WO2016134747A1 - Textilverstärkte komposit-gleisschwelle - Google Patents

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WO2016134747A1
WO2016134747A1 PCT/EP2015/053802 EP2015053802W WO2016134747A1 WO 2016134747 A1 WO2016134747 A1 WO 2016134747A1 EP 2015053802 W EP2015053802 W EP 2015053802W WO 2016134747 A1 WO2016134747 A1 WO 2016134747A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
track
sill
sleeper
upper element
track sleeper
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/053802
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin FEITZINGER
Original Assignee
Sustainable Railway Components Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sustainable Railway Components Gmbh filed Critical Sustainable Railway Components Gmbh
Priority to PCT/EP2015/053802 priority Critical patent/WO2016134747A1/de
Publication of WO2016134747A1 publication Critical patent/WO2016134747A1/de

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Classifications

    • 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
    • E01B3/44—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from other materials only if the material is essential

Definitions

  • the present invention relates to a track sill of a fiber composite material.
  • track sleepers In order to maintain a distance of the rails or the derivation of the vehicle forces on the track bed, for. To allow gravel or a substructure found in railroad track construction in a known manner so-called track sleepers application.
  • track sleepers made of wood in order to achieve a certain resistance to environmental influences, treated with impregnating agent. About one-third of the impregnation agent applied to the wooden sill is released into the air and soil during the course of the track sleeper's service life.
  • the components of the impregnating agents that are released are, on the one hand, difficult to biodegrade and, on the other hand, are toxic to aquatic organisms and carcinogens.
  • the service life of wooden sleepers due to mechanical stress and bacterial infestation is limited. These must therefore be replaced at regular intervals.
  • Exchanged wooden sleepers are due to this impregnation hazardous waste and must be disposed of correspondingly expensive, which is often associated with relatively high costs.
  • Concrete sleepers in contrast to the wooden sleepers have a surface with very low elasticity.
  • the concrete sleepers threshold therefore does not adapt to the gravel of the track bed when crossing a vehicle. At the contact points to the track bed thus form high contact points or punctual forces that damage the gravel of the track bed.
  • the gradually crushed gravel must therefore, in order to prevent deterioration of the track position, prematurely replaced depending on the load or the track bed to be rehabilitated.
  • Steel sleepers have a longer service life compared to the already mentioned wooden sleepers.
  • the above-mentioned contact points which lead to damage to the track bed and make early track restoration necessary, also form in the steel sleeper.
  • it is due provide the electrical conductivity electrical insulation, the increased noise is also a problem.
  • DE 699 38 308 T2 discloses a track sill made of a plastic composite material.
  • reinforcing fibers are arranged side by side and above or below each other in the longitudinal direction of the track sill.
  • the reinforcing fiber therefore extend only in the longitudinal direction of the track sill or unidirectional.
  • a classic shape with a rectangular cross-section is considered.
  • a high fiber content, especially in unidirectional arrangement of the reinforcing fibers is necessary to reinforce the plastic used over the entire cross section.
  • the advantages that result from a fiber material are not fully exploited.
  • the potential weight advantage when using fiber materials is not used according to the possibilities.
  • the high proportion of fibers is associated with high costs.
  • the object of the present invention is therefore to provide a cost-effective and technologically advantageous alternative to the track sleeper of the prior art.
  • the track threshold is performed by an upper element with at least two, projecting from the upper element in the same direction side elements.
  • the contact surface to the track bed, for example, to gravel, through which the track bed is formed significantly increased.
  • the inner flanks of the side elements also contribute to the transmission of the occurring forces, in particular in the longitudinal direction of the track, ie transversely to the longitudinal sides of the track sill.
  • the individual sleepers depending on the arrangement of the side elements, stack stacked in one another This results in a smaller footprint in the storage than in the same number of sleepers in conventional construction or with a rectangular cross-section.
  • Such a design of the track sleeper results in an elastic deformation of the track sleeper due to the load during the crossing of the track sleeper, in particular due to the use of a fiber composite material.
  • Such an elastic behavior would be regarded as disadvantageous by the person skilled in the art, since it would not be possible to ensure a permanent, geometrically correct position of the track sleeper in the track bed or in the ballast from which the track bed is formed due to high elasticity. Due to the elastic behavior or the possibility of the track sill "to dive" is initially assumed at the usual high loads of a relatively rapid deterioration of the track position by the shift of the track threshold.
  • the possible deformation of the track sleeper results in an additional “distortion”, “wedging” or “anchoring” of the track sleeper in the track bed, which effectively prevents any possible loosening of the track sleeper
  • a deformation is the result of the forces occurring, especially when the track sleepers are loaded, the track bed is compressed between the individual sleepers and the track sleepers are "distorted” in the track bed. Due to the selected materials and the shape of the track sleeper according to the invention, therefore, contrary to the first assumption, there is a decisive improvement with respect to permanent, geometrically correct position of the track sleeper in the track bed.
  • a cross section according to the invention with an upper element and at least two side elements, a high bending stiffness in the longitudinal direction of the track sill is achieved, in spite of savings in material and weight.
  • the upper element and the side elements are made in one piece. With particularly efficient production, there is also an improved power flow within the track threshold. Subsequent joining of the individual components, for example by gluing or screwing is not necessary.
  • the track sill has at least one transverse support which extends at least partially transversely to the longitudinal direction of the track sill and is arranged between the side elements and / or on at least one of the side elements.
  • the at least one transverse support allows lateral forces, such as may occur during operation, to be transmitted to the track body, for example a track bed made of ballast.
  • the track sleeper is arranged on at least one of the two end faces of the track sleeper, the at least one transverse support.
  • the at least one transverse support also permits a simplified production or production of the track sill.
  • the longitudinal contour is thus not transposed in interrupted and possibly used forms can be carried out with less complexity, which in turn can save costs.
  • An advantageous embodiment provides that, starting from the upper element, the transverse support extends over at least the entire end face of the track sill and over it. As a result, the profile is closed by the at least one transverse support at least on one side. Possible movements of the track bed are thereby restricted. Furthermore, the largest possible area is used for transmitting the transverse forces that occur.
  • At least one transverse support is arranged on both end sides of the track sleeper. As a result, the largest possible area is used for transmitting the transverse forces that occur.
  • the upper element, the side elements and the at least one transverse support are made in one piece. Again, a particularly efficient production with improved power flow comes into play. A subsequent joining of the individual components, for example by gluing or screwing is not necessary.
  • the fiber composite material is formed at least from a carrier matrix and a fiber material embedded therein. Both by the carrier matrix, as well as by the selection of the fiber material can be influenced by different combinations, the properties of the track threshold. It can be advantageously provided that the fiber material is introduced in the form of an at least single-layered fabric in the carrier matrix. Tissues are widely available and have a multi-or multi-axial structure. In this way, forces can be absorbed in different directions. Due to the good and fast availability of tissues naturally results in economic benefits. Furthermore, it can be advantageously provided that the fiber material is introduced into the carrier matrix in the form of a multiaxial gel. A clutch also has a multiaxial fiber pattern which allows forces to be absorbed and distributed.
  • the fibers which are provided for the absorption of the forces occurring, in Ausschwinkradien no.
  • the fibers in order of a Geleges or the fiber composite material is therefore much higher load capacity than a tissue.
  • the fixation or position stabilization of the jelly occurs with the aid of the carrier matrix.
  • the multiaxial scrim is stabilized by at least one knitted support fiber.
  • the fixation or stabilization of the Geleges done by knitting with at least one support fiber.
  • Such a scrim, stabilized by means of at least one support fiber is easy to handle because, similar to a woven fabric, it has a mat-like character. However, there is a much higher elasticity, given low load of the individual fibers than conventional fabrics.
  • the fiber material is introduced in the form of at least one tube in the carrier matrix.
  • a hose has a self-contained fiber profile, which means that an improved force flow can be ensured by using a hose. Furthermore, the possibility results by squeezing the tube to be able to use twice the material thickness without interrupting the fiber flow.
  • the two longitudinal sides of the upper element at whose side elements opposite side, beveled and / or rounded.
  • this increases the resistance of the track sleeper since no sharp edges are exposed to mechanical influences, for example loose gravel.
  • the stackability of the sleepers is significantly improved thereby resulting in significant advantages during transport and storage.
  • Upper element facing away from the end has at least one anchoring element.
  • Such an anchoring element provides additional securing of the track sleeper in the track bed.
  • the at least one anchoring element minimizes the risk of the track sleeper becoming detached from the track bed as a result of vibrations or even thermal stresses with the rails fastened thereto.
  • the at least one anchoring element is designed as a web extending over the entire length of the side element, away from the inner region formed by the cross section of the track sill and / or into the inner region. This ensures a uniform cross-section over the entire length of the track sill, avoiding interruptions in the surface and in the power flow. Furthermore, that area which counteracts the release of the track sill from the track bed is increased, whereby the securing effect increases against being lifted out of the track bed or the rail track is loosened. It is advantageously provided that the respective side element and the at least one anchoring elements are made in one piece. This allows a particularly simple production, since in a single step, the cross section can be formed. Furthermore, the one-piece design improves the power flow within the track threshold.
  • the track threshold is designed as a closed hollow profile. This allows the track threshold to be executed with the least possible outlay on materials.
  • the cavity of the hollow profile is filled with at least one filling element and / or a filling medium.
  • This allows an adaptation of the weight of the track threshold to different requirements.
  • the noise development or the sound and vibration damping can be decisively influenced by the filling body and / or the filling medium.
  • the filling medium is bulk material, preferably mixed with a binder.
  • the filling medium is bulk material, preferably mixed with a binder.
  • most bulk goods are inexpensive and available almost everywhere, on the other hand, this offers the simplest possible filling of the track sill or its hollows. This allows the still unfilled track sleepers to be transported into the area of your future place of use, whereby the weight during transport is considerably reduced. Only at the place of use, the track threshold receives its final properties as a result of filling. These can be regulated by selecting the Fü II medium.
  • the upper element has a number of first passages for direct or indirect attachment of rails. Depending on the arrangement, shape and number of passages, different rail clamping and fastening systems can be used. If the upper element already has the passages, it is not necessary to subsequently adapt or modify the track threshold in the course of laying on site.
  • the reinforcing elements contribute in particular in the region of the rail support to an improved dissipation of the forces.
  • the aligned passages allow a common installation of the clamping systems such as ribbed plates, clamping plates or clamps which have for their fixation by the upper element protruding fasteners.
  • the second passages in the reinforcing elements have an internal thread.
  • the upper element has a number of fastening elements for receiving clamping systems for direct or indirect fastening of rails, which are firmly connected to the upper element.
  • This allows clamping systems without additional fasteners such as screws or the like to attach to the upper element. Additional, loose parts are eliminated and the installation of the clamping systems is simplified by another.
  • the track sleeper according to the invention is used in a track body, wherein the track body is formed from at least two rails, at least two sleepers and a substructure, and the at least two rails are fastened to the at least two sleepers and the at least two sleepers and / or are arranged within the substructure.
  • the substructure may be formed, for example, by a track bed made of ballast.
  • FIG. 2 shows the cross section of the track sleeper according to the invention in its intended use
  • FIG. 3 shows the cross section of a track sleeper according to the prior art in its intended use
  • Fig. 6 the track threshold in a particularly advantageous embodiment
  • Fig. 7 the track threshold introduced in its longitudinal direction in the track bed
  • Fig. 8 the fiber material in the form of a fabric
  • FIG. 13 shows the cross section of the track sill in a further variant
  • FIG. 14 shows the cross section of the track sill in a particularly advantageous variant
  • Fig. 17 shows an example of the direct fastening by means of tensioning clamps
  • Fig. 18 shows a part of the cross section of the track sill in connection with a number of fastening elements.
  • FIG. 1 shows the track sleeper 1 according to the invention in an advantageous embodiment.
  • the track sleeper 1 is formed by an upper element 4 and at least two side elements 6 projecting from the upper element 4 in the same direction.
  • “projecting” means that a side element 6 extends out of one of the two larger side surfaces of the top element 4 and encloses an angle ⁇ (FIG. 2) with the top element 4, where 0 ° ⁇ ⁇ 180 ° same direction "means that the side elements 6 protrude from the same side surface of the upper element 4, for example, from the surface 20 of the upper element 4 facing the track bed 100 as shown in FIG.
  • the track sill 1 illustrated in FIG. 1 has at least one transverse support 8, which extends at least partially transversely to the longitudinal direction of the track sill 1 and is arranged between the side elements 6 and / or at least one of the side elements 6.
  • a 3 As the longitudinal direction of the track sill 1 to look at that direction in which the track sill has its greatest extent or its longitudinal extent.
  • only two side elements 6 are arranged on the upper element 4 in the region of its longitudinal sides, whereby the track sill 1 has an approximately U-shaped cross-section.
  • at least one of the side elements 6 can also be arranged at a distance from the longitudinal sides of the upper element 4.
  • a variant in which more than two side elements 6 are used and these are arranged projecting from the upper element 4, is quite conceivable.
  • the arrangement of three side elements 6 lead to an approximately E-shaped cross-section.
  • a respective side element 6 encloses an angle ⁇ of approximately 90 ° with the top element 4, as shown for example in FIG. Again, this is just an example.
  • the enclosed between the upper element 4 and a side member 6 angle ß can of course be chosen to deviate from 90 °.
  • the side elements 6 need not necessarily be arranged continuously over the entire longitudinal extent of the track sill 1. Even a mutually parallel arrangement of the side members 6 or even their parallel arrangement to the longitudinal extension of the sill 1 and the upper element 4, is not absolutely necessary.
  • the result is an approximately U-shaped cross-section, at least in a section of the longitudinal extension of the track sleeper 1.
  • the track sill 1 with an approximately U-shaped cross-section has a sufficiently high bending stiffness in the longitudinal direction of the track sill 1. Alone by the shape results in a weight advantage over the track sleepers according to the prior art. By using a fiber composite material, the weight advantage is further enhanced. The lower weight is particularly advantageous when handling the track sill 1 and during their transport. Furthermore, the track sleeper 1 according to the invention can optionally be stacked in one another by its approximately U-shaped cross-section, which results in a smaller storage space requirement than in the same number of track sleepers of conventional construction or rectangular cross-section.
  • the positional stability within a track bed 100, in particular in the longitudinal direction of the track sleeper 1, is ensured by at least one transverse support 8.
  • a type of substructure is referred to soft the track sill 1 comes to rest when used in the invention.
  • a track bed 100 is usually formed from bulk material in the form of ballast. As a result, the track bed 100 has the necessary elasticity to act vibration and sound-absorbing.
  • the substructure can, for example, wise be formed by the substructure of a bridge of steel, concrete or the like.
  • the transverse support 8 is shown in Figure 1 only as an example transverse to the longitudinal direction of the track sill 1 between the side members 6 bar introduced.
  • This transverse support 8 prevents a lateral displacement of the track sill 1 within the track bed 100.
  • forces in the longitudinal direction of the track sill. 1 These would lead without lateral support 8 for lateral displacement of the track sill 1.
  • Under track body is understood in this context, an arrangement consisting of at least two rails 31, at least two track sleepers 1 and a substructure. In this case, the at least two rails 31 are fastened to the at least two track sleepers 1.
  • the at least two track sleepers 1 are arranged on and / or within the substructure described above.
  • FIG. 7 shows, by way of example only, the cross section of such a track body.
  • the variant of the transverse support 8 shown in FIG. 1 is, of course, to be seen by way of example only. Of course, a number of other variants of the transverse support 8 or more transverse supports 8 are conceivable. It only has to be ensured that a lateral displacement of the track sill 1 in the track bed 100 is prevented.
  • the transverse support 8 may also be arranged outside the inner region 24 formed by the approximately U-shaped cross section. For example, in the form of a strap extending at least partially transversely to the longitudinal direction of the track sleeper 1, a bracket or the like.
  • a cross brace 8 is not absolutely necessary. It should be mentioned repeatedly and only by way of example a substructure of a bridge. Such substructures or substructures already have recordings or guides for each type of track sleepers. These are formed, for example, by profiles between which the track sill 1 is arranged, which prevent a lateral displacement of the track sill 1.
  • Figure 2 shows the track sill 1 in its intended use, introduced into a track bed 100.
  • Figure 3 shows a track sleeper according to the prior art. It is obvious that compared to a track threshold according to the prior art, for example, a wooden threshold, with a rectangular cross-section, the contact surface to the track bed 100 is substantially increased by the approximately U-shaped cross-section. The reason for this is that the inner flanks 21 of the approximately U-shaped cross section or the side elements 6 contribute to the transmission of the forces occurring. If more than two side elements 6 are used, this advantageous effect is intensified. As can be understood in view of FIG.
  • the contact of the track sill 1 over the outer flanks 23, the inner flanks 21 and the end faces 22 of the side elements 6 facing away from the upper element 4 are produced to the track bed 100.
  • the surface 20 of the upper element 4 pointing to the track bed 100 has a rectangular cross-section, as is usual for example in the case of a wooden sill and is illustrated in FIG. 3, the contact surface around the two inner flanks 21 of the side elements 6 is reduced.
  • the fact of the increased contact surface to the track bed 100 and thereby better dissipation of forces also leads to the fact that the track bed 100 may have a lower volume when using the present track sleeper 1 as in the use of conventional sleepers with rectangular cross-section.
  • a certain height H of the track bed 100 below the track threshold 1 is prescribed.
  • This height H of the track bed 100 allows a certain elasticity of the track bed 100 and a corresponding derivation of forces occurring in the substrate 101. Due to the approximately U-shaped cross section of the track sill 1, the track bed 100, however, projects into the track sill. The height H of the track bed 100 is measured up to the track bed 100 facing surface 20 of the upper element 4. As can be seen in Figure 2, the track sill 1 is at a height H of the track bed 100 already "sunk” or anchored in the track bed 100, since by the approximately U-shaped cross section, the side elements 6 already protrude into the track bed 100.
  • a track sill with a rectangular cross-section rests with its base 200 on the track bed 100 with the height H.
  • the track bed 100 is to supplement an additional, the track sleeper surrounding portion 102, which is equivalent to an increased demand for gravel.
  • the track bed 100 With the same positional stability and the same height H of the track bed 100 below the track sill 1 with approximately U-shaped cross-section thus results in a lower demand for gravel, through which the track bed 100 is formed.
  • the selected cross section of the track sill 1 results in a further advantage in the case of load. Due to the load during the passage of the track sill 1, in particular due to the use of a fiber composite material, an elastic deformation of the track sill 1 occurs.
  • the deformation is illustrated only schematically in FIGS. 4 and 5.
  • the side elements 6 tend to "bulge out” or to swerve in the transverse direction of the track sill 1. This behavior can be determined in particular by the use of control of fiber composites by adjusting the fiber layer, fiber thickness, number of fibers used, etc.
  • the illustration of the deformation chosen in FIGS. 4 and 5 is, of course, to be seen by way of example only. Of course, a deformation of the side members 6 in the direction of the already mentioned inner region 24 is possible.
  • the track bed 100 is compressed between the individual track sleepers 1 and the track sleepers are "strained" precisely when the track sleepers 1 are loaded 1 in the track bed 100. It therefore comes, contrary to the first assumption, in particular by the elastic deformability of the track threshold, a significant improvement in terms of permanent, geometrically correct position of the track sleeper 1 according to the invention in the track bed 100th
  • the elastic behavior of the track sleeper 1 makes it possible, for example by means of adapted sensors, to detect the deformation of the track sleeper 1.
  • the arrangement of Dehn measuring strips is conceivable, by which the deformation is registered accordingly.
  • the processing and manufacturing temperatures at a track threshold 1 made of a fiber composite material for example, compared to the steel sill threshold, relatively low.
  • a corresponding sensor and / or a data chip is introduced into the track sill 1, wherein the introduction can take place already during the production of the track threshold.
  • the sensors or data chips are thus below the surface of the track sill and are not exposed to external influences, such as the weather.
  • a track threshold of a fiber composite material characterized by a higher elasticity at the surface Due to the sharp edge of the ballast, which is usually used for the track bed 100, it comes at the contact points between ballast and track sleeper 1 to high contact points or punctual forces. These punctual forces damage the ballast of the track bed 100 accordingly. As a result of the usual load on the track body, the ballast breaks at these contact points and is successively crushed.
  • the properties of the track bed 100 are gradually changing. For example, the mechanical and acoustic damping capacity of the track bed is reduced in a negative manner. To counteract this, the track bed 100 is in this case to renew or rehabilitate at regular intervals. Since, as previously noted, a track sill made of a fiber composite material has a higher elasticity on the surface, the surface of the track sill 1 adapts to the ballast. The force or load transfer from the rails 31 to the track bed thus takes place via enlarged contact surfaces and the mentioned contact tips are reduced.
  • the maintenance or refurbishment intervals for the track bed 100 are lengthened, as a result of which further costs can be saved.
  • FIG. 6 shows a variant of the track sill 1 in FIG. It is provided that at least one of the aforementioned transverse supports 8 is arranged on at least one of the two end faces 17 of the track sill 1. The transverse support 8 is thus arranged at an axial end of the track sill 1. As a result, over the entire length of the track sill 1 a constant cross section is ensured. An interruption in the surface and thus also in the power flow can be avoided. Furthermore, such an arrangement of the at least one transverse support also permits a simplified production or production of the track sill.
  • FIG. 6 shows a particularly advantageous embodiment.
  • the transverse support 8 extends from the upper element 4, starting over at least the entire end face 17 of the track sill 1 and beyond, on the other hand, at least one transverse support 8 is arranged on both end faces 17 of the track sill 1.
  • the surface with which the transverse support 8 or the transverse supports 8 can act counter to a lateral displacement is increased or doubled.
  • less pressure is exerted on the transverse supports 8 with the same load or the same force.
  • FIG. 7 illustrates that another advantage results from the embodiment just described.
  • FIG. 7 shows the track body in cross-section or the track sleeper 1 only schematically in a longitudinal section.
  • ballast head 103 of the track bed 100 Due to the larger surface just described, with which a transverse support 8 can act counter to a lateral displacement, it is possible to make the so-called ballast head 103 of the track bed 100 smaller.
  • a ballast head 103 is known that part of the track bed 100 referred to, which is located in front of the longitudinal end faces 17 of the sill 1. Due to the increased surface area of the transverse supports 8, a smaller amount of ballast is sufficient to be able to absorb the transverse forces. In view of FIG.
  • transverse forces are transmitted when using two transverse supports 8 both over the outer sides 81 and over the inner sides 82 of the transverse supports 8.
  • the area with which the transverse support 8 and the transverse supports 8 counteract a lateral displacement doubles.
  • the attachment of the at least one transverse support 8 to the track sill 1 can be carried out in many different ways, for example by gluing, screwing or the like, the same applies to the connection of the side members 6 with the top member 4.
  • the top member 4 and the side members 6 are made in one piece.
  • the upper element 4, the side elements 6 and the at least one transverse support 8 are made in one piece. In this way, the lamination of these components can be done in one step. There are no joints, whereby the power flow within the track threshold 1 is optimized.
  • the structure of the fiber composite material is such that it is formed at least from a carrier matrix 2 and a fiber material 3 embedded therein.
  • the carrier matrix 2 consists of at least one construction plastic.
  • Design plastics are generally referred to as plastics which have good mechanical properties such as high strength and toughness, high dimensional stability under a wide variety of temperature conditions, and good resistance to chemicals and wear.
  • Various resins such as epoxy, as well as thermoplastics, thermosets or biopolymers can be used. It should be noted, however, that a whole range of very different plastics is suitable for use as support matrix 2.
  • the skilled person can make his choice, it being noted that the selection of basic properties such as damping properties, resistance to weathering and UV light, etc. can be "controlled.”
  • the adaptation of the properties of the construction plastic using a variety of different Fillers and admixtures are of course not excluded.
  • the fiber material 3 may be introduced into the carrier matrix 2 in the form of an at least single-layered fabric.
  • Fabrics as merely shown for example in FIG. 8, are widely available and have a multi-axial or multi-axial structure.
  • a layer of the fabric has X-fibers X and Y-fibers Y.
  • X-fibers X and Y-fibers Y are arranged at an angle ⁇ to each other. It should be noted that these are usually not individual X and Y fibers X, Y but fiber bundles.
  • the angle a can be chosen freely, wherein the illustration in FIG. 8 can only be seen as an example.
  • Such fabrics usually consist of fibers or fiber bundles, which are interwoven with each other at an angle ⁇ .
  • a fiber bundle a plurality of fibers, which are arranged parallel to one another, are combined into a bundle.
  • the interweaving creates a fabric in which individual fibers alternately overflow and undercut.
  • X and Y fibers X, Y are thus arranged by weaving, ie undulating or "waves", ie a fiber undergoes a constant deflection in a fabric, which means that the individual fibers can not bring out their maximum tensile strength Curved or curved surfaces can therefore not be ideally laminated because the wrinkling or the resulting overlaps in some places results in a different material thickness than in places without folds.
  • a multiaxial fabric is a nonwoven textile fabric whose fibers are deposited in a first layer A and at least one second layer B one above the other.
  • X-fibers X are arranged parallel to one another.
  • Y-fibers Y are arranged parallel to each other.
  • the individual fibers X, Y are deposited in a position A, B only in a straight line.
  • the angle ⁇ can in turn be selected according to the requirements. Due to the linear position of the fibers without their deflection can be achieved with a clutch higher mechanical strength than with tissues.
  • fixation or position stabilization of the jelly occurs with the aid of the carrier matrix 2 thus only during the processing to a component made of the fiber composite material.
  • tissue it can also be a clutch in the fibers X, Y to fiber bundles.
  • first layer A and the second layer B further layers, which may be arranged at any angle ⁇ , conceivable.
  • FIG. 10 shows a further variant in which the multiaxial scrim is stabilized by at least one knitted support fiber Z.
  • a scrim, stabilized by means of at least one support fiber Z is easy to handle since, similar to a woven fabric, it corresponds to a mat-like character. In this case, however, a significantly higher mobility is given with less stress on the individual fibers than with conventional fabrics.
  • the scrim thus stabilized is formed by mutually parallel or unidirectional X-fibers X in a first layer A and likewise in parallel or unidirectional Y-fibers Y. Also in these In this case, it should be noted that these are usually not individual X and Y fibers X, Y but fiber bundles.
  • the X and Y fibers X, Y are, as already noted, superimposed in at least two layers A, B, wherein the course of the X and Y fibers X, Y of the respective layers A and B are not in the same direction is aligned. Since these layers A, B or the fibers X, Y arranged therein are not fixed in their position, the X and Y fibers X, Y are held in position by supporting fibers Z.
  • the support fibers Z penetrate the fabric normally on its surface in the resulting interstices of the X and Y fibers X, Y.
  • the multiaxial fabric shown in Figure 10 is an entangled fabric. This means that the support fiber Z is formed by a single fiber or bundle which is knitted.
  • loops S are formed by the support fibers Z, which are intertwined. These are shown only schematically in FIG.
  • the respective loops S guide the X and Y fibers X, Y.
  • the advantage is on the one hand in the very fast machining of such a fabric.
  • the individual X and Y fibers X, Y within the loops S which forms the support fiber Z are movable. This has the consequence that curvatures can be performed wrinkle-free.
  • the fiber material 3 embodied in this way can be introduced into the carrier matrix 2 in the form of at least one tube 18.
  • the multiaxial scrim already described and illustrated in FIG. 10, which is stabilized by means of a support fiber Z, can also be processed into a tube 18.
  • FIGS. 11 and 10 show only by way of example, different variants are possible for the type in which such hoses 18 can be laminated to form a track sill 1.
  • Several hoses 18 can be arranged side by side, as shown in FIG. 11 be laminated in this form to the track sill 1.
  • FIG. 1 Another way in which the hoses 18 can be processed or laminated to a track sleeper 1 is shown in FIG. In this case, a plurality of tubes 18 are placed inside each other and laminated. The advantage is an uninterrupted power flow within the entire cross section of the track sill. 1
  • FIG. 13 shows the cross section of the track sill 1 in a further advantageous embodiment.
  • the transitions 5 extending along the two longitudinal sides of the upper element 4 are chamfered from the upper element 4 to the side elements 6 and / or rounded off.
  • at least one of the side elements 6, in the illustrated case both side elements 6, have at least one anchoring element 7 at the end facing away from the top element 4.
  • the anchoring element 7, which can also be seen in FIG. 11, provides additional securing of the track sleeper 1 in the track bed 100.
  • the at least one anchoring element 7 additionally ensures the secure retention of the track sleeper in the track bed 100.
  • the at least one anchoring element 7 increases the risk of the track sleeper 1 triggers in the attached rails 31 from the track bed 100 as a result of vibration or thermal stresses, or vertically, ie, dug away from the track bed 100, minimized.
  • a plurality of anchoring elements 7 can be provided along a side element 6. These may be arranged, for example in the form of protruding on the surface of knobs or webs on the side member 6. As FIG. 13 shows, it is of course also possible for one or the anchoring elements 7 to be provided on both side elements 6. As a result, from the perspective of the cross section of the track sill 1, the symmetry is maintained, which has a positive effect in the course of manufacturing, storage and installation.
  • an anchoring element 7 as, over the entire length of the side member 6 extending, away from the formed by the cross section of the track threshold inner region 24 away and / or formed in the inner region 24 in webs.
  • This anchored in the interior 24 of the sill 1 material contributes effectively to the total weight of the sill 1 at. This is advantageous, for example, for high-speed trains, since for them generally a higher weight or a somewhat increased positional stability of the track sleeper 1, ie an increased resistance to movement, is required.
  • the just mentioned shaking or stabilizing the track sill 1 is a common method in which the track sill 1 is vibrated by means of vibrations in the track bed 100. As is known, this can be done, for example, using a so-called track stabilizer.
  • the at least one anchoring element 7 according to FIGS. 13 to 15, 16 and 18 can point away from the inner region 24 of the track sill 1. In this case, too, there is an increased resistance against the loosening of the track sill 1 in the track bed 100.
  • the at least one anchoring element 7 pointing away from both the inner region 24 of the track sill 1, and additionally be executed pointing in the interior 24.
  • the respective side element 6 and the at least one anchoring element 7 are made in one piece.
  • the avoidance of joints allows a particularly simple production, since in a single step the cross section can be formed.
  • the fibers can be Breakage be guided by the side part 6 in the anchoring element 7.
  • the one-piece design improves the power flow within the track sill. 1
  • FIG. 14 shows a variant of the track sill 1 in which it is designed as a closed hollow profile. This results in a certain material savings with only a slight reduction in stiffness. Due to the formed cavity 25, the damping properties of the track sill 1 are improved by a further, since the elasticity of the track sill 1 is positively influenced by the cavity 25.
  • the cavity 25 of the hollow profile through which the track sill 1 is formed is filled with at least one filling element and / or one filling medium 9. This allows an adaptation of the weight of the track threshold 1 to different requirements. Furthermore, by the filling body and / or the filling medium 9, the noise, and the sound and vibration damping, are decisively influenced.
  • bulk material preferably offset with a binder
  • filling medium 9 For example, bulk material, preferably offset with a binder, may be provided as filling medium 9.
  • most bulk materials are inexpensive and almost everywhere available, on the other hand, this offers the simplest possible filling of the track sill 1 or its cavity 25.
  • the bulk material or the binder properties such as weight and the ability of the track sill 1 sound or to absorb vibrations are decisively influenced.
  • a multi-part track sleeper 1 as shown only schematically in FIG. 15, is also conceivable.
  • the track sleeper 1 is formed from an upper shell 26 and a lower shell 27, wherein after filling the upper shell 26, the lower shell 27 is used. Upper shell 26 and lower shell 27 of the track sill 1 can then be connected to each other, for example by an adhesive joint 29. It is possible to transport the still unfilled track sleepers 1 into the area of your future place of use, whereby the weight during transport is considerably reduced. Only at the place of use does the track sleeper 1 receive its final properties as a result of filling.
  • the upper element 4 has a number of first passages 10 for the direct or indirect attachment of rails 31. Depending on the arrangement and number of first passages 10, different clamping and fastening systems for rails 31 can be used. If the upper element 4 already has the first passages 10, it is not necessary to subsequently adapt or modify the track sleeper 1 in the course of laying on site. Furthermore, it is possible to consider the first passages 10 already during the production or lamination of the track sleeper 1.
  • the shape of the first passages 10 is to be chosen such that the direct or indirect fastening of rails 31 is made possible. In this case, for example, circular, oval or polygonal contours of the passages 10 come into consideration.
  • An indirect fastening provides that the rails 31 is connected only indirectly, ie with an intermediate element, with the track sill 1. For this purpose, for example, be provided that the number and arrangement of the first passages 10, the assembly of ribbed plates 1 1 allowed.
  • Ribbed plates 1 1 represent a known and customary indirect rail fastening means between rail 31 and track sill 1. Also in "normal" wood, concrete or steel sills, a ribbed plate 1 1 made of steel is attached. The laterally arranged ribs 1 1 1 of this ribbed plate 1 fix the rails 31 in the transverse direction and provide the track securing for the required hold.Fastening elements, the ribbed plates 1 1 are attached to the track sill 1.
  • the ribbed plates 1 1 are connected to the track sill 1 via usually two or four screw connections
  • a ribbed plate 1 1 is introduced, for example laminated, during the production of the track sill 1.
  • Clamping plates 12 or tensioning clamps 13 are again formed on the ribbed plate 1 1 arranged over which e the rails 31 are connected to the ribbed plate 1 1 or indirectly to the track sill 1.
  • Both clamping plates 12 and clamps 13 are in a known manner an elastic connection between rails 31 and ribbed plate 1 1.
  • the clamping plates 12 or clamps 13 provide in a known manner for vertical clamping forces that prevent, for example, the tilting of the rails 31.
  • Figure 17 shows only by way of example and schematically the direct mounting of a rail 31 on the sill 1 by means of tension clamp 13.
  • the tension clamp 13 is supported in a known manner via an angled guide plate 32 on the sill 1 from.
  • the angle guide plate 32 can be arranged on the upper element 4 of the track sill 1 in a different manner, for example countersunk, or the angle guide plate 32 can be entirely omitted.
  • the angle guide plate 32 is in a known manner only a transversely elastic support member which can absorb occurring transverse forces by elastic deformation.
  • the first passages 10 are to be selected so that support elements 33, which replace the ribs 1 1 1 of the ribbed plate 1 1 are to be attached to the track sill 1.
  • These support elements 33 are provided in the transverse direction of the rail 31, advantageously on both sides.
  • support elements 33 may also be formed directly on the upper element 4 of the track sill 1.
  • the support elements 33 can be formed as ribs or webs, nubs, or the like, as it is exemplified in Figure 17.
  • Support support elements 31 Such, formed directly on the upper element 4 of the track sill supporting elements 33 may also be provided in connection with the above-described indirect mounting of the rails 31, for example, to give a ribbed plate 1 1 additional lateral support.
  • the direct mounting of the rail 31 on the track sill 1 the number of necessary parts can be reduced, which naturally results in an economic advantage in terms of costs, transportation, warehousing, ordering and the like.
  • one or more reinforcing elements 14 can be inserted or applied in or on the upper element 4 at least in the area of the first passages 10.
  • the reinforcing element or elements 14 have second passages 15, which are arranged in alignment with the first passages 10 on the upper element 4.
  • Such reinforcing elements 14 can of course also in a variant of the track sill 1 as shown in Figures 1, 2 and 1 1 to 13, ie without cavity 25, be on or applied.
  • adhesive bonds or the like FIGS. 16 and 17 show, by way of example only, two reinforcing elements 14 in the region of the first passages 10.
  • the reinforcing elements 14 can, for example, replace the counter plate 28 usually required for the ribbed plate 11, as shown in FIG. 16. This is usually arranged on the track bed 100 facing surface 20 of the upper element 4 and the track sill 1. In particular, in that area in which the rails 31 come to rest on the track sill 1, the reinforcing elements 14 thereby contribute to an improved dissipation of the forces. By saving a loose counter-element in the form of the aforementioned counter-plate 28, in turn, results in a smaller number of components, whereby the above-mentioned, economic advantage in turn come to fruition.
  • the coaxial second passages 15 allow a conventional mounting of the Kiemmund mounting systems for rails 31, for example by means of screw through the track sill 1 and the top member 4.
  • a further possible saving of components results when the second passages 15 in the reinforcing elements 14 have an internal thread 16.
  • fastening screws for the ribbed plate 1 1 or the clamping plates 12 or clamping clamps 13 can be screwed directly into the reinforcing elements 14. This eliminates, for example, lock nuts and possibly associated anti-rotation. This reduces the number of components and reduces costs.
  • a further simplified installation of the clamping and fastening systems for rails 31 is realized.
  • a further variant shown schematically in FIG. 18 provides that, instead of the first and second passages 10 and 15, the top element 4 has a number of fastening elements 30 for receiving clamping systems for direct or indirect fastening of rails 31, which are connected to the top element are firmly connected.
  • the reinforcing elements 14 can be provided with fastening elements 30 having external thread. This makes it possible to attach clamping systems without additional fastening elements, such as screws or the like, on the upper element 4. Additional, loose parts are eliminated and the installation of the clamping systems is simplified by another. For this purpose, either a ribbed plate 1 1, for the previously described indirect mounting a rail 31 are attached. Also, the attachment of clamping plates 12 or tension clamps 13 for the direct mounting of the rail 31 on the track sill 1 is possible on the fastening elements 30.
  • Both number and type of fasteners 30 is to be considered as exemplary in Figure 18 and can be selected according to the mounting options just mentioned.

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Abstract

Gleisschwelle (1) aus einem Faserverbundwerkstoff wobei die Gleisschwelle (1) durch ein Oberelement (4) und zumindest zwei, vom Oberelement (4) in die gleiche Richtung abstehenden Seitenelementen (6), ausgeführt ist.

Description

TEXTILVERSTÄRKTE KOMPOSIT-GLEISSCHWELLE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleisschwelle aus einem Faserverbundwerkstoff.
Um eine Distanzhaltung der Schienen bzw. die Ableitung der Fahrzeugkräfte auf das Gleisbett z.B. aus Schotter bzw. eine Unterkonstruktion zu ermöglichen, finden im Eisenbahn- Gleisbau in bekannter Weise sogenannte Gleisschwellen Anwendung.
Dabei finden unterschiedliche Werkstoffe für Gleisschwellen Verwendung. Bekannte Vertreter der unterschiedlichen Gleisschwellen stellen dabei die Holzschwelle, die Stahlschwelle und die Betonschwelle dar. Vereinzelt finden auch Kunststoffschwellen Nutzung.
Die derzeit verwendeten Gleisschwellen weisen jedoch, je nach genutztem Werkstoff, ver- schiedene Nachteile auf.
Beispielsweise werden Gleisschwellen aus Holz, um eine gewisse Resistenz gegen Umwelteinflüsse zu erreichen, mit Imprägniermittel behandelt. Etwa ein Drittel des auf die Gleisschwelle aus Holz aufgebrachten Imprägniermittels wird im Laufe der Einsatzzeit der Gleisschwelle an die Luft und das Erdreich abgegeben. Dabei ist zu bemerken, dass die abgege- benen Bestandteile der Imprägniermittel zum einen schwer biologisch abbaubar und zum anderen giftig für Wasserorganismen und krebserregend sind. Trotz der Imprägnierung ist die Nutzungsdauer von Holzschwellen infolge der mechanischen Beanspruchungen und des Bakterienbefalls begrenzt. Diese müssen daher in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden. Ausgetauschte Holzschwellen stellen aufgrund dieser Imprägnierung Sondermüll dar und müssen entsprechend aufwendig entsorgt werden, was oftmals mit verhältnismäßig hohen Kosten verbunden ist.
Gleisschwellen aus Beton weisen im Gegensatz zu den Holzschwellen eine Oberfläche mit sehr geringer Elastizität auf. Die Betongleisschwelle passt sich daher bei einer Überfahrt eines Fahrzeuges dem Schotter des Gleisbettes nicht an. An den Kontaktstellen zum Gleis- bett bilden sich somit hohe Kontaktspitzen bzw. punktuelle Kräfte, welche den Schotter des Gleisbettes schädigen. Der dadurch nach und nach zerkleinerte Schotter muss daher, um einer Verschlechterung der Gleislage vorzubeugen, in Abhängigkeit der Beanspruchung vorzeitig ausgetauscht bzw. das Gleisbett saniert werden.
Gleisschwellen aus Stahl haben, im Vergleich zu den bereits genannten Holzschwellen, eine höhere Lebensdauer. Wie auch bei der Betonschwelle bilden sich bei der Stahlschwelle ebenfalls die zuvor erwähnten Kontaktspitzen, welche zu einer Schädigung des Gleisbettes führen und eine frühzeitige Gleissanierung notwendig machen. Des Weiteren ist aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit eine elektrische Isolierung vorzusehen, die erhöhte Schallentwicklung stellt ebenfalls ein Problem dar.
Die DE 699 38 308 T2 offenbart eine Gleisschwelle aus einem Kunststoffverbundwerkstoff. Dabei werden Verstärkungsfasern nebeneinander und über- bzw. untereinander in Längs- richtung der Gleisschwelle angeordnet. Die Verstärkungsfaser verlaufen daher lediglich in Längsrichtung der Gleisschwelle bzw. unidirektional. Nachteilig ist jedoch zu sehen, dass eine klassische Formgebung mit rechteckigem Querschnitt in Betracht gezogen ist. Dadurch ist ein hoher Faseranteil, insbesondere bei unidirektionaler Anordnung der Verstärkungsfasern notwendig, um über den gesamten Querschnitt den genutzten Kunststoff zu verstärken. Die Vorteile, welche sich durch einen Faserwerkstoff ergeben, werden dabei nicht vollständig ausgenutzt. Dadurch wird der mögliche Gewichtsvorteil bei Verwendung von Faserwerkstoffen nicht entsprechend der Möglichkeiten genutzt. Weiters ist der hohe Anteil an Fasern mit hohen Kosten verbunden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin eine kostengünstige und tech- nologisch vorteilhafte Alternative zu der Gleisschwelle des Standes der Technik zu bieten.
Die Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, dass die Gleisschwelle durch ein Oberelement mit zumindest zwei, vom Oberelement in die gleiche Richtung abstehenden Seitenelementen, ausgeführt ist. Im Vergleich zum klassischen rechteckigen Querschnitt einer Gleisschwelle, beispielsweise einer Holzschwelle, wird die Kontaktfläche zum Gleisbett, beispielsweise zu Schotter, durch welchen das Gleisbett gebildet wird, wesentlich erhöht. Grund dafür ist, dass auch die inneren Flanken der Seitenelemente zur Übertragung der auftretenden Kräfte insbesondere in Gleislängsrichtung, also quer zu den Längsseiten der Gleisschwelle, beitragen. Weiters lassen sich die einzelnen Gleisschwellen, je nach Anordnung der Seitenelemente, ineinander ragend stapeln Dadurch besteht ein geringerer Platzbedarf bei der Lagerhaltung als bei der gleichen Anzahl von Gleisschwellen in herkömmlicher Bauweise bzw. mit rechteckigem Querschnitt.
Durch eine derartige Ausführung der Gleisschwelle kommt es durch die Belastung bei der Überfahrt der Gleisschwelle, insbesondere durch die Verwendung eines Faserverbundwerkstoffes, zu einer elastischen Verformung der Gleisschwelle. Ein derartiges, elastisches Ver- halten würde der Fachmann als nachteilig ansehen, da es durch eine hohe Elastizität nicht möglich erscheint eine dauerhafte, geometrisch richtigen Lage der Gleisschwelle im Gleisbett bzw. im Schotter aus welchem das Gleisbett gebildet wird, zu gewährleisten. Durch das elastische Verhalten bzw. die Möglichkeit der Gleisschwelle„auszubauchen" ist vorerst bei den üblichen hohen Belastungen von einer verhältnismäßig schnellen Verschlechterung der Gleislage durch die Verschiebung der Gleisschwelle auszugehen. Tatsächlich wird jedoch dadurch, dass die Seitenelemente der Gleisschwelle im Zuge der bestimmungsgemäßen Verwendung der Gleisschwelle in einem Gleiskörper, im Gleisbett eingebracht sind, ein Ausweichen, beispielsweise durch den Schotter aus welchem das Gleisbett gebildet ist, behindert. Als Gleiskörper wird dabei die Gesamtheit aus Schienen, Gleisschwellen und Unterbau, beispielsweise einem Gleisbett aus Schotter, bezeichnet.
Durch die mögliche Verformung der Gleisschwelle kommt es überraschenderweise zu einem zusätzlichen „Verspannen",„Verkeilen" bzw.„Verankern" der Gleisschwelle im Gleisbett, wodurch ein eventuelles Lockern der Gleisschwelle wirkungsvoll verhindert wird. Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Gleisschwelle in einem Gleiskörper, kommt es naturgemäß auch bei den benachbart angeordneten Gleisschwellen zu einer derartigen Verformung. Durch die auftretenden Kräfte kommt es gerade bei der Belastung der Gleisschwellen zu einem Verdichten des Gleisbettes zwischen den einzelnen Gleisschwellen und einem„Verspannen" der Gleisschwellen im Gleisbett. Durch den gewählten Werkstoffe und die Formgebung der erfindungsgemäßen Gleisschwelle kommt es daher, entgegen der ersten Vermutung, zu einer entscheidenden Verbesserung in Bezug auf dauerhafte, geometrisch richtigen Lage der Gleisschwelle im Gleisbett.
Durch einen erfindungsgemäßen Querschnitt mit einem Oberelement und zumindest zwei Seitenelementen wird weiters, trotz Material- und Gewichtsersparnis, eine hohe Biegesteifig- keit in Längsrichtung der Gleisschwelle erreicht. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Oberelement und die Seitenelemente einteilig ausgeführt sind. Bei besonders effizienter Fertigung kommt es weiters zu einem verbesserten Kraftfluss innerhalb der Gleisschwelle. Ein nachträgliches Fügen der einzelnen Bauteile, beispielsweise durch Verkleben oder Verschrauben ist nicht notwendig.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Gleisschwelle zumindest eine Querstütze auf- weist, welche sich zumindest teilweise quer zur Längsrichtung der Gleisschwelle erstreckt und zwischen den Seitenelementen und/oder an zumindest einem der Seitenelemente angeordnet ist. Die zumindest eine Querstütze erlaubt es Querkräfte, wie sie im Betrieb auftreten können an den Gleiskörper, beispielsweise ein Gleisbett aus Schotter, zu übertragen.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Gleisschwelle an zumindest einer der beiden Stirnseiten der Gleisschwelle die zumindest eine Querstütze angeordnet ist. Dadurch ist über die gesamte Länge der Gleisschwelle gleichbleibender Querschnitt gewährleistet, wodurch Unterbrechungen in der Oberfläche und im Kraftfluss vermieden werden. Weiters erlaubt eine derartige Anordnung der zumindest einen Querstütze auch eine vereinfachte Fertigung bzw. Herstellung der Gleisschwelle. Die längsseitige Kontur wird dadurch nicht in Querrich- tung unterbrochen und eventuell verwendete Formen können mit geringerer Komplexität ausgeführt werden, wodurch wiederum Kosten eingespart werden können.
Eine Vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass sich die Querstütze vom Oberelement ausgehend über zumindest die gesamte Stirnseite der Gleisschwelle und über diese hinweg erstreckt. Dadurch wird das Profil durch die zumindest eine Querstütze zumindest einseitig geschlossen. Mögliche Bewegungen des Gleisbettes werden dadurch eingeschränkt. Weiters wird dadurch eine möglichst große Fläche zur Übertragung der auftretenden Querkräfte genutzt.
Vorteilhafter Weise ist weiters vorgesehen, dass an beiden Stirnseiten der Gleisschwelle zumindest eine Querstütze angeordnet ist. Dadurch wird eine möglichst große Fläche zur Übertragung der auftretenden Querkräfte genutzt.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Oberelement die Seitenelemente und die zumindest eine Querstütze einteilig ausgeführt sind. Abermals kommt eine besonders effiziente Fertigung bei verbesserten Kraftfluss zum Tragen. Ein nachträgliches Fügen der einzelnen Bau- teile, beispielsweise durch Verkleben oder Verschrauben ist nicht notwendig.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Faserverbundwerkstoff zumindest aus einer Trägermatrix und einem darin eingebetteten Faserwerkstoff gebildet ist. Sowohl durch die Trägermatrix, als auch durch die Auswahl des Faserwerkstoffes lassen sich durch unterschiedliche Kombinationen die Eigenschaften der Gleisschwelle beeinflussen. Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Faserwerkstoff in Form eines zumindest einlagigen Gewebes in die Trägermatrix eingebracht ist. Gewebe sind weitläufig erhältlich und weisen eine mehr- bzw. multiaxiale Struktur auf. Auf diese Weise können Kräfte in unterschiedlichen Richtungen aufgenommen werden. Durch die gute und schnelle Verfügbarkeit von Geweben ergeben sich naturgemäß wirtschaftliche Vorteile. Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Faserwerkstoff in Form eines multiaxialen Geleges in die Trägermatrix eingebracht ist. Ein Gelege weist ebenfalls einen multiaxialen Faserverlauf auf wodurch Kräfte gut aufgenommen und verteilt werden können. Verglichen mit dem Weben üblicher Fasergewebe ergeben sich für die Fasern, welche für die Aufnahme der auftretenden Kräfte vorgesehen sind, in Gelegen keine Umlenkradien. Die Fasern in An- Ordnung eines Geleges bzw. der Faserverbundwerkstoff ist daher wesentlich höher belastbar als ein Gewebe. Die Fixierung bzw. Lagestabilisierung des Geleges erfolgt mithilfe der Trägermatrix. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das multiaxiale Gelege durch zumindest eine gestrickte Stützfaser stabilisiert wird. Die Fixierung bzw. Stabilisierung des Geleges erfolgt durch verstricken mit zumindest einer Stützfaser. Ein derartiges, mittels zumindest einer Stützfaser stabilisiertes Gelege lässt sich leicht handhaben, da es, ähnlich einem Gewebe, einen mattenartigen Charakter aufweist. Dabei ist jedoch eine wesentlich höhere Elastizität, bei geringer Belastung der einzelnen Fasern gegeben als bei herkömmlichen Geweben.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Faserwerkstoff in Form zumindest eines Schlauches in die Trägermatrix eingebracht ist. Ein Schlauch weist einen in sich geschlossenen Faserverlauf auf, weshalb durch die Verwendung eines Schlauches ein verbesserter Kraft- fluss gewährleistet werden kann. Weiters ergibt sich die Möglichkeit durch zusammendrücken des Schlauchs die doppelte Materialstärke nutzen zu können ohne den Faserverlauf zu unterbrechen.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die beiden Längsseiten des Oberelements, an deren den Seitenelementen gegenüber liegenden Seite, abgeschrägt und/oder abgerundet ausgeführt sind. Dies erhöht einerseits die Widerstandsfähigkeit der Gleisschwelle da keine scharfen Kanten mechanischen Einflüssen beispielsweise losem Schotter ausgesetzt sind. Andererseits wird dadurch die Stapelbarkeit der Gleisschwellen wesentlich verbessert wodurch sich entscheidende Vorteile beim Transport und der Lagerung ergeben. Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass zumindest ein Seitenelement an dessen dem
Oberelement abgewandten Ende zumindest ein Verankerungselement aufweist. Ein derartiges Verankerungselement stellt eine zusätzliche Lagesicherung der Gleisschwelle im Gleisbett dar. Durch das zumindest eine Verankerungselement, wird das Risiko, dass sich die Gleisschwelle in Folge von Vibrationen oder auch Wärmespannungen mit den daran befes- tigten Schienen aus dem Gleisbett löst, minimiert.
Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass das zumindest eine Verankerungselement als, sich über die gesamte Länge des Seitenelements erstreckender, vom durch den Querschnitt der Gleisschwelle gebildeten Innenbereich weg- und/oder in den Innenbereich hineinweisender Steg ausgebildet ist. Dadurch ist ein über die gesamte Länge der Gleisschwelle gleichblei- bender Querschnitt gewährleistet, wodurch Unterbrechungen in der Oberfläche und im Kraft- fluss vermieden wird. Weiters wird jene Fläche welche dem Lösen der Gleisschwelle aus dem Gleisbett entgegenwirkt vergrößert, wodurch sich der Sicherungseffekt gegen ein Ausheben aus dem Gleisbett bzw. dem Lockern der Gleisschwelle erhöht. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das jeweilige Seitenelement und das zumindest eine Verankerungselemente einteilig ausgeführt sind. Dies erlaubt eine besonders einfache Fertigung, da in einem einzelnen Arbeitsschritt der Querschnitt ausgebildet werden kann. Weiters verbessert die einteilige Ausführung den Kraftfluss innerhalb der Gleisschwelle. Vorteilhaft ist weiters vorgesehen, dass die Gleisschwelle als geschlossenes Hohlprofil ausgeführt ist. Dies erlaubt es die Gleisschwelle mit geringstmöglichem Materialaufwand auszuführen.
In Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass der Hohlraum des Hohlprofils mit zumindest einem Füllelement und/oder einem Füllmedium ausgefüllt ist. Dies erlaubt eine Anpassung des Gewichtes der Gleisschwelle an unterschiedliche Anforderungen. Weiters kann durch den Füllkörper und/oder dem Füllmedium die Geräuschentwicklung, bzw. die Schall- und Vibrationsdämpfung, entscheidend beeinflusst werden.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen dass, das Füllmedium Schüttgut, vorzugsweise versetzt mit einem Bindemittel, ist. Zum einen sind die meisten Schüttgüter kostengünstig und nahe- zu überall verfügbar, zum anderen bietet sich dadurch ein möglichst einfaches Befüllen der Gleisschwelle bzw. deren Holraumes. Dies erlaubt es die noch ungefüllten Gleisschwellen in den Bereich Ihres zukünftigen Verwendungsortes zu transportieren, wobei das Gewicht während des Transportes erheblich reduziert ist. Erst am Einsatzort erhält die Gleisschwelle infolge des Befüllens ihre endgültigen Eigenschaften. Diese können durch Auswahl des Fü II- mediums reguliert werden.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Oberelement eine Anzahl an ersten Durchlässen zur direkten oder indirekten Befestigung von Schienen aufweist. Je nach Anordnung, Form und Anzahl der Durchlässe können unterschiedliche Klemm- und Befestigungssysteme für Schienen zur Anwendung kommen. Weist das Oberelement die Durchlässe bereits auf, ist ein nachträgliches Anpassen bzw. Bearbeiten der Gleisschwelle im Zuge des Verlegens am Einsatzort nicht notwendig.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass im oder am Oberelement zumindest im Bereich der ersten Durchlässe ein oder mehrere Verstärkungselemente ein- oder aufgebracht sind und die Verstärkungselemente zweite Durchlässe aufweisen, welche zu den ersten Durchlässen am Oberelement fluchtend angeordnet sind. Die Verstärkungselemente tragen insbesondere im Bereich der Schienenauflage zu einer verbesserten Ableitung der Kräfte bei. Die fluchtenden Durchlässe erlauben eine übliche Montage der Klemmsysteme wie beispielsweise Rippenplatten, Klemmplatten oder Spannklemmen welche zu deren Fixierung durch das Oberelement hindurchragende Befestigungselemente aufweisen. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die zweiten Durchlässe in den Verstärkungselementen ein Innengewinde aufweisen. Dadurch können Befestigungsschrauben ohne entsprechende Gegenmuttern genutzt werden. Dadurch entfallen zum einen die Muttern selbst und zum anderen Verdrehsicherungen für die Muttern, die es erlauben die Schrauben von einer Seite problemlos anzuziehen. Dadurch wird die Anzahl an Bauteilen wiederum verringert bzw. Kosten reduziert. Weiters ist eine nochmals vereinfachte Montage der Klemmsystemen für Schienen realisiert.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das Oberelement eine Anzahl an Befestigungselementen zur Aufnahme von Klemmsystemen für direkte oder indirekte Befestigung von Schienen aufweist, welche mit dem Oberelement fest verbundenen sind. Dies erlaubt es Klemmsysteme ohne zusätzlichen Befestigungselementen wie beispielsweise Schrauben oder dergleichen am Oberelement zu befestigen. Zusätzliche, lose Teile entfallen und die Montage der Klemmsysteme wird um ein weiteres vereinfacht. Zur Anwendung kommt die erfindungsgemäße Gleisschwelle in einem Gleiskörper, wobei der Gleiskörper aus zumindest zwei Schie- nen, zumindest zwei Gleisschwellen und einem Unterbau gebildet wird, und die zumindest zwei Schienen auf den zumindest zwei Gleisschwellen befestigt sind und die zumindest zwei Gleisschwellen auf und/oder innerhalb des Unterbaus angeordnet sind. Dabei kann der Unterbau beispielsweise durch ein Gleisbett aus Schotter gebildet sein.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 18 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 die Erfindungsgemäße Gleisschwelle in einer vorteilhaften Ausgestaltung,
Fig.2 den Querschnitt der erfindungsgemäßen Gleisschwelle in ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz, Fig.3 den Querschnitt einer Gleisschwelle nach Stand der Technik in ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz,
Fig. 4 und 5 die Verformung der Gleisschwelle unter Belastung, Fig. 6 die Gleisschwelle in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, Fig. 7 die Gleisschwelle in ihrer Längsrichtung im Gleisbett eingebracht, Fig. 8 den Faserwerkstoff in Form eines Gewebes,
Fig. 9 den Faserwerkstoff in Form eines multiaxialen Geleges, Fig. 10 den Faserwerkstoff in Form eines verstrickten, multiaxialen Geleges,
Fig. 1 1 und 12 den Querschnitt der Gleisschwelle in unterschiedlichen vorteilhaften Varianten,
Fig. 13 den Querschnitt der Gleisschwelle in einer weiteren Variante, Fig. 14 den Querschnitt der Gleisschwelle in einer besonders vorteilhaften Variante,
Fig. 15 den Querschnitt der Gleisschwelle im Falle einer mehrteiligen Ausführung,
Fig. 16 einen Teil des Querschnitts der Gleisschwelle in Verbindung mit üblichen Schienenbefestigungsmittel und einer Schiene,
Fig. 17 ein Beispiel für die direkte Befestigung mittels Spannklemmen, Fig. 18 einen Teil des Querschnitts der Gleisschwelle in Verbindung mit einer Anzahl an Befestigungselementen.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Gleisschwelle 1 in einer vorteilhaften Ausgestaltung. Die Gleisschwelle 1 wird dabei durch ein Oberelement 4 und zumindest zwei, vom Oberelement 4 in die gleiche Richtung abstehenden Seitenelementen 6 gebildet. „Abstehend" bedeutet hierbei, dass sich ein Seitenelement 6 aus einer der beiden größeren Seitenflächen des Oberelements 4 heraus erstreckt und mit dem Oberelement 4 einen Winkel ß (Fig.2) einschließt, wobei gilt 0° < ß < 180°.„In die gleiche Richtung" bedeutet, dass die Seitenelemente 6 von derselben Seitenfläche des Oberelements 4 abstehen, beispielsweise von der zum Gleisbett 100 weisenden Oberfläche 20 des Oberelements 4 wie in Fig.2 dar- gestellt.
Weiters weist die in Figur 1 dargestellte Gleisschwelle 1 zumindest eine Querstütze 8 auf, welche sich zumindest teilweise quer zur Längsrichtung der Gleisschwelle 1 erstreckt und zwischen den Seitenelementen 6 und/oder an zumindest einem der Seitenelemente 6 angeordnet ist.A3 Als Längsrichtung der Gleisschwelle 1 ist dabei jene Richtung anzusehen in welcher die Gleisschwelle ihre größte Erstreckung bzw. ihre Längserstreckung aufweist. In Figur 1 sind lediglich zwei Seitenelemente 6 am Oberelement 4 im Bereich dessen Längsseiten angeordnet, wodurch die Gleisschwelle 1 einen annähernd U-förmigen Querschnitt aufweist. Dies ist jedoch als lediglich beispielhaft anzusehen. Natürlich kann zumindest eines der Seitenelemente 6 auch von den Längsseiten des Oberelements 4 beabstandet angeord- net sein. Auch eine Variante, bei welcher mehr als zwei Seitenelemente 6 genutzt werden und diese vom Oberelement 4 abstehend angeordnet sind, ist durchaus denkbar. Beispiels- weise kann die Anordnung von drei Seitenelementen 6 zu einem annähernd E-förmigen Querschnitt führen.
Ein jeweiliges Seitenelement 6 schließt mit dem Oberelement 4 einen Winkel ß von annähernd 90° ein, wie es beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist. Auch dies ist lediglich beispiel- haft gewählt. Der zwischen Oberelement 4 und einem Seitenelement 6 eingeschlossene Winkel ß kann selbstverständlich auch von 90° abweichend gewählt werden.
Weiters ist anzumerken, dass die Seitenelemente 6 nicht zwangsläufig über die gesamte Längserstreckung der Gleisschwelle 1 durchgängig angeordnet sein müssen. Auch eine zueinander parallele Anordnung der Seitenelemente 6 oder auch deren parallele Anordnung zur Längserstreckung der Gleisschwelle 1 bzw. des Oberelements 4, ist nicht zwingend notwendig.
Sind zwei Seitenelemente 6 vorgesehen, ergibt sich zumindest in einem Abschnitt der Längserstreckung der Gleisschwelle 1 ein annähernd U-förmiger Querschnitt. In weiterer Folge wird lediglich beispielhaft von einer derartigen Variante, mit zwei Seitenelementen 6 ausgegangen und daher, in nicht einschränkender Weise, von einem annähernd U-förmigen Querschnitt gesprochen.
Durch den annähernd U-förmigen Querschnitt in Kombination mit der Nutzung eines Faserverbundwerkstoffs ergibt sich eine Reihe an Vorteilen. Bei geringem Materialaufwand weist die Gleisschwelle 1 bei annähernd U-förmigen Querschnitt eine ausreichend hohe Biegestei- figkeit in Längsrichtung der Gleisschwelle 1 auf. Schon alleine durch die Formgebung ergibt sich ein Gewichtsvorteil gegenüber den Gleisschwellen nach Stand der Technik. Durch den Einsatz eines Faserverbundwerkstoffs wird der Gewichtsvorteil weiter verstärkt. Das geringere Gewicht ist insbesondere bei der Handhabung der Gleisschwelle 1 und bei deren Transport von Vorteil. Weiters lässt sich die erfindungsgemäße Gleisschwelle 1 durch deren annä- hernd U-förmigen Querschnitt ggf. ineinander ragend stapeln, wodurch ein geringerer Platzbedarf bei der Lagerhaltung besteht, als bei der gleichen Anzahl von Gleisschwellen in herkömmlicher Bauweise bzw. mit rechteckigem Querschnitt.
Die Lagestabilität innerhalb eines Gleisbettes 100, insbesondere in Längsrichtung der Gleisschwelle 1 , wird durch zumindest eine Querstütze 8 gewährleistet. Als Gleisbett 100 wird eine Art des Unterbau bezeichnet, auf weichen die Gleisschwelle 1 bei ihrer erfindungsgemäßen Verwendung zum liegen kommt. Ein Gleisbett 100 wird dabei üblicherweise aus Schüttgut in Form von Schotter gebildet. Dadurch weist das Gleisbett 100 die notwendige Elastizität auf um vibrations- und schalldämpfend zu wirken. Der Unterbau kann beispiels- weise auch durch die Unterkonstruktion einer Brücke aus Stahl, Beton oder ähnlichem gebildet werden.
Die Querstütze 8 ist in Figur 1 lediglich beispielhaft als quer zur Längsrichtung der Gleisschwelle 1 zwischen den Seitenelementen 6 eingebrachter Steg dargestellt. Diese Quer- stütze 8 verhindert ein seitliches Verschieben der Gleisschwelle 1 innerhalb des Gleisbettes 100. Insbesondere bei der Verlegung in Kurven wirken beim Überfahren des Gleiskörpers, Kräfte in Längsrichtung der Gleisschwelle 1 . Diese würden ohne Querstütze 8 zum seitlichen Verschieben der Gleisschwelle 1 führen. Unter Gleiskörper wird in diesem Zusammenhang eine Anordnung, bestehend aus zumindest zwei Schienen 31 , zumindest zwei Gleisschwel- len 1 und einem Unterbau verstanden. Dabei sind die zumindest zwei Schienen 31 auf den zumindest zwei Gleisschwellen 1 befestigt. Die zumindest zwei Gleisschwellen 1 sind auf und/oder innerhalb des zuvor beschriebenen Unterbaus angeordnet. Figur 7 zeigt dazu lediglich beispielhaft den Querschnitt eines solchen Gleiskörpers.
Die in Figur 1 dargestellte Variante der Querstütze 8 ist selbstverständlich lediglich beispiel- haft zu sehen. Natürlich sind auch eine Reihe an anderen Ausführungsvarianten der Querstütze 8 oder auch mehrere Querstützen 8 denkbar. Dabei muss lediglich sichergestellt sein, dass ein seitliches Verschieben der Gleisschwelle 1 im Gleisbett 100 verhindert wird. Natürlich kann die Querstütze 8 auch außerhalb des durch den annähernd U-förmigen Querschnitt gebildeten Innenbereichs 24 angeordnet sein. Beispielsweise in Form einer sich zumindest teilweise quer zur Längsrichtung der Gleisschwelle 1 erstreckenden Lasche, eines Bügels oder dergleichen.
Findet die Gleisschwelle 1 Verwendung auf einem anderen Unterbau als einem zuvor beschriebenen Gleisbett 100 ist eine derartige Querstütze 8 nicht zwingend notwendig. Dabei sei wiederholt und lediglich beispielhaft eine Unterkonstruktion einer Brücke genannt. Derar- tige Unterkonstruktionen bzw. Unterbauten weisen bereits Aufnahmen oder Führungen für jede Art von Gleisschwellen auf. Diese werden beispielsweise durch Profile, zwischen denen die Gleisschwelle 1 angeordnet ist gebildet, welche ein seitliches Verschieben der Gleisschwelle 1 verhindern.
Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Gleisschwelle 1 ergeben sich weitere Vortei- le. Figur 2 zeigt die Gleisschwelle 1 in ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz, eingebracht in ein Gleisbett 100. Im Vergleich dazu zeigt Figur 3 eine Gleisschwelle nach Stand der Technik. Dabei wird offensichtlich, dass im Vergleich zu einer Gleisschwelle nach Stand der Technik, beispielsweise einer Holzschwelle, mit rechteckigem Querschnitt, durch den annähernd U-förmigen Querschnitt die Kontaktfläche zum Gleisbett 100 wesentlich erhöht wird. Grund dafür ist, dass auch die inneren Flanken 21 des annähernd U-förmigen Querschnitts bzw. der Seitenelemente 6 zur Übertragung der auftretenden Kräfte beitragen. Kommen mehr als zwei Seitenelemente 6 zur Anwendung, verstärkt sich dieser Vorteilhafte Effekt. Wie in Anbetracht von Figur 3 nachvollziehbar wird, wird der Kontakt der Gleisschwelle 1 über die äußeren Flanken 23, die inneren Flanken 21 und die vom Oberelement 4 wegwei- senden Stirnflächen 22 der Seitenelemente 6 zum Gleisbett 100 hergestellt. Weiters wirkt die zum Gleisbett 100 weisende Oberfläche 20 des Oberelements 4. Bei einem rechteckigen Querschnitt, wie er beispielsweise bei einer Holzgleisschwelle üblich ist und in Figur 3 dargestellt ist, ist die Kontaktfläche um die beiden inneren Flanken 21 der Seitenelemente 6 reduziert. Der Umstand der erhöhten Kontaktfläche zum Gleisbett 100 und der dadurch besseren Abfuhr der Kräfte führt im Weiteren auch dazu, dass das Gleisbett 100 bei Verwendung der vorliegenden Gleisschwelle 1 ein geringeres Volumen aufweisen kann als bei der Verwendung üblicher Gleisschwellen mit rechteckigem Querschnitt. Üblicherweise wird eine gewisse Höhe H des Gleisbettes 100 unterhalb der Gleisschwelle 1 vorgeschrieben. Diese Höhe H des Gleisbettes 100 erlaubt eine gewisse Elastizität des Gleisbettes 100 und eine entsprechende Ableitung auftretender Kräfte in den Untergrund 101. Durch den annähernd U- förmigen Querschnitt der Gleisschwelle 1 , ragt das Gleisbett 100 jedoch in die Gleisschwelle. Die Höhe H des Gleisbettes 100 wird dabei bis zur dem Gleisbett 100 zugewandten Oberfläche 20 des Oberelements 4 gemessen. Wie in Figur 2 erkennbar ist, ist die Gleisschwelle 1 bei einer Höhe H des Gleisbettes 100 bereits im Gleisbett 100„versenkt" bzw. verankert, da durch den annähernd U-förmigen Querschnitt die Seitenelemente 6 bereits in das Gleisbett 100 hineinragen.
In Figur 3 ist erkennbar, dass eine Gleisschwelle mit rechteckigem Querschnitt mit seiner Grundfläche 200 auf dem Gleisbett 100 mit der Höhe H aufliegt. Um eine sichere Veranke- rung der Gleisschwelle mit rechteckigem Querschnitt nach Stand der Technik zu gewährleisten, ist das Gleisbett 100 um einen zusätzlichen, die Gleisschwelle umgebenden Anteil 102 zu ergänzen, was mit einem erhöhten Bedarf an Schotter gleichzusetzen ist. Bei gleicher Lagestabilität und gleicher Höhe H des Gleisbettes 100 unterhalb der Gleisschwelle 1 mit annähernd U-förmigen Querschnitt ergibt sich somit ein geringerer Bedarf an Schotter, durch welchen das Gleisbett 100 gebildet wird.
Durch den gewählten Querschnitt der Gleisschwelle 1 ergibt sich ein weiterer Vorteil im Belastungsfall. Durch die Belastung bei der Überfahrt der Gleisschwelle 1 kommt es, insbesondere durch die Verwendung eines Faserverbundwerkstoffes, zu einer elastischen Verformung der Gleisschwelle 1. Die Verformung ist lediglich schematisch in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Die Seitenelemente 6 neigen dazu„auszubauchen" bzw. in Querrichtung der Gleisschwelle 1 auszuweichen. Dieses Verhalten lässt sich insbesondere durch die Verwen- dung von Faserverbundwerkstoffen durch Anpassen der Faserlage, Faserdicke, Anzahl der verwendeten Fasern, usw. steuern. Die in den Figuren 4 und 5 gewählte Darstellung der Verformung ist selbstverständlich lediglich beispielhaft zu sehen. Natürlich ist auch eine Verformung der Seitenelemente 6 in Richtung des bereits erwähnten Innenbereichs 24 möglich. Ein derartiges, elastisches Verhalten würde der Fachmann als nachteilig ansehen, da es durch eine hohe Elastizität nicht möglich erscheint eine dauerhafte, geometrisch richtigen Lage der Gleisschwelle 1 im Gleisbett 100 bzw. im Schotter zu gewährleisten. Durch das elastische Verhalten bzw. die Möglichkeit der Gleisschwelle 1 sich wie eben beschrieben elastisch zu verformen, ist vorerst bei den üblichen hohen Belastungen von einer verhältnis- mäßig schnellen Verschlechterung der Gleislage durch die Verschiebung der Gleisschwelle auszugehen.
Tatsächlich wird jedoch dadurch, dass die Seitenelemente 6 im Zuge der bestimmungsgemäßen Verwendung der Gleisschwelle 1 im Gleisbett 100 eingebracht sind, ein Ausweichen, beispielsweise durch den Schotter, aus welchem das Gleisbett 100 gebildet ist, behindert. Durch die elastische Verformung der Gleisschwelle 1 kommt es überraschenderweise zu einem zusätzlichen „verspannen",„verkeilen" bzw.„verankern" der Gleisschwelle 1 im Gleisbett 100, wodurch ein eventuelles Lockern der Gleisschwelle 1 wirkungsvoll verhindert wird. Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Gleisschwelle 1 in einem Gleiskörper, kommt es naturgemäß auch bei den benachbart angeordneten Gleisschwellen 1 zu einer derartigen Verformung. Durch die auftretenden Kräfte kommt es gerade bei der Belastung der Gleisschwellen 1 zu einem Verdichten des Gleisbettes 100 zwischen den einzelnen Gleisschwellen 1 und einem„verspannen" der Gleisschwellen 1 im Gleisbett 100. Daher kommt es, entgegen der ersten Vermutung, insbesondere durch die elastische Verformbarkeit der Gleisschwelle, zu einer entscheidenden Verbesserung in Bezug auf dauerhafte, ge- ometrisch richtigen Lage der erfindungsgemäßen Gleisschwelle 1 im Gleisbett 100.
Das elastische Verhalten der erfindungsgemäßen Gleisschwelle 1 erlaubt es, beispielsweise mittels angepasster Sensorik, die Verformung der Gleisschwelle 1 zu erfassen. Beispielsweise ist die Anordnung von Dehn messstreifen denkbar, durch welche die Verformung entsprechend registriert wird. In nachvollziehbarer weise, sind die Verarbeitungs- und Herstellungs- temperaturen bei einer Gleisschwelle 1 aus einem Faserverbundwerkstoff, beispielsweise im Vergleich zur Stahlgleisschwelle, verhältnismäßig gering. Dadurch ist es möglich, dass eine entsprechende Sensorik und/oder ein Datenchip in die Gleisschwelle 1 eingebracht ist, wobei das Einbringen schon bei der Herstellung der Gleisschwelle erfolgen kann. Die Sensorik bzw. Datenchips befinden sich somit unterhalb der Oberfläche der Gleisschwelle und sind äußeren Einflüssen, wie beispielsweise der Witterung, nicht ausgesetzt. Ein nachträgliches Applizieren entsprechender Datenchips oder Sensorik an der Oberfläche der Gleisschwelle 1 wäre ebenfalls möglich, wobei für sicheren Halt bzw. Schutz vor Umwelteinflüssen gesorgt werden muss. Durch die Verwendung derartiger Sensorik und/oder Datenchips kann beispielsweise die zuvor erwähnte Verformung der Gleisschwelle 1 registriert werden, aber auch relevante Fertigungsdaten„in" der Gleisschwelle gespeichert bzw. in bekannter Weise erfasst und ausgegeben werden.
Neben den Vorteilen von Faserverbundwerkstoffen, wie beispielsweise das geringe Gewicht, die Möglichkeit Werkstücke durch die anpassbare Lage der Fasern belastungsoptimiert herzustellen, gute Dämpfungseigenschaften und die hohe Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, ergibt sich im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Gleisschwelle 1 ein weiterer Vorteil. Im Vergleich zu einer Stahlgleisschwelle und insbesondere zu einer Betongleisschwelle zeichnet sich eine Gleisschwelle aus einem Faserverbundwerkstoff durch eine höhere Elastizität an deren Oberfläche aus. Durch die Scharfkantigkeit des Schotters, welcher üblicherweise für das Gleisbett 100 genutzt wird, kommt es an den Kontaktstellen zwischen Schotter und Gleisschwelle 1 zu hohen Kontaktspitzen bzw. punktuellen Kräften. Die- se punktuellen Kräfte schädigen den Schotter des Gleisbettes 100 entsprechend. Infolge der üblichen Belastung des Gleiskörpers bricht der Schotter an diesen Kontaktstellen und wird sukzessive zerkleinert. Im Kontaktbereich zur Stahl- oder Betongleisschwelle ändern sich daher nach und nach die Eigenschaften des Gleisbettes 100. Beispielsweise verringert sich das mechanische und akustische Dämpfungsvermögen des Gleisbettes in negativer Weise. Um dem entgegen zu wirken, ist das Gleisbett 100 in diesem Fall in regelmäßigen Abständen zu erneuern bzw. zu sanieren. Da, wie zuvor bemerkt, eine Gleisschwelle aus einem Faserverbundwerkstoff eine höhere Elastizität an deren Oberfläche aufweist, passt sich die Oberfläche der Gleisschwelle 1 an den Schotter an. Die Kraft bzw. Lastübertragung von den Schienen 31 an das Gleisbett erfolgt somit über vergrößerte Kontaktoberflächen und die er- wähnten Kontaktspitzen verringern sich.
Aus diesem Grund verlängern sich bei Verwendung der erfindungsgemäßen Gleisschwelle 1 die Wartungs- bzw. Sanierungsintervalle für das Gleisbett 100, wodurch im weiteren Kosten eingespart werden können.
Figur 6 zeigt eine Variante der in Figur Gleisschwelle 1. Dabei ist vorgesehen, dass an zu- mindest einer der beiden Stirnseiten 17 der Gleisschwelle 1 zumindest eine zuvor erwähnte Querstütze 8 angeordnet ist. Die Querstütze 8 ist somit an einem axialen Ende der Gleisschwelle 1 angeordnet. Dadurch ist über die gesamte Länge der Gleisschwelle 1 ein gleichbleibender Querschnitt gewährleistet. Eine Unterbrechung in der Oberfläche und somit auch im Kraftfluss kann dadurch vermieden werden. Weiters erlaubt eine derartige Anordnung der zumindest einen Querstütze auch eine vereinfachte Fertigung bzw. Herstellung der Gleisschwelle. Dabei zeigt Figur 6 eine besonders vorteilhafte Ausführung. Zum einen erstreckt sich die Querstütze 8 vom Oberelement 4 ausgehend über zumindest die gesamte Stirnseite 17 der Gleisschwelle 1 und über diese hinweg, zum anderen ist an beiden Stirnseiten 17 der Gleisschwelle 1 zumindest eine Querstütze 8 angeordnet. Dadurch wird die Fläche, mit welcher die Querstütze 8 bzw. die Querstützen 8 entgegen einer seitlichen Verschiebung wirken können, vergrößert bzw. verdoppelt. Durch die vergrößerte Fläche ergibt sich bei gleicher Belastung bzw. gleicher Kraft ein geringerer Druck auf die Querstützen 8. Dadurch wird die Gefahr der zuvor beschriebenen Schädigung des Gleisbettes 100 um ein Weiteres verringert. Figur 7 veranschaulicht, dass sich aus der eben beschriebenen Ausführung ein weiterer Vorteil ergibt. Figur 7 zeigt den Gleiskörper im Querschnitt bzw. die Gleisschwelle 1 lediglich schematisch in einem Längsschnitt. Ebenfalls lediglich schematisch, ist zu besserer Veranschaulichung der Querschnitt eines Schienenpaars, gebildet aus zwei Schienen 31 , dargestellt. Seitliche Kräfte wie sie beispielsweise in Kurven auftreten können werden durch die Pfeile angedeutet. Aufgrund der eben beschriebenen vergrößerten Fläche, mit welcher eine Querstütze 8 entgegen einer seitlichen Verschiebung wirken kann, ist es möglich, den sogenannten Schottervorkopf 103 des Gleisbettes 100 kleiner zu dimensionieren. Als Schottervorkopf 103 wird bekanntermaßen jener Teil des Gleisbettes 100 bezeichnet, welcher sich vor den längsseitigen Stirnflächen 17 der Gleisschwelle 1 befindet. Aufgrund der vergrößer- ten Oberfläche der Querstützen 8, reicht eine geringere Menge an Schotter aus, um die Querkräfte aufnehmen zu können. In Anbetracht der Figur 7 wird nachvollziehbar, dass die Querkräfte bei Verwendung zweier Querstützen 8 sowohl über die Außenseiten 81 als auch über die Innenseiten 82 der Querstützen 8 übertragen werden. Auf diese Weise verdoppelt sich, wie zuvor angemerkt, die Fläche mit welcher die Querstütze 8 bzw. die Querstützen 8 entgegen einer seitlichen Verschiebung wirken.
Wie weiters durch Figur 7 veranschaulicht wird, kommt es durch den Querschnitt der Gleisschwelle 1 zu einem weiteren positiven Effekt wenn die Gleisschwelle 1 in ein Gleisbett 100 eingebracht ist. Der Anteil des Schotters, welcher sich innerhalb der Gleisschwelle 1 bzw. im Innenbereich 24 der Gleisschwelle 1 befindet,„verhakt" bzw.„verzahnt" sich mit dem übrigen Gleisbett 100 bzw. dem Schotter durch welches es beispielsweise gebildet wird. Dieses „Verhaken" bzw.„Verzahnen" wirkt ebenfalls gegen eine mögliche Bewegung der Gleisschwelle 1 , insbesondere in deren Längsrichtung und führt so zu einer weiteren Erhöhung der Lagestabilität der Gleisschwelle 1 .
Die Befestigung der zumindest einen Querstütze 8 an der Gleisschwelle 1 kann in unter- schiedlichster Weise erfolgen, beispielsweise durch Kleben, Verschrauben oder Ähnlichem, wobei selbiges für die Verbindung der Seitenelemente 6 mit dem Oberelement 4 gilt. In vor- teilhafter Weis ist jedoch vorgesehen, dass das Oberelement 4 und die Seitenelemente 6 einteilig ausgeführt sind. In analoger Weise kann auch vorgesehen sein, dass das Oberelement 4 die Seitenelemente 6 und die zumindest eine Querstütze 8 einteilig ausgeführt sind. Auf diese Weise kann das Laminieren dieser Bauteile in einem Arbeitsschritt erfolgen. Es gibt keine Trennfugen, wodurch der Kraftfluss innerhalb der Gleisschwelle 1 optimiert wird.
Der Aufbau des Faserverbundwerkstoffs gestaltet sich derart, dass dieser zumindest aus einer Trägermatrix 2 und einem darin eingebetteten Faserwerkstoff 3 gebildet ist. Die Trägermatrix 2 besteht dabei aus zumindest einem Konstruktionskunststoff. Als Konstruktionskunststoffe werden im allgemeinen Kunststoffe bezeichnet, welche gute mechanische Eigen- schatten wie hohe Festigkeit und Zähigkeit, eine hohe Dimensionsstabilität unter verschiedensten Temperaturbedingungen, sowie gute Chemikalien- und Verschleißbeständigkeit aufweisen. Dabei können diverse Harze, wie beispielsweise Epoxid, ebenso wie Thermoplaste, Duromere oder Biopolymere zur Anwendung kommen. Dabei ist jedoch anzumerken, dass eine ganze Reihe an unterschiedlichsten Kunststoffen für die Verwendung als Trägermatrix 2 in Betracht kommt. Je nach Erfordernissen kann der Fachmann dabei seine Auswahl treffen, wobei anzumerken ist, das mit der Auswahl grundlegende Eigenschaften wie beispielsweise Dämpfungseigenschaften, Beständigkeit gegen Witterung und UV-Licht usw.„gesteuert" werden können. Auch die Anpassung der Eigenschaften des Konstruktionskunststoffs mithilfe diverser unterschiedlicher Füllstoffe und Beimengungen ist selbstver- ständlich nicht ausgeschlossen.
In einer Variante kann der Faserwerkstoff 3 in Form eines zumindest einlagigen Gewebes in die Trägermatrix 2 eingebracht sein. Gewebe, wie lediglich beispielsweise in Figur 8 dargestellt, sind weitläufig erhältlich und weisen eine mehr- bzw. multiaxiale Struktur auf. Im in Figur 8 dargestellten Fall weist eine Lage des Gewebes X-Fasern X und Y-Fasern Y auf. X- Fasern X und Y-Fasern Y sind in einem Winkel α zueinander angeordnet. Es ist anzumerken, dass es sich üblicherweise nicht um einzelne X- und Y-Fasern X, Y sondern um Faserbündel handelt. Je nach Erfordernissen kann der Winkel a frei gewählt werden wobei die Darstellung in Figur 8 lediglich beispielhaft zu sehen ist.
Auf diese Weise können Kräfte in unterschiedlichen Richtungen aufgenommen werden. Durch die gute und schnelle Verfügbarkeit von Geweben ergeben sich wirtschaftliche Vorteile. Derartige Gewebe bestehen üblicherweise aus Fasern bzw. Faserbündel, welche unter einem Winkel α miteinander verwoben werden. Bei einem Faserbündel sind mehrere Fasern, welche parallel zueinander angeordnet sind, zu einem Bündel zusammengefasst. Im Weiteren wird lediglich von Fasern gesprochen, wobei dies die Möglichkeit ein Faserbündel zu verarbeiten nicht ausschließt. Durch das Verweben entsteht ein Flächengebilde in welchen sich einzelne Fasern abwechselnd über- und unterlaufen. In einem Gewebe sind die X- und Y-Fasern X, Y durch das Verweben also onduliert bzw. in„Wellen", angeordnet. Eine Faser unterliegt also in einem Gewebe einer ständigen Umlenkung. Dies führt dazu, dass die einzelnen Fasern nicht ihre maximale Zugfestigkeit zur Geltung bringen können. Weiters ist, ohne eine gewisse Faltenbildung, keine beliebige Formgebung beim Laminieren möglich. Bombierte bzw. gekrümmte Oberflächen lassen sich daher nicht ideal laminieren da es durch die Faltenbildung bzw. die dadurch gebildeten Überlappungen an manchen Stellen zu einer anderen Werkstoffdicke kommt als an Stellen ohne Falten.
Weiters sei erwähnt, dass selbstverständlich mehrere dieser eben beschriebenen einlagigen Gewebe übereinander angeordnet werden können. Eine andere Variante sieht vor, dass der Faserwerkstoff 3 in Form eines multiaxialen Geleges in die Trägermatrix 2 eingebracht ist.
Ein multiaxiales Gelege, wie es schematisch in Figur 9 dargestellt ist, ist ein nicht gewebtes textiles Flächengebilde, dessen Fasern in einer ersten Lage A und zumindest einer zweiten Lage B übereinanderliegend abgelegt sind. Innerhalb der Lage A sind X-Fasern X zueinan- der parallel angeordnet. Innerhalb der Lage B sind Y-Fasern Y zueinander parallel angeordnet. Wie Figur 9 zeigt, sind die einzelnen Fasern X, Y in einer Lage A, B nur geradlinig abgelegt. Durch das Übereinanderlegen der beiden Lagen A und B unter einem Winkel α entsteht ein sogenanntes multiaxiales Gelege. Der Winkel α kann wiederum den Anforderungen entsprechend gewählt werden. Durch die geradlinige Lage der Fasern ohne deren Umlenkung lassen sich mit einem Gelege höhere mechanische Festigkeiten erzielen, als mit Geweben. Die Fixierung bzw. Lagestabilisierung des Geleges erfolgt mithilfe der Trägermatrix 2 also erst bei der Verarbeitung zu einem Bauteil aus dem Faserverbundwerkstoff. Wie bereits im Zusammenhang mit Gewebe erwähnt kann es sich auch bei einem Gelege bei den Fasern X, Y um Faserbündel handeln. Natürlich sind neben der ersten Lage A und der zweiten Lage B noch weitere Lagen, welche unter beliebigen Winkeln α angeordnet sein können, denkbar.
Figur 10 zeigt eine weitere Variante bei welcher das multiaxiale Gelege durch zumindest eine gestrickte Stützfaser Z stabilisiert wird. Ein derartiges, mittels zumindest einer Stützfaser Z stabilisiertes Gelege lässt sich leicht handhaben, da es, ähnlich einem Gewebe, einem Flächengebilde mit einen mattenartigen Charakter entspricht. Dabei ist jedoch eine wesent- lieh höhere Beweglichkeit, bei geringer Belastung der einzelnen Fasern gegeben, als bei herkömmlichen Geweben.
Das auf diese Weise stabilisierte Gelege, wird wie bereits beschrieben durch zueinander parallel angeordneten bzw. unidirektionalen X-Fasern X in einer ersten Lage A und ebenso zueinander parallel angeordneten bzw. unidirektionalen Y-Fasern Y gebildet. Auch in die- sem Fall ist anzumerken, dass es sich üblicherweise nicht um einzelne X- und Y-Fasern X, Y, sondern um Faserbündel handelt.
Die X- und Y- Fasern X, Y werden, wie bereits angemerkt, in zumindest zwei Lagen A, B übereinander gelegt, wobei der Verlauf der X- und Y- Fasern X, Y der jeweiligen Lagen A und B nicht in die gleiche Richtung ausgerichtet ist. Da diese Lagen A, B bzw. die darin angeordneten Fasern X, Y in Ihrer Lage nicht fixiert sind, werden die X- und Y-Fasern X, Y durch Stützfasern Z in ihrer Position gehalten. Die Stützfasern Z durchdringen das Gelege in Normalrichtung auf dessen Oberfläche in den sich ergebenden Zwischenräumen der X- und Y-Fasern X, Y. Bei dem in Figur 10 gezeigten multiaxialen Gelege, handelt es sich um ein verstricktes Gelege. Dies bedeutet, dass die Stützfaser Z durch eine einzige Faser bzw. ein einziges Faserbündel gebildet wird, welche bzw. welches gestrickt wird. Dabei werden durch die Stützfasern Z Schlaufen S gebildet, welche ineinander verschlungen sind. Diese sind in Figur 8 lediglich schematisch dargestellt. Durch die jeweiligen Schlaufen S werden die X- und Y-Fasern X, Y geführt. Der Vorteil besteht zum einen in der sehr schnellen maschinellen Fertigung eines solchen Gestrickes. Zum anderen sind die einzelnen X- und Y-Fasern X, Y innerhalb der Schlaufen S welche die Stützfaser Z bildet beweglich. Dies hat zur Folge, dass Krümmungen faltenfrei ausgeführt werden können. Dadurch ist der Kraftfluss innerhalb der Fasern ohne„Umlenkungen" möglich. Weiters ist für eine konstante Werkstoffdicke gesorgt, da es zu keiner Faltenbildung bzw. zu dadurch gebildeten Überlappungen kommt. Dadurch, dass die Stützfaser Z in, im Vergleich zu den Fasern in Geweben, mit größeren Umlenkradien geführt wird, können auch hochfeste Fasern, beispielsweise aus Keramiken, für die Stützfaser Z zur Anwendung kommen. Weiters sei angemerkt, dass sich ein derartiges, mittels Stützfaser Z stabilisiertes Gelege leicht handhaben lässt, da es einen mattenartigen Charakter aufweist. Dabei ist jedoch eine wesentlich höhere Elastizität, bei geringer Belastung der einzelnen Fasern gegeben, als bei herkömmlichen Geweben. Dies wirkt sich insbesondere bei der Verarbeitung aus, da das Gelege faltenfrei laminiert werden kann und somit der Kraftfluss in der fertigen Gleisschwelle 1 wiederum optimiert ist.
Vorteilhafter Weise kann der derart ausgeführte Faserwerkstoff 3 in Form zumindest eines Schlauches 18 in die Trägermatrix 2 eingebracht sein. Das bereits beschriebene und in Figur 10 dargestellte multiaxiale Gelege welches mittels einer Stützfaser Z stabilisiert ist, kann auch zu einem Schlauch 18 verarbeitet werden. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit durch Zusammendrücken des Schlauchs 18 die doppelte Materialstärke nutzen zu können, wobei jedoch der Faserverlauf nicht unterbrochen wird. Wie die Figuren 1 1 und 10 lediglich beispielhaft zeigen, kommen für die Art in welcher derartigen Schläuche 18 zu einer Gleis- schwelle 1 laminiert werden können, unterschiedliche Varianten in Frage. Mehrere Schläuche 18 können, wie in Figur 1 1 dargestellt zusammengelegt, nebeneinander angeordnet werden und in dieser Form zur Gleisschwelle 1 laminiert werden. Dabei ist, um eine gewisse Festigkeit der Gleisschwelle sicherzustellen darauf zu achten, dass Fugen 19, welche sich zwischen den aneinandergereihten Schläuchen 18 ergeben, in einer weiteren Lage überdeckt werden. Eine weitere Möglichkeit wie die Schläuche 18 zu einer Gleisschwelle 1 verar- beitet bzw. laminiert werden können ist in Figur 12 dargestellt. Dabei werden mehrere Schläuche 18 ineinander gelegt und laminiert. Der Vorteil besteht in einem ununterbrochenen Kraftfluss innerhalb des gesamten Querschnitts der Gleisschwelle 1.
Figur 13 zeigt den Querschnitt der Gleisschwelle 1 in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung. Zum einen sind die entlang der beiden Längsseiten des Oberelements 4 verlaufenden Übergänge 5 vom Oberelement 4 zu den Seitenelementen 6 abgeschrägt und/oder abgerundet ausgeführt. Zum anderen ist erkennbar, dass zumindest eines der Seitenelemente 6, im dargestellten Fall beide Seitenelemente 6, an dessen dem Oberelement 4 abgewandten Ende zumindest ein Verankerungselement 7 aufweisen.
Dadurch, dass die beiden Längsseiten des Oberelements 4, an deren den Seitenelementen gegenüber liegenden Seite, abgeschrägt und/oder abgerundet ausgeführt sind, im dargestellten Fall im Bereich der Übergänge 5 vom Oberelement 4 zu den Seitenelementen 6, wird die Widerstandsfähigkeit der Gleisschwelle 1 gegen äußere Einflüsse erhöht. Durch die Ab- rundung und/oder Abschrägung sind keine scharfen Kanten mechanischen Einflüssen, beispielsweise durch losem Schotter, ausgesetzt. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass dadurch die Stapelbarkeit der Gleisschwelle 1 wesentlich verbessert wird, wodurch sich entscheidende Vorteile beim Transport und der Lagerung ergeben.
Das ebenfalls in Figur 1 1 erkennbare Verankerungselement 7 stellt eine zusätzliche Lagesicherung der Gleisschwelle 1 im Gleisbett 100 dar. Das zumindest eine Verankerungselement 7 sorgt zusätzlich für den sichern Halt der Gleisschwelle im Gleisbett 100. Durch das zumindest eine Verankerungselement 7, wird das Risiko, dass sich die Gleisschwelle 1 in Folge von Vibrationen oder auch Wärmespannungen in den daran befestigten Schienen 31 aus dem Gleisbett 100 löst, bzw. vertikal, also vom Gleisbett 100 weggerichtet ausgehoben wird, minimiert.
Grundsätzlich können auch mehrere Verankerungselemente 7 entlang eines Seitenelements 6 vorgesehen sein. Diese können beispielsweise in Form von an der Oberfläche hervorstehenden Noppen oder Stegen am Seitenelement 6 angeordnet sein. Wie Figur 13 zeigt, ist es selbstverständlich auch möglich, dass ein oder die Verankerungselemente 7 an beiden Seitenelementen 6 vorgesehen sind. Dadurch ist aus Sicht des Querschnitts der Gleisschwelle 1 die Symmetrie gewahrt, was sich im Zuge der Fertigung, Lagerung und des Einbaus positiv auswirkt. Vorteilhafterweise ist ein Verankerungselement 7 als, sich über die gesamte Länge des Seitenelements 6 erstreckender, vom durch den Querschnitt der Gleisschwelle gebildeten Innenbereich 24 weg- und/oder in den Innenbereich 24 hineinweisender Steg ausgebildet. Dadurch ist ein über die gesamte Länge der Gleisschwellel gleichbleibender Querschnitt gewährleistet. Dies führt zu einer Vereinfachung bzw. Beschleunigung bei der Fertigung und zu einem verbesserten Kraftfluss innerhalb der Fasern, da diese nicht umgeleitet werden müssen. Weiters wird durch die Durchgängigkeit des Verankerungselements 7 jene Fläche, welche dem zuvor erwähnten Lösen der Gleisschwelle 1 aus dem Gleisbett 100 entgegenwirkt, vergrößert. Dadurch wird wiederum der Sicherungs- bzw. Verankerungseffekt erhöht. Weist das zumindest eine Verankerungselement 7, entgegen der gewählten Darstellungen in den Figuren 13 bis 15, 16 und 18 in den Innenbereich 24, ergibt sich ein weiterer positiver Effekt. Das Material, beispielsweise Schotter, des Gleisbettes 100 wird beim Stabilisieren bzw. Einrütteln zunächst um das Verankerungselement 7 bewegt und dabei stark verdichtet. Im Innenbereich 24 kann das Material des Gleisbettes 100 wieder etwas expandieren.
Dadurch verankert sich das Material des Gleisbettes 100 im Innenbereich 24 der Gleisschwelle 1. Dieses im Innenbereich 24 der Gleisschwelle 1 verankerte Material trägt effektiv zum Gesamtgewicht der Gleisschwelle 1 bei. Dies ist beispielsweise für Hochgeschwindigkeitsstrecken vorteilhaft, da für diese im Allgemeinen ein höheres Gewicht bzw. eine etwas erhöhte Lagestabilität der Gleisschwelle 1 , also ein erhöhter Widerstand gegen Bewegun- gen, gefordert wird.
Das eben erwähnte Einrütteln bzw. Stabilisieren der Gleisschwelle 1 ist ein übliches Verfahren, bei welchem die Gleisschwelle 1 mithilfe von Vibrationen in das Gleisbett 100 eingerüttelt wird. Bekanntermaßen kann dies beispielsweise unter Verwendung eines sogenannten Gleisstabilisators erfolgen. Um beispielsweise den Fertigungsprozess der Gleisschwelle zu erleichtern, kann das zumindest eine Verankerungselement 7 entsprechend der Figuren 13 bis 15, 16 und 18 vom Innenbereich 24 der Gleisschwelle 1 wegweisen. Auch in diesem Fall ergibt sich ein erhöhter Wiederstand gegen das Lockern der Gleisschwelle 1 im Gleisbett 100. In nachvollziehbarer Weise kann, um den beschriebenen Effekt der Verankerung zu maximieren, das zumindest eine Verankerungselement 7 sowohl vom Innenbereich 24 der Gleisschwelle 1 wegweisend, als auch zusätzlich in den Innenbereich 24 weisend ausgeführt werden.
Wie ebenfalls in Figur 1 1 erkennbar ist, kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Seitenelement 6 und das zumindest eine Verankerungselement 7 einteilig ausgeführt sind. Das Vermeiden von Fügestellen erlaubt eine besonders einfache Fertigung, da in einem einzel- nen Arbeitsschritt der Querschnitt ausgebildet werden kann. Die Fasern können ohne Un- terbrechung vom Seitenteil 6 in das Verankerungselement 7 geführt werden. Dadurch verbessert die einteilige Ausführung den Kraftfluss innerhalb der Gleisschwelle 1 .
Figur 14 zeigt eine Variante der Gleisschwelle 1 , bei welcher diese als geschlossenes Hohlprofil ausgeführt ist. Dadurch kommt es zu einer gewissen Materialersparnis bei lediglich geringer Verringerung der Steifigkeit. Durch den gebildeten Hohlraum 25 werden die Dämpfungseigenschaften der Gleisschwelle 1 um ein weiteres verbessert, da durch den Hohlraum 25 die Elastizität der Gleisschwelle 1 positiv beeinflusst wird.
Dabei kann, wie in Figur 14 angedeutet, auch vorgesehen sein, dass der Hohlraum 25 des Hohlprofils, durch welches die Gleisschwelle 1 gebildet wird, mit zumindest einem Füllele- ment und/oder einem Füllmedium 9 ausgefüllt ist. Dies erlaubt eine Anpassung des Gewichtes der Gleisschwelle 1 an unterschiedliche Anforderungen. Weiters kann durch den Füllkörper und/oder dem Füllmedium 9 die Geräuschentwicklung, bzw. die Schall- und Vibrationsdämpfung, entscheidend beeinflusst werden.
Als Füllmedium 9 kann beispielsweise Schüttgut, vorzugsweise versetzt mit einem Bindemit- tel, vorgesehen sein. Zum einen sind die meisten Schüttgüter kostengünstig und nahezu überall verfügbar, zum anderen bietet sich dadurch ein möglichst einfaches Befüllen der Gleisschwelle 1 bzw. deren Hohlraumes 25. Durch die Auswahl des Schüttgutes bzw. des Bindemittels können Eigenschaften wie Gewicht und die Fähigkeit der Gleisschwelle 1 Schall oder Vibrationen zu absorbieren entscheidend beeinflusst werden. Zum Befüllen der Gleisschwelle 1 bzw. zum Ausfüllen des Hohlraumes 25 kann eine oder auch mehrere nicht weiter dargestellte Befüllöffnungen in der Gleisschwelle 1 vorgesehen sein, welche nach dem Befüllen verschlossen werden. Auch eine mehrteilig ausgeführte Gleisschwelle 1 , wie sie lediglich schematisch in Figur 15 dargestellt ist, ist denkbar. Dabei wird die Gleisschwelle 1 aus einer Oberschale 26 und einer Unterschale 27 gebildet, wobei nach dem Befüllen der Oberschale 26 die Unterschale 27 eingesetzt wird. Oberschale 26 und Unterschale 27 der Gleisschwelle 1 können anschließend, beispielsweise durch eine Klebeverbindung 29, miteinander verbunden werden. Dabei besteht die Möglichkeit die noch ungefüllten Gleisschwellen 1 in den Bereich Ihres zukünftigen Verwendungsortes zu transportieren, wobei das Gewicht während des Transportes erheblich reduziert ist. Erst am Ein- satzort erhält die Gleisschwelle 1 infolge des Befüllens ihre endgültigen Eigenschaften.
Natürlich sind zum Befüllen der Gleisschwelle 1 nicht ausschließlich Schüttgüter geeignet. Auch die Verwendung ein- oder mehrteiliger Füllelemente, beispielsweise aus aufgeschäumten Kunststoffen, Metallen oder ähnlichem, ist durchaus möglich. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das Oberelement 4 eine Anzahl an ersten Durchlässen 10 zur direkten oder indirekten Befestigung von Schienen 31 aufweist. Je nach Anordnung und Anzahl der ersten Durchlässe 10 können unterschiedliche Klemm- und Befestigungssysteme für Schienen 31 zur Anwendung kommen. Weist das Oberelement 4 die ers- ten Durchlässe 10 bereits auf, ist ein nachträgliches Anpassen bzw. Bearbeiten der Gleisschwelle 1 im Zuge des Verlegens am Einsatzort nicht notwendig. Weiters ist es möglich die ersten Durchlässe 10 bereits bei der Fertigung bzw. dem Laminieren der Gleisschwelle 1 zu berücksichtigen. Dies erlaubt es die Fasern des Faserverbundwerkstoffes im Bereich der ersten Durchlässe 10 so verlaufen zu lassen, dass es trotz der ersten Durchlässe 10 zu kei- ner Unterbrechung im Faserverlauf kommt. Auf diese Weise kann der Effekt der mechanischen Schwächung durch die eingebrachten ersten Durchlässe 10 auf ein Minimum reduziert werden. Die Form der ersten Durchlässe 10 ist dabei derart zu wählen, dass das direkte oder indirekte Befestigen von Schienen 31 ermöglicht wird. Dabei kommen beispielsweise kreisrunde, ovale oder auch mehreckige Konturen der Durchlässe 10 in Betracht. Eine Indirekte Befestigung sieht vor, dass die Schienen 31 nur mittelbar, also mit einem Zwischenelement, mit der Gleisschwelle 1 verbunden ist. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Anzahl und Anordnung der ersten Durchlässe 10 die Montage von Rippenplatten 1 1 erlaubt. Rippenplatten 1 1 stellen ein bekanntes und übliches indirektes Schienenbefestigungsmittel zwischen Schiene 31 und Gleisschwelle 1 dar. Auch bei„normalen" Holz-, Beton- oder Stahlgleisschwellen, wird eine Rippenplatte 1 1 aus Stahl befestigt. Die seitlich angeordneten Rippen 1 1 1 dieser Rippenplatte 1 1 fixieren die Schienen 31 in Querrichtung und sorgen für die Spursicherung für den erforderlichen Halt. Mittels Verbindungselementen, werden die Rippenplatten 1 1 an der Gleisschwelle 1 befestigt. Dabei werden die Rippenplatten 1 1 über üblicherweise zwei oder vier Schraubverbindungen mit der Gleisschwelle 1 ver- bunden. Insbesondere bei der erfindungsgemäßen Gleisschwelle 1 aus einem Faserverbundwerkstoff kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine derartige Rippenplatte 1 1 bereits bei der Herstellung der Gleisschwelle 1 in diese eingebracht, beispielsweise einlaminiert, wird. An der Rippenplatte 1 1 werden wiederum Klemmplatten 12 oder Spannklemmen 13 angeordnet, über welche die Schienen 31 mit der Rippenplatte 1 1 bzw. indirekt mit der Gleisschwelle 1 verbunden werden. Sowohl Klemmplatten 12 als auch Spannklemmen 13 stellen in bekannter weise eine elastische Verbindung zwischen Schienen 31 und Rippenplatte 1 1 dar. Die Klemmplatten 12 oder Spannklemmen 13 sorgen in bekannter Weise für vertikale Spannkräfte, die beispielsweise das Kippen der Schienen 31 verhindern. Eine derartige Anordnung ist beispielhaft in Figur 16 dargestellt. Durch die richtige Anordnung der ersten Durchlässe 10 können daher die üblicherweise verwendeten indirekten Schienenbefestigungsmittel Verwendung finden. Anstelle der Klemmplatten 12 oder der Spannklemmen 13 können selbstverständlich auch andere Befestigungselemente zur Anwendung kommen. Im Gegensatz dazu kann auch eine direkte Befestigung der Schienen 31 vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass die Schienen 31 unmittelbar auf der Gleisschwelle 1 befestigt werden. Dabei ist jedoch die Verwendung einer dämpfenden Zwischenlage, welche mit der Befestigung der Schienen 31 nicht im Zusammenhang steht, nicht ausgeschlossen. Dazu kann vor- gesehen sein, dass die Anzahl und Anordnung der ersten Durchlässe 10 die Befestigung von Klemmplatten 12 oder Spannklemmen 13 ohne Rippenplatte 1 1 erlauben. Die Schienen 31 werden dabei ohne Rippenplatte 1 1 mittels Klemmplatten 12 oder Spannklemmen 13 direkt an der Gleisschwelle befestigt.
Figur 17 zeigt lediglich beispielhaft und schematisch die direkte Montage einer Schiene 31 an der Gleisschwelle 1 mittels Spannklemme 13. Die Spannklemme 13 stützt sich dabei in bekannter Weise über eine Winkelführungsplatte 32 an der Gleisschwelle 1 ab. Entgegen der gewählten Darstellung in Figur 17, kann die Winkelführungsplatte 32 am Oberelement 4 der Gleisschwelle 1 in anderer Weise, beispielsweise versenkt, angeordnet sein oder auch auf die Winkelführungsplatte 32 gänzlich verzichtet werden. Die Winkelführungsplatte 32 stellt in bekannter Weise lediglich ein in Querrichtung elastisches Stützelement dar, welches auftretende Querkräfte durch elastische Verformung aufnehmen kann. Wird eine derartige direkte Montage in Betracht gezogen, sind die ersten Durchlässe 10 so zu wählen, dass auch Stützelemente 33, welche die Rippen 1 1 1 der Rippenplatte 1 1 ersetzen an der Gleisschwelle 1 zu befestigen sind. Diese Stützelemente 33 sind in Querrichtung der Schiene 31 , vorteilhafter Weise beidseitig vorgesehen. Wie bereits im Zusammenhang mit den Rippen 1 1 1 der Rippenplatte 1 1 beschrieben, geben derartige Stützelemente 33 der Schiene 31 in ihrer Querrichtung bzw. in Längsrichtung der Gleisschwelle 1 den erforderlichen Halt. Natürlich können derartige Stützelemente 33 auch direkt am Oberelement 4 der Gleisschwelle 1 ausgeformt sein. Die Stützelemente 33 können dabei als Rippen bzw. Stege, Noppen, oder ähnlichem ausgebildet werden, so wie es beispielhaft in Figur 17 angedeutet ist. Wie bereits erwähnt ist zu diesem Zweck auch eine in die Gleisschwelle 1 versenkte Anordnung der Schienen 31 oder der Schiene 31 inklusive der Winkelführungsplatte 32 denkbar. Wiederum ist anzumerken, dass dies unabhängig davon ist ob die Gleisschwelle 1 als Hohlprofil ausgeführt ist oder nicht. Auf die in Figur 17 dargestellte Winkelführungsplatte 32 kann auch ver- ziehtet werden, wobei sich in diesem Fall die Schienen 31 in Querrichtung direkt an den
Stützelementen 31 abstützen. Derartige, direkt am Oberelement 4 der Gleisschwelle ausgeformte Stützelemente 33 können auch im Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen indirekten Montage der Schienen 31 vorgesehen sein, um beispielsweise einer Rippenplatte 1 1 zusätzlichen seitlichen Halt zu geben. Durch die direkte Montage der Schiene 31 an der Gleisschwelle 1 kann die Anzahl der notwendigen Teile reduziert werden, womit sich naturgemäß ein wirtschaftlicher Vorteil in Bezug auf Kosten, Transport, Lagerhaltung, Bestellwesen und dergleichen ergibt. Wie ebenfalls in den bereits erwähnten Figuren 16 und 17 erkennbar ist, kann im oder am Oberelement 4 zumindest im Bereich der ersten Durchlässe 10 ein oder mehrere Verstärkungselemente 14 ein- oder aufgebracht sein. Das oder die Verstärkungselemente 14 weisen zweite Durchlässe 15 auf, welche zu den ersten Durchlässen 10 am Oberelement 4 fluchtend angeordnet sind. Derartige Verstärkungselemente 14 können selbstverständlich auch in eine Variante der Gleisschwelle 1 wie sie in den Figuren 1 ,2 bzw. 1 1 bis 13 dargestellt ist, also ohne Hohlraum 25, ein- oder aufgebracht sein. Die Verbindung der Verstärkungselemente 14 mit der Gleisschwelle 1 erfolgt beispielsweise durch Einlaminieren, also durch das gemeinsame Verarbeiten bei der Herstellung der Gleisschwelle 1 . Natürlich kön- nen auch Klebeverbindungen oder ähnliches vorgesehen sein. Die Figuren 16 und 17 zeigen dabei lediglich beispielhaft zwei Verstärkungselemente 14 im Bereich der ersten Durchlässe 10. Selbstverständlich kann auch ein zusammenhängendes einzelnes, oder auch mehrteiliges Verstärkungselement 14 vorgesehen sein.
Die Verstärkungselemente14 können beispielsweise die zur Rippenplatte 1 1 üblicherweise notwendige Gegenplatte 28 wie sie in Figur 16 dargestellt ist, ersetzen. Diese ist üblicherweise an der dem Gleisbett 100 zugewandten Oberfläche 20 des Oberelements 4 bzw. der Gleisschwelle 1 angeordnet. Insbesondere in jenem Bereich in welchem die Schienen 31 auf der Gleisschwelle 1 zum Liegen kommen, tragen dabei die Verstärkungselemente 14 zu einer verbesserten Ableitung der Kräfte bei. Durch die Einsparung eines losen Gegenelements in Form der erwähnten Gegenplatte 28 ergibt sich wiederum eine geringere Anzahl an Bauteilen, wodurch die oben genannten, wirtschaftlichen Vorteil wiederum verstärkt zum Tragen kommen. Die koaxialen zweiten Durchlässe 15 erlauben eine übliche Montage der Kiemmund Befestigungssysteme für Schienen 31 beispielsweise mittels durch die Gleisschwelle 1 bzw. das Oberelement 4 hindurchragenden Schraubverbindungen. Eine weitere mögliche Einsparung an Bauteilen ergibt sich, wenn die zweiten Durchlässe 15 in den Verstärkungselementen 14 ein Innengewinde 16 aufweisen. Dadurch können Befestigungsschrauben für die Rippenplatte 1 1 oder die Klemmplatten 12 bzw. Spannklemmen 13 direkt in die Verstärkungselemente 14 geschraubt werden. Dadurch entfallen beispielsweise Gegenmuttern und eventuell zugehörige Verdrehsicherungen. Dadurch wird die Anzahl an Bauteilen wiederum verringert bzw. Kosten reduziert. Weiters ist eine nochmals vereinfachte Montage der Klemm- und Befestigungssysteme für Schienen 31 realisiert.
Eine weitere in Figur 18 schematisch dargestellte Variante sieht vor, dass anstelle der ersten und zweiten Durchlässe 10 und 15, das Oberelement 4 eine Anzahl an Befestigungselementen 30 zur Aufnahme von Klemmsystemen für direkte oder indirekte Befestigung von Schie- nen 31 aufweist, welche mit dem Oberelement fest verbundenen sind. Wie in Figur 18 beispielhaft erkennbar, können dazu die Verstärkungselemente 14 Befestigungselemente 30 mit Außengewinde aufweisen. Dies erlaubt es, Klemmsysteme ohne zusätzliche Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben oder dergleichen, am Oberelement 4 zu befestigen. Zusätzliche, lose Teile entfallen und die Montage der Klemmsysteme wird um ein weiteres vereinfacht. Figur 18 zeigt dazu zwei Gewindestifte als Befestigungselemente 30. An diesen kann entweder eine Rippenplatte 1 1 , für die bereits zuvor beschriebene indirekte Montage einer Schiene 31 befestigt werden. Auch die Befestigung von Klemmplatten 12 o- der Spannklemmen 13 für die direkte Montage der Schiene 31 an der Gleisschwelle 1 ist an den Befestigungselementen 30 möglich.
Sowohl Anzahl als auch Art der Befestigungselemente 30 ist in Figur 18 als beispielhaft anzusehen und kann entsprechend der eben erwähnten Montagemöglichkeiten ausgewählt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Gleisschwelle (1 ) aus einem Faserverbundwerkstoff dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisschwelle (1 ) durch ein Oberelement (4) und zumindest zwei, vom Oberelement (4) in die gleiche Richtung abstehenden Seitenelementen (6), ausgeführt ist.
2. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Oberelement (4) und die Seitenelemente (6) einteilig ausgeführt sind.
3. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisschwelle (1 ) zumindest eine Querstütze (8) aufweist, welche sich zumindest teilweise quer zur Längsrichtung der Gleisschwelle (1 ) erstreckt und zwischen den Seitenelementen (6) und/oder an zumindest einem der Seitenelemente (6) angeordnet ist.
4. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer der beiden Stirnseiten (17) der Gleisschwelle (1 ) die zumindest eine Querstütze (8) angeordnet ist.
5. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querstütze (8) vom Oberelement (4) ausgehend über zumindest die gesamte Stirnseite (17) der Gleisschwelle (1 ) und über diese hinweg erstreckt.
6. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Stirnseiten (17) der Gleisschwelle (1 ) zumindest eine Querstütze (8) angeordnet ist.
7. Gleisschwelle (1 ) einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberelement (4) die Seitenelemente (6) und die zumindest eine Querstütze (8) einteilig ausgeführt sind.
8. Gleisschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass, der Faserverbundwerkstoff zumindest aus einer Trägermatrix (2) und einem darin eingebet- teten Faserwerkstoff (3) gebildet ist.
9. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserwerkstoff (3) in Form eines zumindest einlagigen Gewebes in die Trägermatrix (2) eingebracht ist.
10. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserwerkstoff (3) in Form eines multiaxialen Geleges in die Trägermatrix (2) eingebracht ist.
1 1 . Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das multiaxiale Gelege durch zumindest eine gestrickte Stützfaser (Z) stabilisiert wird.
12. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Faserwerkstoff (3) in Form zumindest eines Schlauches (18) in die Trägermatrix (2) eingebracht ist.
13. Gleisschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Längsseiten des Oberelements (4), an deren den Seitenelementen (6) gegenüber liegenden Seite, abgeschrägt und/oder abgerundet ausgeführt sind.
14. Gleisschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Seitenelemente (6) an dessen dem Oberelement (4) abgewandten Ende zumindest ein Verankerungselement (7) aufweist.
15. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verankerungselement (7) als, sich über die gesamte Länge des Seitenelements (6) erstreckender, vom durch den Querschnitt der Gleisschwelle (1 ) gebildeten Innenbereich (24) weg- und/oder in den Innenbereich (24) hineinweisender Steg ausgebildet ist.
16. Gleisschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Seitenelement (6) und das zumindest eine Verankerungselement (7) einteilig ausgeführt sind.
17. Gleisschwelle (1 ) einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisschwelle (1 ) als geschlossenes Hohlprofil ausgeführt ist.
18. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (25) des Hohlprofils durch welches die Gleisschwelle (1 ) gebildet wird, mit einem Füllelement und/oder einem Füllmedium (9) ausgefüllt ist.
19. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmedium (9) Schüttgut, vorzugsweise versetzt mit einem Bindemittel, ist.
20. Gleisschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberelement (4) eine Anzahl an ersten Durchlässen (10) zur direkten oder indirekten Befestigung von Schienen (31 ) aufweist.
21 . Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Oberelement (4) zumindest im Bereich der ersten Durchlässe (10) ein oder mehrere Verstärkungselemente (14) ein- oder aufgebracht sind und die Verstärkungselemente (14) zweite Durchlässe (15) aufweisen, welche zu den ersten Durchlässen (10) am Oberelement (4) fluchtend angeordnet sind.
22. Gleisschwelle (1 ) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Durchlässe (15) in den Verstärkungselementen (14) ein Innengewinde (16) aufweisen.
23. Gleisschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberelement (4) eine Anzahl an Befestigungselementen (30) zur Aufnahme von Klemmsystemen für direkten oder indirekten Befestigung von Schienen (31 ) aufweist, welche mit dem Oberelement (4) fest verbundenen sind.
24. Gleiskörper aus zumindest zwei Schienen (31 ), zumindest zwei Gleisschwellen (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 23, und einem Unterbau, wobei die zumindest zwei Schienen (31 ) auf den zumindest zwei Gleisschwellen (1 ) befestigt sind und die zumindest zwei Gleisschwellen (1 ) auf und/oder innerhalb des Unterbaus angeordnet sind.
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