EP1308559B1

EP1308559B1 - Herstellung von Betonschwellen für Eisenbahnschienen

Info

Publication number: EP1308559B1
Application number: EP03002748A
Authority: EP
Inventors: Horst Berghammer; Peter Hahnel
Original assignee: Leonhard Moll Betonwerke & Co GmbH
Current assignee: Leonhard Moll Betonwerke & Co GmbH
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: AU5684800A; WO2001000929A1; DE19928785A1; EP1308559A1; DE50003458D1; ATE333535T1; EP1187952A1; ATE248252T1; DE50013204D1; EP1187952B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Betonschwelle, welche mit teilweise eingebetteten Halterungselementen für Eisenbahnschienen bestückt ist, durch Einsetzen der Halterungselemente in Aufnahmeöffnungen der Formwandung einer Schwellenform, Einfüllen von flüssiger oder plastischer Betonmasse in einen Formhohlraum der Schwellenform und anschließendes Entformen der Schwelle.
Ein wichtiger Aspekt beim Herstellen derartiger Betonschwellen mit eingebetteten Halterungselementen, beispielsweise sogenannte Pandrol-Fastclips ist, daß die Halteelemente an der Schwelle vorgegebene relative Lagen einnehmen müssen entsprechend dem jeweiligen Gleissystem, für das die Betonschwelle bestimmt ist. So müssen die Halterungselemente in ihrer Lage an der Schwelle auf die Spurweite des betreffenden Gleises abgestimmt sein. Werden die Schienen des Gleises jeweils unter Vermittlung wenigstens eines Halterungselements auf der einen Seite der Schiene und wenigstens eines Halterungselements auf der anderen Seite der Schiene an der Schwelle befestigt, so bedingen die Art und Weise der Schienenbefestigung und die Ausbildung der Schiene selbst, etwa die Querabmessung eines Schienenfußes, Anforderungen an die relative Lage der einer Schiene zugeordneten Halterungselemente.
Es ist bekannt, bei der Herstellung der Betonschwelle eine trogartige Schwellenform einzusetzen, die einen von einem Formboden und Seitenwänden begrenzten Formhohlraum aufweist und mit einer im Befüllungszustand der Schwellenform oben liegenden Einfüllöffnung ausgeführt ist, wobei im Formboden mindestens eine Aufnahmeöffnung für das Einsetzen eines Schienenhalterungselements vorgesehen ist, welches im eingesetzten Zustand an dem Formboden in vorbestimmter Lage abgestützt ist, oberhalb des Formbodens einen innerhalb des Formhohlraums liegenden Verankerungsteil und einen unterhalb des Formbodens außerhalb des Formhohlraums liegenden Schienenhalteteil aufweist. Bei einer derartigen Schwellenform werden zur Herstellung der Betonschwelle Halterungselemente beispielsweise manuell von dem Formhohlraum her in eine jeweilige Aufnahmeöffnung eingesetzt, wobei im Zuge des Einsetzens die Halterungselemente entsprechend den gleisbedingten Vorgaben, also etwa Spurweite usw, positioniert werden.
Es ist bei der bekannten Schwellenform ein relativ enger Eingriff zwischen der Aufnahmeöffnung und den Halterungselementen vorgesehen, um relative Verrückungen der Halterungselemente im Zuge dei Einfüllens von Betonmaterial und ggf. eines Rüttelns der Schwellenform zur Betonverdichtung so klein wie möglich zu halten. Ein derartiger enger Eingriff bedingt allerdings, daß zum Einsetzen der Halterungselemente recht große Positionierungskräfte erforderlich sind, so daß das Einsetzen der Halterungselemente in die Aufnahmeöffnungen schwierig und im Falle eines manuellen Einsetzens mühevoll ist. Es ergeben sich Risiken hinsichtlich einer nicht ordnungsgemäßen Anordnung der Halterungselemente in den Aufnahmeöffnungen, so daß die Gefahr besteht, daß Schwellen mit nicht ordnungsgemäß an der Schwellen positionierten Halterungselementen hergestellt werden. Durch den hierdurch entstehenden Ausschuß wird die Herstellung der Schwellen verteuert.
Aufgrund des engen, relativ große Haltekräfte auf die Halterungselemente ausübenden Eingriffs zwischen den Halterungselementen und den Aufnahmeöffnungen erscheint es ferner geboten, mit einem Entformen der Schwelle zu warten, bis der Beton ausreichend erhärtet ist, so daß beim Entformen in die Halterungselemente eingeleitete Kräfte die Schwelle nicht mehr beschädigen können und die relativen Positionen der Halterungselemente an der Schwelle durch diese Kräfte nicht geändert werden, also keine Verrückungen stattfinden. Man hat deshalb Schwellen der genannten Art im so genannten "Spätentschalsystem" hergestellt, bei dem ein hinreichendes Aushärten des Betons abgewartet wird, bevor die Schwellen entformt (entschalt) werden. Die Herstellung der Schwellen im Spätentschalungssystem hat den Nachteil, dass in Bezug auf eine gewünschte Fertigungskapazität an Schwellen pro Zeiteinheit eine große Anzahl von Schwellenformen erforderlich ist, da nämlich die einzelne, für die Herstellung einer Schwelle verwendete Schwellenform erst nach dem Verstreichen eines unter Umständen relativ langen Aushärtungszeitintervalls für die Herstellung einer weiteren Schwelle eingesetzt werden kann. Das Erfordernis, eine Schwellenherstellungseinrichtung mit einer vergleichsweise großen Zahl an Schwellenformen auszustatten, bedingt einen entsprechenden Kostenaufwand, der sich in den einer einzelnen Schwelle zuzurechnenden Herstellungskosten widerspiegelt.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Betonschwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der GB-A-23 28 176 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung von Schwellen der genannten Art bei erhöhter Produktivität und unter Gewährleistung der relativen Positionierungsanforderungen für die Halterungselemente an den Schwellen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Durch die Erfindung ist es möglich, nach dem Einsetzen des mindestens einen Halterungselements in die jeweilige Öffnung der Formwandung an einem über die Formwandung nach außen vorstehenden Teil des Halterungselements eine Positionierungs- oder Haltekraft anzulegen, unter Ausnutzung des Gewichts der Schwellenform.
Durch die am nach außen vorstehenden Teil des Halterungselements angelegte Kraft kann eine den zu erfüllenden Anforderungen genügende Positionierung der Halterungselemente an den Schwellen erreicht werden oder/und es können die richtig positionierten Halterungselemente an den Schwellen in ihrer jeweiligen Position gehalten werden, beispielsweise auch dann, wenn im Zuge eines Füllens einer Schwellenform mit Betonmaterial oder/und eines Rüttelns der Schwellenform etwa zum Verdichten des eingefüllten Betonmaterials auf das mindestens eine Halterungselement Kräfte wirken, die in Richtung auf eine Änderung der jeweiligen Position des Halterungselements wirken. Die erfindungsgemäß auf die Gewichtskraft ansprechende Anlegevorrichtung erlaubt ein den Erfordernissen entsprechendes "Einschalten" und "Ausschalten" der Positionierungs- oder Haltekraft einfach indem die Schwellenform auf der Tragbasis abgesetzt bzw. noch nicht abgesetzt wird. So kann die Positionierungs-oder Haltekraft im Zuge eines Einsetzens des mindestens eines Halterungselements in eine jeweilige Aufnahmeöffnung "ausgeschaltet" sein, so dass zum Einsetzen keine übermäßigen Kräfte auf das Halterungselement ausgeübt werden müssen. Wird eine Positionierungskraft angelegt, braucht das jeweilige Halterungselement beim Einsetzen noch nicht exakt positioniert werden, so dass ohne weiteres auch ein manuelles Einsetzen der Halterungselemente vorgesehen sein kann. Die exakte Positionierung des jeweiligen Halterungselements erfolgt dann unter der Wirkung der Positionierungskraft.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben.
Die Erzeugung der Positionierungs- oder Haltekraft erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass das Gewicht der Schwellenform auf der Tragbasis durch die Anlegevorrichtung erfasst wird, und die Erfassung dieser Gewichtskraft das Anlegen der Positionierungs- oder Haltekraft auslöst. Dabei ist eine direkte Umsetzung dieser erfassten Gravitationskraft durch mechanische oder hydraulische Mittel vorgesehen, die durch diese Gravitationskraft, also das Gewicht der Schwellenform, betätigt werden, zum Bewegen des Eingriffselements in die Position mit dem Kraftanlegeangriff.
Bei der als Möglichkeit erwähnten Tragbasis für die Schwellenform kann es sich um einen Fertigungsrüttler handeln, der zum Verdichten des in die Schwellenform eingefüllten Betons dient.
Nach den Weiterbildungen der Ansprüche 6 und 7 wird dafür gesorgt, dass durch das Einfüllen der Betonmasse bzw. durch das Rütteln der Schwellenform bedingte Kräfte auf das wenigstens eine Halterungselement erst dann wirken, wenn das jeweilige Halterungselement durch die angelegte Haltekraft in seiner Position gesichert ist.
Nach den Weiterbildungen der Ansprüche 3 und 7 ist es möglich, dass die Einwirkung der Positionierungs- oder/und Haltekraft auf das wenigstens eine Halterungselement mit der Zuordnung der Schwellenform zu einem Fertigungsrüttler verknüpft ist, so dass sich ein einfacher und zuverlässiger Verfahrensablauf ergibt.
Die Erfindung betrifft femer eine Einrichtung zur Herstellung von Betonschwellen gemäß Anspruch 12, welche eine trogartige Schwellenform umfasst mit einem Formhohlraum, dieser begrenzt von einem Formboden und Seitenwänden und ausgeführt mit einer im Befüllungszustand oben liegenden Einfüllöffnung, wobei im Formboden mindestens eine Aufnahmeöffnung für das Einsetzen eines Schienenhatterungsetements vorgesehen ist, welches im eingesetzten Zustand an dem Formboden in vorbestimmter Lage abgestützt ist, oberhalb des Formbodens einen innerhalb des Formhohlraums liegenden Verankerungsteil und einen unterhalb des Formbodens außerhalb des Formhohlraums liegenden Schienenhalteteil aufweist, und ferner umfassend eine Traganordnung zum Tragen der Schwellenform mit oben liegender Einfüllöffnung während des Füllvorgangs.
Um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können, ist vorgesehen, dass die Einrichtung eine zumindest während des Füllvorgangs an der Unterseite des Formbodens angeordnete Kraftanlegevorrichtung aufweist zum Anlegen einer im Wesentlichen abwärts gerichteten Positionierungs- oder Haltekraft an dem Schienenhalteteil des mindestens einen Schienenhaltungselements. Es ergeben sich die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren angegebenen Vorteile.
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Ansprüchen 13 bis 20 angegeben. Die Kraftanlegevorrichtung kann zumindest teilweise in die Traganordnung integriert bzw. an dieser angebracht sein. Allgemein gesprochen kann eine bleibende Zuordnung der Kraftanlegevorrichtung zur Traganordnung vorgesehen sein (Anspruch 17). Bei der Traganordnung kann es sich um einen Fertigungsrüttler handeln.
Die Kraftanlegevorrichtung kann femer wenigstens zum Teil in die Schwellenform integriert bzw. an dieser angebracht sein. Allgemein gesprochen kann die Kraftanlegevorrichtung wenigstens zum Teil in bleibender Zuordnung zur Schwellenform angebracht sein (Anspruch 18). Im Falle der Ausbildung des Formbodens der Form mit mindestens einem Formwandteil ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass die Kraftanlegevorrichtung wenigstens zum Teil an der Restform in bleibender Zuordnung angebracht ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1: zeigt eine Betonschwelle mit Schienen-Halterungselementen nach dem Pandrol-Fastclip-Schienenbefestigungssystem, die zur Befestigung der beiden Schienen eines Eisenbahngleises an der Schwelle dienen.
Fig. 2: zeigt in den Fig. 2a und 2b zwei seitliche Ansichten auf ein derartiges Halterungselement.

Fig. 3: zeigt in den Fig. 3a, 3b, 3c einen Ablauf beim Herstellen von Betonschwellen nach einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
Fig. 4, 5: zeigen im Detail eine Möglichkeit, wie gemäß dem Ausführungsbeispiel Positionierungs- oder Haltekräfte an in Aufnahmeöffnungen einer Formwandung einer Schwellenform eingesetzten Halterungselementen im Zuge des Platzieren der Schwellenform auf einer Tragbasis (ggf. Rüttler) angelegt werden können.
Fig. 6: veranschaulicht in den Fig. 6a und 6b den weiteren Ablauf der Herstellung einer Betonschwelle gemäß dem Ausführungsbeispiel im Anschluß an den Zustand der Fig. 3c.
Fig. 7, 8: zeigen den weiteren Ablauf des Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens in Anschluß an den Zustand der Fig. 6b.
Fig. 9: zeigt ein Diagramm, das in Piktogrammen eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Herstellung von Betonschwellen und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Betonschwellen gemäß einem jeweiligen Ausführungsbeispiel repräsentiert.
Fig. 10: zeigt eine beispielsweise entsprechend Fig. 9 hergestellte Betonschwelle mit zwei noch an der Schwelle verbliebenen, mit jeweils zwei Halterungselementen in Eingriff stehenden Formwandteilen unter Angabe von für die ordnungsgemäße Halterung von Schienen und des Einhaltens der Spurweite des Gleises wichtigen Maßen a, b und c.
Fig. 11: zeigt, wie das Maß a mittels einer Spurweite-Einstell-Lehre korrigierbar ist.

Fig. 1 zeigt eine nach einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellte Betonschwelle 10, in der zur Halterung der beiden Schienen 1 2 und 14 eines Gleises Pandrol-Halterungselemente 8 mit einem jeweiligen Halterungselementfuß verankert sind. Über die Oberseite 18 der Betonschwelle 10 stehen jeweils Abschnitte der Halterungselemente vor, die auch als Schulter 20 bezeichnet werden. Die Schultern 20 weisen eine spezielle Gestaltung mit Aussparungen und Vorsprüngen auf, um die Schienen unter Verwendung spezieller, als "Clips" bezeichneten Federn zwischen zwei einer Schiene zugeordneten Halterungselementen auf an sich bekannte Art und Weise festzuspannen.
Um die Halterungselemente bei der Herstellung der Betonschwelle mit ihrem jeweiligen Verankerungsfußim Beton einzu betten, wird zweckmäßigerweise eine Schwellenform verwendet, die in einer der Oberseite 18 der Schwelle zugeordneten Bodenwandung Aufnahmeöffnungen aufweist, in die die Halterungselemente derart eingesetzt werden, daß der jeweilige Fuß in einen Formhohlraum der Form vorsteht und die jeweilige Schulter auf der anderen Seite der Bodenwandung angeordnet ist. Hierdurch wird es möglich, den Fuß im in die Schwellenform einzufüllenden Beton einzubetten.
Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen wird eine Schwellenform 22 verwendet, bei der die Bodenwandung 24 mehrteilig ausgebildet ist und zwei von einer Restform 23 der Schwellenform 22 trennbare Formwandteile 26 sowie einen zusammenhängenden, mit Formseitenwänden die Restform 23 bildenden Bodenwandabschnitt 28 umfaßt. Der Bodenwandabschnitt 28 weist Aussparungen 29 auf, in die die Formwandteile 26 vom Formhohlraum her einsetzbar sind und dort durch konische Ausgestaltung der Ränder des jeweiligen Formhohlteils und der die Aussparungen begrenzenden Bodenwandränder bündig in der Ebene der Bodenwandung gesichert sind.
Das jeweilige Formwandteil 26 weist zwei Aufnahmeöffnungen 30 auf, in die ein jeweiliges Halterungselement 8 von dem Hohlraum her mit seiner Schulter voran einsetzbar sind, wie in Fig. 3b gezeigt ist. Für eine ordnungsgemäße Anordnung der Halterungselemente an der Schwelle ist es erforderlich, daß das Halterungselement so in die jeweilige Aufnahmeöffnung eingesetzt wird, daß zwei Anschläge 32 und 34 an einer die Aufnahmeöffnung 30 begrenzenden Dichtung 62 bzw. dem Formwandteil selbst von der Seite des Formhohlraums anliegen, wie in Fig. 2b gezeigt ist, Hier ist das Formwandteil 26 gestrichelt gezeigt, wobei die Darstellung gegenüber der Darstellung in Fig. 3b um 180° gedreht ist.
Um einerseits für eine richtige Positionierung der Halterungselemente 8 für die Herstellung der Schwelle zu sorgen und andererseits die richtige Positionierung der Halterungselemente während der Schwellenherstellung, insbesondere während dem Einfüllen von Beton in die Schwellenform und während eines Rüttelns der Schwellenform zur Betonverdichtung, aufrechtzuerhalten, weist die Schwellenform 22 für die beiden Formwandteile 26 jeweils eine Kraftantegevorrichtung 36 auf, die in einen jeweiligen Standfuß 38 der Schwellenform integriert ist, der am Bodenwandabschnitt 28 befestigt ist und damit zur Restform 23 gehört. Die Kraftanlegevorrichtung 36 umfaßt einen Schubbolzen 40, der in einer Führung 42 des jeweiligen Standfußes 38 geführt ist und durch eine Federanordnung 44 in eine Stellung vorgespannt ist, in der der Schubbolzen 40 mit einem unteren Endabschnitt 46 über eine Standfußunterseite 48 nach unten vorsteht. An dem Schubbolzen 40 sind zwei hebelartige Eingriffselemente 50 angelenkt, die mittels einer jeweiligen Kulisse 52 an einem Bolzen 54 des Standfußes 38 geführt sind, derart, daß eine Schiebebewegung des Schubbolzens 40 in eine längs einem Bogen verlaufende Schiebe/Schwenkbewegung der Eingriffselemente 50 umgesetzt wird, wie in Fig. 4 veranschaulicht ist.
Wird die Schwellenform 22 in vorbestimmter Weise auf einer zugeordneten Tragbasis 56, beispielsweise eines Fertigungsrüttlers 56 positioniert, so drückt ein Zapfenvorsprung 58 der Tragbasis 56 den Schubbolzen 40 gegen die Vorspannung der Federanordnung 44 nach oben, wodurch die Eingriffselemente 50 derart bewegt werden, daß sie in Aussparungen 60 der Schultern der jeweiligen zwei, in die Aufnahmeöffnungen des jeweiligen Formwandteils 26 eingesetzten Haltungselemente eingreifen und diese in eine Anlagestellung der Anschläge 32 und 34 an der Oberseite des Formwandteils 26 bzw. der die Aufnahmeöffnungen gegen ein Durchtritt von Betonmasse sichernden Dichtungen 62 zieht. Durch die Eingriffselemente 50 werden an den Halterungselementen 8, genauer an ihren über die Formwandung nach außen vorstehenden Schultern 20 Positionierungs- und Halterungskräfte angelegt, die in Verbindung mit dem jeweiligen Formwandteil 26 und den darin ausgebildeten Aufnahmeöffnungen 30 für eine vorgegebene relative Positionierung der Halterungselemente in bezug auf die Schwellenform und in bezug aufeinander sorgen und die Halterungselemente in dieser jeweiligen Position halten, während entsprechend Fig. 6a plastische oder flüssige Betonmasse in die Schwellenform 22 eingefüllt wird (Pfeil B) unter Rütteln der Schwellenform mittels des Fertigungsrüttlers 56 (das Rütteln ist durch Doppelpfeile R symbolisiert).
Durch die mittels der Eingriffselemente 50 ausgeübten Positionierungs- und Haltekräfte wird verhindert, daß die Halterungselemente während des Betoneinfüllens bzw. Rüttelns ihre Position ändern, so daß insgesamt die Schwelle mit hoher Positionsgenauigkeit für die Halterungselemente hergestellt werden kann. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es im Regelfall ausreicht, wenn die relative Positionierung der Halterungselemente untereinander der vom jeweiligen Schienensystem bzw. Gleissystem abhängigen Vorgaben, insbesondere der Spurweite, entsprechen, während es auf die absolute Position der Halterungselemente an der Schwelle in der Regel weniger ankommt.
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung der Kraftanlegevorrichtung 36 mit dem durch Absetzen der Schwellenform 22 auf der Tragbasis 56 betätigbaren Schubbolzen 40 resultiert ein äußerst zweckmäßiger und zeitsparender Verfahrensablauf. Fig. 3a zeigt die Schwellenform in einem Zustand ohne eingesetzte Halterungselemente, etwa in einem an einer Kranvorrichtung hängenden Zustand, wie durch ein Tragseil 70 symbolisiert. Die Formwandteile 26 sind schon in die zugeordneten Öffnungen 29 des Bodenwandabschnitts 28 bündig eingesetzt. Es werden dann entsprechend Fig. 3b die Halterungselemente 8 mit ihrer Schulter 20 voran in die Öffnungen 30 der Formwandteile 26 maschinell oder manuell eingesetzt. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die Halterungselemente schon ihre Sollstellung in den Aufnahmeöffnungen 30 einnehmen. Durch Abstellen der Schwellenform 22 auf der Tragbasis 56 (insbesondere dem Rüttler 56) wird dann die Kraftanlegevorrichtung 36 auf die beschriebene Art und Weise aktiviert, so daß die Eingriffselemente 50 in die Aussparungen 60 der Schultern 20 eingreifen. Es wird hierzu ergänzend auf Fig. 2a und 2b verwiesen, in denen gestrichelt gezeigt ist, wie und wo die Eingriffselemente 50 mit den Schultern 20 in Eingriff treten.
Durch diesen Eingriff werden die Halterungselemente 8 in ihre Sollposition in den Aufnahmeöffnungen gezogen, so daß anschließend entsprechend Fig. 6a die Betonmasse in die Schwellenform eingefüllt werden kann. Die durch das eingefüllte Beton durch den Einfüllvorgang oder/und das Rütteln mittels des Fertigungsrüttlers 56 auf die Halterungselemente ausgeübten Kräfte werden über die Aufnahmeöffnungen bzw. die Dichtungen 62 von den am Bodenwandabschnitt 28 abgestützten Formwandteilen 26 sowie von den Eingriffselementen 50 aufgenommen, so daß die Halterungselemente ihre jeweilige Soll-Lage beibehalten.
Ist der Beton in der Schwellenform 22 durch das Rütteln hinreichend verdichtet und ggf. glatt gestrichen, kann entsprechend Fig. 6b die Schwellenform 22 mittels eines Deckbleches 72 abgedeckt werden. Vorzugsweise wird das Deckblech 72 auf geeignete Art und Weise mit der Form 22 verklammert. Gemäß Fig. 7 wird die abgedeckte Schwellenform 22, in der die eingefüllte Betonmasse zur Schwelle geformt ist, wieder von der Tragbasis 56 abgehoben, wodurch der Schubbolzen 40 unter Einwirkung der Federanordnung 44 nach unten gedrückt wird und die Eingriffselemente 50 aus ihrem Eingriff mit den Ausbauungen 60 der Schultern 20 wieder zurückgezogen werden. Die Halterungselemente 8 werden nann nur noch durch ihren Eingriff mit den Aufnahmeöffnungen 30 bzw. den diesen zugeordneten Dichtungen 62 sowie durch den die Verankerungsfüße 16 einbettenden Beton in ihrer jeweiligen Stellung gehalten.
Man könnte nun mit dem Entformen der Schwelle warten, bis der Beton hinreichend ausgehärtet ist, so daß durch das Entformen keine Beschädigung der Schwelle und insbesondere keine Lockerung der Verankerung der Halterungselemente erfolgen kann. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels wird die Schwelle 10 hingegen durch Abnahme der den Bodenwandabschnitt 28, die Standfüße 38 und die Formseitenwände umfassenden Restform 23 von der noch nicht ausgehärteten Schwelle 10 im Sinne des sogenannten "Früh- oder Sofortentschalungssystems" entformt (entschalt), wobei die Formwandteile 26 an der noch nicht ausgehärteten Schwelle 10 zurückbleiben. Da die Formwandteile 26 sich leicht aus ihren Öffnungen 29 in der Bodenwand 24 lösen, treten bei diesem "Früh- oder Sofortentschalen" der Restform keine wesentlichen auf die Formwandteile 26 oder die Halterungselemente 8 wirkende Kräfte auf, so daß keine Gefahr besteht, daß die Schwelle 10 beschädigt wird und die Halterungselemente 8 in ihrer Verankerung in der Schwelle 10 gelockert werden. Es ist im Gegensatz dazu vielmehr so, daß die Formwandteile 26 die einer Schiene gemeinsam zugeordneten, im Zustand gemäß Fig. 1 beidseitig der Schiene angeordneten Halterungselemente 8 durch das jeweilige Bodenwandteil 26 in einer vorgegebenen relativen Lage halten, so daß die für die Spurhaltung des Gleises wichtigen Maße b und c gemäß Fig. 10 eingehalten werden.
Durch das Früh- oder Sofortentschalen der Restform 24 unter Verbleib der Formwandteile 26 an der Schwelle können gewissermaßen die Vorteile eines Früh- oder Sofortentschalungssystems und die Vorteile eines Spätentschalungssystems miteinander kombiniert werden. Im Bezug auf die Formwandteile 26 kann nämlich die Entschalung zu einem Zeitpunkt erfolgen, in dem die Schwelle 10 hinreichend ausgehärtet ist, so daß beim Abnehmen der Formwandteile 26 über die Dichtungen 62 auf die Halterungselemente 8 ausgeübte Kräfte keinen Schaden mehr anrichten können, also die Verankerung der Halterungselemente nicht mehr lockern und deren relative Positionierung nicht mehr modifizieren können. Solange die Formwandteile 26 an der Schwelle verbleiben, sorgen diese überdies für eine Beibehaltung der relativen Soll-Positionierung der einer Schiene zugeordneten Halterungselemente.
Die von der noch nicht ausgehärteten Schwelle abgenommene Restform 23 kann während dem Aushärten der Schwelle mit an dieser verbliebenen Formwandteilen 26 unter Einsatz wenigstens eines, vorzugsweise mehrerer weiterer Sätze von Formwandteilen 26 schon für die Herstellung weiterer Schwellen eingesetzt werden, wie dies in Fig. 9 in Piktogrammen veranschaulicht ist. Das Piktogramm 80 entspricht dem in Fig. 6a gezeigten Einfüllen des Betons. Die Halterungselemente und das Anlegen der Positionierungs- oder/und Haltekraft nach dem oben erläuternen Erfindungsvorschlag sind im Piktogramm 80 der zeichnerischen Vereinfachung wegen weggelassen, in bezug auf die Halterungselemente gilt dies für alle Piktogramme der Fig. 9. Das Piktogramm 82 repräsentiert das Abdecken der gefüllten Schwellenform und das Wenden der Schwellenform. Das Piktogramm 84 repräsentiert das Aufnehmen der Restform 23 von der noch nicht fertig ausgehärteten Schwelle entsprechend Fig. 8 unter Verbleib der Formwandteile 26 an der Schwelle. Die abgenommene Restform 23 kann dann auf einen durch einen Pfeil symbolisierten Rückführungsweg 86 zu einer Einfüllstation entsprechend dem Piktogramm 80 zurückgeführt werden, um erneut Beton aufzunehmen und dann erneut entsprechend den Piktogrammen 82 und 84 eine Formabdeckstation, eine Form- und Wendestation und eine erste Entschalungsstation für die Restform 23 zu durchlaufen.
Die jeweils in der ersten Entschalüngsstation (Piktogramm 84) teilentformte Schwelle durchläuft dann eine durch drei Piktogramme 88, 90 und 92 symbolisierte Aushärtungsstrecke. Wenn hiervon Strecke gesprochen wird, heißt dies nicht zwingend, daß die Schwelle tatsächlich etwa mittels eines Förderers oder dergleichen eine einem Aushärten zugeordnete Wegstrecke zurücklegt. Es kann auch sein, daß die Schwellen zum Aushärten einfach für eine Aushärtezeitperiode in einer Aushärtekammer oder dergleichen gelagert werden. Da das Aushärten gegenüber dem Betoneinfüllen in der Füllstation 80, dem Abdecken und dem Wenden sowie dem Teilentschalen in der Regel allerdings eine deutlich längere Zeitperiode erfordert, ist das Aushärten in Fig. 9 durch eine Mehrzahl von Piktogrammen (Piktogramme 88, 90 und 92) repräsentiert.
Nach dem Aushärten werden die Schwellen in einer durch das Piktogramm 94 symbolisierten zweiten Entschalungsstation vollständig entschalt durch abnahme der Formwandteile 26 von der Schwelle. Die Formwandteile 26 werden dann über eine Rückführungsstrecke 96 zur Einfüllstation 80 zurückgeführt, um zusammen mit einer über den Rückführungsweg 86 zurückgeführten Restform 23 erneut für die Herstellung einer Schwelle 10 eingesetzt zu werden. Die Schwellen 10 verlassen die zweite Entschalungsstation 94 vollständig entformt und werden für die weitere Verwendung gelagert oder/und weiter bearbeitet.
Um das die Spurweite eines Gleises bestimmende Maß a gemäß Fig. 10 mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit einzuhalten, können die relativen Lagen der Halterungselemente nach Entformung oder Teilentformung der noch nicht vollständig ausgehärteten Schwelle korrigiert werden. Diese Korrektur kann beispielsweise in einer Positionskorrekturstation erfolgen, die zwischen der durch das Piktogramm 84 symbolisierten ersten Entschalungsstation und der durch die Piktogramme 88, 90 und 92 repräsentierten Aushärtungsstrecke angeordnet sein könnte. Die Positionskorrektur kann derart erfolgen, daß nur die relative Positionierung der einer ersten Schiene des Gleises zugeordneten Halterungselemente einerseits und der einer zweiten Schiene des Gleises zugeordneten Halterungselemente andererseits korrigiert wird, aber keine Positionskorrektur der relativen Lage der gemeinsam einer der beiden Schienen zugeordneten Halterungselemente erfolgt. Hierzu ist es zweckmäßig, die Positionskorrektur unter Vermittlung der an der noch nicht vollständig ausgehärteten Schwelle 10 verbliebenen Formwandteile 26 vorzunehmen, die hierzu Positionierungszapfen 100 aufweisen können, an denen die Formwandteile 26 mit einer Positionskorrekturlehre 102 in Eingriff gebracht werden können. Da die Formwandteile 26 die der linken und der rechten Schiene jeweils zugeordneten Halterungselemente in einer vorgegebenen relativen Lage zueinander und in der momentanen.Lage an der Schwelle hält, können die einer Schiene gemeinsam zugeordneten Halterungselemente unter Vermittlung des jeweiligen Formwandteils gemeinsam in ihrer relativen Lage bezüglich den der anderen Schiene zugeordneten Halterungselementen korrigiert und in einer jeweils eingestellten Relativposition gehalten werden.
Die Positionskorrekturlehre 102 umfaßt Rohrhülsen 104, die durch Absenken der Positionskorrekturlehre 102 von oben auf die Schwelle über die Zapfen 100 gesteckt werden. Die Zapfen 100 oder/und die Rohrhülsen 104 können gegen die Annäherungsrichtung der Positionskorrekturlehre 102 an die Schwelle 10 geneigte Eingriffsflächen aufweisen, so daß im Zuge des Absenkens der Positionskorrekturlehre auf die Schwelle eine allmähliche Korrektur der Lage der Formwandteile 26 und damit der Lage der der linken Schiene zugeordneten Halterungselemente einerseits und der der rechten Schiene zugeordneten Halterungselemente andererseits bewirkt wird. Um durch die Positionskorrektur möglicherweise entstehenden Spalten oder Kavitäten im Beton, insbesondere zwischen dem Beton und den Verankerungsfüßen entgegenzuwirken, also von vornherein eine Entstehung derartiger Spalte oder Kavitäten zu verhindern oder entstandene Spalten oder Kavitäten wieder zu verschließen, ist es zweckmäßig, während der Korrektur die Halterungselemente oder/und den Beton zumindest im Bereich der Halterungselemente in leichte Vibration zu versetzen. Dies kann besonders zweckmäßig dadurch erreicht werden, daß in die Positionskorrekturlehre eine Rüttleranordnung 106 integriert ist, die die Positionskorrekturlehre 102 einschließlich der Rohrhülsen 104 in Vibrationen versetzt, die sich über die Zapfen 100 auf die Formwandteile 26 und damit auf die Halterungselemente 8 und den deren Füße 16 einbettenden Beton überträgt.
Mittels der Positionskorrekturlehre 102 kann das wichtige Maß a mit hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit eingestellt und, solange die Positionskorrekturlehre 102 mit den Formwandteilen 26 in Eingriff steht, gehalten werden. Neben einer Korrektur des Maßes a können auch weitere Freiheitsgrade der Halterungselemente eingestellt oder gehalten werden, beispielsweise eine Höhenlage der Halterungselemente oder/und eine Ausrichtung der Halterungselemente in der zum Schienenverlauf orthogonalen Querrichtung oder/und eine Fluchtung der Halterungselemente in dieser Querrichtung. Hierzu sind beim Ausführungsbeispiel der Fig. 10 und 11 an jedem Formwandteil 26 zwei in Querrichtung im Abstand voneinander angeordnete Zapfen 100 vorgesehen. Durch die Positionskorrekturlehre 102 werden diese Zapfen 100 in Querrichtung ausgefluchtet, so daß unter Vermittlung der Formwandteile 26 eine entsprechende Fluchtung der Halterungselemente 8 und dementsprechend Ausrichtung der Halterungselemente in Querrichtung eingestellt und gehalten wird.
Wird entsprechend den beschriebenen Ausführungsbeispielen zu einem frühen Zeitpunkt oder sogar sofort nach dem Befüllen und ggf. Rütteln der Schwellenform die Schwelle zumindest teilweise entschalt, so ist es sehr zweckmäßig, sehr wasserarmen Beton ohne große Geschmeidigkeit zu verwenden, der unter Umständen ein vergleichsweise starkes Rütteln der Schwellenform beim Betoneinfüllen erfordert. Ein solcher Beton ist sehr hochwertig und erleidet im Zuge des Aushärtens nur eine geringe Schwindung, was im Hinblick auf das Einhalten der Sollmaße a, b und c vorteilhaft ist.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Betonschwellen. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, an einem durch eine jeweilige Öffnung einer Formwandung einer Schwellenform nach außen vorstehenden Teil wenigstens eines in die Betonschwelle einzubettenden Halterungselements eine Positionierungs- oder/und Haltekraft anzulegen. Nach einem zweiten Aspekt ist vorgesehen, die Schwelle vor dem vollständigen Erhärten der Schwelle teilweise zu entformen, derart, daß wenigstens ein wenigstens eine Aufnahmeöffnung für ein jeweiliges Halterungselement aufweisendes Formwandteil zusammen mit dem Halterungselement an der Schwelle verbleibt, während eine Restform von der Schwelle abgenommen wird, wobei dann das wenigstens eine Formwandteil zu einem späteren Zeitpunkt nach einem weiteren Erhärten der Schwelle von der Schwelle entfernt wird unter Zurücklassung des wenigstens einen Halterungsteils an der Schwelle.
Nach einem dritten Aspekt ist vorgesehen, daß die Schwelle wenigstens teilweise vor vollständiger Erhärtung entformt wird und daß hierauf mindestens zwei Schienenhalterungselemente vor vollständiger Erhärtung des Betons auf eine relative Soll-Lage korrigiert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Betonschwelle (10), welche mit teilweise eingebetteten Halterungselementen (8) für Eisenbahnschienen (12, 14) bestückt ist, durch Einsetzen der Halterungselemente (8) in Aufnahmeöffnungen (30) der Formwandung (24) einer Schwellenform (22), Einfüllen von flüssiger oder plastischer Betonmasse (B) in einen Formhohlraum der Schwellenform und anschließendes Entformen der Schwelle (10),
wobei nach dem Einsetzen der Halterungselemente (8) in die jeweilige Öffnung (30) der Formwandung (24) an einem über die Formwandung (24) nach außen vorstehenden Teil (20) des Halterungselements eine Positionierungs- oder Haltekraft mittels einer Anlegevorrichtung (36) angelegt wird, die wenigstens ein am nach außen vorstehenden Teil (20) angreifendes Eingriffselement (50) aufweist, das zum Anlegen der Positionierungs- oder Haltekraft von einer Position ohne wesentlichen Kraftanlegeeingriff mit dem nach außen vorstehenden Teil (20) in eine Position mit Kraftanlegeeingriff mit dem nach außen vorstehenden Teil bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Absetzen der Schwellenform auf einer Tragbasis (56) die auf die Tragbasis (56) wirkende Gewichtskraft der Schwellenform mittels der Anlegevorrichtung (36) erfasst und zur Erzeugung der Positionierungs- oder Haltekraft durch hydraulische oder mechanische Mittel derart umgelenkt wird, dass das wenigstens eine Eingriffselement (50) in die Position mit Kraftanlegeeingriff mit dem nach außen vorstehenden Teil bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffselement (50) zum Anlegen der Positionierungs- oder Haltekraft in eine Aussparung des Halterungselements (8) eingreift.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungs- oder Haltekraft im Zuge eines Absetzens der Schwellenform (22) auf einem die Tragbasis aufweisenden Fertigungsrüttler (56) am nach außen vorstehenden Teil (20) des Halterungselements (8) angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungselemente (8) maschinell oder manuell vom Formhohlraum her in die Aufnahmeöffnungen (30) eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungs- oder Haltekraft das Halterungselement gegen einen der Schwellenoberseite entsprechenden Boden (24) der Schwellenform (22) zieht oder/und daß die Positionierungs- oder Haltekraft einen Anschlagabschnitt (32, 34) des Halterungselements (8) gegen eine Dichtung oder in eine Dichtung (62) der Aufnahmeöffnung (30) zieht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonmasse erst nach dem Anlegen der Positionierungs-oder Haltekraft in den Formhohlraum eingefüllt wird unter Aufrechterhalten der auf das Halterungselement (8) wirkenden Haltekraft.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während oder/und nach dem Einfüllen der Betonmasse die Schwellenform (22) zur Verdichtung der Betonmasse gerüttelt wird unter Aufrechterhalten der auf das Halterungselement (8) wirkenden Haltekraft.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einfüllen der Betonmasse die Einwirkung der Haltekraft auf das Halterungselement (8) aufgehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Rütteln der Betonmasse die Einwirkung der Haltekraft auf das Halterungselement (8) aufgehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der Haltekraft auf das Halterungselement (8) im Zuge oder in Folge eines Abhebens von der Tragbasis, ggf. eines Abhebens der Schwellenform (22) vom Fertigungsrüttler (56), aufgehoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffselement (50) gegen eine elastische Rückstellkraft in die Position mit Kraftaniegeeingriff mit dem nach außen vorstehenden Teil (20) bewegt wird, welche Rückstellkraft zum Rückstellen des Eingriffselements in die Position ohne wesentlichen Kraftanlegeeingriff dient.
Einrichtung zur Herstellung von Betonschwellen unter Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 11, umfassend eine trogartige Schwellenform (22) mit einem Formhohlraum, dieser begrenzt von einem Formboden (24) und Seitenwänden und ausgeführt mit einer im Befüllungszustand oben liegenden Einfüllöffnung,
wobei im Formboden mindestens eine Aufnahmeöffnung (30) für das Einsetzen eines Schienenhalterungselements (8) vorgesehen ist, welches im eingesetzten Zustand an dem Formboden (24) in vorbestimmter Lage abgestützt ist, oberhalb des Formbodens einen innerhalb des Formhohlraums liegenden Verankerungsteil (16) und einen unterhalb des Formbodens (24) außerhalb des Formhohlraums liegenden Schienenhalteteil (20) aufweist,
ferner umfassend eine zumindest während des Füllvorgangs an der Unterseite des Formbodens (24) angeordnete Kraftanlegevorrichtung (36) zum Anlegen einer im wesentlichen abwärts gerichteten Positionierungs- oder Haltekraft an dem Schienenhalteteil (20) des mindestens einen Schienenhalterungselements (8) mittels wenigstens eines am Schienenhalteteil (20) angreifenden Eingriffselements (50), welches zum Anlegen der Positionierungs- oder Haltekraft von einer Position ohne wesentlichen Kraftanlegeangriff mit dem Schienenhalteteil (20) in eine Position mit Kraftanlegeeingriff mit dem Schienenhalteteil (20) bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Tragbasis (56) zum Tragen der Schwellenform (22) mit oben liegender Einfüllöffnung während des Füllvorgangs vorgesehen ist und dass die Kraftanlegevorrichtung dazu ausgebildet ist, die Gewichtskraft der auf die Tragbasis (56) abgesetzten Schwellenform (22) zu erfassen und mittels hydraulischer oder mechanischer Mittel (40) derart umzulenken, dass das wenigstens eine Eingriffselement (50) in die Position mit Kraftanlegeeingriff mit dem Schienenhalteteil bewegt wird, um dadurch die abwärts gerichtete Positionierungs- oder Haltekraft an den Schienenhalteteil (20) des mindestens einen Schienenhalterungselements (8) anzulegen.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffselement (50) zum Eingriff in eine Aussparung des Schienenhalteteils (20) ausgebildet ist.
Einrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Eingriffselement durch eine Führung (52, 54) geführt ist, welche im Befüllungszustand eine vorbestimmte Position gegenüber dem Formboden (24) einnimmt und durch ein mechanisches oder hydraulisches Kraftgerät (40) in dieser Führung verstellbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftgerät (40) beim oder durch das Positionieren der Schwellenform in einer Befüllungsstellung aktivierbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftgerät ein Stellglied (40) umfaßt, welches beim Positionieren der Schwellenform in die Befüllungsstellung gegen einen Anschlag (58) trifft.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftanlegevorrichtung (36) wenigstens zum Teil (58) in bleibender Zuordnung zur Traganordnung (56) angebracht ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftanlegevorrichtung (36) wenigstens zum Teil (40, 56) in bleibender Zuordnung zur Schwellenform (22) angebracht ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Ausbildung des Formbodens (24) mit mindestens einem entfembaren Formwandteil (26), welcher die wenigstens eine Aufnahmeöffnung (30) aufweist, die Kraftanlegevorrichtung wenigstens zum Teil (40, 56) an der Restorm (23) in bleibender Zuordnung angebracht ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftanlegevorrichtung (36) eine Mehrzahl von gemeinsam bewegten Eingriffselementen (50) zum Eingriff in ein oder mehrere Schienenhalterungselemente (8) aufweist.