WO2009046748A1

WO2009046748A1 - Bahnschwelle

Info

Publication number: WO2009046748A1
Application number: PCT/EP2007/060140
Authority: WO
Inventors: Jürgen Frenzel; Tim Frenzel
Original assignee: Msb-Management Gmbh
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-16
Also published as: CN101809230A; AU2007359934A1; US20100213267A1; US20130075486A1

Abstract

Die Bahnschwelle (10) ist mit einem Schwellenkörper (12) versehen, der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils einen Schienenauflagebereich (16) aufweist, innerhalb derer der Schwellenkörper (12) verbreitert ist. In jedem Schienenauflagebereich (16) ist mittels eines an einen Schienenfuß angreifbaren Niederhalteelements (28) eine Schiene (24) fixierbar. Jeder Schienenauflagebereich (16) weist drei in Erstreckung der Schiene (24) nebeneinanderliegende Schienenauflageflächen (18) auf. Zwischen und oberhalb zumindest eines Teilbereichs jeweils benachbarter Schienenauflageflächen (18) jedes Schienenauflagebereichs (16) ist mindestens ein Niederhalteelement (28) angeordnet. Der Schwellenkörper (12) ist innerhalb jedes Schienenauflagebereichs (16) beidseitig der Zwischenräume zwischen benachbarten Schienenauflageflächen (18) frei von Versteifungselementen.

Description

Bahnschwelle

Die Erfindung betrifft eine Bahnschwelle, wie sie für die Verlegung von Schienen und Gleisen Verwendung findet.

Im Eisenbahnbau sind Schwellen aus Holz, Beton, Stahl und Kunststoffmaterial bekannt. Ebenso sind unterschiedlichste Formen wie z.B. Monobiockschwellen, Zweiblockschwelien und Y-Schwellen bekannt. Des weiteren sind verschiedenartige Befestigungssysteme bekannt, bei denen es sich beispielsweise um Rip- penplattenbefestigungen, Pandroibefestigungen oder Befestigungen mit Win- keiführungsplatten handelt

Bahnschwellen weisen im Regelfall an ihren Enden angeordnete Schienenauf- lagebereiche auf, innerhalb derer die Schienen an ihren Schienenfüßen durch Niederhalteelemente fixiert sind. Um in Horizontalrichtung längs der Erstreckung der Bahnschwellen (d.h. quer zur Erstreckung der Schienen) in ver- größertem Maße Horizontalkräfte aufnehmen zu können, ist es bekannt, die Schienenauflagebereiche zu verbreitern. Beispiele derartiger Bahnschwellen finden sich in DE-A-100 23 389, DE-A-27 35 797, DE-A-21 55 479, US-A-I 555 662 und US-A-I 406 454.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Auflage und Fixierung von Schienen auf Bahnschwellen mit verbreiterten Schienenaufiagebereichen zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Bahnschwelle vorgeschlagen, die versehen ist mit

einem Schweilenkörper, der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils einen Schienenauflagebereich aufweist, innerhalb derer der Schwelien- körper verbreitert ist, wobei in jedem Schienenauflagebereich mittels eines an einen Schienenfuß angreifbaren Niederhalteelements eine Schiene fixierbar ist.

Bei dieser Bahnschwelle ist erfindungsgemäß vorgesehen,

dass jeder Schienenauflagebereich drei in Erstreckung der Schiene ne- beneinanderiiegende Schienenauflageflächen aufweist, dass zwischen und oberhalb zumindest eines Teilbereichs jeweils benachbarter Schienenauflagefiächen jedes Schienenauflagebereichs mindestens ein Niederhalteelement angeordnet ist und dass der Schwellenkörper innerhalb jedes Schienenauflagebereichs beidseitig der Zwischenräume zwischen benachbarten Schienenauflageflächen frei von Verstetfungselementen ist.

Erfindungsgemäß weist also jeder verbreiterte Ξchienenaufiageberetch drei Schienenauflageflächen auf, die in Erstreckung der Schiene nebeneinander liegend angeordnet sind. Diese drei Schienenauflageflächen sind beispielsweise als plane, in einer Ebene liegende Flächen ausgebildet, die gegenüber ihrer Umgebung erhaben sind. Die auf den Schienenauflageflächen aufliegende Schiene überspannt die Zwischenräume zwischen benachbarten Schienenauflageflächen. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Niederhalteelemente derart angeordnet sind, dass sie steh oberhalb des Bereichs zwischen jeweils zwei benachbarten Schienenauflagefiächen befinden und über diese benachbarten Schienenauflageflächen ragen. Dadurch kommt es zu einer zu- verlässigen Niederhaltung der Schienenfüße auf die jeweils drei Schienenauflageflächen an jeweils einem Ende des Schwellenkörpers, wobei der Schienenfuß plan und flächig auf sämtlichen Schienenaufiageflächen aufliegt. Dies wiederum ist vorteilhaft für die Aufnahme von quer zur Schiene wirkenden Horizontalkräften. Ferner lassen sich die Niederhalteelemente erfindungsgemäß deshalb "auf Lücke" zu den Schienenauflageflächen anordnen und befestigen, weil sich in diesen Bereichen beidseitig der Zwischenräume zwischen benachbarten Schienenauflageflächen keine Versteifungs-(Bewehrungs-)Elemeπte im Schweüenkörper befinden. Derartige Versteifungselernente werden zum Verspannen oder zur Verstärkung des Schwellenkörpers, insbesondere bei Verwendung von Beton, eingesetzt.

Alternativ können pro Gruppe von Schienenauflagefiächen zwei oder vier Niederhalteelemente vorgesehen sein. Werden als Niederhaiteelernente die an sich bekannten Federklammern eingesetzt, so können sich ihre Befestigungsschrauben seitlich des Zwischenraums zwischen jeweils zwei benachbarten Schienenauflagefiächen befinden. Aber auch andere Niederhalteelemente, die mit Schrauben befestigt werden, lassen sich an diesen Stellen über die Schrauben mit dem Schwellenkörper verbinden. Werden vier Niederhalteelemente pro Dreiergruppe von Schienenauflagefiächen verwendet, so liegen sich jeweils zwei Niederhalteelemente paarweise gegenüber. Werden lediglich zwei Niederhalteelemente verwendet, so sind diese diagonal gegenüberliegend angeordnet.

Innerhalb seiner verbreiterten Schienenauflagebereiche weist der Schwellenkörper eine größere Erstreckung quer zu seiner Längserstreckung auf. Um die damit seitlich überstehenden Bereiche des Schwellenkörpers stabilisieren zu können, ist es zweckmäßig, wenn unterhalb der Schienenauflagebereiche innerhalb des Schwellenkörpers jeweils mindestens ein erstes Versteifungsprofilelement verläuft. Dieses Versteifungsprofilelement ist zweckmäßigerweise im wesentlichen zentrisch zur Schieneπachse angeordnet; werden pro Schienen- auflagebereich mehrere Versteifungsprofilelemente, die dann vorzugsweise parallel zueinander verlaufen, verwendet, so sind diese mehreren Versteifungsprofilelemente symmetrisch und zentrisch zur Schienenachse angeordnet.

Eine recht gute Versteifung der verbreiterten Schienenauflagebereiche iässt sich dadurch realisieren, dass als VersteifungsprofiSelement ein Profil verwendet wird, das einen im wesentlichen rechtwinklig zu den Schienenauflagefiächen verlaufenden Schenkel aufweist. Beispielsweise wird also als Verstei- fungsprofilelement ein Winkelprofil, T-Profii oder U-Profil verwendet. Diese Arten von Profilen verleihen den Schienenauflagebereiche bzw. dem Schwellenkörper innerhalb seiner Schienenauflagebereiche eine große Stabilität und Versteifung.

Besonders zweckmäßig ist es, den Schwellenkörper als Zweiblock-Schwellenkörper auszuführen. Hierdurch nimmt die gesamte Bahnschwelle verstärkt Horizontalkräfte auf und leitet diese in das Schotterbett ab, Bei einem Zweiblock- Schwellenkörper sind erfindungsgemäß bzw. gemäß einer vorteilhaften Aus- gestaltung der Erfindung die zwei Blöcke untereinander durch ein zweites Versteifungsprofilelement verbunden. Dieses zweite Versteifungsprofilelement ist wiederum seinerseits mit den ersten Versteifungsprofilelementen verbunden. Die Zweiblock-Schwelle weist also ein Versteifungsgerippe aus dem zweiten Versteifuπgsprofilelement und den beiden ersten quer dazu verlaufenden Ver- steϊfungsprofiielernenten an den Enden des zweiten Versteifungsprofilelements auf, wobei sich die Kreuzungs-/Verbindungspunkte der Versteifungsprofiiele- mente unterhalb der mittleren Schienenauflageflächen befinden. Dies gilt auch dann, wenn der Schwellenkörper als Monoblock ausgebildet ist und das mindestens eine zweite Versteifungsprofilelement aufweist.

Als Material für den Schwellenkörper kommt beispielsweise Beton oder Polymerbeton in Frage, Auf Grund der Verwendung von Versteifungsprofilelementen unterhalb der verbreiterten Schienenauflagebereiche und des zweiten Versteifungsprofilelements zwischen den beiden Blöcken einer als Zweiblock- Schwellenkörper ausgebildeten Bahnschwelle bietet es sich auch an, die beiden

Blöcke aus Kunststoff zu fertigen. Hier eignet sich grundsätzlich jede Art von Kunststoff und insbesondere auch Recyclingkunststoff. Die Kunststoff blocke sollten sich relativ zum Versteifungsgerippe aus dem zweiten Versteifungsprofilelement und den ersten Versteifungsprofilelementen bewegen können, da Kunststoff einen größeren Temperaturkoeffizienten aufweist als Metaü, das für die Versteifungsprofile verwendet wird. Insoweit ist es von Vorteil, wenn die Versteifungsprofile (Längs- und/oder Versteifungsprofilelemente) glatte Ober- flächen aufweisen, über die sich der Kunststoff bei seiner Ausdehnung bzw. bei seinem Zusammenziehen nach einer Ausdehnung "schieben" kann. Die ersten Versteifungsprofilelemente sorgen, da sie zentrisch zu den Schienen angeordnet sind, für eine Zentrierung der Schienenauflagebereiche, so dass sich diese gegenüber den Schienen quer zu diesen nicht verschieben können. Die Ver- steifungsprofilelemente mit vorzugsweise rechtwinklig zu den Schienenauflage- flächen verlaufenden Schenkeln sorgen für eine Fixierung der Schienenauflagebereiche, die bei einer Kunststoffschwelle aus Kunststoff bestehen, unterhalb der Schienenfüße.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, bei einer Zweiblock-Schwelle das zweite Versteifungsprofilelement zwischen den beiden Blöcken vor Korrosion zu schützen. Hier ist nach einer Weiterbildung der Erfändung vorgesehen, den Bereich des zweiten Versteifungsprofilelements zwi- sehen den beiden Blöcken mit einem Kunststoffschaum, vorzugsweise einem PU-Schaurn, um- bzw. auszuschäumen. Der Schaum hat den Vorteil, dass er bei einer Ausdehnung der Blöcke, wenn diese aus Kunststoff bestehen, nachgibt bzw. der temperaturbedingten Bewegung dieser Blöcke folgt. Überdies kann in den Schaum oberseitig der Bahnschwelie eine Aufnahmenut oder - Vertiefung zur Aufnahme eines Linienleiters eingeformt werden, der aus Sicherheitsgründen für die Zugsteuerung bei für höhere Geschwindigkeiten zugelassenen Strecken vorgeschrieben ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen dabei:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bahnschwelle in Zweiblock-Ausfuhrung, Fign, 2 und 3 alternative Möglichkeiten der Schienenbefestigung mit entweder zwei Paar von Niederhalteelementen oder lediglich zwei Niederhalte- eiementen pro Schienen,

Fign, 4 bis 7 perspektivische Teildarstellungen des Versteifungsgerippes der Bahnschwelle,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Bahnschwelle mit zwischen den Blöcken angeordneten, die Versteifung umschließenden Kunststoffschaum und

Fig- 9 eine Querschnittsansϊcht entlang der Linie IX-IX der Fig. 8,

Die erfiπdungsgemäße Bahnschwelle wird nachfolgend anhand ihrer Ausfuhrung als Zweiblock-Schwelle aus Kunststoff beschrieben. Als Material wird insbesondere Recyclingkunststoff verwendet. Dieser ist in sehr großen Mengen vorhanden und für diesen Einsatz bestens geeignet. Außerdem lässt sich mit diesem Material ein hervorragender Kreislauf entwickeln, was besonders um- weitfreundlich ist.

Dieser entwickelt sich wie folgt:

Kunststoffabfali → Schwellenproduktion aus der Entsorgung → am Ende der Lebensdauer der Schwelle Stofftrennung → neue Schwelleπproduktion mit den gleichen Materialien → Kunststoffabfall -> Schwelienproduktion aus der Entsorgung → am Ende der Lebensdauer der Schwelle Stofftrennung → neue Schwellenproduktion mit den gleichen Materialien -> usw. Natürlich kann der aus der Altschwelle gewonnene Recyclingkunststoff auch für andere Einsätze verwen- det werden. Die Zweiblockverbindung wird z.B. durch ein Winkeleisen, ein T-Profil, ein Rohrprofil oder ein Doppel-I-Profil hergestellt. Als Material hierfür sind aber auch andere Werkstoffe denkbar, wie z.B. Carbon, GFK, Keflar usw. Die Gesamtlänge der Bahnschwelle kann beliebig individuell wie z.B. 2,25 m, 2,40 m, 2,60 m oder in anderen gewünschten Längen für die unterschiedlichsten Gleisspuren produziert werden.

Für einen sicheren und langlebigen Betrieb der Gleisstrecke ist die Form der Schwelle, die Lastabtragungsfläche zum Schotter, die Kopffläche für die Hori- zontalkräfte und das Materia! für die Reduzierung der dynamischen Schwingungen von großer Bedeutung.

Als weiterer wichtiger Punkt ist die Form der Schienenauflagerung auf der Schwelle zu beachten. Für die Wirtschaftlichkeit eines Oberbausystems ist wei- ter die Zahl der Schwellen pro Kilometer Gleis und die Zahl der Befestigungsteile pro Gleisküometer von Bedeutung. Alle vorgenannten Beurteilungs- kriterien sollen bei der Neukonstruktion Beachtung finden.

Die Zweiblockform wurde gewählt, um im Mittelbereich des Gleises eine auf- iagerfreie Zone zu erreichen, damit in Gleismitte kein "Reiten" der Schwellen entsteht Das Verbindungselement der beiden Blöcke aus Stahl in der unterschiedlichsten Form oder anderen Materialien wird jeweils bis hinter den Auflagerbereich der Schienen und der Befestigungsmittel durchgeführt. Aus dieser Konstruktion ergibt sich, dass keine mittige Befestigung auf den Schwellen entsteht. Dies ist gewollt. Die Schwellenbreite wird aus dem Öffnungsmaß der Stopfmaschine abgeleitet. Hier ergibt sich vorzugsweise ein Maß von ca. 350 mm Breite. Die Schwellendicke soll vorzugsweise 160 mm betragen. Dies ist eine Anpassung an die vielzählig vorhandenen Gleise aus Holzschwellen. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem Umbau des vorhandenen Gleises aus HoIz- schwellen keine Planumsabsenkug durchgeführt werden muss, wie es z.B. bei einer Umrüstung von Holz- auf Betonschwellen der Fall ist. _ R _

Holz = 160 mm Beton « 210 mm.

Hierdurch werden erhebliche Kosten eingespart.

Zur Optimierung der Auflagerflächen für die Schienen und der Flächen für die horizontale Lastabtragung auf dem Schotter ist erfindungsgemäß eine Verbreiterung der Schwelle unter der Schiene vorgesehen. Hieraus ergibt sich die Grundform der Schwelle 10, wie sie in Fig. 1 in der Ausführungsform mit einem Zweiblock-Schwellenkörper 12 gezeigt ist. Jeder der beiden Blöcke 14 weist einen Schienenauflagebereich 16 mit drei aufeinanderfolgend angeordneten Schienenauflageflächen 18 auf, die durch Zwischenräume 20 voneinander getrennt sind. Die verbreiterten Schtenenauflagebereiche 16 stehen seitlich über die Blöcke 14 über und sind durch Verstärkungsprofile 22 versteift. Diese Ver- Stärkungsprofile 22 verlaufen zentriert zu den Schienen 24 (siehe auch die Fign. 2 bis 7) und sind mit den Enden eines Längsprofils 26 starr verbunden. Das Längsprofi! 26 verbindet die beiden Blöcke 14 des Zweibiock-Schwellen- körpers 12 miteinander.

Durch die Verbreiterung der Schwelle unter den Schienen ergibt sich eine größtmögliche Widerstandsfläche gegen die Horizontalkräfte. Ferner kann durch die Verbreiterung der Schwelle eine fast durchgehende Auflagerung der Schienen erreicht werden. Als weiterer Vorteil kann durch diese Konstruktion eine sehr günstige Doppellagerung der Schiene auf der Schwelle konzipiert werden, wie es z.B. bei der Y-Stahischwe!le bekannt ist. Eine Dreifachlagerung der Schiene ist aus dieser Anordnung ebenfalls zu konstruieren.

Die Anordnung der Verstärkungsprofile 22 unter den Schienen 24 ergibt eine vielseitige Schienenbefestigungsmöglichkeit, wie es in den Fign. 2 und 3 ge- zeigt ist Fig. 2 zeigt die Situation, bei der pro Schiene 24 und Schwellenblock

14 jeweils zwei Paare von (in diesem Ausführungsbeispie! als Federbügel ausgebildeten) Niederhalteelementen 28 angeordnet sind. Die Niederhalte- elemente 28 übergreifen die Schienen 24 an ihren Füßen oberhalb der Zwischenräume 20 zwischen den Schienenauflagefiächen 18. Bei der Ausgestaltung gemäß Rg. 3 sind pro Schiene 24 zwei Niederhalteelemente 28 vorgesehen, die beidseitig einer Schiene 24 angeordnet sind und unterschiedliche Schienenauflagefiächen 18 miteinander verbinden bzw. sich über den Zwischenräumen 20 zwischen jeweils unterschiedlichen benachbarten Schienenauflagefiächen 18 befinden. In den beiden in den Fign. 2 und 3 dargestellten Varianten der Schienenbefestϊgung durch jeweils benachbarte Schienenauflagefiächen 18 übergreifende Niederhalteelemente 28 ist im Zusammenspiel mit dem verbreiterten Schienenauflagebereich 16, der drei in Schienenerstreckung aufeinanderfolgend angeordnete Schienenauflageflächen 18 aufweist, einer der wesentlichen Aspekte der Erfindung zu sehen.

Der Durchschubwiderstand der Schienen wird wesentlich von der Größe der Klemmkräfte in den Schienenbefestigungen bestimmt, da diese die Reibungskräfte zwischen Schiene und Schwelle ergeben. Dieser Durchschubwiderstand ist

für Bergstrecken mit engen Radien, - für die Aufnahme von Bremskräften (wie z.B. Wirbelstrombremse), für die durchgehende Verschweißung von Radien und für die Sicherung von Bruchlücken bei Schienenbrüchen

von besonderer Bedeutung.

Durch die Art der Schwellenkonstruktion entsteht ein sehr großer Auflagerbereich. Hieraus ist es möglich

eine 2-fach Befestigung in versetzter Ausführung pro Schwellenkopf (Fig. 3} oder eine 4-fach Befestigung pro Schwellenkopf (Fig. 2) anzuordnen.

Diese unterschiedlichen Befestigungsarten lassen sich

- mit einer durchgehenden Auflagerung auf dem Schwellenkopf, mit einer 2-fach Auflagerung auf de Schwellenkopf, mit einer 3-fach Auflagerung auf dem Schwellenkopf

kombinieren.

Die erfϊndungsgemäße Ausführungsform weist einen bevorzugten Abstand zwischen den Querschwelienachsen von 60 cm bis 90 cm auf. Damit ergeben sich Schweüenmaße, die es ermöglichen, die Schwelle auch in engen Kurven einzusetzen und dabei die Belastung aus dem Fahrzeuglauf optimal auf den Unter- bau und in der Horizontalen abzutragen.

Die Art der Schweiienkonstruktion erlaubt ein Auseinanderrücken des Schwel- lenabstandes wie z.B.

- klassischer Schwellenabstand 600 mm auf neuer Befestigungsabstand 600 mm + 200 mm zwischen den Befestigungsteilen.

Hieraus ergibt sich z.B.

bei 600 mm Schwellenabstand = 1.000,00 m ; 0,600 m= 1.667 Stck. Schwellen/km bei 600 mm + 200 mm = 1.000,00 : 0,80 m = 1.250 Stck. Schwellen/km. Durch die Verbreiterung der Schwelle unter der Schiene ergibt sich keine Reduzierung der Auflagerfläche gegenüber der heute angewendeten Gleiskonstruktion.

Die Verbreiterung der Schwelle unter der Schiene ist bezüglich ihrer Stabilität konstruktiv optimiert. Hier wird zum Beispiel das vorhandene Verbindungs- Längsprofil 26 des Zweiblock-Schwellenkörpers 12 durch ein um 90° gedrehtes und mit diesem verschweißtes zusätzliches Stahiprofi! aus T-Profil oder L-Profil als Verstärkungsprofil 22 verstärkt. Beispiele sind in den Fign, 4 bis 7 gezeigt. Als Längsprofil 26 wird bei den Ausführungsbeispielen nach den Fign. 4, 5 und 7 ein "auf dem Kopf stehendes" Winkelprofil verwendet, während nach Fig. 6 ein Rohr benutzt wird. Für die Verstärkungsprofile werden insbesondere T-, U- oder L~Profile verwendet, wie es in den Fign. 4 bis 7 gezeigt ist. Entscheidend hierbei ist, dass diese Profile derart angeordnet sind, dass sie rechtwinklig zu den Schienenauflageflächen 18 sich erstreckende Schenkel 30 aufweisen. Diese Schenkel 30 verlaufen entweder mittenzentriert zu den Schienen 24 oder aber sie sind (im Falle der U-Profile der Ausführungsbeispieie nach den Fign. 5 und 6) symmetrisch zur Mittelachse der Schiene 24 angeordnet. In all diesen Fällen, insbesondere aber im Falle der Verwendung des U-Profils mit zur Schiene zentrischer Ausrichtung wie in den Fign. 5 und 6 gezeigt, wird erreicht, das thermisch bedingte Materialausdehnungen/-schrumpfungen unterhalb der Schienenauflageflächen, d.h. unterhalb der Schienen, im wesentlichen nicht auftreten können, da das Material des Schweilenkörpers in diesem Bereich durch das Profilelement "gefangen" bzw. "eingefangen" ist. Dies ist ins- besondere interessant bei Verwendung von z.B. Recycling-Kunststoffen als Material für die Schwellenkörper oder bei Verwendung anderer Materialien mit vergleichsweise großen Wärmeausdehnungskoeffizienten bzw. Wärmeausdehnungskoeffizienten, die deutlich verschieden sind von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem die Versteifungsprofilelemente beste- hen. Durch die Einlage von Eisenprofilen in freie Bereiche in unterschiedlichen Konfigurationen im Auflagerbereich ergibt sich eine optimale, statisch errechenbare Konstruktion. Diese verspricht eine lange Lebensdauer. Aber auch andere Materialien wie beispielsweise Kunststoff (GFK, Carbon, Keflar) sind hier denk- bar (Korrosion). Ais Korrosionsschutz für den freiliegenden mittleren Bereich des (Verbinduπgs-)Längsprofils 26 ist ein PU-Schaum 32 denkbar, was in den Fign. 8 und 9 gezeigt ist. Der Kunststoffschaum 32 macht mögliche Wärme- ausdehnungsbewegungen der beiden Blöcke 14 mit, die auftreten können, wenn diese Blöcke aus Kunststoffmateriai bestehen. Die Blöcke 14 aus bei- spielsweise Kunststoffmaterial sind jedoch durch die speziellen Verstärkungsprofile 22 unterhalb der Schienen 24 zentriert gehalten, so dass sich die Schienenauflagebereiche 16 bei einer möglichen Wärmeausdehnuπg der Blöcke 14 relativ zur Schiene 24 nicht verschieben bzw. diese Schienen nicht verschieben.

Ein weiterer Vorteil des Kunststoffschaums 32 ist darin zu sehen, dass in ihm eine Aufnahmevertiefung 34 eingebracht sein kann, wie es in den Fign. 8 und 9 gezeigt ist. Diese Aufnahmevertiefung 34 dient beispielsweise der Aufnahme eines Linienleiters (nicht dargestellt).

Das Material für die Blöcke 14 besteht auf beiden Seiten aus recyceltem Kunststoff. Dieses Material ist umfangreich erhältlich und für den weiteren Stoffkreisiauf von Bedeutung. Mit diesem Material wird die gewünschte Festigkeit erreicht. Es hat folgende Materialeigenschaften, die durch gesteuerte Pro- zesse einsetzbar sind :

- bruchfest - frostsicher

- temperaturbeständig - UV-stabil

- verrottungsfest - alterungsbeständig - umweltverträglich - formstabil

- KörperschaN dämpfend - kann mit Stahlprofilen armiert werden

- kann mit Glasfasern/Textilfasern - elektrisch isolierend oder Kohlefasern verstärkt werden - alle eingesetzten Materialien sind wieder verwendbar.

Mit der Entscheidung recycelten Kunststoff zu verwenden, ergibt sich ein brei- tes Spektrum zur Materialoptimierung.

Durch die Beimischung von Altgummireifengranulat wird die Schwingungsdämpfung zusätzlich reduziert.

Durch die Beimischung von Stahlsintermaterial lässt sich das Schweliengewicht zur Reduzierung der Abhebekräfte optimieren.

Die Farbgebung der Schwelle kann leicht beeinflusst werden. → für beispielsweise Temperaturbeeinfiussung, Markierungszwecke.

Der Brandschutz kann optimiert werden.

Bei Tunneleinbauten gibt es keine Geruchsbeiästigung wie bei den getränkten Hoizschwelien.

Das Material ist absolut feuchtigkeitsunempfindiich.

Eine lange Lebensdauer.

Schienenlagerkonstruktionen können eingeformt werden.

Das Material kann gesägt, gebohrt oder gefräst werden ohne besondere Werkzeuge,

Zur Erstverschraubung müssen keine zusätzlichen Dübel eingesetzt werden. In den eingearbeiteten Schraubenlöchern kann während der Liegedauer der Schwellen kein Verrottungsprozess entstehen.

Die Besonderheiten des neuen Schwelientyps sind:

Die Materialwah! für die Schweüenkörper aus Recyclingkunststoffen, Die Optimierung des Hauptmaterials Kunststoff durch Beimischungen gegen Brand/Chemie, von Altgummireifengranulat zur Schwingungsdämpfung, - von Stahlsintermaterial zur Gewichtsoptimierung,

GFK zur Stabilisierung usw.

Die konstruktive Ausbildung des Aufiagerbereichs durch unterschiedliche, verschweißte Stahlprofileinlagen und/oder Kunststoffeinlagen, Die Verbreiterung der Schwelle unter dem Schienenbereich zur Ausbil- düng von unterschiedlichen Schienenauflagerungen und unterschiedlichen

Schienenbefestigungskonstruktionen, Die konstruktive Ausbildung von Doppelauflager der Schiene, von Dreifachauflager der Schiene, - von versetzter Verspannung der Schiene, von doppelter Verspannung in einem Schwelienkopf.

Durch die Materialwahl lassen sich an den unterschiedlichsten Stellen der Schwelle sehr einfach Bohrungen für Befestigungen von Zusatzteilen vorsehen, ohne die Statik und Festigkeit der Schwelle zu beeinflussen. So kann vorzugsweise auf der jeweiligen Innenseite der Schienen jeweils ein Entgleisungsschutzwinkel 36 in entsprechender Dimensionierung angebracht werden (siehe Fig. 8). Diese Entgleisungsschutzwinkel 36 sind vorzusehen, wenn die Schwelle in entgleisungsempfindlichen Bereichen wie z.B. Ablaufbergen oder Rangier- gruppen zum Einsatz kommt Da das eingesetzte Materiai-Recyclingkunststoff ähnliche Eigenschaften wie eine Holzschwelle hat, diese Holzschwelle heute noch als Ausnahme in Ablaufbergen eingesetzt wird und da bis zu einem bestimmten Maß entgleisungsempfindlich ist, wird der Einsatz der neuen Schwelle in diesen Bereichen be- sonders interessant.

Durch die einfachen Formgebungsmöglichkeiten der Schwelle lassen sich Soπ- derkonstrukttonen für die Auflagerung von

Bahnύbergangssystemen, - Stromschienen,

Rasengleissystemen,

Rail-Cleansysteme

und andere Gleisbausysteme darsteilen.

Die vorstehend beschriebenen Merkmale des neuen Schwellentyps können auch mit dem Werkstoff Beton erzielt werden. Dabei sollte der Beton - zusätzlich zu den Stahlprofilteiien - mit Fasern (Glasfasern, Stahlfasern oder Kunststofffasern) verstärkt werden. Eine weitere Verstärkung soll hierbei durch die Einlage einer schlaffen Bewehrung erreicht werden. Die Schienenbefestigungsschrauben sind bei dieser Konstruktion in einzubetonierende, bekannte Kunststoffdübel vorzusehen.

Die neue Schwelϊenkonstruktion ermöglicht bei einer erforderlichen Lastabtra- gungsfläche

die Anzahl der Schwellen pro Kilometer Gleis zu reduzieren, die Dynamik aus dem Fahrzeuglauf durch die Ausbildung der Schienen- auflagerkonstruktion zu reduzieren, - die horizontale Steifigkeit des Gleises erheblich zu vergrößern, durch die gleiche Bauhöhe zur Holzschwelle, Kosten für die Absenkung des Unterbaues einzusparen, durch die reduzierte Baubreite in Verbindung mit der horizontalen Steifigkeit des Gleises Schottervolumen einzusparen. - Vorkopfeinschotterung nur ca. 30 cm- - die Körperschall- und Luftschallemissionen zu reduzieren, enge Radien durchgehend verschweißen, hohe Bremskräfte aufzunehmen.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Bahnschwelle mit einem Schwellenkörper (12), der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils einen Schienenauflagebereich (16) aufweist, innerhalb derer der Schwellenkörper (12) verbreitert ist, wobei in jedem Schienenauflagebereich (16) mittels eines an einen Schienenfuß angreifbaren Niederhalteelements (28) eine Schiene (24) fixierbar ist, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t , dass jeder Schienenauflagebereich (16) drei in Erstreckung der Schiene (24) nebeneinanderliegende Schienenauflageflächen (18) aufweist, dass zwischen und oberhalb zumindest eines Teilbereichs jeweils benachbarter Schienenauflageflächen (18) jedes Schienenauflagebe- reichs (16) mindestens ein Niederhalteelement (28) angeordnet ist und dass der Schwellenkörper (12) innerhalb jedes Schienenauflagebe- reichs (16) beidseitig der Zwischenräume zwischen benachbarten Schienenauflageflächen (18) frei von Versteifungselementen ist.

2. Bahnschweile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Schienenauflagebereiche (16) innerhalb des Schwellenkörpers (12) jeweils mindestens ein in Erstreckung der Schiene (24) angeordnetes erstes Versteifungsprofilelement (22) verläuft.

3. Bahnschwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofi! (22) zentriert zum Schienenauflagebereich (16) angeordnet ist oder dass bei zwei oder mehr Verstärkungsprofilen (22) diese symmetrisch und/oder zentrisch zum Schienenauflagebereich (16) angeordnet sind.

4. Bahnschwelie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (22) oder jedes Verstärkungsprofil (22) mindestens einen sich zum Schienenauflagebereich (16) im wesentlichen rechtwinklig verlaufenden Schenkel (30) aufweist und dass bei einem Verstärkungsprofil (22) mit mehreren derartigen Schenkeln (30) diese Schenkel (30) symmetrisch zum Schienenauflagebereich (16) angeordnet sind.

5. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der SchweÜenkörper (12) von mindestens einem zweiten Versteifungsprofilelement (26) durchzogen ist, das in jedem der Schieπen- auflagebereiche (16) unterhalb des mittleren Schienenauflagebereichs (18) verläuft und mit den ersten Versteifungsprofiielementen (22) verbunden ist.

6. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenkörper (12) als Zweiblock-Schwellenkörper (12) mit zwei Blöcken (14) ausgebildet ist, die jeweils einen Schienenauflagebereich (16) aufweisen, und dass die ersten Versteifungsprofilelemente (22) durch ein die beiden Blöcke (14) verbindendes zweites Versteifungs- profϊlelement (26) miteinander verbunden sind, das in jedem der Schie- nenauflagebereiche (16) unterhalb der mittleren Schienenauflageflächen (18) verläuft.

7. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Versteifungsprofilelement (26) in seinem Bereich zwischen den beiden Blöcken (14) durch einen Kunststoffmaterialumhüllung (32) korrosionsgeschützt ist.

8. Bahnschwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kunststoffmaterialumhüllung (32) eine Aufnahmevertiefung (34) zur Aufnahme eines Linϊenleiters ausgebildet ist.

9. Bahnschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenkörper (12) Beton oder Polymerbeton aufweist.

10. Bahnschwelle nach Anspruch 6 und 2 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, soweit auf Anspruch 6 und 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke (14) Kunststoff aufweisen und/oder dass das zweite Versteifungsprofileiement (26) und gegebenenfalls auch die ersten Versteifungsprofilelemente (22) eine im wesentliche ebene Oberfläche aufweist/aufweisen.