WO2023174932A1 - Stahlmonoblockschwelle und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Stahlmonoblockschwelle und verfahren zu deren herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2023174932A1
WO2023174932A1 PCT/EP2023/056474 EP2023056474W WO2023174932A1 WO 2023174932 A1 WO2023174932 A1 WO 2023174932A1 EP 2023056474 W EP2023056474 W EP 2023056474W WO 2023174932 A1 WO2023174932 A1 WO 2023174932A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sleeper
steel
hollow profile
trough body
trough
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/056474
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Frenzel
Jörg Frenzel
Original Assignee
Frenzel Juergen
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 Frenzel Juergen filed Critical Frenzel Juergen
Publication of WO2023174932A1 publication Critical patent/WO2023174932A1/de

Links

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
    • E01B3/16—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from steel
    • E01B3/26—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from steel combined with inserts of wood artificial stone or other material

Definitions

  • the invention relates to railway sleepers and in particular to railway sleepers produced on the basis of a steel trough sleeper.
  • the invention further relates to a method for producing railway sleepers that are intended for use both in the main track and under switches and crossings.
  • railway sleepers are part of the track of railways, trams and/or subways and have been used in railway construction for centuries.
  • the track body usually consists of ballast, railway sleepers and rails that are mounted on the sleepers.
  • wooden sleepers were used.
  • Today prestressed concrete sleepers are mainly used in the construction of railway tracks. Before the advent of such prestressed concrete sleepers, steel sleepers were also often used.
  • So-called FFU artificial wood sleepers have also been used since the 1970s, with FFU standing for Fiber Reinforced Foamed Urethane. Such sleepers are mainly used in the area of railway bridges, switch systems and in places where sleepers with a low overall height are required.
  • Steel trough sleepers which have been used since the 18th century, are characterized by their very long stays in the track.
  • the railway sleepers are primarily used to absorb loads from rails and to fasten them. This involves load transfer both in the vertical direction and in the transverse direction to the track.
  • the transverse load is particularly achieved by ensuring that the steel trough sleepers, which are made from a hollow profile, have bent head caps that protrude significantly beyond the profile thickness. This means that the lower edges of the bent head caps protrude beyond the longitudinal edges or profile edges of the hollow profile of the steel trough sleepers in the fastening area of the rails. When laying in the track bed, this means that there must first be appropriate grooves or recesses in the ballast to accommodate the head caps during laying.
  • the railway sleepers are used to fasten the rails and thereby guarantee a track width. It is also desirable to have the greatest possible resistance to track narrowing caused by derailments. In this point Steel trough sleepers often perform worse than, for example, railway sleepers made of wood.
  • a method for producing a track bed in which sleepers are arranged and fastened in a production site on blocks made of foamed polyurethane and are transported in this arrangement to a track bed.
  • the polyurethane blocks with the railway sleeper or sleepers attached to them are placed and aligned and the track bed is completed by adding ballast around the polyurethane blocks. This is intended to speed up production and prevent the polyurethane blocks from being poured and foamed at the location where the track bed is formed.
  • the DE 102019 210289 A1 describes a ballast-plastic composite body, comprising ballast stones, the ballast-plastic composite body having the shape of a plate, a track bed and track body, having the ballast-plastic composite body, and a method for producing the ballast Plastic composite body and method for producing a track bed.
  • the present invention is based on the technical task of creating railway sleepers and a method for their production, whereby the railway sleepers achieve a long service life similar to or better than steel trough sleepers, but are easier to lay and have a high level of stability and flexibility in use as well as improved behavior in the Compared to conventional steel trough sleepers with regard to possible track narrowing in the event of derailments and load transfer behavior and have a lower tendency to corrosion and show better resonance behavior, in particular due to the avoidance of undesirable hollow layers.
  • the invention is based on the idea of creating novel sleepers based on a, preferably known and tested, steel profile, in which the hollow profile is filled at least in sections by a shaped body to fill the volume. This creates a larger contact surface in order to be able to transfer transverse forces that occur transversely to a rail direction to a track bed. Increased at the same time This means that the weight of the sleeper differs from that of the steel trough sleepers known from the prior art, which are often viewed by experts as being too light compared to various types of concrete sleepers.
  • a steel monoblock sleeper which has a steel sleeper trough body made of a hollow profile with head caps bent over at opposite ends of the steel sleeper trough body, the steel sleeper trough body at least in sections that are intended for rail fastening by means of at least one made of fully reacted reactive Material formed molded body is filled to fill the profile.
  • a corresponding preferred method for producing a steel monoblock sleeper comprises the method steps (a) providing or producing a steel sleeper trough body from a hollow profile with bent head caps at opposite ends; (b) arranging or forming at least one shaped body in at least one section of the steel sleeper trough body and connecting it to the steel sleeper trough body, so that the at least one section of the steel sleeper trough body is filled in a profile-filling manner by the at least one shaped body.
  • the steel sleeper trough body is at least partially filled with the shaped body, unintentional cavities during laying, which occur in the prior art with steel trough sleepers that are not correctly lined with gravel, are avoided. This significantly improves the resonance behavior compared to the known steel trough sleepers.
  • a shaped body is a body with a defined external shape.
  • the outer shape here is adapted to a section of a hollow profile of a steel sleeper trough body and can fill this section to fill the volume.
  • Preferred embodiments provide as a further process step: filling reactive material into a hollow profile mold, the hollow shape of which corresponds to at least a section of the hollow profile of the steel sleeper trough body, and reacting the reactive material to form at least one molded body filling the hollow profile mold.
  • An intumescent plastic is preferably chosen as the reactive material.
  • Polyurethanes are preferably suitable for this because, on the one hand, they have high strength and fast reaction kinetics and are recyclable, as is described, for example, in application DE 10 2021 211 499, which was not yet published at the time of this application. This makes it possible to produce the shaped bodies in a short time. The shaped bodies produced can be processed and/or completed within a period of time that meets the requirements.
  • Polyurethanes also offer high durability against environmental influences. They offer a sufficiently high level of stability and longevity. However, on the other hand, they also offer a certain degree of elasticity, so that when laying in a ballast bed, edges and tips of ballast stones can engage in the lower surface and, in particular, transverse forces, i.e. forces that act transversely to the mounted rails, can be transferred well from the steel monoblock sleeper to the ballast bed can be.
  • Polyurethanes are also suitable because they combine with a wide variety of materials and coat or enclose them and form a strong, adhesive bond.
  • the at least one molding is preferably produced as a solid foam composite, preferably as a scree foam composite.
  • a grain size between 31 mm and 62 mm, as is common for track ballast, is preferably used as rubble.
  • the scree is particularly preferred as track ballast.
  • other embodiments can also use other loose solids in the form of plastic parts, plastic rods or other materials, but also other grain sizes.
  • a further development of the method therefore preferably provides that before filling or at the same time as the reactive material is filled into the hollow profile mold, the hollow profile mold is additionally filled with loose solids and the loose solids are preferably compacted by shaking. Compaction can also alternatively or additionally be effected and/or supported by evacuating the hollow profile shape.
  • the filling and reaction of the reactive material is preferably carried out in such a way that the reactive material encloses the loose solids and forms the shaped body as a composite body, the outer contour of which is adapted to at least a section of the contour of the hollow profile shape.
  • a molded body produced in this way has a high Strength and is able to transfer and transfer high loads in both vertical and horizontal planes from the rails attached to it to the track bed.
  • the reactive material is preferably filled in via injection nozzles which are located above the preferably compacted filling material consisting of loose solids.
  • the injection nozzles can be inserted into the preferably compacted, loose solid filler material and withdrawn after the reactive material has been injected. This allows the reactive material to be applied inside the hollow profile shape and a uniform distribution of the reactive material to be achieved.
  • other forms of application of the reactive material during filling are also possible.
  • reactive material can be poured or sprayed into the hollow profile shape or applied by means of a rake. It is also possible to dip the hollow profile shape into reactive material.
  • a casting time and a weight of the shot/entry must be predetermined and set.
  • the reactive material can be selected and/or adjusted, particularly if it is composed of two components, so that the reaction only begins with a time delay after introduction.
  • a liquid mixture can be applied from above into the filling material or onto the filling material, initially spread essentially due to its flow behavior and gravity in the filling material, i.e. in the spaces between the dissolved solids and/or wet them and only then fully react, i.e. foam and preferably completely fill the spaces between the loose solids/cavities of the filling material.
  • the amount of reactive material filled is selected in accordance with the volume of the solid bodies filled into the hollow profile mold so that when the reactive material reacts completely, the entire volume of the hollow profile mold is preferably completely filled by the hollow profile mold, at least in the section in which the at least one molded body is formed Solid body and the fully reacted reactive material, ie the foam, is filled.
  • the fully reacted reactive material ie the foam
  • no or only small gas inclusions remain in the molded body in such a way that, for example, a previously loose solid in the form of a stone cannot twist out of its compacted position.
  • the open side becomes the open side while the reactive material is fully reacted the hollow profile shape is closed with a force-loaded cover.
  • Forces in the range of 5,000 N/m 2 which can be achieved, for example, by supporting a weight of approximately 500 kg/m 2 , are generally sufficient.
  • the cover has, for example, a silicone coating on one side facing the hollow shape of the hollow profile shape, which prevents a force-fitting or cohesive connection from being formed between the cover and the reactive material.
  • Other non-stick coatings and release systems can also be used.
  • a mass of the reactive material can be changed by admixtures and fillers and the density can also be varied.
  • polyurethane foams different properties can be achieved depending on the choice and proportion of isocyanate and polyol.
  • fillers and additives can be added to it, for example barium sulfate or calcium carbonate, each in powder form.
  • the loose solid material can also be varied and selected accordingly.
  • other materials such as tapping slag or similar can also be used, as long as they have sufficient stability against pressure loads. This can reduce the carbon footprint of the products manufactured be improved because an otherwise resulting waste product from steel production is used.
  • the shaped body can also be produced using pure concrete filling.
  • the molded body made of concrete is connected by connecting elements, for example made of iron, which are spot-welded to the steel sleeper trough body, for example, and is thus held in the trough formed by the hollow profile. Prestressing in the concrete is not necessary. Damping materials can be inserted into the concrete on the underside when wet or subsequently glued on, so that a soft layer is created that is directed towards the ballast grain structure of the packed track, which increases the transverse displacement resistance and reduces vibrations and sound emissions.
  • a major advantage of the manufactured steel monoblock sleepers compared to known steel trough sleepers is that the head edges can be designed variably, since the transverse displacement resistance is primarily defined by the shaped body.
  • the bent head caps end with longitudinal edges or profile edges of the hollow profile or at least do not protrude beyond them on one trough side of the hollow profile.
  • the end caps of the steel sleepers of the hollow profile to be formed can therefore be bent or cut to length at most so that the bent head caps end with longitudinal edges or profile edges of the hollow profile.
  • a height or thickness of the steel monoblock sleeper and the steel sleeper trough body is thus determined by the height or thickness of the hollow profile and not by the head caps. The head caps do not protrude beyond the profile edges.
  • At least one angle profile oriented transversely to a longitudinal direction of the hollow profile of the steel trough body can be welded or welded to an underside of the steel sleeper trough body.
  • the Profile extension directions of the hollow profile and the at least one angle profile are oriented transversely to one another, preferably perpendicular to one another.
  • one leg of the at least one angle profile is preferably oriented parallel to the edges of the hollow profile of the steel trough body.
  • the other leg of the angle profile is preferably oriented perpendicular to one leg and projects downwards. This makes it possible to achieve an improved ability to carry transverse forces into a ballast bed into which the other leg of the at least one angle profile protrudes.
  • the bottom of the steel sleeper trough body is the side opposite the side intended for fastening rails.
  • the at least one angle iron also projects laterally in the direction of profile extension on one or preferably both sides of the steel sleeper trough body. This increases the horizontal stability of the steel monoblock sleeper.
  • the at least one angle iron thus spans the trough of the steel trough body filled with the shaped body and is fastened to the two profile edges with one leg of the at least one angle iron. This creates a particularly stable attachment.
  • the at least one angle iron comprises two angle irons which are attached at a distance from one another to the underside of the steel trough body.
  • the spacing preferably corresponds approximately to a track width for which the steel monoblock sleepers are designed. They are therefore preferably attached opposite the fastening devices for rails.
  • Some embodiments may also include more than two angle irons.
  • the at least one angle profile can have openings or through holes at opposite ends. This can be done with a suitable length of at least one Angle profile, which is adapted to a laying distance of the steel monoblock sleepers, can be used to connect steel monoblock sleepers intended for adjacent laying or laid adjacent to one another by means of connecting plates. This allows an articulated frame to be created.
  • ribbed plates are welded onto the steel monoblock sleeper and are intended to guide and fasten the rails.
  • Rail fastening devices can be attached directly to these welded ribbed plates.
  • a ribbed plate comprises two attached strips, between which the band-shaped foot of a placed rail is positioned transversely to it in a form-fitting manner.
  • Fasteners connect the rail via the ribbed plate to the steel monoblock sleeper to form a track frame.
  • This track frame is designed to be resistant to twisting and pushing through, so that the rail cannot move in the longitudinal direction, tip over or twist.
  • the monoblock sleepers are manufactured with dowels or dowel recesses.
  • the dowels are inserted and fixed at appropriate locations in the hollow profile mold before the shaped body is formed. This fixing can take place, for example, via thorns or projections projecting into the hollow profile shape, which optionally protrude into the hollow shape of the hollow profile shape through openings that are opposite the open side.
  • a dowel receiving block also called a shortened dowel block, can be inserted into the hollow profile shape at the appropriate points before the reactive material and any additional loose solids are filled in.
  • fixation by means of fasteners protruding into the hollow shape of the hollow profile shape is advantageous.
  • a dowel receiving block preferably has one or more dowel recesses which are slightly larger in diameter than the dowel to be fitted later.
  • the hollow profile shape used for the production of the shaped body can be a shape designed separately from the steel sleeper trough body.
  • the at least one shaped body is placed directly in the hollow mold, which passes through the trough the steel sleeper trough body is formed.
  • slot-like or round openings are preferably made in the steel sleeper trough body at corresponding positions at which dowels or screw connections of track fastening devices are to be made later. These are then used to form fixing means in the form of projecting thorns and/or screw connections for sleeper screw dowels, inserts and the like during the production of the molded body.
  • Such inlaid items are called functional elements.
  • the rail fastening to the steel monoblock sleeper can be designed as a fully insulated construction. It is advisable to use a modification compared to the rail fastening of type S15 known from the prior art for Y-steel sleepers. For this purpose, openings are made in the top of the steel trough body.
  • the side that is intended for fastening rails is considered the top of the steel trough body and also the top of the steel monoblock sleeper.
  • An underside of the steel trough body is correspondingly the opposite open side into which the shaped body is or will be inserted.
  • four, preferably circular, openings are made in the top of the steel trough body.
  • four crossbars are welded onto the top to guide the rails.
  • Precise sleeper screw dowels made of plastic are pressed into these openings, preferably circular ones.
  • two of these sleeper screw dowels are connected to each other to form a pair of sleeper screw dowels.
  • the distances between two of the four openings are adapted to a “dowel spacing” of the pair of sleeper screw dowels, so that one pair of sleeper screw dowels fills two of the openings when pressed in.
  • Openings can be designed as slots (e.g. 48x62 mm).
  • a sleeper screw dowel with side fastening projections is then inserted into each slot.
  • the fastening projections each have a notch into which when rotated through 90° around the longitudinal axis of the sleeper screw dowel the top of the hollow profile of the steel sleeper trough body penetrates and is clamped.
  • these sleeper screw dowels which are provided with fastening projections, are attached to the steel sleeper trough body, preferably before the shaped body is formed.
  • the openings can be drilled, punched or formed using laser cutting or drilling and/or high-pressure water cutting or drilling.
  • the sleeper screw dowels or pairs of sleeper screw dowels are preferably pressed in before the shaped body is formed, at least if it is formed in the hollow profile of the steel trough body itself.
  • the sleeper screw dowels are preferably completely enclosed by the at least one shaped body.
  • the sleeper screw dowels are prefabricated such that their length is adapted to a depth of the trough of the steel sleeper trough body. They are preferably dimensioned such that, when pressed into the openings, they are essentially flush with a plane defined by the profile edges of the hollow profile.
  • the sleeper screw dowels themselves have a through hole, which then ends in one outer surface, more precisely in the outer surface facing the underside of the steel monoblock sleeper or in the outer surface forming the underside of the steel monoblock sleeper, of the formed body. This means that any water that gets into the sleeper screw anchor(s) can drain downwards.
  • the sleeper screw dowels or sleeper screw dowel bodies of a pair of sleeper screw dowels can also be designed with a through opening.
  • Embedding the sleeper screw dowels in the molded body also offers the advantage that a damaged sleeper screw dowel can be drilled out during repairs and easily replaced with a new one.
  • the cladding tube is made of a material, preferably steel, which offers the possibility of permanently holding a sleeper screw anchor under dynamic load application and giving it support against pull-out.
  • a cross-sectional shape of the enclosed area of the cladding tube or cladding tubes can be selected appropriately, or different if there are several cladding tubes. This cross-sectional shape can be, for example, circular, oval, polygonal, for example rectangular, in particular square, triangular, hexagonal, etc., but can also have any other shape, for example circular with one or more notches and/or protuberances.
  • the one or more steel cladding tubes are preferably designed concentrically with openings in the top of the steel sleeper trough body, which are provided for receiving the sleeper screws.
  • the openings are designed and dimensioned so that they also accommodate an upper end of a sleeper screw dowel.
  • the sleeper screw (not shown) is thus isolated from the steel sleeper trough body in the screwed-in state via the sleeper screw dowel.
  • Embodiments are preferred in which the steel cladding tube has a larger inner diameter than the opening in the top of the steel sleeper trough body for receiving the sleeper screw and/or sleeper screw dowel.
  • a steel cladding tube edge facing away from the top of the steel sleeper trough body terminates with the side edges of the hollow profile of the steel sleeper trough body or at least does not protrude beyond them.
  • the shaped body or bodies enclose the steel cladding tube or tubes. These are welded or glued to the steel sleeper trough body before forming or inserting the mold body or bodies, for example using a 2-component adhesive. If the shaped body or bodies are formed in a hollow profile shape that is separate from the steel sleeper trough body, this has one or more corresponding inserts that correspond to the steel cladding tube or tubes that are welded into the steel sleeper trough body. Further fastening means for the rails can then be pre-assembled using the sleeper screw dowels or pairs of sleeper screw dowels before transport to a laying location.
  • dividing profiles are welded into the trough, i.e. the hollow shape of the steel sleeper trough body, which divide the hollow shape of the steel sleeper trough body into different sections.
  • Such dividing profiles are also called separating profiles.
  • a shaped body can be formed and produced under the two end sections of the steel monoblock sleeper, which serve as fastening sections.
  • appropriately designed shaped bodies which are referred to as separating bodies, can be inserted into these sections and connected to the steel sleeper trough body.
  • a cavity remains in a central section of the trough body. This offers an advantage in that riding of the sleepers can be reduced.
  • the cavity can be used to accommodate signaling or measurement equipment and to pre-assemble them before the
  • an insert block can also be used as a separating body in order to produce the sections for forming the at least one shaped body in the trough of the steel sleeper trough body.
  • Such an insert body or separating body can be, for example, a plastic body made, for example, from polyurethane or another plastic.
  • Such an insert block or separating body can also have a recess in its middle, preferably towards the open side of the hollow shape of the steel sleeper trough body. This can also be used to avoid riding the sleepers and/or to accommodate other components such as signaling and measurement technology. This is also a way to save filling material and weight.
  • the insert block or separating body can be integrated into the molded body.
  • Several insert blocks can also be used, but not in sections intended for one Track assembly is provided.
  • the separating body can also be fastened, for example glued, into the steel sleeper trough body before the section or sections delimited and formed with it are filled.
  • a closable inspection opening can be made in the steel sleeper trough body in order to enable access from above to the cavity created between the separating profiles in the installed state.
  • adhesives are preferably used.
  • the reactive material itself can act as an adhesive and directly bond the shaped body formed in the trough of the steel sleeper trough body to the steel sleeper trough body during production.
  • this can be glued to the steel sleeper trough body in a separate step.
  • Dipping methods, spraying methods, pouring into the trough or similar methods can be used to apply the adhesive.
  • Phenoplasts PF plastics, especially PF resins
  • UF resin urea-based resins
  • isocyanates as well as epoxy or urethanes and polyurea are used as adhesives.
  • a surface treatment can be provided, which can include, for example, sandblasting and, if necessary, additional cleaning and degreasing.
  • the steel sleeper trough body has decayed due to the at least one shaped body on the trough side, there is no accumulation of condensate in the trough in the installed state in the area of the at least one shaped body, which comes from the Gravel bed created by rising moisture instead.
  • a partial or complete coating of the steel sleeper trough body can be carried out to improve the corrosion resistance.
  • the trough side of the steel sleeper trough body is particularly preferably coated/treated.
  • Polyurethanes are again preferably suitable as coatings, as they have a short reaction time, high strength and optimal sealing. These do not tend to become brittle and are temperature-resistant in wide temperature ranges, for example -50° C to 120° C. They also have acid resistance and resistance to a number of other chemicals. In addition, there is no leaching or leakage of environmentally hazardous substances. Polyurea coatings are also UV-resistant and have a sound-absorbing effect. If necessary, they can also be made fire-resistant using flame-retardant additives.
  • a coating of the steel sleeper trough body can also be carried out in such a way that labels or markings due to added dyes are also visible.
  • the coating can be printed in order, for example, to apply escape route markings or the like to the monoblock sleepers during production.
  • the coating is preferably non-slip.
  • the coating can also be used to embed in the coating itself a foil made of metal or a metal alloy, in particular a foil made of aluminum or an aluminum alloy, a so-called neutrino or ntrino foil as described in WO 2016/142056 A1, in order to generate energy on site and to use it at least for signaling or measurement devices embedded in the sleeper, possibly in the cavities themselves, or - in the event of excess - to feed it into the track network.
  • This coating can also be used to embed in these metamaterials and thus achieve further frequency reductions of the natural vibrations and reduce the propagation of structure-borne and/or airborne sound. Metamaterials are artificially produced
  • Three-dimensional phononic crystals with a very large band gap can be used, such as those described by L. D'Alessandro et al. are described in the article “Modeling and experimental verification of an ultra-wide bandgap in 3D phononic crystal” in Applied Physics Letters 109, 221907 (2016).
  • This coating can also consist of two-dimensional polymer layers in order to achieve the greatest possible protection for the films underneath.
  • a two-dimensional polymer layer is characterized by the fact that the polymer bonds are each or at least essentially only formed in a two-dimensional plane.
  • Fully coated steel sleeper trough bodies are particularly suitable for installation locations with high levels of moisture, such as those found in tunnels.
  • a suitable coating material is, for example, the polyurea system, Polyresyst® S6020-90W, which is sold by Huntsman at the Internet address https://www.huntsman.com/contact/polyurethanes/customer-service.
  • This system consists of a resin mixture formed from amines and isocyanates as hardeners.
  • the fully reacted material preferably has a hardness of 45 Shore D according to DIN53505, a tensile modulus of 24.2 MPa according to DIN53504, an extensibility of 390% according to DIN53504 and a tensile strength of 73.9 N/mm according to DIN53505.
  • the DIN standards refer to the version valid or current at the time of registration.
  • the molded body can be produced in such a way that the hollow profile shape is open at the top and the reactive material and, if necessary, the loose solids or inserted dowels, dowel blocks or separating bodies are inserted or introduced through the open side of the hollow mold.
  • the hollow profile shape for example the steel sleeper trough body
  • the reactive plastic material can be injected via nozzles and the reactive material can preferably be fully reacted while the hollow profile shape is being loaded from above.
  • the reactive material is preferably introduced and reacted in such a way that the reaction takes place from the hollow profile forming the trough to the “open” side, usually closed with the cover.
  • the shaped body is preferably formed in such a way that the at least one shaped body arranged in the hollow profile of the steel trough body has a side surface that terminates with the longitudinal edges of the steel sleeper trough body. This ensures that a constant height is maintained for the steel monoblock sleepers and that they can be laid on any surface and different track bed constructions.
  • Fig. 1 is a schematic top view of a steel monoblock sleeper
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of a steel monoblock sleeper
  • Fig. 3 is a side/partial longitudinal sectional view of a steel sleeper trough body
  • FIG. 4 shows a longitudinal cross section through an embodiment of a steel monoblock sleeper
  • FIG. 5 shows a longitudinal cross section through a further embodiment of a steel monoblock sleeper
  • Fig. 6 is a partial view of a cross section of a steel monoblock sleeper with a rail shown schematically;
  • 7a-7j show schematic views explaining the production of a steel monoblock sleeper; 8a-8j show schematic representations to explain a further embodiment for the production of steel monoblock sleepers;
  • Fig. 9 is a schematic top view of a steel monoblock sleeper with laterally projecting angle profiles
  • Fig. 10 is a schematic side view of a steel monoblock sleeper with laterally projecting angle profiles
  • Fig. 11 is a schematic cross-sectional view of a steel monoblock sleeper with laterally projecting angle profiles
  • FIG. 12 shows a schematic side view of several interconnected steel monoblock sleepers with laterally projecting angle profiles
  • Fig. 13 is a schematic partial cross section of a steel monoblock sleeper with a sleeper screw dowel with fastening projections;
  • FIG. 14 is a schematic drawing of a section of a steel monoblock sleeper with a pair of sleeper screw dowels
  • Fig. 15 is a partial sectional side view of the steel monoblock sleeper of Fig. 14;
  • Fig. 16 is a schematic enlarged sectional view of part of a pressed-in
  • FIG. 17 is a schematic partial cross-sectional view of a sleeper screw dowel body of a sleeper screw dowel pair at the level of a notch for receiving the top of a steel sleeper trough body;
  • FIG. 18 is a schematic partial sectional view of a top side of a steel trough body to which a steel cladding tube with a sleeper screw dowel accommodated therein is welded; and Fig. 19 shows a further schematic partial sectional view of a top side of a steel trough body, to which a steel cladding tube with a sleeper screw dowel accommodated therein, which is secured against being pulled out, is welded.
  • FIG. 1 A top view of a steel monoblock sleeper 1 is shown schematically in FIG.
  • a steel sleeper trough body 100 made from a steel profile and its top 110 can be seen.
  • the steel sleeper trough body 100 formed from a hollow profile 130 is bent at opposite ends 150. The bent ends are referred to as head caps 160.
  • the steel sleeper trough body 100 forms a trough that is open at the bottom, in which a shaped body that cannot be seen in FIG. 1 is arranged to fill the profile at least in sections and is connected to the steel sleeper trough body 100.
  • FIG. 2 shows a cross section 140 along a line AA (compare FIG. 1) through the steel monoblock sleeper 1.
  • the same technical features are marked with the same reference numbers in all figures.
  • the hollow profile 130 of the steel sleeper trough body 100 can be seen as well as the profile of the shaped body 400 fitted therein, which completely fills at least the section whose cross section is shown, the hollow profile 130 of the steel sleeper trough body 100.
  • FIG. 3 shows a schematic side and partial longitudinal section view of a steel sleeper trough body 100 of the steel monoblock sleeper 1 according to FIG. 1. It can be seen that the head caps 160 of the hollow profile 130 are bent so that head cap edges 165 terminate with profile edges 170 of the hollow profile 130, from which the steel sleeper trough body 100 is formed.
  • Rib plates 250 are schematically shown welded onto the top 110 and are intended for guiding and fastening rails. In the schematic representation, no fasteners for fastening the rails are shown here.
  • the steel sleeper trough body 100 represents a hollow profile shape 1000 which is attached to a
  • Steel sleeper trough body 100 formed trough. Inside this trough can be divided into sections 180 by welded-in separating profiles 200, which are also referred to as ribs. To indicate that these are optional, the separation profile 200 is shown in dashed lines in FIG. Another separating profile is usually welded symmetrically to a central axis 105 in the part of the steel sleeper trough body 100 that is not shown. In such an embodiment, the steel sleeper trough body 100 is thus divided into two fastening sections 190, in which the fastening of a rail is provided, and a middle section 195.
  • a longitudinal cross section through an embodiment of a steel monoblock sleeper 1 is shown schematically.
  • the trough formed by the steel sleeper trough body 100 is filled over the entire length by the shaped body 400 in the illustrated embodiment, the shaped body 400 showing a depression 470 in a central section 195 on an underside 420.
  • this recess 470 on the one hand, signaling or measurement devices can be accommodated and, on the other hand, the resulting free space serves to prevent the steel monoblock sleeper 1 from riding.
  • the shaped body 400 comprises a fully reacted reactive material 700.
  • This is preferably a polyurethane.
  • the shaped body 400 is a composite body which consists of loose solids 600, particularly preferably rubble 610 and most preferably track ballast 620. This is foamed by the reactive material 700 and is particularly preferably directly connected to the steel sleeper trough body 100 in a non-positive manner.
  • one or more sleeper screw dowels 510 and/or a dowel block 520 can already be integrated into the shaped body 400. Sleeper screw dowels 510 are made of plastic and/or fiberglass concrete, for example.
  • a prefabricated separating body 540 is integrated into a central section, which separates the fastening sections 480 from a central section 490 and has the recess 470 of the shaped body 400 formed.
  • the molded body 400 as a whole is a composite body including the inserted or inserted components, such as the separating body 470, the sleeper screw dowel 510 or the dowel block 520.
  • the fastening sections 490 are inserted into the molded body, preferably before the reactive material has fully reacted into the hollow profile shape formed, for example, by the steel sleeper trough body, in which the shaped body 400 was formed, loose solid bodies 600 are filled, which are compacted, for example, by shaking. The spaces are then with the reactive material 700, which is foamed when it reacts, has decayed and is thus surrounded by the reactive material.
  • the steel sleeper trough body 100 is thus filled from an inside by the shaped body 400.
  • separating profiles 200 are welded into the trough formed by the steel sleeper trough body 100, which separate the fastening sections 190 from the middle section 195.
  • a schematic sectional view of a fastening section 190 of a steel monoblock sleeper 1 is shown enlarged in longitudinal section.
  • rib plates 250 are welded onto the top 110 and are intended to guide a rail 2000, which is not part of the steel monoblock sleeper 1.
  • Openings 111, 112 are formed in the top 110, under which dowel openings 525 with dowels 510 of a dowel block 520 arranged therein are formed.
  • the dowel block 520 is surrounded by compacted track ballast with a grain size of 31-61 mm, ie a usual grain size for track ballast 620, which is foamed in a polyurethane foam in the compacted state.
  • the end section 180 which is a fastening section 190, is completely filled by the shaped body 400.
  • the end section is delimited on one side by the head cap 160 and on the opposite side by the separating profile 200.
  • the production of a steel monoblock sleeper 1 is explained schematically and as an example using FIGS. 7a-7j.
  • the shaped body 400 is initially formed separately from the steel sleeper trough 100 and the two are then connected to one another by gluing.
  • a hollow profile shape 1000 is shown schematically, the hollow shape of which corresponds to the hollow profile of the steel sleeper trough body 100.
  • Fixing means 1010, 1020 designed as fixing pins protrude into the hollow mold.
  • injection nozzles 1100 for the reactive material protrude into the hollow mold through closable openings 1050 of the hollow profile mold 1000.
  • a sleeper screw dowel 510 As shown in Fig. 7b, objects inserted into the fastening means 1010, 1020, such as a sleeper screw dowel 510, a dowel block 520, and/or, in other embodiments, a separating body 540, are fastened.
  • the remaining cavity is filled with loose solids 600, preferably with rubble 610, particularly preferably with track ballast 620.
  • These solid bodies 600 are compacted, for example by shaking, which is shown schematically by double arrows to indicate a shaking device 1200.
  • FIG. 7d shows that the open side of the hollow profile mold 1000 is closed via a cover 1300, which preferably has a non-stick layer 1320 on an underside that is applied to an elastic layer 1310.
  • the cover 1300 is pressed against the steel profile shape so that it remains closed even when the reactive material expands.
  • the cover is pressed against the hollow profile shape using a pressing device 1370, which is shown schematically as a weight.
  • Reactive material 700 is now injected into the spaces between the compacted track ballast 620 via the injection nozzles 1100.
  • the injection nozzles 1100 are retracted and the closures 1060 of the closable openings 1050 are closed, as shown schematically in FIG. 7e.
  • the reactive material 700 reacts, it expands and forms together with the compacted loose solids 600, here the track ballast 620, and
  • the inserted elements form the shaped body 400 as a composite body, which is shown schematically in FIG. 7f.
  • a hollow profile 13 made of steel is bent at opposite ends 150 to form head caps 160 (Fig. 7g).
  • head caps 160 Fig. 7g.
  • the steel sleeper trough body 100 is formed.
  • ribbed plates 250 are welded onto the steel sleeper trough body for later guiding of rails.
  • openings are punched and/or drilled into the steel sleeper trough body 100.
  • the steel sleeper trough body 100 is then coated on an inside or underside 120 in the trough and/or on an outside, i.e. the top 110 (FIG. 7h).
  • a polyurea coating 800 is preferably carried out via coating nozzles 1400.
  • the top 110 can also be printed and provided with graphic markings. In this case, a printing device 1420 is used.
  • an adhesive 850 is applied to the inside of the steel sleeper trough body and/or an outside of the shaped body 400 (FIG. 7i) and the shaped body 400 is inserted into the trough of the steel sleeper trough body 100 and non-positively connected to it to form the steel monoblock sleeper 1.
  • the steel monoblock sleeper 1 is shown schematically in Fig. 7j.
  • a hollow profile shape 1000 is used, which is formed separately from the steel sleeper trough body 100.
  • the at least one shaped body or optionally the several shaped bodies that fill the trough of the steel sleeper trough body 100 or sections 180 of the steel sleeper trough body 100 are manufactured in the steel sleeper trough body 100 itself.
  • FIGS. 8a-8h Such an embodiment is shown as an example in FIGS. 8a-8h.
  • the steel sleeper trough body 100 is made again from a hollow profile 130 made of steel, Fig. 8a.
  • separating profiles are welded into the trough of the steel sleeper trough body.
  • openings 111, 112 are made in the steel sleeper trough body 100 (Fig. 8b), through which inserted sleeper screw dowels 510 or dowel blocks 520 can be fixed in the trough (Fig. 8d).
  • the steel sleeper trough body 100 is coated with a coating 800 on the open trough side and / or the top 110 (bottom in the figure) before inserting inserts such as sleeper screw dowels 510 or a dowel block 520 etc. (Fig. 8c).
  • Injection nozzles 1100 for the reactive material are inserted into the hollow mold or the open trough (FIG. 8d).
  • the remaining cavity is then filled with rubble 610, for example track ballast 620 made of basalt, and compacted using vibration (Fig. 8e). In the embodiment shown, this only occurs in the fastening sections 190 in which shaped bodies are formed.
  • the trough of the steel sleeper trough body is then closed and sealed with a cover 1300, which is pressed onto the opening of the hollow profile shape 1000 formed by the steel sleeper trough body 100 using a contact pressure from a pressing device 1370.
  • the cover 1300 has closable openings 1350 through which the injection nozzles 1100 protrude.
  • the reactive material 700 is preferably selected so that, on the one hand, it foams and encloses the loose solid bodies 600, preferably selected as track ballast 620, and at the same time forms a non-positive connection with the steel sleeper trough body 100, so that the two formed bodies 400, 400 'close with the steel sleeper trough body 100 the steel monoblock sleeper 1 are connected.
  • the finished steel monoblock sleeper 1, rotated into a laying orientation, is shown schematically in FIG. 8h.
  • the hollow profile shape is opened upwards.
  • the hollow trough of the steel sleeper trough body can also be pressed into a layer of loose solids, for example track ballast, and then reactive material can be injected into the interior of the trough of the steel sleeper trough body, including in the track.
  • a suitable shaped body is also formed in this way.
  • the steel sleeper trough body is subjected to force from the top during the reaction in order not to impair the compaction of the rubble inside the trough and to prevent the hollow profile shape formed by the steel sleeper trough body from lifting.
  • FIG. 9 shows a schematic top view of a steel monoblock sleeper 1 with laterally projecting angle profiles 900.
  • a corresponding side view is shown in FIG. 10 and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. 11.
  • Two angle profiles 900 are welded from below to the steel sleeper trough body 100, each of which protrudes laterally on both sides 105, 106 of the steel sleeper trough body 100.
  • the profile direction 905 of the angle profile 900 is oriented perpendicular to the profile direction 135 of the hollow profile 130 of the steel sleeper trough body 100.
  • One leg 910 of the angle profile 900 is oriented parallel to the profile edges 170 of the hollow profile 130 of the steel sleeper trough body 100 and rests with its top side 911 on the profile edges 170.
  • the angle profile 900 is welded to these profile edges 170.
  • the angle profiles 900 are preferably arranged opposite the fastening points for rails 2000.
  • Another leg 920 of the angle profile 900 which is preferably oriented perpendicular to the one leg 910, projects downward from the underside 120 of the steel sleeper trough body 100.
  • the angle profiles 900 improve the horizontal stability of the steel monoblock sleeper 1. Furthermore, transverse forces can be better transferred to a ballast bed into which the other legs 920 protrude when installed.
  • the angle profiles 900 can have openings 921 at one end 901 and at the other end 902 in the other leg 902 and/or in one leg 910 and by means of connecting plates 930 and connecting screws 935 can be connected to the angle profile 900 of an adjacent steel monoblock sleeper 1 to form an articulated frame.
  • FIG. 13 shows a schematic partial cross section of a steel monoblock sleeper with a sleeper screw dowel 510, which has a round body 511 with fastening projections 512 projecting on opposite sides.
  • An extent 513 in the plane of the drawing is larger than perpendicular to it.
  • Such a sleeper screw dowel 510 is inserted into a slot-like opening 111 on the top of the steel sleeper trough body 100.
  • the extension of the slot-like opening 111 is longer perpendicular to the plane of the drawing than in the plane of the drawing.
  • the sleeper screw dowel 510 is inserted or pressed in a position rotated by 90 ° about a central axis 514 relative to the position shown and then brought into the position shown by 90 °.
  • a notch 516 formed between a clamping collar 515 and the fastening projections 512 a wall 113 of the steel sleeper trough body 100 is clamped on its top 110 and the sleeper screw dowel 510 is fastened to the steel sleeper trough body.
  • the sleeper screw dowel 510 preferably has a through hole 517. This preferably ends on the underside 420 of the shaped body 400 which surrounds the sleeper screw dowel 510 and is preferably formed around it. the sleeper screw dowel 510 is integrated into the shaped body 400. Nevertheless, water that penetrates into the sleeper screw anchor can drain down through the through hole 517.
  • Fig. 14 shows a schematic drawing of a section of a steel monoblock sleeper with a pair of sleeper screw dowels 560.
  • a pair of sleeper screw dowels 560 has two sleeper screw dowel bodies 561 connected to one another via a web 568, on each of which fastening projections 562 are preferably formed.
  • the sleeper screw dowel bodies 561 each have a preferably circumferential clamping collar 565.
  • a preferably circumferential notch 566 is formed in the sleeper screw dowel body, in which the top 110 of the steel trough body 100 is formed Steel monoblock sleeper 1 is received when the sleeper screw dowel bodies 561 are pressed into preferably circular openings 111, 112 of the steel trough body 100.
  • a length 563 of the sleeper screw dowel bodies 561 is adapted to a height of the steel trough body 100 and the molded body 400, so that a through hole 567 ends around the central axis 564 of each sleeper screw dowel body 561 at the bottom 420 of the molded body 400.
  • Fig. 15 shows a partial sectional side view of the steel monoblock sleeper 1 according to Fig. 14.
  • Fig. 16 shows a schematic enlarged sectional view of a part of a pressed-in sleeper screw dowel body of a pair of sleeper screw dowels.
  • FIG. 17 shows a schematic sectional view of a sleeper screw dowel body 561 of a sleeper screw dowel pair 560 at the level of a notch 566 for receiving the top 110 of a steel sleeper trough body.
  • a circumferential jagged notch edge 569 can be seen, the teeth of which act as an elastic clamping element in the radial direction when the top 110 of the steel sleeper trough body is received in the notch.
  • FIG. 18 shows a schematic partial sectional view of a top side of a steel sleeper trough body 00, to which a steel cladding tube 210 with a sleeper screw dowel 510 accommodated therein is welded.
  • the steel cladding tube 210 is arranged concentrically with an opening 111 in the top 110.
  • An inner diameter 215 of the steel cladding tube 210 and an inner diameter 115 of the opening 111 for receiving the sleeper screw (not shown) are essentially identical in this embodiment. It is also possible to design the opening 111 so that it corresponds to an outer diameter of the steel cladding tube 210. In such an embodiment, the steel cladding tube 210 can be welded to the top 110 from above.
  • the screw sleeper dowel 510 has a circumferential projection 517, which protects the sleeper screw dowel 510 from being "pressed through” when the steel cladding tube 210 protrudes through the shaped body 400 or is flush with its underside 420
  • FIG. 19 shows a further schematic partial sectional view of a top side 110 of a steel sleeper trough body 100, to which a steel cladding tube 210 with a sleeper screw dowel 510 accommodated therein is welded, which, however, is secured against being pulled out upwards.
  • an inner diameter 115 of the opening 111 is in the top 110 of the
  • Steel sleeper trough body 100 is smaller than the inner diameter 215 of the steel cladding tube 210.
  • the sleeper screw dowel 510 has a notch 516 and a clamping collar 515.
  • the clamping collar 515 like the circumferential projection 517 in the embodiment according to FIG. 18, prevents the sleeper screw dowel 510 from being pushed downwards out of the steel cladding tube 210.
  • a weld seam 220 can be closed all around or in sections all around.
  • the sleeper screw dowel preferably has a through hole 567 so that liquids penetrating from above or forming inside can drain downwards.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stahlmonoblockschwelle (1) umfassend einen Stahlschwellentrogkörper (100) aus einem Hohlprofil (130) mit an gegenüberliegenden Enden (150) des Stahlschwellentrogkörper (100) umgebogen Kopfkappen (160), wobei der Stahlschwellentrogkörper (100) zumindest in Abschnitten (190), die für eine Schienenbefestigung vorgesehen ist, mittel mindestens eines Formkörpers (400) profilfüllend ausgefüllt ist. Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen einer Stahlmonoblockschwelle (1) umfasst die Verfahrensschritte: (a) Bereitstellen oder Herstellen eines Stahlschwellentrogkörpers (100) aus einem Hohlprofil (130) mit umgebogenen Kopfkappen (160) an den gegenberliegenden Enden (150); und (b) Anordnen oder Ausbilden mindestens eines Formkörpers (400) in mindesten einem Abschnitt (180, 190) des Stahlschwellentrogkörpers (100), und verbinden mit dem Stahlschwellentrogkörper (100), so dass der mindestens eine Abschnitt (180, 190) des Stahlschwellentrogkörpers (100) von dem mindestens einen Formkörper (400) profilfüllend ausgefüllt ist

Description

Stahlmonoblockschwelle und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft Bahnschwellen und insbesondere auf Basis einer Stahltrogschwelle hergestellte Bahnschwellen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen solcher Bahnschwellen, die zum Einsatz sowohl im Stammgleis als auch unter Weichen und Kreuzungen vorgesehen sind.
Bahnschwellen sind Teil des Gleiskörpers von Eisen-, Straßen- und/oder U-Bahnen und werden seit Jahrhunderten im Bahnbau eingesetzt. Der Gleiskörper besteht in der Regel aus Schotter, Bahnschwellen und Schienen, die auf den Schwellen montiert sind. Historisch wurden Holzschwellen eingesetzt. Heute werden hauptsächlich Spannbetonschwellen beim Bau von Gleisanlagen verwendet. Vor dem Aufkommen solcher Spannbetonschwellen wurden häufig auch Stahlschwellen verwendet. Seit den 1970er Jahren werden auch sogenannte FFU-Kunstholzschwellen eingesetzt, wobei FFU für Fiber reinforced Foamed Urethane - deutsch: faserverstärktes geschäumtes Urethan steht. Solche Schwellen werden hauptsächlich im Bereich von Eisenbahnbrücken, Weichenanlagen und an solchen Stellen eingesetzt, wo Schwellen mit geringer Bauhöhe benötigt werden.
Stahltrogschwellen, die seit dem 18. Jahrhundert eingesetzt werden, zeichnen sich durch sehr lange Liegedauern im Gleis aus. Die Bahnschwellen dienen in erster Linie der Lastaufnahme aus Fahrschienen und deren Befestigung. Hierbei erfolgt ein Lastabtrag sowohl in vertikaler Richtung als auch in Querrichtung zum Gleiskörper. Bei Stahltrogschwellen wird ein Abtrag der Querbelastung insbesondere darüber erreicht, dass die Stahltrogschwellen, die aus einem Hohlprofil gefertigt sind, umgebogene Kopfkappen aufweisen, die deutlich über eine Profilstärke hinausragen. Dies bedeutet, dass die Unterkanten der umgebogenen Kopfkappen über die Längskanten oder Profilkanten des Hohlprofils der Stahltrogschwellen im Befestigungsbereich der Schienen hinausragen. Beim Verlegen im Gleisbett bedeutet dies, dass für das Aufnehmen der Kopfkappen im Schotter beim Verlegen zunächst entsprechende Furchen oder Aussparungen vorhanden sein müssen.
Neben dem Lastabtrag dienen die Bahnschwellen zum Befestigen der Schienen und garantieren hierüber eine Spurbreite. Wünschenswert ist hierbei auch eine größtmögliche Resistenz gegen durch Entgleisungen verursachte Spurverengungen. In diesem Punkt schneiden Stahltrogschwellen gegenüber beispielsweise Bahnschwellen aus Holz häufig schlechter ab.
Aus der chinesischen Patentanmeldung CN 107 313 313 A ist ein Verfahren zum Herstellen eines Gleisbetts bekannt, bei dem Schwellen in einer Fertigungsstelle auf Blöcken, die aus Polyurethan aufgeschäumt sind, angeordnet und befestigt werden und in dieser Anordnung zu einem Gleisbett transportiert werden. Im zu erstellenden Gleisbett werden die Polyurethanblöcke mit der darauf befestigten Bahnschwelle oder den darauf befestigten Bahnschwellen abgesetzt und ausgerichtet und das Gleisbett durch Hinzufügen von Schotter um die Polyurethanblöcke herum fertiggestellt. Hierdurch soll die Fertigung beschleunigt werden und vermieden werden, dass die Polyurethanblöcke an Ort und Stelle, wo das Gleisbett ausgebildet wird, ausgegossen und ausgeschäumt werden.
Die DE 102019 210289 A1 beschreibt einen Schotter-Kunststoff-Verbundkörper, aufweisend Schottersteine, wobei der Schotter-Kunststoff-Verbundkörper die Form einer Platte hat, ein Gleisbett und Gleiskörper, aufweisend den Schotter-Kunststoff- Verbundkörper, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Schotter-Kunststoff- Verbundkörpers und Verfahren zur Herstellung eines Gleisbettes.
Der nun vorliegenden Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde Bahnschwellen und ein Verfahren für deren Herstellung zu schaffen, wobei die Bahnschwellen eine hohe Liegedauer ähnlich oder besser als Stahltrogschwellen erreichen, jedoch einfacher zu verlegen sind und eine hohe Stabilität und Flexibilität beim Einsatz sowie ein verbessertes Verhalten im Vergleich zu herkömmlichen Stahltrogschwellen bezüglich einer möglichen Spurverengung bei Entgleisungen und des Lastabtragverhaltens zeigen und eine geringere Korrosionsneigung aufweisen sowie ein besseres Resonanzverhalten zeigen, insbesondere aufgrund einer Vermeidung von unterwünschten Hohllagen.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, neuartige Schwellen basierend auf einem, vorzugsweise bekannten und erprobten, Stahlprofil zu schaffen, bei denen das hohle Profil zumindest abschnittsweise durch einen Formkörper volumenfüllend aufgefüllt wird. Hierdurch wird eine größere Auflagefläche geschaffen, um auch Querkräfte, die quer zu einer Schienenrichtung auftreten, an ein Gleisbett abtragen zu können. Gleichzeitig erhöht sich hierdurch das Schwellengewicht gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Stahltrogschwellen, die in Fachkreisen häufig als zu leicht im Vergleich zu verschiedenen Betonschwellentypen angesehen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist somit vorgesehen, dass eine Stahlmonoblockschwelle geschaffen wird, die einen Stahlschwellentrogkörper aus einem Hohlprofil mit an gegenüberliegenden Enden des Stahlschwellentrogkörpers umgebogenen Kopfkappen aufweist, wobei der Stahlschwellentrogkörper mindestens in Abschnitten, die für eine Schienenbefestigung vorgesehen sind, mittels mindestens eines aus ausreagiertem reaktivem Material gebildeten Formkörpers profilfüllend ausgefüllt ist.
Ein entsprechendes bevorzugtes Verfahren zum Herstellen einer Stahlmonoblockschwelle umfasst die Verfahrensschritte (a) Bereitstellen oder Herstellen eines Stahlschwellentrogkörpers aus einem Hohlprofil mit umgebogenen Kopfkappen an gegenüberliegenden Enden; (b) Anordnen oder Ausbilden mindestens eines Formkörpers in mindestens einem Abschnitt des Stahlschwellentrogkörpers und Verbinden mit dem Stahlschwellentrogkörper, sodass der mindestens eine Abschnitt des Stahlschwellentrogkörpers von dem mindestens einen Formkörper profilfüllend ausgefüllt ist.
Dadurch dass der Stahlschwellentrogkörper volumenfüllend mit dem Formkörper zumindest abschnittsweise ausgefüllt ist, werden unbeabsichtigte Hohlräume beim Verlegen, die im Stand der Technik bei Stahltrogschwellen auftreten, die nicht korrekt mit Schotter unterfüttert werden, vermieden. Hierdurch wird das Resonanzverhalten gegenüber den bekannten Stahltrogschwellen deutlich verbessert.
Ein Formkörper ist ein Körper mit einer definierten äußeren Form. Die äußere Form ist hier jeweils an einen Abschnitt eines Hohlprofils eines Stahlschwellentrogkörpers angepasst und kann diesen Abschnitt volumenfüllend ausfüllen.
Bevorzugte Ausführungsformen sehen als weiteren Verfahrensschritt vor: Einfüllen von reaktivem Material in eine Hohlprofilform, deren Hohlform zumindest mit einem Abschnitt des Hohlprofils des Stahlschwellentrogkörpers korrespondiert, und Ausreagieren des reaktiven Materials zu dem mindestens einen die Hohlprofilform ausfüllenden Formkörper. Vorzugsweise wird als reaktives Material ein aufschäumender Kunststoff gewählt. Hierfür eignen sich bevorzugt Polyurethane, da diese zum einen eine hohe Festigkeit und eine schnelle Reaktionskinetik zeigen und recyclebar sind, wie beispielsweise die der zum Zeitpunkt dieser Anmeldung noch nicht offengelegten Anmeldung DE 10 2021 211 499 beschreiben ist. Somit ist es möglich, die Formkörper in kurzer Zeit herzustellen. Die hergestellten Formkörper sind in einem den Anforderungen entsprechendem Zeitraum verarbeitbar und/ oder fertiggestellt. Polyurethane bieten darüber hinaus eine hohe Haltbarkeit gegenüber Umwelteinflüssen. Sie bieten eine ausreichend hohe Stabilität und Langlebigkeit. Sie bieten jedoch andererseits auch eine gewisse Elastizität, sodass beim Verlegen in einem Schotterbett Kanten und Spitzen von Schottersteinen in die untere Oberfläche eingreifen können und so insbesondere Querkräfte, d.h. Kräfte, die quer zu den montierten Schienen wirken, von der Stahlmonoblockschwelle gut an das Schotterbett übertragen werden können. Ferner eignen sich Polyurethane, da sie sich mit verschiedensten Materialien verbinden und diese beschichten oder einschließen und eine feste anhaftende Verbindung eingehen.
Um eine Festigkeit und auch eine Masse der Formkörper beeinflussen zu können, wird der mindestens eine Formkörper bevorzugt als Festkörperschaumverbundstoff, vorzugsweise als Geröllschaumverbundstoff, hergestellt. Als Geröll wird vorzugsweise eine Körnung zwischen 31 mm und 62 mm, wie sie beispielsweise üblich für Gleisschotter ist, eingesetzt. Besonders bevorzugt ist das Geröll Gleisschotter. Andere Ausführungsformen können jedoch auch andere lose Festkörper in Form von Kunststoffteilen, Kunststoffstangen oder anderen Materialien nutzen, aber auch andere Körnungsgrößen.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht somit vorzugsweise vor, dass vor dem Einfüllen oder zeitglich mit dem Einfüllen des reaktiven Materials in die Hohlprofilform die Hohlprofilform zusätzlich mit losen Festkörpern verfüllt wird und die losen Festkörper vorzugsweise durch Rütteln verdichtet werden. Ein Verdichten kann auch alternativ oder zusätzlich über ein Evakuieren der Hohl profilform bewirkt und/oder unterstützt werden. Das Einfüllen und Ausreagieren des reaktiven Materials wird bevorzugt so ausgeführt, dass das reaktive Material die losen Festkörper umschließt und den Formkörper als Verbundkörper ausbildet, dessen äußere Kontur zumindest an einen Abschnitt der Kontur der Hohlprofilform angepasst ist. Ein so hergestellter Formkörper weist eine hohe Festigkeit auf und ist in der Lage, hohe Lasten sowohl in vertikaler als auch horizontaler Ebene von den darauf befestigten Schienen an das Gleisbett weiterzuleiten und abzutragen.
Das Einfüllen des reaktiven Materials erfolgt vorzugsweise über Einspritzdüsen, die sich über dem vorzugsweise verdichteten, aus losen Festkörpern bestehende Füllmaterial befinden. Alternativ können die Einspritzdüsen in das vorzugsweise verdichtete, aus losen Festkörpern bestehende Füllmaterial eingeführt und nach dem Einspritzen des reaktiven Materials zurückgezogen werden. Hierdurch kann die Applikation des reaktiven Materials im Innern der Hohlprofilform erfolgen und eine gleichmäßige Verteilung des reaktiven Materials erreicht werden. Es sind jedoch auch andere Formen der Applikation des reaktiven Materials beim Einfüllen möglich.
Beispielsweise kann reaktives Material in die Hohlprofilform gegossen oder gesprüht werden oder mittels eines Rächens aufgetragen werden. Auch ein Tauchen der Hohlprofilform in reaktives Material ist möglich.
Es hat sich gezeigt, dass über eine Wahl einer genaue Eintragszeit und eines Gewichts sowie einer Zusammensetzung oder eines Verhältnisses der Komponenten (z.B. Polyol, Katalysator und Isocyanat) des Materials Formkörper wiederholbar reproduziert werden können. Demnach muss eine Gießzeit und ein Gewicht des Schusses/des Eintrags vorbestimmt und eingestellt werden. Das reaktive Material kann so gewählt und /oder eingestellt werden, insbesondere wenn es aus zwei Komponenten zusammengesetzt ist, dass die Reaktion nach dem Einbringen erst zeitverzögert einsetzt. So kann ein flüssiges Gemisch von oben in das Füllmaterial oder auf das Füllmaterial appliziert werden, sich zunächst im Wesentlichen aufgrund seines Fließverhaltens und der Schwerkraft in dem Füllmaterial, d.h. in den Zwischenräumen der lösen Festkörper verteilen und/oder diese benetzen und erst anschließend fertig ausreagieren, d.h. aufschäumen und die Zwischenräume zwischen den losen Festkörpern/Hohlräume des Füllmaterial vorzugsweise vollständig ausfüllen.
Die Menge des eingefüllten reaktiven Materials wird angepasst an das Volumen der in die Hohlprofilform eingefüllten Festkörper so gewählt, dass beim Ausreagieren des reaktiven Materials vorzugsweise das gesamte Volumen der Hohlprofilform zumindest in dem Abschnitt, in dem der mindestens eine Formkörper ausgebildet wird, vollständig durch die Festkörper und das ausreagierte reaktive Material, d.h. den Schaum, ausgefüllt wird. Es verbleiben somit vorzugsweise keine oder nur kleine Gaseinschlüsse in dem Formkörper und zwar so, dass sich beispielsweise ein vormals loser Festkörper in Form eines Steins aus seiner verdichteten Lage nicht herausdrehen kann.
Um die vor dem Ausreagieren des reaktiven Materials existierende Festkörperverdichtung durch das Ausreagieren möglichst nicht oder nur gering zu verändern und/oder um die Ausbildung von Gaseinschlüssen und Hohlräumen in dem gebildeten Formkörper zu vermeiden oder zu minimieren, wird während des Ausreagierens des reaktiven Materials die offene Seite der Hohlprofilform mit einer kraftbelasteten Abdeckung verschlossen. Hierbei sind in der Regel Kräfte im Bereich von 5.000 N/m2, welche beispielsweise durch ein Aufliegen eines Gewichts von etwa 500 kg/m2 erreicht werden kann, ausreichend.
Hierdurch wird vorzugsweise auch ein Austreten des reaktiven Materials aus der Hohlprofilform verhindert. Dieses ermöglicht auch einen effizienten Einsatz des zu verwendenden Materials. Die Abdeckung weist hierfür an einer der Hohlform der Hohlprofilform zugewandten Seiten beispielsweise eine Silikonbeschichtung auf, die verhindert, dass zwischen der Abdeckung und dem reaktiven Material eine kraft- oder stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Auch andere Antihaftbeschichtungen und Trennsysteme können verwendet werden.
Um beispielsweise Schallübertragungseigenschaften und/oder mechanische Vibrationseigenschaften der Monoblockschwelle beeinflussen zu können, kann eine Masse des reaktiven Materials durch Beimischungen und Füllstoffe verändert werden und auch die Dichte variieren. Bei Polyurethan-Schaumstoffen können je nach Wahl und Anteil des Isocyanats und des Polyols unterschiedliche Eigenschaften erreicht werden. Um beispielsweise die Masse des durch das reaktive Material gebildeten Schaums zu erhöhen, können diesem Füll- und Zusatzstoffe beigemengt werden, beispielsweise Bariumsulfat oder Kalziumkarbonat, jeweils in Pulverform.
Zur Beeinflussung der akustischen Eigenschaften und/oder Vibrationseigenschaften kann auch das lose Festkörpermaterial variiert und entsprechend ausgewählt werden. Neben Gleisschotter können auch andere Materialien wie Abstichschlacke oder Ähnliches verwendet werden, solange diese eine ausreichende Stabilität gegenüber Druckbelastungen aufweisen. Hierdurch kann die CO2-Bilanz der Hergestellten Schwellen verbessert werden, da ein ansonsten anfallendes Abfallprodukt der Stahlherstellung genutzt wird.
Der Formkörper kann auch mittels einer reinen Betonausfüllung hergestellt werden. Der aus Beton hergestellte Formkörper wird durch Verbindungselemente z.B. aus Eisen, die beispielsweise mit dem Stahlschwellentrogkörper punktverschweißt sind, verbunden und so im durch das Hohlprofil gebildeten Trog gehalten. Eine Vorspannung im Beton ist nicht nötig. In den Beton können an der Unterseite dämpfende Materialien im Nasszustand eingelegt oder nachträglich angeklebt werden, so dass sich hierdurch eine weiche, zu dem Schotterkorngerüst des gestopften Gleises gerichtente Schicht entsteht, die den Querverschiebwiderstand erhöht und Vibrationen und Schallabstrahlungen reduziert.
Ein großer Vorteil der hergestellten Stahlmonoblockschwellen gegenüber bekannten Stahltrogschwellen besteht darin, dass die Kopfkanten variabel gestaltbar sind, da der Querverschiebewiderstand vornehmlich über den Formkörper definiert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die umgebogenen Kopfkappen mit Längskanten oder Profilkanten des Hohlprofils abschließen oder zumindest auf einer Trogseite des Hohlprofils nicht über diese vorspringen. Die Endkappen der Stahlschwellen des zu bildenden Hohlprofils können daher maximal so umgebogen oder abgelängt werden, dass die umgebogenen Kopfkappen mit Längskanten oder Profilkanten des Hohlprofils abschließen. Eine Höhe oder Stärke der Stahlmonoblockschwelle und des Stahlschwellentrogkörpers wird somit durch die Höhe bzw. Stärke des Hohlprofils bestimmt und nicht durch die Kopfkappen. Die Kopfkappen ragen nicht über die Profilkanten hinaus. Hierdurch entfallen, die bei den klassischen Stahltrogschwellen notwendigen aufwendigen Arbeiten beim Verlegen, die ein Einfügen der vorspringenden Kopfkappen in das Schottermaterial notwendig machten. Bei den jetzt geschaffenen Stahlmonoblockschwellen, bei denen die Kopfkappen des Stahlschwellentrogkörpers nicht über die Längskanten des Hohlprofils, aus dem sie gebildet sind, hinausragen, werden die Querkräfte somit über die gesamte Fläche des mindestens einen Formkörpers, der mit dem der Stahlschwellentrogkörper zumindest abschnittsweise gefüllt ist, übertragen. Der Querkraftabtrag ist somit gleichmäßiger verteilt und verhindert Spannungen im Schotterbett.
Zusätzlich kann mindestens ein quer zu einer Längsrichtung des Hohlprofils des Stahltrogkörpers orientiertes Winkelprofil an einer Unterseite des Stahlschwellentrogkörpers angeschweißt werden oder angeschweißt sein. D.h. die Profilerstreckungsrichtungen des Hohlprofils und des mindestens einen Winkelprofils sind quer zueinander, vorzugsweis senkrecht zueinander orientiert. Zugleich ist vorzugsweise ein Schenkel des mindestens einen Winkelprofils parallel zu den Kanten des Hohlprofils des Stahltrogkörpers orientiert. Der andere Schenkel des Winkelprofils ist vorzugsweise senkrecht zu dem einen Schenkel orientiert und springt nach unten vor. Hierdurch kann eine verbesserte Abtragfähigkeit von Querkräften in ein Schotterbett erreicht werden, in das der andere Schenkel des mindestens einen Winkelprofils hineinragt. Die Unterseite des Stahlschwellentrogkörpers ist jene Seite, die der Seite gegenüberliegt, die für die Befestigung von Schienen vorgesehen ist.
Vorzugsweise springt das mindestens eine Winkeleisen zusätzlich in Profilerstreckungsrichtung seitlich an einer oder bevorzugt beiden Seiten des Stahlschwellentrogkörpers vor. Hierdurch wird eine horizontale Stabilität der Stahlmonoblockschwelle gesteigert.
Bevorzugt überspannt das mindestens eine Winkeleisen somit den mit dem Formkörper aufgefüllten Trog des Stahltrogkörpers und ist an den beiden Profilkanten mit dem einen Schenkel des mindestens einen Winkeleisens befestigt. Hierdurch wird eine besonders stabile Befestigung geschaffen.
Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Winkeleisen zwei Winkeleisen, die beabstandet voneinander an der Unterseite des Stahltrogkörpers befestigt. Die Beabstandung entspricht vorzugsweise in etwa eine Spurweite, für die die Stahlmonoblockschwellen ausgebildet sind. Sie sind somit vorzugsweise gegenüberliegend zu den Befestigungsvorrichtungen für Schienen befestigt.
Mit einer Anordnung des Winkelprofils in einer Schienenachse wird der Einbau der Stahlmonoblockschwelle bei der Gleismontage stark vereinfacht und eine Befahrung bei Belastung durch Zugfahrt sicher. Eine ungewünschte Durchbiegung der Schwelle wird wirksam unterbunden.
Einige Ausführungsformen können auch mehr als zwei Winkeleisen aufweisen.
Das mindestens eine Winkelprofil kann an gegenüberliegenden Enden Öffnungen oder Durchgangslöcher aufweisen. Dies können bei geeigneter Länge des mindestens einen Winkelprofils, welches an einen Verlegeabstand der Stahlmonoblockschwellen angepasst ist, genutzt werden, um mittels Verbindungsplatten für ein benachbartes Verlegen vorgesehene oder benachbart zueinander verlegte Stahlmonoblockschwellen miteinander zu verbinden. Hierdurch kann ein Gelenkrahmen geschaffen werden.
Bei einigen Ausführungsformen sind auf der Stahlmonoblockschwelle Rippenplatten aufgeschweißt, die zum Führen der Schienen und Befestigen dieser vorgesehen sind. Schienenbefestigungseinrichtungen können unmittelbar an diesen aufgeschweißten Rippenplatten angebracht sein. Eine Rippenplatte umfasst zwei aufgesetzte Leisten, zwischen denen der bandförmige Fuß einer aufgelegten Schiene formschlüssig quer zu ihr positioniert wird. Befestigungsmittel verbinden die Schiene über die Rippenplatte mit der Stahlmonoblockschwelle zu einem Gleisrahmen. Dieser Gleisrahmen wird verdreh- und durchschubsicher ausgeführt, so dass sich die Schiene weder in der Längsrichtung verschiebt noch umkippt noch sich verdrehen lässt.
Andere Ausführungsformen sehen zusätzlich oder alternativ vor, dass die Monoblockschwellen mit Dübeln oder Dübelaussparungen gefertigt werden. Vorteilhafterweise werden die Dübel vor dem Ausbilden des Formkörpers in der Hohlprofilform an entsprechenden Stellen eingelegt und fixiert. Dieses Fixieren kann beispielsweise über in die Hohlprofilform hineinragende Dornen oder Vorsprünge erfolgen, die gegebenenfalls durch Öffnungen, die der offenen Seite gegenüberliegen, in die Hohlform der Hohlprofilform hineinragen. Zum Fixieren der Dübel können diese auch durch solche Öffnungen mit der Hohlprofilform während der Herstellung des Formkörpers verschraubt sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Dübelaufnahmeblock, auch verkürtzt Dübelblock genannt, in die Hohlprofilform an den entsprechenden Stellen vor dem Einfüllen des reaktiven Materials und gegebenenfalls zusätzlich eingebrachten losen Festkörpern erfolgen. Auch hier ist eine Fixierung erneut durch in die Hohlform der Hohlprofilform hineinragende Befestigungsmittel vorteilhaft.
Ein Dübelaufnahmeblock weist vorzugsweise ein oder mehrere Dübelaussparungen auf, welche vom Durchmesser leicht größer als der später einzupassende Dübel sind.
Die für die Fertigung des Formkörpers verwendete Hohlprofilform kann eine gesondert von dem Stahlschwellentrogkörper ausgebildete Form sein. Alternativ und bevorzugt wird der mindestens eine Formkörper jedoch unmittelbar in der Hohlform, die durch den Trog des Stahlschwellentrogkörpers gebildet ist, hergestellt. Um Dübel oder Dübelaufnahmeblöcke während der Fertigung des mindestens einen Formkörpers zu fixieren, werden vorzugsweise schlitzartige oder runde Öffnungen in den Stahlschwellentrogkörper an entsprechenden Positionen eingebracht, an denen später Dübel bzw. Verschraubungen von Gleisbefestigungseinrichtungen vorgenommen werden sollen. Durch diese werden dann während der Fertigung des Formkörpers Fixierungsmittel in Form von vorspringenden Dornen und/oder mittels Verschraubung für Schwellenschraubendübel, Einsätze und Ähnliches ausgebildet. Solche eingelegten Gegenstände werden als Funktionselemente bezeichnet.
Die Schienenbefestigung an der Stahlmonoblockschwelle kann als vollisolierte Konstruktion ausgeführt sein. Es bietet sich an, hierfür eine Abwandlung gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Schienenbefestigung der Bauart S15 bei Y- Stahlschwellen zu verwenden. Hierfür werden in eine Oberseite des Stahltrogkörpers Öffnungen eingebracht. Als Oberseite des Stahltrogkörpers und auch als Oberseite der Stahlmonoblockschwelle wird jene Seite angesehen, die für eine Befestigung von Schienen vorgesehen ist. Eine Unterseite des Stahltrogkörpers ist entsprechend die gegenüberliegende offene Seite, in die der Formkörper eingeführt ist oder wird.
Beispielsweise werden vier, vorzugsweise kreisförmige, Öffnungen in die Oberseite des Stahltrogkörpers eingebracht. Zusätzlich werden vier Querrigel auf die Oberseite geschweißt, mit denen die Schienen geführt werden.
In diese sind, vorzugsweise kreisförmigen, Öffnungen werden passgenaue aus einem Kunststoff hegestellt Schwellenschraubendübel eingepresst. Vorzugsweise sind hier jeweils zwei dieser Schwellenschraubendübel miteinander zu einem Schwellenschraubendübelpaar verbunden ausgebildet. Die Abstände von jeweils zwei der vier Öffnungen, sind an ein „Dübelabstand“ des Schwellenschraubendübelpaares angepasst, so dass ein Schwellenschraubendübelpaar beim Einpressen zwei der Öffnungen füllt.
Andere Ausführungsformen können vorsehen, dass
Öffnungen als Schlitze (z.B. 48x62 mm) ausgeführt werden. In jeden Schlitz wir dann ein Schwellenschraubendübel mit seitlichen Befestigungsvorsprüngen eingesetzt. Die Befestigungsvorsprünge weisen jeweils eine Kerbe auf in die bei einer Drehung um 90° um die Längsachse des Schwellenschraubendübels die Oberseite des Hohlprofils der Stahlschwellentrogkörpers eindringt und beklemmt wird. Hierdurch werden diese mit Befestigungsvorsprüngen versehenen Schwellenschraubendübel, vorzugsweise vor dem Bilden des Formkörpers an dem Stahlschwellentrogkörper befestigt.
Die Öffnungen können gebohrt gestanzt oder mittels Laserschneiden oder -bohren und/oder Wasserhochdruckschneiden oder -bohren ausgebildet werden.
Schwellendübelkunststoff, der geeignet ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt
Das Einpressen der Schwellenschraubendübel oder der Schwellenschraubendübelpaare erfolgt vorzugweise vor einem Ausbilden des Formkörpers, zumindest wenn der in dem Hohlprofil des Stahltrogkörpers selbst ausgebildet wird. Die Schwellenschraubendübel werden von dem mindestens einen Formkörper vorzugsweise vollständig umschlossen.
Einige Ausführungsformen können jedoch vorsehen, dass die Schwellenschraubendübel so vorgefertigt sind, dass deren Länge an eine Tiefe des Trogs des Stahlschwellentrogkörpers angepasst ist. Sie sind vorzugsweise so bemessen, dass diese in einem in die Öffnungen eingepressten Zustand im Wesentlichen bündig mit einer durch die Profilkanten des Hohlprofils festgelegten Ebene abschließen. Die Schwellenschraubendübel weisen selbst ein Durchgangsloch auf, welches dann in der einen Außenfläche, genauer in der der Unterseite der Stahlmonoblockschwelle zugewandten Außenfläche oder in der die Unterseite der Stahlmonoblockschwelle ausbildenden Außenfläche, des ausgebildeten Formkörpers endet. So kann in den oder die Schwellenschraubendübel eindringendes Wasser nach unten ablaufen. Auch die Schwellenschraubendübel oder Schwellenschraubendübelrümpfe eines Schwellenschraubendübelpaares können entsprechend mit einer Durchgangsöffnung ausgebildete sein.
Das Einbetten der Schwellenschraubendübel in den Formkörper bietet ferner den Vorteil, dass ein beschädigter Schwellenschraubendübel bei einer Reparatur ausgebohrt und durch einen neuen einfach ersetzt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in das Hohlprofil des
Stahlschwellentrogkörpers ein oder mehrere Hüllrohre, an jenen Stellen dauerhaft angebracht werden, vorzugsweise durch Einschweißen oder Einkleben/Verkleben, an denen Schwellenschraubendübel angeordnet werden sollen. Das Hüllrohr besteht aus einem Material, vorzugsweise Stahl, das die Möglichkeit bietet, einen Schwellenschraubendübel dauerhaft unter dynamischer Lasteintragung aufzunehmen und diesem Halt gegen Auszug zu geben. Eine Querschnittsform des umschlossenen Bereichs des Hüllrohrs oder der Hüllrohre kann geeignet, bei mehreren Hüllrohren auch unterschiedlich, gewählt werden. Diese Querschnittsform kann beispielsweise kreisförmig, oval, mehreckig, z.B. rechteckig, insbesondere quadratisch, dreieckig, sechseckig etc., sein, aber auch jede andere Form aufweisen, z.B. kreisförmig mit einer oder mehreren Einkerbungen und/oder Ausstülpungen ausgebildet sein. Das eine oder die mehreren Stahlhüllrohre sind hierbei vorzugsweise konzentrisch mit Öffnungen in der Oberseite des Stahlschwellentrogkörpers ausgebildet, die zum Aufnehmen der Schwellenschrauben vorgesehen sind. Vorzugsweise sind die Öffnungen so ausgebildet und dimensioniert, dass diese auch ein oberes Ende eines Schwellenschraubendübels aufnehmen. Die Schwellenschraube (nicht dargestellt) ist somit über den Schwellenschraubendübel von dem Stahlschwellentrogkörper im eingeschraubten Zustand isoliert.
Bevorzugt werden Ausführungsformen, bei denen das Stahlhüllrohr einen größeren Innendurchmesser als die Öffnung in der Oberseite des Stahlschwellentrogkörpers zum Aufnehmen von Schwellenschraube und/oder Schwellenschraubendübel aufweist.
Hierdurch kann ein Herausziehen des Schwellenschraubendübels, der zumindest in dem Abschnitt, der in dem Stahlhüllrohr aufgenommen wird, an einen Innendurchmesser des Stahlhüllrohrs angepasst ist, verhindert werden.
Vorzugsweise schließt eine von der Oberseite des Stahlschwellentrogkörpers abgewandte Stahlhüllrohrkante mit den Seitenkanten des Hohlprofils des Stahlschwellentrogkörpers ab oder ragt zumindest nicht über diese vor.
Der oder die Formkörper umschließen das Stahlhüllrohr oder die Stahlhüllrohre. Diese werden vor dem Ausbilden oder Einfügen des oder der Formköper mit dem Stahlschwellentrogkörper verschweißt oder verklebt, z.B. mittels eines 2-Komponenten Klebers. Werden der oder die Formkörper in einer von dem Stahlschwellentrogkörper getrennt ausgebildeten Hohlprofilform ausgebildet, so weist diese einen oder mehrere entsprechende Einsätze auf, die mit dem oder den Stahlhüllrohren korrespondieren, die in dem Stahlschwellentrogkörper angeschweißt werden. Weitere Befestigungsmittel für die Schienen können dann mittels der Schwellenschraubendübel oder Schwellenschraubendübelpaare vor einem Transport an einen Verlegeort vormontiert werden.
Nicht in jedem Fall ist es wünschenswert, dass der mindestens eine Formkörper den Trog eines Stahlschwellentrogkörpers im vollen Volumen ausfüllt. Daher ist bei einigen Ausführungsformen vorgesehen, dass in den Trog, d.h. die Hohlform des Stahlschwellentrogkörpers, unterteilende Profile eingeschweißt sind, die die Hohlform des Stahlschwellentrogkörpers in unterschiedliche Abschnitte unterteilen. Solche unterteilenden Profile werden auch Trennprofile genannt. Beispielsweise kann so jeweils zwischen einer Kopfkappe und einem solchen eingeschweißten Trennprofil jeweils ein Formkörper unter den beiden Endabschnitten der Stahlmonoblockschwelle ausgebildet und erzeugt werden, die als Befestigungsabschnitte dienen. Alternativ können entsprechend ausgebildete Formkörper, die als Trennkörper bezeichnet werden in diese Abschnitte eingelegt und mit dem Stahlschwellentrogkörper verbunden werden. In einem mittleren Abschnitt des Trogkörpers verbleibt so ein Hohlraum. Dieses bietet einen Vorteil dahingehend, dass ein Reiten der Schwellen dadurch reduziert werden kann. Darüber hinaus kann der Hohlraum genutzt werden, um signal- oder messtechnische Einrichtungen aufzunehmen und diese vorzumontieren, bevor die
Stahlmonoblockschwelle verlegt wird. Auch ist dieses eine Möglichkeit, Füllmaterial und Gewicht zu sparen.
Alternativ oder zusätzlich zu den Trennprofilen kann auch ein Einlegeblock als Trennkörper genutzt werden, um die Abschnitte zum Ausbilden des mindestens einen Formkörpers in dem Trog des Stahlschwellentrogkörpers zu erzeugen. Ein solcher Einlegekörper oder Trennkörper kann beispielsweise ein Kunststoffkörper, der beispielsweise aus Polyurethan oder einem anderen Kunststoff gefertigt ist, sein. Auch ein solcher Einlegeblock oder Trennkörper kann in seiner Mitte vorzugsweise zu der offenen Seite der Hohlform des Stahlschwellentrogkörpers eine Aussparung aufweisen. Diese kann ebenfalls verwendet werden, um ein Reiten der Schwellen zu vermeiden und/oder andere Komponenten wie Signal- und Messtechnik aufzunehmen. Auch ist dieses eine Möglichkeit, Füllmaterial und Gewicht zu sparen. Der Einlegeblock oder Trennkörper kann bei einigen Ausführungsformen mit in den Formkörper integriert werden. Es können auch mehrere Einlegeblöcke genutzt werden, jedoch nicht in Abschnitten, die für eine Gleismontage vorgesehen sind. Der Trennkörper kann auch vor dem Verfüllen des oder der hiermit abgegrenzten und ausgebildeten Abschnitte in dem Stahlschwellentrogkörper befestigt, beispielsweise eingeklebt, werden.
Insbesondere in dem Falle, in dem Trennprofile in dem Trog des Stahlschwellentrogkörpers eingesetzt werden, kann in den Stahlschwellentrogkörper eine verschließbare Revisionsöffnung eingebracht werden, um einen Zugang von oben zu dem zwischen den Trennprofilen entstehenden Hohlraum im verlegten Zustand zu ermöglichen.
Um den Formkörper mit dem Stahlschwellentrogkörper zu verbinden, werden vorzugsweise Klebstoffe eingesetzt. Bei einigen Ausführungsformen kann das reaktive Material selber als Klebstoff wirken und den in dem Trog des Stahlschwellentrogkörpers ausgebildeten Formkörper bei der Herstellung mit dem Stahlschwellentrogkörper unmittelbar selbst verkleben. Bei anderen Ausführungsformen, unabhängig davon, ob der Formkörper in einer separaten Hohl profilform ausgebildet ist oder der Stahlschwellentrogkörper selbst als Hohlprofilform für die Herstellung des Formkörpers gedient hat, kann dieser in einem gesonderten Schritt mit dem Stahlschwellentrogkörper verklebt werden.
Für die Applikation des Klebstoffs kommen hier Tauchverfahren, Sprühverfahren, ein Gießen in den Trog oder Ähnliches in Betracht.
Als Klebstoffe kommen Phenoplaste (PF- Kunststoffe, insbesondere PF-Harze) oder harnstoffbasierte Harze (UF-Harz) sowie Isocyanate als auch Epoxid oder Urethane und Polyurea zum Einsatz.
Um eine gute Anhaftung des Formkörpers und/oder einer Beschichtung und/der eines Klebstoffs an dem Stahlschwellentrogkörper zu erreichen, kann eine Oberflächenbehandlung vorgesehen sein, die beispielsweise ein Sandstrahlen sowie gegebenenfalls zusätzlich ein Reinigen und Entfetten umfassen kann.
Dadurch, dass der Stahlschwellentrogkörper durch den mindestens einen Formkörper auf der Trogseite verfallt ist, findet in dem Trog im verlegten Zustand im Bereich des mindestens einen Formkörpers keine Ansammlung von Kondensat, welches aus aus dem Schotterbett aufgestiegener Feuchtigkeit entstanden ist, statt. Werden jedoch Bereiche durch Trennprofile abgetrennt, so verbleiben weiterhin Hohlräume im Trog des Stahlschwellentrogkörpers. Bei einer solchen Ausführungsform als auch bei anderen Ausführungsformen kann zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit eine teilweise oder vollständige Beschichtung des Stahlschwellentrogkörpers ausgeführt werden. Besonders bevorzugt wird die Trogseite des Stahlschwellentrogkörpers beschichtet/behandelt.
Als Beschichtungen eignen sich erneut vorzugsweise Polyurethane, die eine kurze Reaktionszeit, hohe Festigkeit und optimale Versiegelung bilden. Diese neigen nicht zur Versprödung und sind in großen Temperaturbereichen von beispielsweise -50° C bis 120° C temperaturbeständig. Sie weisen darüber hinaus eine Säurebeständigkeit und Beständigkeit gegenüber einer Reihe weiteren Chemikalien auf. Darüber hinaus findet kein Auswaschen oder Austreten von umweltgefährdenden Stoffen statt. Polyureabeschichtungen sind darüber hinaus UV-beständig und wirken schalldämpfend. Bei Bedarf können sie auch feuerbeständig unter Verwendung von flammhemmenden Zusätzen ausgebildet werden.
Insbesondere auf einer von dem Trog abgewandten Seite kann eine Beschichtung des Stahlschwellentrogkörpers darüber hinaus so ausgeführt werden, dass auch Beschriftungen oder Markierungen aufgrund von beigemengten Farbstoffen sichtbar sind. Die Beschichtung kann in diesem Falle gedruckt werden, um beispielsweise Fluchtwegemarkierungen oder Ähnliches bereits bei der Herstellung auf den Monoblockschwellen anzubringen. Darüber hinaus ist die Beschichtung vorzugsweise rutschsicher. Die Beschichtung kann auch dazu genutzt werden, um in die Beschichtung selbst eine Folie aus Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere eine Folie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, eine sogenannte Neutrino- oder Ntrino-Folie wie in der WO 2016/142056 A1 beschreiben, einzubetten, um hierdurch vor Ort Energie zu erzeugen und mindestens für in die Schwelle gegebenenfalls in den Hohlräumen selbst eingebettete signal- oder messtechnische Einrichtungen zu nutzen oder - bei Überschuss - in das Gleisnetz einzuspeisen. Auch kann diese Beschichtung genutzt werden, um in diese Metamaterialien einzubetten und somit weitere Frequenzreduzierungen der Eigenschwingungen zu erreichen und eine Körper- und/oder Luftschallausbreitung zu reduzieren. Metamaterialien sind künstlich hergestellte
Materialien, die Eigenschaften aufweisen, welche in natürlich vorkommenden Stoffen und Materialien nicht auftreten. Für eine Schallausbreitungsreduzierung können dreidimensionale phononische Kristalle mit sehr großer Bandlücke verwendet werden, wie sie beispielsweise von L. D’Alessandro et al. im Artikel „Modeling and experimental verification of an ultra-wide bandgap in 3D phononic crystal“ in Applied Physics Letters 109, 221907 (2016) beschrieben sind. Ebenso kann diese Beschichtung auch aus zweidimensionale Polymerschichten bestehen, um einen größtmöglichen Schutz der darunter befindlichen Folien zu erreichen. Eine zweidimensionale Polymerschicht zeichnet sich dadurch aus, dass die Polymerbindungen jeweils oder zumindest im Wesentlichen nur in einer zweidimensionalen Ebene ausgebildet sind.
Vollständig beschichtete Stahlschwellentrogkörper eignen sich insbesondere für Verlegeorte mit hoher Feuchtigkeit, wie sie beispielsweise in Tunneln auftritt. Als Beschichtungsmaterial eignet sich beispielsweise das Polyureasystem, Polyresyst® S6020-90W, welches von der Firma Huntsman, unter der Internetadresse https://www.huntsman.com/contact/polyurethanes/customer-service, vertrieben wird. Dieses System besteht aus einer aus Aminen gebildeten Harzmischung und Isocyanaten als Härter. Das fertig ausreagierte Material weist vorzugsweise eine Härte von 45 Shore D nach DIN53505, ein Zugmodul von 24,2 MPa nach DIN53504, eine Dehnbarkeit von 390 % nach DIN53504 sowie eine Reißstärke von 73,9 N/mm nach DIN53505 auf. Die DIN-Normen beziehen sich jeweils auf die zum Zeitpunkt der Anmeldung gültige bzw. aktuelle Version.
Das Herstellen des Formkörpers kann in der Weise erfolgen, dass die Hohl profilform nach oben offen ist und das reaktive Material und gegebenenfalls die losen Festkörper bzw. eingelegten Dübel, Dübelblöcke oder Trennkörper durch die offene Seite der Hohlform eingelegt oder eingebracht werden. Ebenso ist es jedoch auch möglich, die Hohlprofilform, beispielsweise den Stahlschwellentrogkörper, in eine aus losen Festkörpern bestehende Schicht zu pressen und den Trog, d.h. die Hohlprofilform, auf diese Art und Weise quasi von unten zu füllen. Auch in diesem Fall kann das reaktive Kunststoffmaterial über Düsen eingespritzt werden und ein Ausreagieren des reaktiven Materials vorzugsweise während einer Belastung der Hohlprofilform von oben ausgeführt werden. Das Einbringen und Ausreagieren des reaktiven Materials erfolgt vorzugsweise so, dass das Ausreagieren von dem den Trog bildenden Hohlprofil zu der „offenen“, in der Regel mit der Abdeckung abgeschlossenen, Seite hin erfolgt.
In jedem Fall wird der Formkörper vorzugsweise so gebildet, dass der mindestens eine in dem Hohlprofil des Stahltrogkörpers angeordnete Formkörper mit einer Seitenfläche mit den Längskanten des Stahlschwellentrogkörpers abschließt. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine konstante Bauhöhe für die Stahlmonoblockschwellen eingehalten wird und eine Verlegung auf beliebigem Untergrund und unterschiedlichen Gleisbettkonstruktionen möglich ist.
Darüber hinaus ist es möglich, vor dem Ausreagieren des reaktiven Materials mess- oder signaltechnische Elemente in die Hohlprofilform einzubringen, um diese in den gebildeten Formkörper einzuschließen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Stahlmonoblockschwelle;
Fig. 2 eine Querschnittansicht einer Stahlmonoblockschwelle;
Fig. 3 eine Seiten-/Teillängsschnittansicht eines Stahlschwellentrogkörpers;
Fig. 4 einen Längsquerschnitt durch eine Ausführungsform einer Stahlmonoblockschwelle;
Fig. 5 einen Längsquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Stahlmonoblockschwelle;
Fig. 6 eine Teilansicht eines Querschnitts einer Stahlmonoblockschwelle mit einer schematisch dargestellten Schiene;
Fig. 7a-7j schematische Ansichten zur Erläuterung der Herstellung einer Stahlmonoblockschwelle; Fig. 8a-8j schematische Darstellungen zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform zur Herstellung von Stahlmonoblockschwellen;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf eine Stahlmonoblockschwelle mit seitlich vorspringenden Winkelprofilen;
Fig. 10 eine schematische Seitenansicht einer Stahlmonoblockschwelle mit seitlich vorspringenden Winkelprofilen;
Fig. 11 eine schematische Querschnittansicht einer Stahlmonoblockschwelle mit seitlich vorspringenden Winkelprofilen;
Fig. 12 eine schematische Seitenansicht mehrerer miteinander verbundener Stahlmonoblockschwelle mit seitlich vorspringenden Winkelprofilen;
Fig. 13 ein schematischer Teilquerschnitt einer Stahlmonoblockschwelle mit einem Schwellenschraubendübel mit Befestigungsvorsprüngen;
Fig. 14 eine schematische Zeichnung eines Ausschnitts einer Stahlmonoblockschwellen mit einem Schwellenschraubendübelpaar;
Fig. 15. eine Teilschnittseitenansicht der Stahlmonoblockschwelle nach Fig 14;
Fig. 16 eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines Teils eines eingepressten
Schwellenschraubendübelrumpfs eines Schwellenschraubendübelpaars;
Fig. 17 eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Schwellenschraubendübelrumpfs eines Schwellenschraubendübelpaars auf Höhe einer Kerbe zum Aufnehmen der Oberseite eines Stahlschwellentrogkörpers;
Fig. 18 eine schematische Teilschnittansicht einer Oberseite eines Stahltrogkörpers, an den ein Stahlhüllrohr mit einem darin aufgenommenen Schwellenschraubendübel angeschweißt ist; und Fig. 19 eine weitere schematische Teilschnittansicht einer Oberseite eines Stahltrogkörpers, an den ein Stahlhüllrohr mit einem darin aufgenommenen Schwellenschraubendübel, der gegen ein Herausziehen gesichert ist, angeschweißt ist.
In Fig. 1 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Stahlmonoblockschwelle 1 dargestellt.
Von der Oberseite ist ein aus einem Stahlprofil hergestellter Stahlschwellentrogkörper 100 und dessen Oberseite 110 zu erkennen. Der aus einem Hohlprofil 130 gebildete Stahlschwellentrogkörper 100 ist an gegenüberliegenden Enden 150 jeweils umgebogen. Die umgebogenen Enden werden als Kopfkappen 160 bezeichnet. Der Stahlschwellentrogkörper 100 bildet einen nach unten offenen Trog, in dem ein in Fig. 1 nicht zu erkennender Formkörper zumindest abschnittsweise profilfüllend angeordnet und mit dem Stahlschwellentrogkörper 100 verbunden ist.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt 140 entlang einer Line A-A (vergleiche Fig. 1) durch die Stahlmonoblockschwelle 1 dargestellt. Gleiche technische Merkmale sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Zu erkennen ist das Hohlprofil 130 des Stahlschwellentrogkörpers 100 sowie das darin eingepasste Profil des Formkörpers 400, welches zumindest den Abschnitt, dessen Querschnitt gezeigt ist, das Hohlprofil 130 des Stahlschwellentrogkörpers 100 vollständig ausfüllt.
In Fig. 3 ist schematisch eine Seiten- und Teillängsschnittansicht eines Stahlschwellentrogkörpers 100 der Stahlmonoblockschwelle 1 nach Fig. 1 dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Kopfkappen 160 des Hohlprofils 130 so umgebogen sind, dass Kopfkappenkanten 165 mit Profilkanten 170 des Hohlprofils 130, aus dem der Stahlschwellentrogkörper 100 geformt ist, abschließen.
Auf der Oberseite 110 sind schematisch dargestellt Rippenplatten 250 aufgeschweißt, die zum Führen und Befestigen von Schienen vorgesehen sind. In der schematischen Darstellung sind hier keine Befestigungsmittel zum Befestigen der Schienen dargestellt.
Der Stahlschwellentrogkörper 100 stellt eine Hohlprofilform 1000 dar, die an einer
Unterseite 120 offen ist. Die Hohlprofilform 1000 ist somit durch den von dem
Stahlschwellentrogkörper 100 gebildeten Trog ausgebildet. Im Innern kann dieser Trog durch eingeschweißte Trennprofile 200, welche auch als Rippen bezeichnet werden, in Abschnitte 180 unterteilt werden. Um anzudeuten, dass diese optional sind, ist das Trennprofil 200 in Fig. 3 gestrichelt dargestellt. Ein weiteres Trennprofil ist in der Regel symmetrisch zu einer Mittelachse 105 im nicht aufgeschnittenen dargestellten Teil des Stahlschwellentrogkörpers 100 eingeschweißt. Der Stahlschwellentrogkörper 100 wird somit in einer solchen Ausführungsform in zwei Befestigungsabschnitte 190, in denen die Befestigung einer Schiene vorgesehen ist, und einen mittleren Abschnitt 195 aufgeteilt.
In Fig. 4 ist ein Längsquerschnitt durch eine Ausführungsform einer Stahlmonoblockschwelle 1 schematisch gezeigt. Der durch den Stahlschwellentrogkörper 100 gebildete Trog ist durch den Formkörper 400 bei der dargestellten Ausführungsform über die gesamte Länge ausgefüllt, wobei der Formkörper 400 in einem mittleren Abschnitt 195 an einer Unterseite 420 eine Vertiefung 470 zeigt. In dieser Vertiefung 470 können zum einen signaltechnische oder messtechnische Einrichtungen untergebracht werden und zum andern dient der dadurch entstehende Freiraum dazu, ein Reiten der Stahlmonoblockschwelle 1 zu verhindern.
Der Formkörper 400 umfasst ein ausreagiertes reaktives Material 700. Dieses ist vorzugsweise ein Polyurethan. Besonders bevorzugt ist der Formkörper 400 ein Verbundkörper, der aus losen Festkörpern 600, besonders bevorzugt Geröll 610 und am bevorzugtesten Gleisschotter 620 besteht. Dieser ist von dem reaktiven Material 700 umschäumt und besonders bevorzugt auch unmittelbar mit dem Stahlschwellentrogkörper 100 kraftschlüssig verbunden. In den Formkörper 400 können, wie in Fig. 4 angedeutet ist, auch bereits ein oder mehrere Schwellenschraubendübel 510 und/oder ein Dübelblock 520 integriert sein. Schwellenschraubendübel 510 sind beispielsweise aus Kunststoff und/oder Glasfaserbeton. Bei der dargestellten Ausführungsform ist in einem mittleren Abschnitt ein vorgefertigter Trennkörper 540 mitintegriert, der die Befestigungsabschnitte 480 von einem mittleren Abschnitt 490 trennt und die Vertiefung 470 des gebildeten Formkörpers 400 aufweist. Der Formkörper 400 ist als Ganzes ein Verbundkörper einschließlich der eingelegten oder eingefügten Bestandteile, wie dem Trennkörper470, dem Schwellenschraubendübel 510 oder dem Dübelblock 520. In die Befestigungsabschnitten 490 sind in den Formkörper vorzugsweise vor dem Ausreagieren des reaktiven Materials in die beispielsweise vom Stahlschwellentrogkörper gebildete Hohlprofilform, in der der Formkörper 400 gebildet wurde, lose Festkörper 600 verfüllt, die beispielsweise über ein Rütteln verdichtet sind. Die Zwischenräume sind dann mit dem reaktiven Material 700, welches beim Ausreagieren ausgeschäumt ist, verfällt worden und so von dem reaktiven Material umschlossen worden. Der Stahlschwellentrogkörper 100 ist somit von einer Innenseite durch den Formkörper 400 gefüllt.
In Fig. 5 ist eine weitere Längsschnittansicht einer Stahlmonoblockschwelle 1 schematisch dargestellt. Wie in allen Figuren sind technisch gleiche Merkmale mit identischen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführungsform sind in den von dem Stahlschwellentrogkörper 100 gebildeten Trog Trennprofile 200 eingeschweißt, die die Befestigungsabschnitte 190 von dem mittleren Abschnitt 195 trennen. In den Befestigungsabschnitten 190 sind jeweils Formkörper 400, 400‘ ausgebildet, die vorzugsweise aus Geröll 610 und dieses umschäumende, ausreagierte reaktive Material 700 in Form von beispielsweise Polyurethan gebildet sind.
Über Beimengungen von Bariumsulfat oder Kalziumkarbonat zu dem reaktiven Material 700 kann dessen Masse und hierüber dessen Schall- und Dämpfungseigenschaften beeinflusst werden. Ebenso kann über die Auswahl des Gerölls 610 bzw. der losen Festkörper 600, welche auch aus Kunststoffmaterial, recyceltem gebrochenem Beton oder Ähnlichem bestehen können, die Masse des mindestens einen Formkörpers oder, bei der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der beiden Formkörper, beeinflusst werden.
In Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht eines Befestigungsabschnitts 190 einer Stahlmonoblockschwelle 1 vergrößert im Längsschnitt dargestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind auf der Oberseite 110 Rippenplatten 250 aufgeschweißt, die zum Führen einer Schiene 2000, welche nicht Bestandteil der Stahlmonoblockschwelle 1 ist, vorgesehen ist. In der Oberseite 110 sind Öffnungen 111 , 112 ausgebildet, unter denen Dübelöffnungen 525 mit darin angeordneten Dübeln 510 eines Dübelblocks 520 ausgebildet sind. Der Dübelblock 520 ist von verdichtetem Gleisschotter mit einer Körnung 31-61 mm, d.h. einer üblichen Körnung für Gleisschotter 620, umgeben, der im verdichteten Zustand von einem Polyurethanschaum umschäumt ist. Hierdurch wird der Endabschnitt 180, der eine Befestigungsabschnitt ist 190 ist, von dem Formkörper 400 vollständig ausgefüllt. An einer Seite ist der Endabschnitt von der Kopfkappe 160 und an der gegenüberliegenden Seite von dem Trennprofil 200 begrenzt. Anhand von Fig. 7a-7j wird die Herstellung einer Stahlmonoblockschwelle 1 schematisch exemplarisch erläutert. Bei der zunächst erläuterten Ausführungsform wird der Formkörper 400 zunächst getrennt von dem Stahlschwellentrog 100 ausgebildet und beide anschließend miteinander durch Kleben verbunden.
In Fig. 7a ist eine Hohlprofilform 1000 schematisch dargestellt, deren Hohlform mit dem Hohlprofil des Stahlschwellentrogkörpers 100 korrespondiert. In die Hohlform ragen als Fixierungsstifte ausgebildete Fixierungsmittel 1010, 1020. Ferner ragen in die Hohlform durch verschließbare Öffnungen 1050 der Hohlprofilform 1000 Einspritzdüsen 1100 für das reaktive Material.
Wie in Fig. 7b dargestellt ist, werden an den Befestigungsmitteln 1010, 1020 eingelegte Objekte, wie beispielsweise ein Schwellenschraubendübel 510, ein Dübelblock 520, und/oder bei anderen Ausführungsformen ein Trennkörper540 befestigt.
Anschließend wird, wie in Fig. 7c dargestellt, der verbleibende Hohlraum mit losen Festkörpern 600, vorzugsweise mit Geröll 610, besonders bevorzugt mit Gleisschotter 620, verfüllt. Diese Festkörper 600 werden verdichtet, beispielsweise über Rütteln, welches über Doppelpfeile zum Andeuten einer Rüttelvorrichtung 1200 schematisch dargestellt ist.
In Fig. 7d ist dargestellt, dass die offene Seite der Hohlprofilform 1000 über eine Abdeckung 1300 verschlossen wird, die vorzugsweise an einer Unterseite eine Antihaftschicht 1320 aufweist, die auf einer elastischen Schicht 1310 aufgebracht ist. Die Abdeckung 1300 wird gegen die Stahlprofilform gepresst, sodass diese auch bei Ausdehnung des reaktiven material verschlossen bleibt. Über eine Anpressvorrichtung 1370, welche schematisch als Gewicht dargestellt ist, wird die Abdeckung gegen die Hohlprofilform gepresst. Über die Einspritzdüsen 1100 wird nun reaktives Material 700 in die Zwischenräume des verdichteten Gleisschotters 620 eingespritzt.
Die Einspritzdüsen 1100 werden zurückgezogen und die Verschlüsse 1060 der verschließbaren Öffnungen 1050 verschlossen, wie in Fig. 7e schematisch dargestellt ist. Beim Ausreagieren des reaktiven Materials 700 dehnt sich dieses aus und bildet gemeinsam mit den verdichteten losen Festkörpern 600, hier dem Gleisschotter 620, und den eingelegten Elementen den Formkörper 400 als Verbundkörper aus, der in Fig. 7f schematisch gezeigt ist.
Zeitgleich oder zeitversetzt wird ein Hohlprofil 13 aus Stahl an gegenüberliegenden Enden 150 umgebogen, um Kopfkappen 160 auszubilden (Fig.7g). Hierdurch wird der Stahlschwellentrogkörper 100 geformt. Zusätzlich werden auf den Stahlschwellentrogkörper Rippenplatten 250 zum späteren Führen von Schienen aufgeschweißt. Zusätzlich werden gegebenenfalls Öffnungen in den Stahlschwellentrogkörper 100 gestanzt und/oder gebohrt.
Anschließend wird der Stahlschwellentrogkörper 100 an einer Innenseite oder Unterseite 120 im Trog und/oder an einer Außenseite, d.h. der Oberseite 110, beschichtet (Fig. 7h). Hierbei wird vorzugsweise eine Polyureabeschichtung 800 über Beschichtungsdüsen 1400 ausgeführt. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Oberseite 110 hierbei auch bedruckt und mit grafischen Markierungen versehen werden. In diesem Fall wird eine Druckvorrichtung 1420 verwendet.
Um den Stahlschwellentrogkörper 100 mit dem Formkörper 400 zu verbinden, wird ein Klebstoff 850 auf die Innenseite des Stahlschwellentrogkörpers und/oder eine Außenseite des Formkörpers 400 appliziert (Fig. 7i) und der Formkörper 400 in den Trog des Stahlschwellentrogkörpers 100 eingefügt und kraftschlüssig mit diesem verbunden, um die Stahlmonoblockschwelle 1 zu bilden Die Stahlmonoblockschwelle 1 ist in Fig. 7j schematisch dargestellt ist.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird eine Hohlprofilform 1000 genutzt, die getrennt von dem Stahlschwellentrogkörper 100 ausgebildet ist. Bei anderen Ausführungsformen wird der mindestens eine Formkörper oder gegebenenfalls die mehreren Formkörper, die den Trog des Stahlschwellentrogkörpers 100 bzw. Abschnitte 180 des Stahlschwellentrogkörpers 100 ausfüllen, in dem Stahlschwellentrogkörper 100 selbst gefertigt.
Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 8a-8h exemplarisch dargestellt. Zunächst wird erneut der Stahlschwellentrogkörper 100 aus einem Hohlprofil 130 aus Stahl hergestellt, Fig. 8a. Zusätzlich werden gegebenenfalls Trennprofile in den Trog des Stahlschwellentrogkörpers eingeschweißt. Ferner werden gegebenenfalls Öffnungen 111, 112 in den Stahlschwellentrogkörper 100 eingebracht (Fig. 8b), durch den hindurch eingelegte Schwellenschraubendübel 510 oder Dübelblöcke 520 in dem Trog fixiert werden können (Fig.8d).
Gegebenenfalls wird der Stahlschwellentrogkörper 100 auf der offenen Trogseite und/oder der Oberseite 110 (in der Figur unten) vor dem Einbringen von Einlegeteilen wie Schwellenschraubendübel 510 oder einem Dübelblock 520 etc. mit einer Beschichtung 800 beschichtet (Fig. 8c).
In die Hohlform bzw. den offenen Trog werden Einspritzdüsen 1100 für das reaktive Material eingeführt (Fig. 8d). Anschließend wird der verbleibende Hohlraum mit Geröll 610, beispielsweise Gleisschotter 620 aus Basalt, verfüllt und über Rütteln verdichtet (Fig. 8e). Dies erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform nur in den Befestigungsabschnitten 190, in denen Formkörper ausgebildet werden.
Der Trog des Stahlschwellentrogkörpers wird anschließend mit einer Abdeckung 1300 verschlossen und abgedichtet, die mit einem Anpressdruck einer Anpressvorrichtung 1370 auf die Öffnung der durch den Stahlschwellentrogkörper 100 gebildeten Hohlprofilform 1000 gepresst wird. Die Abdeckung 1300 weist verschließbare Öffnungen 1350 auf, durch die die Einspritzdüsen 1100 hindurchragen.
Nachdem reaktives Material 700 in die Befestigungsabschnitte 190 eingespritzt ist (Fig. 8f), werden die Einspritzdüsen 1100 durch die Abdeckung 1300, welche mit einem Anpressdruck gegen die offene Seite des Trogs gepresst wird, zurückgezogen und die verschließbaren Öffnungen 1350 mittels Verschlüssen 1360 verschlossen (Fig. 8g). Das reaktive Material 700 ist vorzugsweise so gewählt, dass es zum einen aufschäumt und die vorzugsweise als Gleisschotter 620 ausgewählten losen Festkörper 600 umschließt und zugleich eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Stahlschwellentrogkörper 100 eingeht, sodass die beiden gebildeten Formkörper 400, 400‘ mit dem Stahlschwellentrogkörper 100 zu der Stahlmonoblockschwelle 1 verbunden sind. Die fertige, in eine Verlegeorientierung gedrehte Stahlmonoblockschwelle 1 ist in Fig. 8h schematisch dargestellt. In den dargestellten Varianten ist die Hohlprofilform jeweils nach oben geöffnet. Bei alternativen Ausführungsformen kann jedoch der hohle Trog des Stahlschwellentrogkörpers auch in eine Schicht loser Festkörper, beispielsweise Gleisschotter, gepresst werden und dann reaktives Material ins Innere des Trogs des Stahlschwellentrogkörpers eingespritzt werden, auch im Gleis. Auch auf diese Weise wird ein geeigneter Formkörper gebildet. Hierbei wird der Stahlschwellentrogkörper von der Oberseite während des Ausreagierens kraftbelastet, um die Verdichtung des Gerölls im Innern des Trogs nicht zu beeinträchtigen und ein Anheben der von dem Stahlschwellentrogkörper gebildeten Hohlprofilform zu unterbinden.
In Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf eine Stahlmonoblockschwelle 1 mit seitlich vorspringenden Winkelprofilen 900 dargestellt. In Fig. 10 ist eine entsprechende Seitenansicht und in Fig. 11 eine schematische Querschnittansicht gezeigt. An den Stahlschwellentrogkörper 100 sind zwei Winkelprofile 900 von unten angeschweißt, die jeweils seitlich an beiden Seiten 105, 106 des Stahlschwellentrogkörpers 100 vorspringen.
Die Profilrichtung 905 des Winkelprofils 900 ist senkrecht zur Profilrichtung 135 des Hohlprofils 130 des Stahlschwellentrogkörpers 100 orientiert. Ein Schenkel 910 des Winkelprofils 900 ist parallel zu den Profilkanten 170 des Hohlprofils 130 des Stahlschwellentrogkörpers 100 orientiert und liegt mit seiner Oberseite 911 an den Profilkanten 170 an. Mit diesen Profilkanten 170 ist das Winkelprofil 900 verschweißt. Die Winkelprofile 900 sind vorzugsweise gegenüberliegend zu den Befestigungspunkten für Schienen 2000 angeordnet.
Ein anderer Schenkel 920 des Winkelprofils 900, der vorzugsweise senkrecht zu dem einen Schenkel 910 orientiert ist, springt nach unten von der Unterseite 120 des Stahlschwellentrogkörpers 100 vor. Die Winkelprofile 900 verbessern die horizontale Stabilität der Stahlmonoblockschwelle 1. Ferner können Querkräfte besser an ein Schotterbett abgetragen werden, in das die anderen Schenkel 920 im eingebauten Zustand hineinragen.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, können die Winkelprofile 900 am einen Ende 901 und am anderen Ende 902 jeweils im anderen Schenkel 902 und/oder in dem einen Schenkel 910 Öffnungen 921 aufweisen und mittels Verbindungsplatten 930 und Verbindungsschrauben 935 mit dem Winkelprofil 900 einer benachbarten Stahlmonoblockschwelle 1 verbunden werden, um einen Gelenkrahmen zu bilden.
In Fig. 13 ist ein schematischer Teilquerschnitt einer Stahlmonoblockschwellel mit einem Schwellenschraubendübel 510 gezeigt, der einen Runden Rumpf 511 mit an gegenüberliegenden Seiten vorspringenden Befestigungsvorsprüngen 512 aufweist. Eine Ausdehnung 513 in der Zeichnungsebene ist größer als senkrecht hierzu.
Ein solcher Schwellenschraubendübel 510 wird in eine schlitzartig ausgebildete Öffnung 111 der Oberseite des Stahlschwellentrogkörpers 100 eingesetzt. Die Erstreckung der schlitzartig ausgebildete Öffnung 111 ist senkrecht zur Zeichnungsebene länger als in der Zeichnungsebene. Der Schwellenschraubendübel 510 wird in einer um 90° um eine Mittelachse 514 gegenüber der gezeigten Position gedrehten Stellung eingesetzt oder gepresst und dann um 90 ° in die dargestellte Position gebracht. In eine zwischen einem Klemmkragen 515 und den Befestigungsvorsprüngen 512 gebildet Kerbe 516 wird hierbei ein Wandung 113 des Stahlschwellentrogkörpers 100 an dessen Oberseite 110 beklemmt und hierüber der Schwellenschraubendübel 510 an dem Stahlschwellentrogkörper befestigt.
Im Innern weist der Schwellenschraubendübel 510 vorzugsweise eine Durchgangsloch 517 auf. diese endet vorzugsweise an der Unterseite 420 des Formkörpers 400 der den Schwellenschraubendübel 510 umgibt und vorzugsweise um diesen herum ausgebildet ist. der Schwellenschraubendübel 510 ist in den Formkörper 400 integriert. Dennoch kann Wasser, welches in den Schwellenschraubendübel eindringt nach unten durch das Durchgangsloch 517 ablaufen.
Fig. 14 zeigt eine schematische Zeichnung eines Ausschnitts einer Stahlmonoblockschwellen mit einem Schwellenschraubendübelpaar 560. Ein Schwellenschraubendübelpaar 560 weist zwei über einen Steg 568 miteinander verbundene Schwellenschraubendübelrümpfe 561 auf, an denen vorzugsweise jeweils Befestigungsvorsprünge 562 ausgebildet sind. Die Schwellenschraubendübelrümpfe 561 weisen jeweils einen vorzugsweise umlaufend ausgebildeten Klemmkragen 565 auf. Zwischen dem Klemmkragen 565 und den Befestigungsvorsprüngen ist jeweils im Schwellenschraubendübelrümpf eine ebenfalls vorzugsweise umlaufend ausgebildete Kerbe 566 ausgebildet in der die Oberseite 110 des Stahltrogkörpers 100 einer Stahlmonoblockschwelle 1 aufgenommen wird, wenn die Schwellenschraubendübelrumpfe 561 in vorzugsweise kreisförmige Öffnungen 111 , 112 des Stahltrogkörpers 100 gepresst werden.
Eine Länge 563 der der Schwellenschraubendübelrümpfe 561 ist angepasst an eine Höhe des Stahltrogkörpers 100 und des Formkörpers 400, so dass ein Durchgangloch 567 um die Mittelachse 564 jedes Schwellenschraubendübelrumpfs 561 an der Unterseite 420 des Formkörpers 400 endet.
Zu erkennen sind die auf die Oberseite 110 des Stahlschwellentrogkörpers 100 aufgeschweißten Querrigel 260, Führungsteile 270, Spanklemmen 280 und die Schwellenschrauben 290 zum Befestigen einer Schiene 2000. Links ist der Betriebszustand, recht der Lieferzustand der an der Stahlmonoblockschwelle 1 vormontierten Befestigungsmittle gezeigt
Fig. 15 zeigt eine Teilschnittseitenansicht der Stahlmonoblockschwelle 1 nach Fig 14.
Fig. 16 zeigt eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines Teils eines eingepressten Schwellenschraubendübelrumpfs eines Schwellenschraubendübelpaars.
Fig. 17 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schwellenschraubendübelrumpfs 561 eines Schwellenschraubendübelpaars 560 auf Höhe eine Kerbe 566 zum Aufnehmen der Oberseite 110 eines Stahlschwellentrogkörpersl. Zu erkennen eine umlaufender gezackt ausgebildeter Kerbenrand 569, dessen Zacken als elastische Klemmelement in radialer Richtung wirken, wenn die Oberseite 110 des Stahlschwellentrogkörpers in der Kerbe aufgenommen ist.
In Fig. 18 ist eine schematische Teilschnittansicht einer Oberseite eines Stahlschwellentrogkörpersl 00 gezeigt, an den ein Stahlhüllrohr 210 mit einem darin aufgenommenen Schwellenschraubendübel 510 geschweißt ist. Das Stahlhüllrohr 210 ist konzentrisch mit einer Öffnung 111 in der Oberseite 110 angeordnet. Ein Innendurchmesser 215 des Stahlhüllrohrs 210 und ein Innendurchmesser 115 der Öffnung 111 zum Aufnehmen der Schwellenschraube (nicht dargestellt) sind bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen identisch. Es ist auch möglich, die Öffnung 111 so auszubilden, dass diese mit einem Außendurchmesser des Stahlhüllrohrs 210 korrespondiert. Bei einer solchen Ausführungsform kann das Stahlhüllrohr 210 mit der Oberseite 110 von oben verschweißt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 18 weist der Schraubenschwellendübel 510 einen umlaufenden Vorsprung 517 auf, der den Schwellenschraubendübel 510 gegen ein „Durchdrücken" schützt, wenn das Stahlhüllrohr 210 durch den Formkörper 400 hindurchragt oder bündig mit dessen Unterseite 420 abschließt
In Fig. 19 ist eine weitere schematische Teilschnittansicht einer Oberseite 110 eines Stahlschwellentrogkörpers100 gezeigt, an den ein Stahlhüllrohr 210 mit einem darin aufgenommenen Schwellenschraubendübel 510 angeschweißt ist, der jedoch gegen ein Herausziehen nach oben gesichert ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Innendurchmesser 115 der Öffnung 111 in der Oberseite 110 des
Stahlschwellentrogkörpers 100 geringer als der Innendurchmesser 215 des Stahlhüllrohrs 210. Der Schwellenschraubendübel 510 weist bei dieser Ausführungsform eine Kerbe 516 und einen Klemmkragen 515 auf. Der Klemmkragen 515 verhindert wie der umlaufende Vorsprung 517 bei der Ausführungsform nach Fig. 18 ein „Durchdrücken“ des Schwellenschraubendübel 510 nach unten aus dem Stahlhüllrohr 210.
Eine Schweißnaht 220 kann bei beiden Ausführungsformen umlaufend geschlossen oder umlaufend abschnittsweise ausgeführt sein.
Auch bei diesen Ausführungsformen weist der Schwellenschraubendübel vorzugsweise ein Durchgangsloch 567 auf, so dass von oben eindringende oder sich im Inneren bildende Flüssigkeiten nach unten ablaufen können.
Die oben beschriebenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens und der Stahlmonoblockschwelle zu bilden. Bezugszeichen
1 Stahlmonoblockschwelle
100 Stahlschwellentrogkörper
105 Seite
106 Seite
110 Oberseite
111 Öffnung
112 Öffnung
113 Wandung
115 Innendurchmesser
120 Unterseite
130 Hohlprofil
135 Profilrichtung
140 Querschnitt des Hohlprofils
150 Enden
160 Kopfkappen
165 Kopfkappenkante
170 P rof i I ka nte/Län gs ka nte
180 Endabschnitte
190 Befestigungsabschnitte
195 mittlerer Abschnitt
200 Trennprofil/Rippe
210 Stahlhüllrohr
215 Innendurchmesser
220 Schweißnaht
250 Rippenplatte
260 Querriegel
270 Führungsteile
280 Spannklemmen
290 Schwellenschraube
400 Formkörper
410 Oberseite
420 Unterseite
440 Querschnittsprofil Enden
Vertiefungen
Abschnitte
Befestigungsabschnitte mittlerer Abschnitt
Schwellenschraubendübel
Rumpf
Befestigungsvorsprung
Ausdehnung
Mittelachse
Klemmkragen
Kerbe umlaufender Vorsprung
Dübelblock
Dübelöffnung
Trennkörper
Sensorelement
Schwellenschraubendübelpaar
Schwellenschraubendübelrumpf
Befestigungsvorsprung
Länge
Mittelachse
Klemmkragen
Kerbe
Durchgangsloch
Steg
Kerbenrand lose Festkörper
Geröll
Schotter reaktives Material
Beschichtung
Kleber
Winkelprofil
Ende 902 anderes Ende
905 Profilrichtung
910 Schenkel
911 Oberseite
920 anderer Schenkel
921 Öffnungen
930 Verbindungsplatte
935 Verbindungsschrauben
1000 Hohlprofilform
1010 Fixierelement
1020 Fixierelement
1050 verschließbare Öffnungen
1060 Verschlüsse
1100 Einspritzdüsen für reaktives Material
1200 Rüttelvorrichtung
1300 Abdeckung
1310 Gummischicht
1320 Anti-Haftschicht
1350 verschließbare Öffnungen
1360 Verschlüsse
1370 Pressvorrichtung
1400 Beschichtungsdüsen
1420 Druckvorrichtung
2000 Schiene

Claims

Patentansprüche
1. Stahlmonoblockschwelle (1) umfassend einen Stahlschwellentrogkörper (100) aus einem Hohlprofil (130), dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlschwellentrogkörper (100) zumindest in Abschnitten (190), die für eine Schienenbefestigung vorgesehen ist, mittel mindestens eines Formkörpers (400) profilfüllend ausgefüllt ist, der mit dem Stahlschwellentrogkörper (100) verbunden ist.
2. Stahlmonoblockschwelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlprofil (130) an gegenüberliegenden Enden (150) des Stahlschwellentrogkörper (100) umgebogen Kopfkappen (160) oder das Hohlprofil an den gegenüberliegenden Enden ein- oder angeschweißte Abschlussprofile aufweist.
3. Stahlmonoblockschwelle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Formkörper (400) ein Festkörper-Schaum-Verbundstoff, vorzugsweise Geröll-Schaum-Verbundstoff ist.
4. Stahlmonoblockschwelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Komponente des Verbundstoffs ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend, Polyurea und Poleurethan.
5. Stahlmonoblockschwelle (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dass die umgebogenen Kopfkappen (160) oder Abschlussprofile jeweils nicht über die Längskanten (170) des Hohlprofils (130) vorspringen, vorzugsweise mit Längskanten (170) des Hohlprofils (130) abschließen.
6. Stahlmonoblockschwelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass der mindestens eine Formkörper (400) kraftschlüssig mit in dem mit dem Stahlschwellentrogkörper (100) verbunden ist.
7. Stahlmonoblockschwelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlprofil (130) des Stahlschwellentrogkörpers (100) mindestens ein Trennprofil oder ein Trennkörper einen der Abschnitte (190), die für die Gleisbefestigung vorgesehen sind, abgrenzt. Stahlmonoblockschwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den mindestens eine Formkörper (400) mindestens einen Dübelblock (520) mit mindestens einer Dübelaussparung (525) und/oder mindestens ein Schwellenschraubendübel (510) integriert ist. Stahlmonoblockschwelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass der Stahlschwellentrogkörper (100) an einer dem Hohlprofil (130) abgewandten Seite mindestens eine Rippenplatte zum Führen einer Gleisbefestigungsanordnung oder des Gleises aufweist. Stahlmonoblockschwelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass der mindestens eine in dem Hohlprofil (130) des Stahlschwellentrogkörpers (100) angeordnete Verbundkörper (400) mit einer Seitenfläche mit den Längskanten (170) des Stahlschwellentrogkörpers (100) abschließt. Stahlmonoblockschwelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass der Stahlschwellentrogkörper (100) ganz oder teilweise beschichtet ist. Verfahren zum Herstellen einer Stahlmonoblockschwelle (1) umfassend die Verfahrensschritte:
(a) Bereitstellen oder Herstellen eines Stahlschwellentrogkörpers (100) aus einem Hohlprofil (130);
(b) Anordnen oder Ausbilden mindestens eines Formkörpers (400) in mindesten einem Abschnitt (180, 190) des Stahlschwellentrogkörpers (100), und verbinden mit dem Stahlschwellentrogkörper (100), so dass der mindestens eine Abschnitt (18, 190) des Stahlschwellentrogkörpers (100) von dem mindestens einen Formkörper (400) profilfüllend ausgefüllt ist. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Verfahrensschritte vorgesehen sind: Einfüllen von reaktivem Material (700) in eine Hohlprofilform (1000), deren Hohlform zumindest mit einem Abschnitt (180, 190) des Hohlprofils (130) des Stahlschwellentrogkörpers (100) korrespondiert, und Ausreagieren des reaktiven Materials (700) zu dem mindestens einen die Hohlprofilform (1000) profilfüllend ausfüllenden Formkörper (400). Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (130) mit umgebogenen Kopfkappen (160) an den gegenüberliegenden Enden (150) bereitgestellt wird oder alternativ das Hohlprofil (130) an den gegenüberliegenden Enden (150) umgebogen wird, um die Kopfkappen (160) auszubilden, oder alternativ in oder an das Hohlprofil an den gegenüberliegenden Enden Abschlussprofile ein- oder angeschweißte werden. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einfüllen oder zeitgleich mit dem Einfüllen des reaktiven Materials (700) in die Hohlprofilform (1000) die Hohlprofilform (1000) zusätzlich mit losen Festkörpern (600) verfüllt wird, und die losen Festkörper (600) durch Rütteln verdichtet werden, und das Einfüllen und Ausreagieren des reaktiven Materials (700) so ausgeführt wird, dass das ausgeragierte reaktive Material (700) die losen Festkörper (400) umschließt und den Formkörper (400) als Verbundkörper ausbildet, dessen äußere Kontur zumindest an einen Abschnitt (180,190) der Kontur der Hohlprofilform angepasst ist. Verfahren einem der Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als lose Festkörper (600) Geröll (610), vorzugsweise Gleisschotter (620), verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennkörper (540) in ein mittleres Drittel der Hohlprofilform (1000) vor dem Verfüllen eingelegt wird, so dass der mindestens eine Verbundkörper (400) mittels des reaktiven Materials (700) nur in mindestens einem Abschnitt (180, 190) der Hohlprofilform (1000) ausgebildet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Hohlprofilform (1000) der Stahlschwellentrogkörper (100) verwendet wird.
PCT/EP2023/056474 2022-03-14 2023-03-14 Stahlmonoblockschwelle und verfahren zu deren herstellung WO2023174932A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22161890.3 2022-03-14
EP22161890.3A EP4245917A1 (de) 2022-03-14 2022-03-14 Stahlmonoblockschwelle und verfahren zu deren herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023174932A1 true WO2023174932A1 (de) 2023-09-21

Family

ID=80738955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/056474 WO2023174932A1 (de) 2022-03-14 2023-03-14 Stahlmonoblockschwelle und verfahren zu deren herstellung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4245917A1 (de)
WO (1) WO2023174932A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4984804U (de) * 1972-11-11 1974-07-23
DE2636853A1 (de) * 1975-08-18 1977-03-03 Dow Chemical Co Eisenbahnquerschwelle
JP2945366B1 (ja) * 1998-03-12 1999-09-06 光亜建設株式会社 枕 木
JP2007120044A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Sekisui Chem Co Ltd まくら木
WO2016142056A1 (de) 2015-03-06 2016-09-15 Neutrino Deutschland Gmbh Folie aus metall oder einer metalllegierung
CN107313313A (zh) 2017-05-25 2017-11-03 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 预制聚氨酯固化道床的排架施工方法
DE102019210289A1 (de) 2019-07-11 2021-01-14 Hyperion Verwaltung Gmbh Schotter-Kunststoff-Verbundkörper
DE102021211499A1 (de) 2021-10-12 2023-04-13 Hyperion Verwaltung Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Recyceln von Polyurethan-Schotter-Verbünden

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4984804U (de) * 1972-11-11 1974-07-23
DE2636853A1 (de) * 1975-08-18 1977-03-03 Dow Chemical Co Eisenbahnquerschwelle
JP2945366B1 (ja) * 1998-03-12 1999-09-06 光亜建設株式会社 枕 木
JP2007120044A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Sekisui Chem Co Ltd まくら木
WO2016142056A1 (de) 2015-03-06 2016-09-15 Neutrino Deutschland Gmbh Folie aus metall oder einer metalllegierung
CN107313313A (zh) 2017-05-25 2017-11-03 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 预制聚氨酯固化道床的排架施工方法
DE102019210289A1 (de) 2019-07-11 2021-01-14 Hyperion Verwaltung Gmbh Schotter-Kunststoff-Verbundkörper
DE102021211499A1 (de) 2021-10-12 2023-04-13 Hyperion Verwaltung Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Recyceln von Polyurethan-Schotter-Verbünden

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. D'ALESSANDRO ET AL.: "Modeling and experimental verification of an ultra-wide bandgap in 3D phononic crystal", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 109, 2016, pages 221907, XP012214093, DOI: 10.1063/1.4971290

Also Published As

Publication number Publication date
EP4245917A1 (de) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1218596B1 (de) Stahlbetonfertigteilplatte
DE2155479A1 (de) Eisenbahnoberbau mit Querschwellen
DE19519745C2 (de) Schotterloser Gleisoberbau
DE2614036A1 (de) Einrichtung zum herstellen von fertigteilen aus spannbeton mit sofortigem verbund
WO2023174932A1 (de) Stahlmonoblockschwelle und verfahren zu deren herstellung
DE2951272C2 (de) Schwelle für eine Schienenbefestigung
DE102008009057A1 (de) Holzmastegründung
EP0637645A1 (de) Feste Fahrbahn für Schienengebundenen Verkehr
DE102011003216A1 (de) Befestigung für Schienen auf entlang eines Schienenweges verlegten Schwellen
EP3380672B1 (de) Schiene mit elektrischer isolierung
AT404266B (de) Schienengleicher bahnübergang
DE19932991A1 (de) Schwingungsdämpfende Einzelstütze aus elastischem Kunststoff
DE102014217767A1 (de) Schallschutzvorrichtung, insbesondere für eine Gleisanlage
DE1948339A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Festlegung von Schrauben oder Naegeln
DE19627468A1 (de) Rillenschiene
AT411694B (de) Einrichtung zur elastischen lagerung einer rillenschiene
EP0952252B1 (de) Schalungssystem zur Einbettung einer Schiene
EP1114221A1 (de) Schwellenrahmen für eine gleisanlage für schienengebundene fahrzeuge, insbesondere für einen schotteroberbau
DE3106262C1 (de) Stahlschwelle für den Eisenbahnoberbau
EP0486465B1 (de) Kunststoffschwelle
WO2024044805A1 (de) Eisenbahnschwelle
DE102004045766B4 (de) Fertigteilplatte und Verfahren zur Herstellung einer festen Fahrbahn mit einer derartigen Fertigteilplatte
AT413553B (de) Gleis für schienenfahrzeuge sowie verfahren zum herstellen eines gleises
EP3556938B1 (de) Elastisch zu lagernde schiene
DE830063C (de) Eisenbahnschwelle aus Beton

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23711446

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)