EP1511606A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines präzisen betonfertigteiles - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines präzisen betonfertigteiles

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EP1511606A1
EP1511606A1 EP03712020A EP03712020A EP1511606A1 EP 1511606 A1 EP1511606 A1 EP 1511606A1 EP 03712020 A EP03712020 A EP 03712020A EP 03712020 A EP03712020 A EP 03712020A EP 1511606 A1 EP1511606 A1 EP 1511606A1
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EP
European Patent Office
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precast concrete
profile roller
rail
points
relevant points
Prior art date
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EP03712020A
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English (en)
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EP1511606B1 (de
Inventor
Stefan BÖGL
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Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
Original Assignee
Max Boegl Bauunternehmung GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1511606A1 publication Critical patent/EP1511606A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1511606B1 publication Critical patent/EP1511606B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/28—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/18—Wheels of special form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/08—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads
    • B28B11/0863—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads for profiling, e.g. making grooves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/001—Track with ballast
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/20—Working or treating non-metal sleepers in or on the line, e.g. marking, creosoting

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a precise precast concrete part, in particular in the form of a threshold or a plate for a solid carriageway for rail-guided vehicles, and a corresponding device for producing a precise precast concrete part.
  • precast concrete parts for example, solid carriageways for rail-guided vehicles, wall elements, beams or supports are manufactured.
  • precast concrete parts for example, solid carriageways for rail-guided vehicles, wall elements, beams or supports are manufactured.
  • no particular precision is required with regard to the dimensions of the part.
  • the usual tolerances that can be achieved in the concrete trade are sufficient.
  • other components are installed on the precast concrete parts, which must adhere to particularly tight tolerances, this is usually done with one-piece devices, so that inaccuracies resulting from the concrete can be compensated for.
  • solid carriageways as are known, for example, from DE 197 33 909 A1
  • rail fastenings are therefore used at the individual support points, which make the rail adjustable in several directions in order to maintain the tight tolerances between the individual rails to be able to.
  • the object of the present invention is therefore to create a method and a device with which prefabricated concrete parts can be produced, which allow tighter tolerances for add-on parts than were previously possible. This considerably reduces the effort for the manufacture, equipment and assembly of the concrete components as well as the rails and their fastening.
  • the precast concrete part is ground to the predetermined dimension at the functionally relevant points using a profile roller.
  • the profile roller has the negative shape of the cross-section to be created, which the precast concrete part should have at the function-relevant point (s). This is particularly advantageous at the support points at which rails are attached to the precast concrete part.
  • other parts such as assembly grooves, can also be prepared for the connection of two successive precast concrete parts using the method according to the invention.
  • the part can be grinded with a profile roller to create a much smoother and more precise surface.
  • Rails or other precast concrete components can be attached to this surface with tolerances in the range of a few tenths of a millimeter. In the case of high-speed vehicles in particular, this is very advantageous for smooth and comfortable running of the rail vehicle.
  • the profile roller can be used to produce the same shape at a number of support points for the precast concrete element in one operation. Bases, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the precast concrete element, are ground without any settling by the feed of the profile roller along the longitudinal direction of the precast concrete element.
  • the profile roller and the precast concrete part are moved relative to one another without the position of the profile roller having to be redetermined.
  • the profile roller can be moved not only linearly in the x-direction, but also in the y- and z-direction of the precast concrete element in accordance with a predetermined program. In this way, curves of a rail can also be realized on the precast concrete part.
  • the profile roller is advantageously designed such that it is used for roughing and finishing.
  • a larger volume is removed in one production run.
  • a material removal of 1 - 1.5 mm per pass has proven to be advantageous.
  • Roughing already creates the rough contour of the functionally relevant point that will be required later. If necessary, roughing can also be carried out in several passes, especially if a larger amount of concrete has to be removed at the functionally relevant point.
  • the function-relevant point is finished with the same profile roller or with another profile roller. Material is removed at a height of approximately 1/10 - 2/10 mm. A particularly fine surface is achieved by the finishing, which moreover has small tolerances, so that a threshold or a plate for a solid carriageway is produced which is suitable for the highest speeds of rail-guided vehicles.
  • the profile roller is dressed between roughing and finishing. Due to the large amount of material The shape of the profile roller may have been damaged. By dressing, the exact shape of the profile roller is restored after roughing, so that the permissible tolerance for finishing is precisely maintained.
  • precast concrete is hardened after concreting and before grinding by storage for several days, it will no longer change inadmissibly later and the machined area will therefore also maintain the machined dimension. If other components, such as rails, for example, are then mounted on the solid carriageway, these are also connected very precisely to the component.
  • solid carriageways can be designed so that the functionally relevant steep surfaces are of relatively small dimensions.
  • other forms can also be produced using the method according to the invention.
  • contact points between two successive plates which are to be connected to one another can be processed by the method according to the invention.
  • the plates can be positioned very precisely in relation to each other.
  • the rest of the precast concrete part can be within a tolerance range as is customary for the production of precast concrete parts.
  • a corresponding precast element can also be manufactured by appropriate processing of the functionally relevant points. It is thus possible to achieve radii on fixed carriageways, which are composed of a plurality of rectilinear plates in a polygonal manner, by machining the corresponding support points. If the unfinished part is stored for its processing, in particular according to its later assembly position, the ground, functionally relevant points will also maintain their tolerances to one another when the precast concrete part is assembled on the construction site.
  • the component can be installed on the construction site in such a way that the full tolerance of the component is available.
  • the result is that only long-wave tolerances from support point to support point occur, which are more tolerable than short-wave tolerances. Long-wave tolerances are less disturbing in high-speed driving than the short-wave tolerances, since the latter cause wear and a lack of comfort.
  • the machined points are advantageously checked with regard to the actual and target dimensions in order to determine whether the component is suitable for the intended place of use. Otherwise, the component is intended for another location, reworked or destroyed again.
  • the precast concrete part can be brought into the required shape with the permissible tolerances simply by removing concrete.
  • the raw part can be machined on site at the construction site as well as advantageously on a processing machine, in particular a grinding machine. In this case, the achievable accuracies are higher than when machining on site.
  • a device for producing a precise precast concrete part in particular in the form of a threshold or a plate for a solid carriageway for rail-guided vehicles, which is a grinding machine with a profile roller.
  • the precast concrete is ground to a predetermined dimension at the functionally relevant points.
  • the profile roller consists of a wear-resistant material, in particular of silicon carbide.
  • the grinding machine, on which a profile roller made of wear-resistant material is used, ensures that the profile, which is ground with the profile roller into the precast concrete part, is obtained with extremely low tolerances.
  • the profile roller can be designed in different shapes to grind different shapes.
  • a dressing device can be added to the wear-resistant material of the profile roller, it can be ensured that the required shape of the profile roller for finishing the component is always exactly maintained.
  • the shape transferred to the component by means of the profile roller is thus maintained as desired.
  • a certain dimension is determined by the dressing, by means of which the delivery path of the tool can be exactly determined in order to achieve the required tolerance on the component.
  • a dressing device which has a diamond coating has proven to be particularly advantageous.
  • the diamond coating is very resistant and thereby ensures that the dressing device reproduces the required shape of the profile roller without impermissible tolerances.
  • the profile roller advantageously has a diameter between 700 and 400 mm. As a result, peripheral speeds are achieved, which enable precise machining of the precast concrete part.
  • the device is assigned a measuring system for measuring the tool and / or the machined function-relevant points of the precast concrete element, the actual and the target value of the tool and / or the precast concrete element can always be checked. This avoids inadmissible tolerances.
  • the profile roller is advantageously used for roughing and finishing the precast concrete part. This makes it a very efficient of the precast concrete can be achieved.
  • the profile roller already creates the desired shape of the function-relevant point, but still with an impermissible tolerance. The tolerance is brought into the permissible range by finishing the precast concrete part.
  • the device has several profile rollers, several functionally relevant points can be processed simultaneously. This is particularly advantageous when processing a slab for a solid carriageway or a sleeper, since it enables the support points of two parallel rails to be processed in one operation. This also enables particularly fast and economical machining of the precast concrete part.
  • FIG. 1 shows a top view of a precast concrete part
  • FIG. 2 shows a cross section in the region of a support point for a rail
  • Figure 3 shows a grinding device according to the invention.
  • FIG. 1 shows the representation of a plate 1 which was manufactured as a precast concrete part.
  • a large number of such plates 1 are laid in a row and form a fixed track for a rail-guided vehicle.
  • bumps 2 are arranged in two rows along the long side of the plate spaced apart.
  • Each hump 2 forms a base 3 for the storage of a rail.
  • the support points 3 must be made with very small tolerances to one another in order to to ensure that the rails run as straight as possible. Tolerances of, for example, only a tenth of a millimeter are required.
  • FIG 2 shows a detailed view of a plate 1 with a rail base 3.
  • the rail base 3 is arranged in the hump 2 as a recess.
  • the rail base 3 has a defined shape, which is similar to a trough.
  • the trough bottom serves as a support 4.
  • a rail 5 is arranged on the support 4 with the interposition of intermediate layers 6.
  • the rail 5 is fastened by means of screws 7, which are anchored in the concrete of the plate 1 by means of dowels 8, and by means of clips 9, which are supported on the support point 3 or an angle guide plate 10 and the rail foot 11.
  • the angle guide plates 10 are arranged between the flanks of the support point 3 and the foot of the rail 5.
  • the rail 5 is held in the desired position in the horizontal direction by means of the angle guide plates 10.
  • the angle guide plates 10 can be standard parts which are largely identical to one another. Through the exact manufacture of the shape of the support points 3 according to the invention, an exchange or any use of the angle guide plates 10 is possible when laying a rail 5.
  • This standardized use of angle guide plates 10 and intermediate layers 6 is created by processing the inside of the support points 3 and, if necessary, the support 4.
  • This processing of the concrete on the sides of the trough and the trough bottom enables the exact alignment of the rail already by the manufacture of the slab 1.
  • the dashed line indicates that the slab 1 is first produced with an oversize in the region of the support points 3.
  • the exact shape of the trough, which is determined by the fastening means of the rail, is generated by the grinding device according to the invention.
  • the grinding device By processing the support points 3 with the grinding device according to the invention, more or less material can be removed on the side parts of the trough and on the support 4, so that the exact alignment of the rail 5 in the horizontal and vertical direction is largely due to the individual design of the rail support point 3 is specified. With this method it is even possible to realize radii or a polygon laying of the track simply by machining the bumps 2.
  • the plates 1 are first manufactured as standard and only individualized by the grinding process. This enables a very fast and therefore inexpensive production of a large number of plates 1 from a single type of mold. A comparison to the previous production with assembly methods significantly faster production and laying of precast panels 1 makes the use of these systems as solid carriageways even more advantageous.
  • the shape of the base 3 is produced according to its trough cross-sectional shape transverse to the longitudinal direction of the rail 5 by a profile roller.
  • the profile roller which has the desired shape in cross section corresponding to the solid line of the base 3, grinds off the concrete at the required points and prepares the base 3 for the corresponding fastening devices for the rail 5.
  • FIG 3 a grinding device according to the invention is shown outlined.
  • the grinding device is designed as a portal grinding machine.
  • a crossmember 17 is arranged on two bearings 16 so as to be displaceable in the x direction.
  • two cross carriages 18 are assigned to the traverse 17.
  • the sliding carriage 18 enables exact positioning of the grinding device in the y and z directions.
  • a drive 19 and a pivoting device 20 are provided on the sliding carriage 18, which are connected to a profile roller 21.
  • the profile roller 21 is driven via the drive 19.
  • the profile roller 21 is delivered to plate 1 by means of the portal grinding machine.
  • the special shape of the profile roller 21 creates the shape of the base 3 on the hump 2 when grinding the plate 1.
  • the profile roller 21 is guided over a large number of individual support points 3 on the plate 1, thus creating the mounting surface for the rail 5.
  • the support points 3 can be positioned individually on the humps 2, so that even a curve or polygon laying of the rail is possible.
  • the grinding device is moved one or more times over the plate 1 essentially in the x-direction by means of its crossmember 17.
  • the profile roller 21 is brought up to approximately the desired target dimension of the base 3.
  • the individual delivery steps can be relatively large. This roughing of the base 3 can be done very quickly. Only when the traverse 17 is last moved in the x direction via the plate 1 is the delivery path set lower. This results in a very precise shaping of the support point 3.
  • the profile roller 21 is fed to a dressing device 25.
  • the dressing device 25 consists of a diamond-coated dressing plate, which depicts the exact shape of the support point 3 in its cross section.
  • the profile roller 21 which in comparison to the dressing device 25 consists of the softer material, is adapted to the shape of the dressing device 25.
  • this cross-sectional shape of the profile roller 21 is thus imaged on the support point 3. In this way, a very precise shape is achieved.
  • the present invention is not limited to the embodiments shown.
  • the method according to the invention can also be used to produce other prefabricated concrete parts which require extremely precisely dimensioned points, in particular if these points have a longitudinal dimension with the same cross section, which can be ground.
  • the precast concrete part is moved to the grinding device and not, as in the exemplary embodiment shown, the grinding device with respect to a stationary plate.
  • the method according to the invention can also be used to create connecting parts for the individual panels which are lined up in a row. For example, the end faces of the plates that abut each other are processed. Corresponding connecting elements can thereby connect the plates to one another in a precisely positioned manner. This is also an advantage if the panels are not laid in a straight line but in a polygonal manner. The end faces of the plates 1 can also be machined accordingly in this case.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines präzisen
Betonfertigteiles
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines präzisen Betonfertigteiles, insbesondere in Form einer Schwelle oder einer Platte für eine feste Fahrbahn für schienengeführte Fahrzeuge sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines präzisen Betonfertigteiles.
Als Betonfertigteile werden beispielsweise feste Fahrbahnen für schienengeführte Fahrzeuge, Wandelemente, Träger oder Stützen hergestellt. In den meisten Anwendungsfällen von Betonfertigteilen ist keine besondere Präzision hinsichtlich der Maße des Teiles erforderlich. Die üblichen, im Betonhandwerk erreichbaren Toleranzen sind hierbei ausreichend. Werden auf die Betonfertigteile andere Bauteile montiert, welche besonders enge Toleranzen einhalten müssen, so erfolgt dies üblicherweise mit Einsteileinrichtungen, so daß aus dem Beton herrührende Ungenauigkeiten ausgeglichen werden können. Insbesondere bei der Herstellung von festen Fahrbahnen, wie sie beispielsweise aus der DE 197 33 909 A1 bekannt sind, werden des- halb Schienenbefestigungen an den einzelnen Stützpunkten verwendet, welche in mehreren Richtungen die Schiene verstellbar machen, um die engen Toleranzen zwischen den einzelnen Schienen einhalten zu können. Außerdem werden elastische Zwischenlagen zwischen dem Betonfertigteil und der Schiene verwendet, welche unterschiedliche Dicken aufweisen um den Schienenkopf in der geforderten Höhe positionieren zu können. Hierdurch sind viele unterschiedlich dicke Zwischenlagen erforderlich, um die relativ großen Toleranzen des Betonteiles ausgleichen zu können. Die Zwischenlagen und die einstellbaren Schienenbefestigungen sind aufwendig in der Herstellung, Montage und Lagerhaltung. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher Betonfertigteile herstellbar sind, welche engere als bisher übliche Toleranzen für Anbauteile ermöglichen. Es wird damit der Aufwand für die Herstellung, Ausrüstung und Montage der Beton- bauteile sowie der Schienen und deren Befestigung erheblich reduziert.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines präzisen Betonfertigteiles, insbesondere in Form einer Schwelle oder einer Platte für eine feste Fahrbahn für schienengeführte Fahrzeuge, das Betonfertigteil an den funktionsrelevanten Stellen auf das vorbestimmte Maß mit einer Profilwalze geschliffen. Die Profilwalze weist die Negativform des zu schaffenden Querschnitts auf, welchen das Betonfertigteil an der oder den funktionsrele- vanten Stelle(n) haben soll. Dies ist insbesondere an den Stützpunkten, an welchen Schienen an dem Betonfertigteil befestigt werden, sehr vorteilhaft. Es können jedoch auch andere Teile, wie beispielsweise Montagenuten für die Verbindung zweier aufeinander folgender Betonfertigteile mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbereitet werden. Durch das Schleifen des Be- tonfertigteiles mit einer Profilwalze ist es möglich besonders enge Toleranzen zu erreichen, wobei die Herstellung trotzdem sehr schnell und kostengünstig durchführbar ist.
Im Gegensatz zu den im Stand der Technik üblichen Fräsern, welche das Betonfertigteil bearbeiten, ist durch das Schleifen des Teiles mit einer Profilwalze eine wesentlich glattere und genauer Oberfläche zu schaffen. Auf dieser Oberfläche kann mit Toleranzen, welche im Bereich von wenigen Zehntel Millimetern sind, die Befestigung von Schienen oder von weiteren Betonfertigbauteilen erfolgen. Insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen ist dies sehr vorteilhaft für einen ruhigen und komfortablen Lauf des Schienenfahrzeugs. Durch die Profilwalze kann die selbe Form an einer Vielzahl von Stützpunkten des Betonfertigteiles in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Stützpunkte, welche in Längsrichtung des Betonfertigteiles hintereinander angeordnet sind, werden durch den Vorschub der Profilwalze entlang der Längs- richtung des Betonfertigteiles ohne Absetzen geschliffen. Hierdurch ist eine besonders schnelle und präzise Fertigung möglich, da die Profilwalze und das Betonfertigteil relativ zueinander bewegt werden, ohne daß die Position der Profilwalze neu bestimmt werden muß. Trotz allem ist es auch möglich, daß die Profilwalze entsprechend eines vorgegebenen Programmes nicht nur linear in x-Richtung, sondern auch in y- und z-Richtung des Betonfertigteiles bewegt werden kann. Hierdurch sind auch Kurvenverläufe einer Schiene auf dem Betonfertigteil realisierbar.
Vorteilhafterweise ist die Profilwalze derart ausgebildet, daß sie zum Schruppen und zum Schlichten verwendet wird. Beim Schruppen des Betonfertigteiles wird ein größeres Volumen in einem Fertigungsdurchgang abgetragen. Als vorteilhaft hat sich ein Materialabtrag in Höhe von 1 - 1 ,5 mm pro Durchgang erwiesen. Beim Schruppen wird bereits die grobe Kontur der später benötigten funktionsrelevanten Stelle geschaffen. Bei Bedarf kann das Schruppen auch in mehreren Durchgängen erfolgen, insbesondere wenn eine größere Menge Beton an der funktionsrelevanten Stelle abgetragen werden muß. Nach dem Schruppen wird mit der selben Profilwalze oder mit einer weiteren Profilwalze die funktionsrelevante Stelle geschlichtet. Hierbei wird Material in einer Höhe von etwa 1/10 - 2/10 mm abgetragen. Durch das Schlichten wird eine besonders feine Oberfläche erzielt, welche darüber hinaus geringe Toleranzen aufweist, so daß eine Schwelle oder eine Platte für eine feste Fahrbahn erzeugt wird, welche für höchste Geschwindigkeiten von schienengeführten Fahrzeugen geeignet ist.
Wird die selbe Profilwalze zum Schruppen und zum Schlichten verwendet, so ist es vorteilhaft, wenn die Profilwalze zwischen dem Schruppen und dem Schlichten abgerichtet wird. Durch die große Materialabnahme beim Schrup- pen kann die Form der Profilwalze beschädigt worden sein. Durch das Abrichten wird die exakte Form der Profilwalze nach dem Schruppen wieder hergestellt, so daß die zulässige Toleranz bei Schlichten formgenau eingehalten wird.
Wird das Betonfertigteil nach dem Betonieren und vor dem Schleifen durch mehrtägige Lagerung ausgehärtet, so wird es sich später nicht mehr unzulässig verändern und somit auch die bearbeitete Stelle das bearbeitete Maß beibehalten. Werden anschließend hierauf andere Bauteile, wie beispiels- weise Schienen auf der festen Fahrbahn montiert, so sind auch diese sehr präzise mit dem Bauteil verbunden.
Insbesondere feste Fahrbahnen können so ausgebildet werden, daß die funktionsrelevanten Steilen Flächen mit relativ geringen Ausmaßen sind. Es bietet sich hierfür beispielsweise an, die feste Fahrbahn mit Höckern auszubilden, welche die Stützpunkte für die Gleise darstellen. Es müssen somit nur diese Stützpunkte bearbeitet werden. Es sind aber auch andere Formen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar. So können beispielsweise Kontaktstellen zwischen zwei aufeinanderfolgende Platten, welche mit- einander verbunden werden sollen, durch das erfindungsgemäße Verfahren bearbeitet werden. Die Platten können dadurch sehr genau zueinander positioniert werden. Gleiches gilt auch für eventuell einzubauende Verbindungselemente, welche ebenfalls sehr genau in den mit dem Verfahren bearbeiteten Betonkörper einzusetzen sind. Das übrige Betonfertigteil kann in einem Toleranzbereich liegen, wie er üblich für die Herstellung von Betonfertigteilen ist. Durch eine entsprechende Bearbeitung der funktionsrelevanten Stellen kann darüber hinaus ein individuelles Betonfertigteil hergestellt werden. Es ist somit möglich bei festen Fahrbahnen, welche aus einer Vielzahl geradliniger Platten polygonartig zusammengesetzt sind, durch eine Bearbeitung der entsprechenden Stützpunkte auch Radien zu verwirklichen. Wird das Rohteil für seine Bearbeitung, insbesondere entsprechend seiner späteren Montagelage definiert gelagert, so werden die geschliffenen funktionsrelevanten Stellen ihre Toleranzen zueinander auch beibehalten, wenn das Betonfertigteil auf der Baustelle montiert wird.
Wird das Rohteil für seine Bearbeitung spannungsfrei, beispielsweise mit Hilfe von Kraftmessdosen gelagert, so kann das Bauteil auf der Baustelle so verbaut werden, daß die volle Toleranz des Bauteils zur Verfügung steht. Bei Verwendung einzelner Stützpunkte an dem Bauteil wird dadurch bewirkt, daß lediglich langwellige Toleranzen von Stützpunkt zu Stützpunkt auftreten, welche eher tolerierbar sind als kurzwellige Toleranzen. Langwellige Toleranzen sind bei einem Hochgeschwindigkeitsfahrbetrieb weniger störend als die kurzwelligen Toleranzen, da letztere Verschleiß und mangelnden Komfort verursachen.
Wird bei der Bearbeitung der funktionsrelevanten Stellen der aktuelle Verschleiß des Werkzeuges berücksichtigt, so ist eine weitere Maßnahme getroffen, daß das geforderte Sollmaß sehr genau erhalten wird.
Vorteilhafterweise werden die bearbeiteten Stellen hinsichtlich des Ist- und des Sollmaßes kontrolliert, um festzustellen, ob das Bauteil für den vorgesehenen Einsatzort geeignet ist. Andernfalls wird das Bauteil für einen anderen Einsatzort vorgesehen, nachbearbeitet oder wieder zerstört.
Wird der niedrigste zu bearbeitende Stützpunkt der Platte als Basis für die Bearbeitung der weiteren Stützpunkte der Platte verwendet, so kann das Betonfertigteil allein durch Abtragen von Beton in die erforderliche Form mit den zulässigen Toleranzen gebracht werden. Es ist in dieser vorteilhaften Ausführung der Erfindung nicht erforderlich, daß einzelne Stützpunkte mit zusätzlichem Material aufgebaut werden müssen. Eine Bearbeitung des Betonfertigteiles ist hierdurch sehr schnell durchzuführen. Um das Betonfertigteil sehr schnell auf das Fertigmaß herstellen zu können, ist vorgesehen, das Rohteil in Umlauffertigung herzustellen. Für eine besonders stabile Ausführung des Betonfertigteiles ist vorgesehen, daß Faserbeton verwendet wird.
Die Bearbeitung des Rohteiles kann sowohl vor Ort an der Baustelle erfolgen als auch vorteilhafterweise auf einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine. Die erzielbaren Genauigkeiten sind in diesem Falle höher als bei einer Bearbeitung vor Ort.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines präzisen Betonfertigteiles, insbesondere in Form einer Schwelle oder einer Platte für eine feste Fahrbahn für schienengeführte Fahrzeuge, welche eine Schleifmaschine mit einer Profilwalze ist. Mit der Profilwalze wird das Betonfertigteil an den funktionsrelevanten Stellen auf ein vorbestimmtes Maß geschliffen. Erfindungsgemäß besteht die Profilwalze aus einem verschleißfähigen Material, insbesondere aus Silizium-Karbid. Durch die Schleifmaschine, auf welcher eine Profilwalze aus verschleißfähigem Material verwendet wird, wird sichergestellt, daß das Profil, welches mit der Profilwalze in das Betonfertigteil geschliffen wird, mit überaus geringen Toleranzen erhalten wird. Die Profilwalze kann in unterschiedlichen Formen ausgeführt sein um unterschiedliche Formen zu schleifen. Es ist dadurch beispielsweise möglich aus jeweils einem Rohteil ein Fertigteil für jeweils eine andere Montageart für Schienen herzustellen. Man erhält hierdurch Vorteile bei der Fer- tigung des Betonfertigteiles, welches universell für verschiedene Montagearten eingesetzt werden kann. Durch die Verwendung von verschleißfähigem Material für die Profilwalze wird trotz des hohen Verschleißes überraschenderweise eine Oberfläche mit einer sehr geringen Toleranz erhalten. Im Gegensatz zum Fräsen bei bekannten Verfahren wird mit dem Schleifen des Betonfertigteiles eine wesentlich exaktere Oberfläche erhalten. Vorteilhafterweise ist das verschleißfähige Material der Profilwalze auf einer Stahlwelle angeordnet. Die Profilwalze wird mittels der Stahlwelle an einer Spindel der Schleifmaschine befestigt. Nachdem das verschleißfähige Material bis auf ein zulässiges Maß verschlissen ist, kann es neu aufbereitet wer- den, indem auf die Stahlwelle erneut verschleißfähiges Material aufgebracht wird.
Ist dem verschleißfähigen Material der Profilwalze eine Abrichteinrichtung zustellbar, so kann sichergestellt werden, daß die geforderte Form der Pro- filwalze für das Schlichten des Bauteiles stets exakt erhalten wird. Die auf das Bauteil mittels der Profilwalze übertragene Form wird somit wunschgemäß eingehalten. Darüber hinaus wird durch das Abrichten ein bestimmtes Maß festgelegt, mittels welchem der Zustellweg des Werkzeuges exakt bestimmbar ist, um die geforderte Toleranz an dem Bauteil zu erreichen.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Abrichteinrichtung erwiesen, welche eine Diamantbeschichtung aufweist. Die Diamantbeschichtung ist sehr widerstandsfähig und sichert hierdurch, daß die Abrichteinrichtung die geforderte Form der Profilwalze ohne unzulässiger Toleranzen abbildet.
Vorteilhafterweise hat die Profilwalze einen Durchmesser zwischen 700 und 400 mm. Hierdurch werden Umfangsgeschwindigkeiten erzielt, welche eine exakte Bearbeitung des Betonfertigteiles ermöglichen.
Ist der Vorrichtung ein Meßsystem zur Vermessung des Werkzeuges und/oder der bearbeiteten funktionsrelevanten Stellen des Betonfertigteiles zugeordnet, so kann stets der Ist- und der Sollwert des Werkzeuges und/oder des Betonfertigteiles überprüft werden. Unzulässige Toleranzen werden hierdurch vermieden.
Vorteilhafterweise wird die Profilwalze zum Schruppen und zum Schlichten des Betonfertigteiles eingesetzt. Es ist hierdurch eine sehr rationelle Ferti- gung des Betonfertigteiles erzielbar. Beim Schruppen erzeugt die Profilwalze bereits die gewünschte Form der funktionsrelevanten Stelle, allerdings noch mit einer unzulässigen Toleranz. Durch das Schlichten des Betonfertigteiles wird die Toleranz in den zulässigen Bereich gebracht.
Weist die Vorrichtung mehrere Profilwalzen auf, können mehrere funktionsrelevante Stellen gleichzeitig bearbeitet werden. Dies ist insbesondere bei der Bearbeitung einer Platte für eine feste Fahrbahn oder einer Schwelle vorteilhaft, da hierdurch in einem Arbeitsgang die Stützpunkte zweier parallel verlaufender Schienen bearbeitet werden können. Auch hierdurch ist eine besonders schnelle und kostengünstige Bearbeitung des Betonfertigteiles möglich.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbei- spielen beschrieben. Es zeigt
Figur 1 eine Draufsicht auf ein Betonfertigteil,
Figur 2 einen Querschnitt im Bereich eines Stützpunktes für eine Schiene,
Figur 3 eine erfindungsgemäße Schleifvorrichtung.
Figur 1 zeigt die Darstellung einer Platte 1 , welche als Betonfertigteil herge- stellt wurde. Eine Vielzahl derartiger Platten 1 werden aneinandergereiht verlegt und bilden eine feste Fahrbahn für ein schienengeführtes Fahrzeug. Auf der Oberfläche der Platte 1 sind in zwei Reihen entlang der Längsseite der Platte 1 Höcker 2 beabstandet voneinander angeordnet. Jeder Höcker 2 bildet einen Stützpunkt 3 für die Lagerung einer Schiene. Die Stützpunkte 3 müssen mit sehr geringen Toleranzen zueinander gefertigt sein, um einen möglichst geradlinigen Verlauf der Schienen zu gewährleisten. Toleranzen von beispielsweise nur einem Zehntel Millimeter sind hierbei gefordert.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht einer Platte 1 mit einem Schienenstützpunkt 3. Der Schienenstützpunkt 3 ist in dem Höcker 2 als Vertiefung angeordnet. Der Schienenstützpunkt 3 weist dabei eine definierte Form auf, welche ähnlich einem Trog ist. Der Trogboden dient als Auflage 4. Eine Schiene 5 ist unter Zwischenschaltung von Zwischenlagen 6 auf der Auflage 4 angeordnet. Die Befestigung der Schiene 5 erfolgt mittels Schrauben 7, welche in dem Beton der Platte 1 mittels Dübel 8 verankert sind sowie mittels Klammern 9, welche auf dem Stützpunkt 3 bzw. einer Winkelführungsplatte 10 und dem Schienenfuß 11 abgestützt sind. Für die korrekte Ausrichtung der Schiene 5 in horizontaler Richtung sind die Winkelführungsplatten 10 zwischen den Flanken des Stützpunktes 3 und dem Fuß der Schiene 5 ange- ordnet. Mittels der Winkelführungsplatten 10 wird die Schiene 5 in der gewünschten Position in horizontaler Richtung gehalten. Die Winkelführungsplatten 10 können Standardteile sein, welche einander weitgehend gleichen. Durch das erfindungsgemäße exakte Fertigen der Form der Stützpunkte 3 ist ein Austausch bzw. beliebiger Einsatz der Winkelführungsplatten 10 bei der Verlegung einer Schiene 5 möglich.
Geschaffen wird diese standardisierte Verwendung von Winkelführungsplatten 10 sowie Zwischenlagen 6 dadurch, daß die Innenseiten der Stützpunkte 3 sowie bei Bedarf die Auflage 4 bearbeitet wird. Diese Bearbeitung des Betons an den Seiten des Troges sowie des Trogbodens ermöglicht die exakte Ausrichtung der Schiene bereits durch die Herstellung der Platte 1. Durch die gestrichelte Linie ist angedeutet, daß die Platte 1 im Bereich der Stützpunkte 3 zuerst mit Übermaß hergestellt wird. Die genaue Form des Troges, welche durch die Befestigungsmittel der Schiene bestimmt wird, wird durch die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung erzeugt. Durch die Bearbeitung der Stützpunkte 3 mit der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung kann an den Seitenteilen des Troges und an der Auflage 4 mehr oder weniger Material abgetragen werden, so daß die exakte Ausrichtung der Schiene 5 in horizontaler und vertikaler Richtung bereits weitgehend durch die individuelle Gestaltung des Schienenstützpunkts 3 vorgegeben ist. Durch dieses Verfahren ist es sogar möglich Radien oder eine Polygonverlegung des Gleises allein durch die Bearbeitung der Höcker 2 zu verwirklichen. Die Platten 1 werden dabei zuerst standardmäßig hergestellt und erst durch die Schleifbearbeitung individualisiert. Hierdurch ist eine sehr schnelle und dadurch kostengünstige Fertigung einer Vielzahl von Platten 1 aus einer einzigen Formart möglich. Ein Vergleich zur früheren Herstellung mit Montagemethoden deutlich schnellere Fertigung und Verlegung von Fertigteilplatten 1 macht den Einsatz dieser Systeme als feste Fahrbahnen noch vorteilhafter.
Die Form des Stützpunktes 3 wird entsprechend seiner Trogquerschnittsform quer zur Längsrichtung der Schiene 5 durch eine Profilwalze hergestellt. Die Profilwalze, welche im Querschnitt die gewünschte Form entsprechend der durchgezogenen Linie des Stützpunktes 3 aufweist, schleift an den erforderlichen Stellen den Beton ab und bereitet den Stützpunkt 3 auf die entspre- chend dafür vorgesehenen Befestigungsvorrichtungen für die Schiene 5 vor.
In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Schleifvorrichtung skizziert dargestellt. Die Schleifvorrichtung ist als Portalschleifmaschine ausgebildet. Auf zwei Lagern 16 ist eine Traverse 17 in x-Richtung verschiebbar angeordnet. Zur individuellen Positionierung der Schleifvorrichtung 15 sind der Traverse 17 zwei Verschiebewagen 18 zugeordnet. Mittels der Verschiebewagen 18 ist eine exakte Positionierung der Schleifvorrichtung in y- und z-Richtung möglich.
An dem Verschiebewagen 18 ist ein Antrieb 19 und eine Schwenkeinrichtung 20 vorgesehen, welche mit einer Profilwalze 21 in Verbindung stehen. Über den Antrieb 19 wird die Profilwalze 21 angetrieben. Die Profilwalze 21 wird mittels der Portalschleifmaschine der Platte 1 zugestellt. Durch die spezielle Form der Profilwalze 21 wird beim Schleifen der Platte 1 die Form des Stützpunktes 3 auf dem Höcker 2 geschaffen. Durch eine Verschiebung der Traverse 17 in x-Richtung wird die Profilwalze 21 über eine Vielzahl einzelner Stützpunkte 3 auf der Platte 1 geführt und somit die Montagefläche für die Schiene 5 geschaffen. Durch eine entsprechende Steuerung des Verschiebewagens 18 in y- und z-Richtung kann eine individuelle Positionierung der Stützpunkte 3 auf den Höckern 2 erfolgen, so daß sogar eine Kurvenführung oder Polygonverlegung der Schiene möglich ist.
In der Darstellung der Figur 3 sind verschiedene Positionen der Profilwalze 21 dargestellt, welche durch die Verschiebemöglichkeiten der Traverse bzw. des Verschiebewagens 18 und der Schwenkeinrichtung 20 erfolgen kann.
Zum Herstellen der formgenauen Stützpunkte 3 wird vorgesehen, daß die Schleifvorrichtung mittels ihrer Traverse 17 ein oder mehrere Male im wesentlichen in x-Richtung über die Platte 1 verfahren wird. Dabei wird die Profilwalze 21 bis annähernd auf das gewünschte Sollmaß des Stützpunktes 3 zugestellt. Die einzelnen Zustellschritte können relativ groß erfolgen. Dieses Schruppen des Stützpunktes 3 kann hierdurch sehr schnell erfolgen. Erst beim letzten Verschieben der Traverse 17 in x-Richtung über die Platte 1 wird der Zustellweg geringer eingestellt. Es erfolgt hierdurch eine sehr exakte Formgebung des Stützpunktes 3. Um für diesen letzten Arbeitsgang eine Profilwalze 21 zur Verfügung zu haben, welche möglichst exakt der ge- wünschten Form entspricht, wird die Profilwalze 21 einer Abrichteinrichtung 25 zugestellt. Die Abrichteinrichtung 25 besteht aus einer mit Diamanten beschichteten Abrichtplatte, welche die genaue Form des Stützpunktes 3 in seinem Querschnitt abbildet. Durch das Aufsetzen der drehenden Profilwalze 21 auf die Abrichteinrichtung 25 wird die Profilwalze 21, welche im Ver- gleich zu der Abrichteinrichtung 25 aus dem weicheren Material besteht, der Form der Abrichteinrichtung 25 angepaßt. Bei dem abschließenden Schlichten, d.h. Bearbeiten einer nur wenige Zehntel Millimeter dicken Schicht auf den Stützpunkten 3 wird somit diese Querschnittsform der Profilwalze 21 auf dem Stützpunkt 3 abgebildet. Es wird hierdurch eine sehr exakte Formgebung erzielt.
Während beim Stand der Technik bei der Bearbeitung von Betonfertigteilen stets davon ausgegangen wurde, daß ein sehr hartes und weitgehend verschleißfreies Werkzeug verwendet werden soll, um eine exakte Formgebung des Betonfertigteiles zu ermöglichen, geht die vorliegende Erfindung davon aus, daß das eigentliche Werkzeug einem relativ hohen Verschleiß unter- liegt. Die letzte Bearbeitung erfolgt allerdings erst dann, wenn das Werkzeug noch einmal in die gewünschte Form gebracht wurde und ggf. auch nochmals vermessen wurde. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß durch diese erfindungsgemäße Vorrichtung und das entsprechende Fertigungsverfahren eine wesentlich schnellere und kostengünstigere Herstellung von Betonfertigteilen mit extrem präziser Formgebung an zumindest einigen Stellen des Betonfertigteiles ermöglicht. Dies ist insbesondere bei Platten von festen Fahrbahnen nötig, da für die Erstellung von festen Fahrbahnen eine sehr hohe Anzahl von Platten benötigt wird und diese sehr schnell verlegt werden. Die bisher vorliegende zeitliche Engstelle bei der Fertigung von festen Fahrbahnen kann somit deutlich verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch andere Betonfertigteile, welche extrem exakt bemaßte Stellen benötigen, hergestellt werden, insbesondere wenn diese Stellen eine Längsausdehnung mit dem selben Querschnitt aufweisen, welche geschliffen werden kann. Außerdem ist alternativ möglich, daß das Betonfertigteil zur Schleifvorrichtung bewegt wird und nicht wie im dargestellten Ausführungsbeispiel die Schleifvorrichtung in bezug auf eine stationäre Platte. Auch die Schaffung von Verbin- dungssteilen der einzelnen aneinandergereihten Platten ist mit dem dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren möglich. Es werden hierbei beispielsweise die Stirnseiten der Platten bearbeitet, welche aneinanderstoßen. Entsprechende Verbindungselemente können hierdurch exakt positioniert die Platten miteinander verbinden. Dies ist auch dann von Vorteil, wenn die Platten nicht geradlinig sondern polygonartig zueinander verlegt werden. Die Stirnseiten der Platten 1 können auch in diesem Falle entsprechend bear- beitet werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines präzisen Betonfertigteiles, insbesondere in Form einer Schwelle oder einer Platte (1) für eine Feste Fahrbahn für schienengeführte Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonfertigteil an den funktionsrelevanten Stellen auf das vorbestimmte Maß mit einer Profilwalze (21) geschliffen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwalze (21) zum Schruppen und Schlichten verwendet wird.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwalze (21) zwischen dem Schruppen und Schlichten abgerichtet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonfertigteil nach dem Betonieren und vor dem Schleifen durch mehrtägige Lagerung ausgehärtet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionsrelevanten Stellen Stützpunkte (3) bzw. Montageflächen für die Montage der Schiene (5) oder Kontaktstellen mehrerer Betonfertigteile sind, welche bearbeitet werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohteil für seine Bearbeitung, insbesondere entsprechend seiner späteren Montagelage, definiert gelagert wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohteil für seine Bearbeitung spannungsfrei gelagert wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bearbeitung der funktionsrelevanten Stellen der aktuelle Verschleiß des Werkzeuges berücksichtigt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bearbeiteten Stellen hinsichtlich des Ist- und Sollmaßes kontrolliert werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigste zu bearbeitende Stützpunkt (3) der Platte (1) als Basis für die Bearbeitung der weiteren Stützpunkte (3) der Platte (1) verwendet wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohteil in Umlauffertigung und insbesondere aus Faserbeton hergestellt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, da; durch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung des Rohteiles auf einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine (15) erfolgt.
13. Vorrichtung zur Herstellung eines präzisen Betonfertigteiles, insbesondere in Form einer Schwelle oder einer Platte (1) für eine Feste Fahrbahn für schienengeführte Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Schleifmaschine (15) mit einer Profilwalze (21) ist zum Schleifen des Betonfertigteiles an funktionsrelevanten Stellen auf ein vorbestimmtes Maß, und wobei die Profilwalze (21) aus einem verschleißfähigen Material, insbesondere Silicium-Karbid besteht.
14. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das verschleißfähige Material auf einer Stahlwelle angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem verschleißfähigen Material eine Abrichteinrichtung (25) zustellbar ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichteinrichtung (25) eine Diamant- Beschichtung aufweist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwalze (21) einen Durchmesser zwischen 700 und 400 mm aufweist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, da: durch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung ein Meßsystem zur Vermessung des Werkzeuges und/oder der bearbeiteten funktionsrelevanten Stellen des Betonbauteiles zugeordnet ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, d durch gekennzeichnet, daß die Profilwalze (21) zum Schruppen und zum
Schlichten des Betonbauteiles einsetzbar ist.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mehrere Profilwalzen (21) aufweist, so daß mehrere funktionsrelevante Stellen gleichzeitig bearbeitbar sind.
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