[0001] Die Erfindung betrifft einen Rollverschluß-Fahrbahnübergang zum Überbrücken einer
Fahrbahnfuge, mit einer Pendelplatte, mindestens einer mit dieser gelenkig verbundenen
Gleitplatte, ferner mit unterhalb dieser Platten vorgesehenen Gleitböcken, die auf
ihrer Oberseite eine Gleitbahn für an der Unterseite der Pendelplatte und der mindestens
einen Gleitplatte angebrachte Gleitelemente ausbilden, und mit einer Zungenplatte
auf der der Pendelplatte gegenüberliegenden Seite der Fahrbahnfuge, wobei die Zungenplatte
auf ihrer der Pendelplatte zugewandten Seite auf der mindestens einen Gleitplatte
gleitend aufliegt und ihre Oberseite auf der Höhe der Fahrbahn an der zugeordneten
Seite der Fahrbahn liegt.
[0002] Unter den Fahrbahnübergängen sind Rollverschluß-Fahrbahnübergange Mehrplattensysteme,
deren Aufbau eine Pendelplatte, eine oder mehrere Gleitplatten, Gleitböcke und eine
Zungenplatte aufweisen.
[0003] Die Pendelplatte befindet sich dabei an der Überbauseite, die am Überbau durch feststehende
Nocken und auf den Gleitböcken üblicherweise durch Gleitnocken abgestützt wird. Die
Gleitplatte ist gelenkig mit der Pendelplatte verbunden. Es können auch mehr als eine
Gleitplatte vorgesehen sein, wobei die weiteren Gleitplatten ebenfalls untereinander
gelenkig verbunden sind und alle Gleitplatten sich auf den Gleitböcken durch auf diesen
gleitende Gleitnocken abstützen.
[0004] Jeder Gleitbock bildet an seiner Oberseite eine Gleitbahn aus und ist auf dem Widerlager
der Fahrbahnfuge verankert. Auf seinem Obergurt, auf dem die Gleitbahn ausgebildet
ist, gleiten die Gleitnocken der Pendelplatte und der Gleitplatte(n).
[0005] Auf der Widerlagerseite ist auch die Zungenplatte angebracht, die auf dem Widerlager
und auf den Gleitplatten aufliegt.
[0006] Der Längenausgleich des Fahrbahnübergangs erfolgt durch Verschieben der Pendelplatte
und der Gleitplatte(n) auf den Gleitböcken. Die Zungenplatte schließt die Öffnung
zwischen Fahrbahnkante am Widerlager und der bzw. den Gleitplatten(n).
[0007] Bei den herkömmlichen Rollverschluß-Fahrbahnübergängen übertragen die eingesetzten
Gelenkverbindungen die auftretenden Horizontalkräfte aus Bremsen/Beschleunigen sowie
aus der Reibung zwischen den Gleitnocken und den Obergurten der Gleitböcke.
[0008] Die Pendel- und Gleitplatten werden vor allem auf Biegung beansprucht, wobei die
Gleitplatten statisch als Vierpunktplatten wirken und durch die Gleitnocken auf den
Gleitböcken abgestützt werden. Die typischen Blechdicken für die Platten liegen zwischen
50 und 80 mm.
[0009] Die Kräfte, die von der Pendelplatte und der bzw. den Gleitplatten(n) durch deren
Abstützung auf die Obergurte der Gleitböcke einwirken, werden von den Gleitböcken
direkt in den Widerlagerbeton eingeleitet.
[0010] Bei den älteren Rollverschlüssen haben die Gleitnocken eine Dreifach-Funktion, nämlich:
Gelenkbildung an den Plattenverbindungen, vertikale Abstützung bzw. Übertragung vertikaler
Kräfte der Platten auf die Gleitböcke, und Ausbildung als Gleitpartner auf den Obergurten
der Gleitböcke.
[0011] Seit etwa 1995 bestehen die Gleitnocken aus hochfestem Sonderbaustahl der Firma TyssenKrupp
Stahl (TKS) mit der Bezeichnung N-A-XTRA 70.
[0012] Diese Funktionen werden bei moderneren Rollverschluß-Fahrbahnübergängen teilweise
entkoppelt: dabei übernehmen die Nocken nur die Gelenkbildung der Plattenverbindungen
einschließlich der Übertragung der horizontalen Kräfte aus Bremsen/Beschleunigen und
aus der Reibung zwischen den Gleitnocken und dem Bockobergurt. Die Funktionen "vertikale
Abstützung" und "Gleitpartner" übernehmen spezielle Gleitelemente.
[0013] Bei einer solchen Lösung (dem sogenannten Lange-System) erfolgt die vertikale Abstützung
der Platten ausschließlich über spezielle Gleitelemente, die mit einem selbstschmierenden
Mehrschicht-Werkstoff (CM 1 gemäß DIN EN 1337-2:2003) ausgerüstet sind.
[0014] Bei den älteren Lösungen wurden nach drei bis vier Jahren Nutzungsdauer folgende
Verschleißerscheinungen festgestellt:
a) Materialabtragung an den Gleitnocken in der Kontaktfläche zum Gleitblech. Die Wandstärke
der Bohrung betrug ursprünglich 8 mm, an einigen Gelenkverbindungen unter der Hauptfahrspur
hatte sich das Nockenmaterial jedoch völlig verbraucht und der Gelenkbolzen hatte
Kontakt zum Gleitblech.
b) Veränderung der Oberflächenstruktur der Gleitnocke in der Kontaktfläche zum Gleitblech.
Die Kontaktfläche zeigt eine starke Rauhigkeit, ähnlich einer Kontaktkorrosion.
[0015] Die weiter oben genannte modernere Lösung hat nun aber den Nachteil, daß sie so gut
wie keine geräusch- und schwingungsdämpfenden Eigenschaften aufweist, weshalb zwischen
die Gleitelemente und die betreffende Platte noch spezielle Dämpfungselemente zwischengeschaltet
werden müssen, was eine relativ große Bauhöhe erfordert und die Gesamtkonstruktion
damit relativ teuer ist, ohne daß dabei die geräuschdämpfenden Eigenschaften insgesamt
ausreichend befriedigend sind.
[0016] Ausgehend hiervon soll nun ein Fahrbahnübergang geschaffen werden, bei dem trotz
des Einsatzes von Gleitelementen die Bauhöhe des Fahrbahnübergangs ähnlich gering
ist wie bei der früheren, älteren Lösung, wobei die Kosten gegenüber der moderneren
Lösung verringert und das Dämpfungsverhalten verbessert wird.
[0017] Erfindungsgemäß wird dies bei einem Rollverschluß-Fahrbahnübergang der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, daß die Gleitelemente aus Polyethylen (PE), besonders bevorzugt
aber aus Polyethylen mit ultrahoher molekularer Masse (UHMWPE) bestehen.
[0018] Dabei wird unter UHMWPE ("Ultra-High Molecular Weight Polyethylene") gemäß DIN ISO
11542 ein Polyethylen mit einer Schmelze-Massefließrate von unter 0,1g/10 min verstanden,
was einer Molmasse von über 10
6g/mol entspricht. Gemäß ASTM D 44020a liegt diese Grenze bei 3,1x10
6g/mol. Die mittleren Molmassen heutiger UHMWPEs liegen, je nach Hersteller und verwendeter
Meßmethodik, zwischen 3,5x 10
6 und 10
7g/mol.
[0019] Bei dem erfindungsgemäßen Fahrbahnübergang liegt wiederum eine Trennung der beiden
Funktionen "Gelenkbildung" und "Gleitpaarung" vor, wie sie sich bereits bei der weitere
oben erläuterten moderneren Lösung (Lange-System) bewährt hatte. Die Gelenkverbindungen
können an den Platten außerhalb der Gleitbahnen angeordnet werden.
[0020] Durch den Einsatz gerade der erfindungsgemäß geforderten Materialien für die Gleitelemente
wird neben einem vorzüglichen Gleitverhalten mit geringen Reibkräften gleichzeitig
auch noch ein günstiges Verschleißverhalten und eine sehr gute Dämpfung bezüglich
Geräusch und Schwingungen erreicht, ohne daß es des Einbaus getrennter Dämpfer bedarf,
weshalb auch die Bauhöhe relativ gering gehalten werden kann.
[0021] Beim erfindungsgemäßen Fahrbahnübergang liegt eine sichere und dauerhafte Gleitverbindung
vor. Gleichzeitig ist eine leichte Austauschbarkeit der Gleitelemente ebenso wie eine
einfache Montage derselben eine gute Korrosionsbeständigkeit gegeben, und es läßt
sich auch eine deutlich verbesserte Geräuschdämpfung bei Überfahrgeräuschen feststellen.
[0022] Insgesamt erweist sich der erfindungsgemäße Rollverschluß-Fahrbahnübergang auch als
ganz besonders wirtschaftlich.
[0023] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Gleitelemente
an der Unterseite der zugeordneten Platte (Pendelplatte oder Gleitplatte(n)) seitlich
gekammert gehaltert sind, was eine sehr gute Halterung bei gleichzeitig einfacher
Bauweise sicherstellt.
[0024] Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß die
Gleitelemente austauschbar an der zugeordneten Platte angebracht sind, wobei, erneut
bevorzugt, sie mittels (meist vorgespannten) Schrauben an der zugeordneten Platte
(Pendelplatte, Gleitplatte(n)) befestigt werden. Diese Ausgestaltung gestattet eine
leichte Austauschbarkeit und eine einfache Montage der Gleitelemente.
[0025] Ganz besonders bevorzugt wird bei einem erfindungsgemäßen Rollverschluß-Fahrbahnübergang
die Lage der Gleitelemente senkrecht zur Plattenoberfläche der zugeordneten Platte
verstellbar ausgebildet, so daß durch eine geeignete Niveau-Verstellung derselben
eine besonders gleichmäßige Druckverteilung an den verschiedenen Gleitelementen und
damit auch eine Optimierung der auftretenden Reibkräfte erreicht werden kann.
[0026] Eine weitere Verbesserung des Reib- und Verschleißverhaltens kann dadurch herbeigeführt
werden, daß bei dem erfindungsgemäßen Fahrbahnübergang in das Material der Gleitelemente
noch ein geeigneter Schmierstoff eingelagert ist. Hierfür eignen sich besonders Graphit,
PTFE oder Molybdändisulfit (MoS
2).
[0027] Vorteilhaft ist es bei der Erfindung ferner, wenn in das Material der Gleitelemente
noch Verstärkungsfasern eingelagert sind, wodurch die Gleit- und Verschleißeigenschaften
ebenfalls günstig beeinflußt werden können. Besonders geeignet dafür sind z. B. Glasfasern
oder C-Fasern.
[0028] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber
noch näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rollverschluß-Fahrbahnübergang (Dreiplattensystem);
- Fig. 2
- die Darstellung eines am Ende der Pendel- oder einer Gleitplatte angebrachten Gelenknocke
mit der Bohrung für einen Gelenkbolzen;
- Fig.3
- die Darstellung einer Gleitplatte mit an beiden Enden angeschweißten Gelenknocken;
- Fig.4
- eine Gelenkverbindung mittels Gelenknocken zwischen der Pendel- und der nachfolgenden
Gleitplatte oder zwischen zwei Gleitplatten;
- Fig. 5
- einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gleitelement mit seitlich gekammerter
Halterung;
- Fig. 6
- eine Untenansicht der Anordnung aus Fig. 5, und
- Fig. 7
- eine prinzipielle Draufsicht auf die Pendelplatte und die mit ihr verbundene (erste)
Gleitplatte mit Angabe der Anordnung der erfindungsgemäßen Gleitelemente.
[0029] Die Darstellung nach Fig. 1 zeigt einen Fahrbahnübergang 1, ausgeführt als Rollverschluß-Fahrbahnübergang,
der ein Dreiplattensystem darstellt und eine Pendelplatte 2, eine Gleitplatte 3 und
eine Zungenplatte 4 umfaßt. Daneben ist ferner ein Gleitbock 5 erkennbar (der einen
hinter ihm liegenden zweiten Gleitbock verdeckt), der unterhalb der Platten 2, 3 und
4 liegt und auf seiner diesen Platten zugewandten Oberfläche mit einer Gleitbahn 6
versehen ist, auf der sich sowohl die Pendelplatte 2 wie auch die Gleitplatte 3 über
Gleitelemente 7 gleitend abstützen. In Fig. 1 sind die Gleitelemente 7 am freien Ende
der Gleitplatte 3, ebenso wie an deren entgegengesetztem Ende und dem zugewandten
Ende der Pendelplatte 2 gut erkennbar. Jeweils an den einander zugewandten Endbereichen
der Pendelplatte 2 und der Gleitplatte 3 sind Gelenknocken 8 angeschweißt und über
Gelenkbolzen 9 verschwenkbar miteinander verbunden (vgl. auch Fig. 4).
[0030] Fig. 2 zeigt den freien Endbereich an einer Seite der Pendelplatte 2 mit einem daran
durch Schweißung befestigten Gelenknocken 8, und Fig. 3 zeigt eine Gleitplatte 3,
die an jedem ihrer einander gegenüberliegenden Enden Gelenknocken 8 aufweist, wobei
die hier dargestellte Form der Gleitplatte 3 nicht der der Gleitplatte 3 aus Fig.
1 entspricht, sondern dazu dient, auch am von der Pendelplatte 2 abgewandten Ende
der Gleitplatte 3 über die dortigen Gelenknocken 8 noch mit einer weiteren Gleitplatte
gelenkig verbunden zu werden.
[0031] In Fig. 4 ist noch einmal im Einzelnen die Gelenkverbindung zwischen der Gleitplatte
2 und der Pendelplatte 3 in vergrößerter Form (unter Weglassen der Gleitelemente)
dargestellt. Fig. 4 zeigt auch den Spalt 10 zwischen den einander zugewandten Endflächen
der Pendelplatte 2 und Gleitplatte 3, der durch einen elastischen Dichtungsstreifen
11 abgedichtet wird. Der Dichtungsstreifen 11 ist mit seinen seitlichen Endbereichen
in entsprechende Aufnahmenuten 12, 13 an den einander zugewandten Stirnseiten von
Pendelplatte 2 und Gleitplatte 3 zur formschlüssigen Halterung dortselbst eingesteckt.
Er kann auch seinerseits mit Vorteil ebenfalls aus PE oder UHMWPE bestehen.
[0032] An jeder der Platten 2 und 3 sind die Gelenkverbindungen 12, 13 durch die über den
Gelenkbolzen 9 verbundenen Gelenknocken 8 jeweils paarweise vorgesehen, d. h. es liegen,
in Längsrichtung der betreffenden Platte gesehen, jeweils zwei solche Gelenkstellen
vor, und zwar in den beiden seitlichen Randbereichen der entsprechenden Platte, wie
dies aus der Untenansicht der miteinander verbundenen Pendelplatte 2 und Gleitplatte
3 ersichtlich ist, wobei, wie Fig. 7 zeigt, in der dargestellten Ausführungsform bei
jeder Gelenkverbindung 12, 13 jeweils zwei in einem seitlichen Abstand parallel zueinander
versetzte Gelenknocken 8 an der Gleitplatte befestigt sind, zwischen die ein Gelenknocken
8, der mit der Pendelplatte 2 verbunden ist, hineinragt. Diese Dreieranordnung wird
dann durch einen entsprechenden Gelenkbolzen 9 (vgl. Fig. 1 und 4) verbunden.
[0033] Während die Pendelplatte 2 am Überbau befestigt ist, werden die Zungenplatte 4 und
die Gleitböcke 5 am Widerlager abgestützt.
[0034] Während bei früheren solchen Anordnungen die Gelenkverbindungen 12, 13 sich über
die Unterseite ihrer Gelenknocken 8 gleich direkt auf den Gleitbahnen 6 am Obergurt
der Gleitböcke 5 gleitend abstützen, liegt bei der hier gezeigten Ausführungsform
eine Abstützung der Gelenknocken 8 auf den Gleitbahnen 6 der Gleitböcke 5 nicht mehr
vor, was bei der Darstellung aus Fig. 1 aber nicht sogleich erkennbar ist: die Gelenknocken
8 berühren die Gleitbahn 6 am Obergurt des betreffenden Gleitbockes 8 vielmehr nicht.
[0035] In Fig. 1 ist strichpunktiert die Endlage des frei vorstehenden Endes der Gleitplatte
3 für den Fall gezeigt, daß der vom Fahrbahnübergang 1 überdeckte Spalt 10 sich maximal
verkleinert hat: Bei der Verkleinerung des Spaltes 10 wandern die an den Platten 2
und 3 angebrachten Gleitelemente 7 entlang der Gleitbahnen 6 der Gleitböcke 5 bei
der Darstellung der Fig. 1 nach rechts, so daß sich bei maximaler Verkleinerung des
zu überbrückenden Spaltes dann für das vorstehende Ende der Gleitplatte 3 die strichpunktiert
eingezeichnete Endstellung ergibt.
[0036] Fig. 5 zeigt eine prinzipielle Schnittdarstellung eines Gleitelementes 7, das z.
B. an der Gleitplatte 3 befestigt ist.
[0037] Das Gleitelement 7 ist, wie aus der Darstellung der Fig. 5 hervorgeht, an der Unterseite
15 der zugehörigen Platte 3 seitlich gekammert und durch entsprechende Halterungsflansche
14 gehaltert, die ihrerseits (in Fig. 5 nicht im einzelnen dargestellt) an der Unterseite
15 der Platte 3 in geeigneter Weise befestigt sind.
[0038] Das Gleitelement 7 steht auf seiner der Gleitbahn 6 zugewandten Seite über die seitlichen
Halterungsflansche 14 über und liegt dort direkt an einer zugeordneten Gleitbahn 6
eines Gleitbockes 5 an.
[0039] Die Gleitelemente 7 bestehen aus Polyethylen (PE), besonders bevorzugt aber aus einem
Polyethylen mit ultrahoher molekularer Masse (UHMWPE).
[0040] Bevorzugt wird in das Material der Gleitelemente 7 zur Verbesserung des Gleitverhaltens
noch ein geeigneter Schmierstoff eingelagert (etwa PTFE, Graphit oder MoS
2), wobei zur Verbesserung des Reib- und Verschleißverhaltens auch noch Verstärkungsfasern
16 (Glas- oder C-Fasern) eingebettet sind.
[0041] Bevorzugt bestehen die Halterungsflansche 14 aus Edelstahl und werden mittels Schrauben
an die Unterseite 15 der zugeordneten z. B. Gleitplatte 3 angeschraubt.
[0042] Fig. 6 zeigt eine Untenansicht in Pfeilrichtung A in Fig. 5, aus der erkennbar ist,
daß die hier eingesetzten Gleitelemente 7 einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
[0043] Fig. 7. zeigt eine Ansicht von unten auf die Anordnung von Pendelplatte 2 und Gleitplatte
3, die über die Gelenkstellen 12 und 13 gelenkig miteinander verbunden sind. Strichpunktiert
ist in Fig. 7 auch die Lage einer daneben in Überfahrrichtung des Fahrbahnübergangs
liegenden Folgeanordnung von Pendelplatte 2 und Gleitplatte 3 angedeutet.
[0044] Aus der Darstellung der Fig. 7 ist ersichtlich, daß am Endbereich der Pendelplatte
2 zwei Gleitelemente 7, jeweils in den seitlichen Randbereichen der Pendelplatte 2,
angebracht sind, während an der Gleitplatte 3 jeweils an deren der Pendelplatte 2
zugewandtem Endbereich ebenfalls zwei Gleitelemente 7 vorgesehen sind.
[0045] In Fig. 7 sind auch die Lagen der Gleitbahnen 6 an den Obergurten der zwei Gleitböcke
5 gestrichelt angegeben, auf denen sich die Gleitelemente 7 gleitend abstützen. Wie
daraus erkennbar ist, befinden sich die Gelenkstellen 12 und 13 außerhalb der Gleitbahnen
6, und zwar in Richtung auf die Mitte der Platten 2 und 3 hin gesehen versetzt.
[0046] Die Gleitelemente 7 können aus der Kammerung (wie sie in Fig. 6a gezeigt ist) unschwer
entfernt werden, indem die beiden seitlichen Halteflansche 14 (vgl. Fig. 6b) von der
Unterseite der aufnehmenden z. B. Gleitplatte 3 abgeschraubt werden.
[0047] In einer anderen, in den Figuren nicht dargestellten Weise können die einzelnen Gleitelemente
7 jedoch auch direkt gegen die Unterseite der zugehörigen Platte angeschraubt werden,
wobei sich für diesen Fall die Verwendung geeigneter Vorspannschrauben zur Befestigung
empfiehlt.
[0048] In einer weiter bevorzugten Weise werden die Gleitelemente 7 auch so an der entsprechenden
Platte befestigt, daß ihre Lage senkrecht zur Plattenunterseite 15 (Fig. 6a) der zugeordneten
Platte 2 oder 3 verstellt werden kann, um den Abstand der Reibfläche am betreffenden
Gleitelement 7 von der Plattenunterseite 15 in Anpassung an die Gleitbahn 6 des zugehörigen
Gleitbockes 5 einstellen zu können. Durch eine entsprechende Einstellung der verschiedenen
Gleitelemente 7 läßt sich erreichen, daß die Abstützkräfte, die an den Reibflächen
der einzelnen Gleitelementen 7 auf die Gleitbahn 6 übertragen werden, untereinander
etwa gleich groß sind, wodurch sich insgesamt ein günstiges Abstützverhalten der Platte
gegenüber den Obergurten und dabei auch ein gleichmäßiges Abriebsverhalten an den
verschiedenen Gleitelementen 7 während der Lebensdauer derselben erreichen läßt.
1. Rollverschluß-Fahrbahnübergang (1) zum Überbrücken einer Fahrbahnfuge, mit einer Pendelplatte
(2), mindestens einer mit dieser gelenkig verbundenen Gleitplatte (3), ferner mit
unterhalb dieser Platten (2, 3) vorgesehenen Gleitböcken (5), die auf ihrer Oberseite
eine Gleitbahn (6) für an der Unterseite der Pendelplatte (2) und der mindestens einen
Gleitplatte (3) angebrachte Gleitelemente (7) ausbilden, und mit einer Zungenplatte
(4) auf der der Pendelplatte (2) gegenüberliegenden Seite der Fahrbahnfuge, wobei
die Zungenplatte (4) auf ihrer der Pendelplatte (2) zugewandten Seite auf der mindestens
eine Gleitplatte (3) gleitend aufliegt und ihre Oberseite auf der Höhe der Fahrbahn
an der zugeordneten Seite der Fahrbahnfuge liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (7) aus Polyethylen (PE) bestehen.
2. Rollverschluß-Fahrbahnübergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (7) aus Polyethylen mit ultra hoher molekularer Masse (UHMWPE)
bestehen.
3. Rollverschluß-Fahrbahnübergang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (7) an der Unterseite der zugeordneten Platte (Pendelplatte (2),
Gleitplatte(3)) seitlich gekammert gehaltert sind.
4. Rollverschluß-Fahrbahnübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (7) austauschbar an der zugeordneten Platte (2, 3) angebracht sind.
5. Rollverschluß-Fahrbahnübergang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (7) mittels Schrauben an der zugeordneten Platte (Pendelplatte
(2), Gleitplatte (3)) befestigt sind.
6. Rollverschluß-Fahrbahnübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Gleitelemente (7) senkrecht zur Plattenoberfläche (15) der zugeordneten
Platte (2, 3) verstellbar ist.
7. Rollverschluß-Fahrbahnübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in das Material der Gleitelemente (7) ein Schmierstoff eingelagert ist.
8. Rollverschluß-Fahrbahnübergang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das Material der Gleitelemente (7) Verstärkungsfasern (16) eingelagert sind.