert ist, die durch den Binder zwischen der hölzernen Einlage und dem Lignose-Zellulose-Material entlang der gesamten Lange der Einlage geschaffen wird.
  • Wenn die wiederholte Belastung vorbei fahren der Züge zu einem Lockerwerden des Schotters 42 direkt unter einer oder beiden Schienen führt, wie in Fig. 5 angedeutet, ohne daß aber das äusserste Ende der Schwelle davon betroffen ist, wird die Schwelle im Bereich der Schiene nach unten gebogen und das in Fig0 6 angedeutete Biegemoment erzeugt. Die höchste Belastungsstelle liegt dabei auf der Unterseite 38 direkt unterhalb der Schiene0 Die Anordnung der Einlage 28 unterhalb der neutralen Biegeachse 29 und die starke Bindung zwischen der Sinlage und dem Lignose-Zellulose-Material führt dazu, daß ein wesentlicher Betrag der Zugkräfte im Bereich der Unterseite 3£ auf die Einlag übertragen werden, wodurch eine Verteilung der Belastungen vermieden wird, die zu einem Bruch der Schwelle führen könnte.
  • e e

Claims (10)

  1. Patentansprüche (1Bahnschwelle, hergestellt aus einer Mischung zerkleinertem Lignose-Zellulose-Material und Blndemittel, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine aus Holz bestehende Verstårkungseirlage (26,28) in Längsrichtung der Bahnschwelle in die Mischung eingelegt ist, die unter einem Druck von mindestens 84,4 k/cm2 verdichtet worden ist, und daß das Holz der Verstärkungseinlage (26,28) eine im wesentlichen gerade, astfreie Faserrichtung parallel zur Längsrichtung der Bahnschwelle aufweist, das Holz ferner eine Zugfestigkeit und einen Elastizitätsmodul aufweist, die größer sind als die Werte des Mischungs-Preßkörpers, und daß das Holz einem Druck von mindestens 84,4 k/cm2 in Richtung quer zur Faserrichtung ohne Bruch widersteht.
  2. 2. BakLnschwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung unter einem Druck von mehr als 140 k/cm2 verpreßt wurde und die Verstärkungseinlage (26,28) einen Druck von mehr als 140 k/cm2 in Richtung quer zur Faserrichtung ohne Bruch widersteht.
  3. 3. Bahnschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage (26,28) aus mehreren länglichen Verstärkungsgliedern in Längsrichtung der Schwelle besteht, von denen mindestens eines (26) oberhalb der neutralen Biegeachse (29) der Schwelle und mindestens eines (28) unterhalb der neutralen Biegeachse (29) angeordnet sind.
  4. 4. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage (26,28) eine Bruchfestigkeit von mindestens 914 k/cm2- und einen Blastizitätsmodul von mindestens 126500 k/cm2 aufweisen.
  5. 5. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lignose-Zellulose-Material mindestens 75 Gew.% des Preßkörpers ausmacht.
  6. 6. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lignose-Zellulose-Material einen Anteil im Bereich von 85 bis 92 Ges.% des Preßkörpers ausmacht
  7. 7. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jedes Endes mehrere Bohrlöcher in Dickenrichtung der Schwelle vorgesehen sind, die zur Aufnahme und Festhalten von Nägel oder Schrauben (30) zur Befestigung der Schienen vorgesehen sind.
  8. 8. Bahnschwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlöcher zu beiden Seiten neben der Verstärkungseinlage (26,28) angebracht sind, die sich längs einer vertikalen Mittenebene und übereinander erstrecken.
  9. 9. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lignose-Zellulose-Material mit Holzschutzmittel imprägnierte Holzteilchen aufweist.
  10. 10. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnschwelle horizontal auf einer Trägeroberfläche li-egt und eine Mehrzahl von im Abstand voneinander und parallel ausgerichteten Schienen aufweist, die quer auf der Oberfläche liegen und von den Schwellen getragen werden und daß eine BeSestigungseinrichtung die Schienen an den Schwellen hält und dabei eine Bahn bildet.
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