Schwelle für Gleise

Abstract

 Eine Schwelle 1 für Gleise weist eine Profilierung 3 der Oberfläche auf, so daß in dieser Profilierung 3 Schottersteine 4 verzahnend zu liegen kommen. Dadurch wird die Lagestabilität verbessert. Weiterhin können die Schwellen 1 dadurch gebildet sein, daß in Beton 8 Metall- oder Kunststofffasern 9 eingebettet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schwelle für Gleise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die erfindungsgemäße Schwelle findet im Gleisbau Verwendung. Grundsätzlich sind die Schwellen in einem Gleisbett gelagert. Es handelt sich hierbei um eine Unterlage aus Schotter bestehend aus einer Mehrzahl von mehr oder weniger großen Schottersteinen.

[0003] Bei den bekannten Schwellen handelt es sich um längliche Körper. Die Oberfläche dieser Körper ist allseitig als glatte Oberfläche ausgebildet. - Der Nachteil bei diesen bekannten Schwellen mit glatter Oberfläche besteht darin, daß die Lagestabilität der Schwelle im Gleisbett nicht optimal ist. Dies bedeutet, daß sich im Laufe der Zeit aufgrund des Schienenverkehrs sowie aufgrund von Witterungseinflüssen Lageveränderungen ergeben können.

[0004] Davon ausgehend liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schwelle für Gleise mit einer verbesserten Lagestabilität zu schaffen.

[0005] Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

[0006] Dadurch ist eine Schwelle für Gleise mit einer verbesserten Lagestabilität geschaffen. Die Grundidee der erfindungsgemäßen Schwelle besteht darin, daß diese derart profiliert ist, daß durch diese Profilierung eine Verzahnung mit den Schottersteinen des Gleisbetts eintritt, was zu der gewünschten Lagestabilität führt. Denn durch die Verzahnung wird ein erhöhter Reibschluß zwischen den Schottersteinen des Gleisbettes und der Schwelle geschaffen, welcher im Gegensatz zu einer glatten Oberfläche der Schwelle eine gegenseitige Bewegung auf ein Minimum reduziert. Durch diese Profilierung hinsichtlich Oberfläche und/oder Formgebung wird somit insgesamt eine optimale Lagestabilität in Bezug auf Haftung der Schwelle im Schotterbett und somit in Bezug auf alle auf die Schwelle wirkenden Kräfte realisiert. Somit lassen sich Schwellen hinsichtlich Verbesserung der Kraftübertragung und Haftmöglichkeit im Schotterbett konzipieren. Erreicht wird diese Verbesserung der Lagestabilität durch die vorerwähnte Profilierung, wobei unterschiedliche Profilierungen entweder alleine oder in Kombination eingesetzt werden können.

[0007] Eine erste Variante der Profilierung schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 vor. Die Grundidee besteht in der Änderung der Oberflächenstruktur von der bisher glatten Oberfläche nunmehr in eine unebene oder rauhe Oberfläche. Im Idealfall kann hierbei eine Formgebung auf die Schotterbettung und die die Schwellen umgebenden Schottersteine dergestalt erfolgen, daß eine optimale Verzahnung eintritt. Hierbei ist es bei den vorhandenen Oberbauarten weltweit so, daß durch Richtlinien und Vorschriften der einzelnen Bahnnetzbetreiber die Körnung der umgebenden Schottersteine genau vorgegeben ist. Diese Körnung kann dabei erfindungsgemäß in die allseitigen oder teilweisen Flächen der erfindungsgemäßen Schwelle eingearbeitet werden. Eine direkte Verzahnung zwischen der Schwellenaußenseite und der Schottereinbettung ist hierdurch gewährleistet. So verbessern sich die Lageeigenschaften zwangsläufig durch die Verzahnung erheblich. Kräfte durch Witterungseinflüsse (z. B. Temperaturschwankungen) und Belastungskräfte durch Betrieb des Schienennetzes werden dadurch besser verteilt und aufgenommen. Hierdurch können Wartungsintervalle verringert werden. Durch die verbesserte Statik kann gleichzeitig auch eine lastabhängige Vergrößerung des Schwellenabstandes realisiert werden. Durch diese Vergrößerung des Schwellenabstandes wäre eine enorme Einsparungsmöglichkeit im Materialbedarf möglich. Die Formgebung ist hierbei, abhängig von der Bettungsart des Betreibers, variierbar und statisch maximal nutzbar.

[0008] Eine Alternative hierzu, welche aber auch zusätzlich zu der vorbeschriebenen Profilierung in Anspruch 2 eingesetzt werden kann, stellt die Weiterentwicklung in Anspruch 3 dar. Hierdurch ist eine grundlegende Anpassung der Form nach statischen Gesichtspunkten möglich. Hierbei wird die Schwelle grundlegend nach statischen Ansprüchen der wirkenden Lasten geformt. Durch diese neue Formgebung durch die Ausbildung von Ausnehmungen kann die Wirkung der Lagestabilität im Schotterbett verbessert werden. So wird beispielsweise durch Ausbuchtungen und Auslagerungen von Oberflächen eine weitere statische Verbesserung in Richtung oder Gegenrichtung der auftretenden Kräfte ermöglicht. Eine verbesserte Verbindungswirkung durch Verzahnung oder Verkantung sowie eine größere statische Nutzfläche im Bezug auf die wirkenden Kräfte durch Witterungseinflüsse und Belastungskräfte durch Betrieb des Schienennetzes können besser verteilt und aufgenommen werden. Die Formgebung kann hierbei auch im Hinblick auf die Trassenführung variabel gestaltet werden. Hier können beispielsweise Gleisbögen oder Geraden mit Überhöhung oder andere statisch maßgebliche Trassenführungen Einfluß auf die zu wählende Schwellenform haben.

[0009] Eine Weiterbildung hiervon schlägt gemäß Anspruch 4 vor, daß die Tiefen der Ausnehmung größenordnungsmäßig im Bereich der Größe der Schottersteine liegt. Dadurch ist eine optimale Verzahnung gewährleistet.

[0010] Um die Verzahnung noch weiter zu verbessern, schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 vor, daß die Ausnehmung zwischen der Basisfläche und der Seitenfläche einen spitzen Winkel definiert. Das System wirkt dadurch gewissermaßen als Widerhaken und schafft dadurch eine optimale Verzahnung.

[0011] Eine bevorzugte Weiterbildung schlägt gemäß Anspruch 6 vor, daß die Schwelle glatte Bereiche aufweist, in denen keine Profilierung vorgesehen ist. Die Grundidee besteht dabei darin, daß im Bereich der rauhen, profilierten Oberfläche der Schwelle ebene Abschnitte vorgesehen sind. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Schwellen transportiert werden. Denn auf diesen ebenen Flächen können die Schwellen problemlos aufliegen. Auch bei den Auslegearbeiten der Schwellen sind diese ebenen Abschnitte von Vorteil.

[0012] Die Weiterbildung hiervon gemäß Anspruch 7 hat den Vorteil, daß die ebenen Abschnitte insgesamt eine imaginär verbundene ebene Gesamtoberfläche definieren, bezüglich welcher keine Profilierung übersteht. Dies bringt insbesondere dann Vorteile, wenn die Schwellen transportiert werden, so daß keine, eventuell überstehende Profilierungsstrukturen an einer benachbarten Schwelle oder Transportelementen aufliegen oder anstoßen.

[0013] Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 schlägt Bereiche vor, an welchen die glatten Abschnitte vorgesehen sind. Vorzugsweise sind diese geradlinigen Betonstrukturen an den beiden Enden der Schwelle vorgesehen, und zwar an den Längskanten im Bodenbereich. Die glatten Abschnitte sind dabei gewissermaßen als winklige Leisten ausgebildet. Gleichermaßen können auch in der Mitte der Schwelle derartige winklige Leisten im Bodenbereich vorgesehen sein.

[0014] Eine weitere Weiterbildung der Schwelle schlägt Anspruch 9 vor, wobei die Grundidee darin besteht, daß zwei Schwellenelemente vorgesehen sind, welche durch einen Steg miteinander verbunden sind.

[0015] Schwellen aus Beton weisen in der Regel eingebettete Bewehrungsstäbe aus Metall auf. Die Stabilität der Schwellen wird dadurch zwar verbessert, aber die Oberfläche der Schwelle ist der Gefahr ausgesetzt, daß im Laufe der Zeit der Beton abplatzt und somit ein allmählicher Verschleiß stattfindet. Außerdem ist die Herstellung relativ aufwendig. Aus diesem Grunde schlägt die bevorzugte Weiterbildung gemäß Anspruch 10 vor, daß das Material der Schwelle durch mit Metall- oder Kunststofffasern versetzten Beton gebildet ist. Dadurch wird die Herstellung der Schwellen vereinfacht, wenn diese aus Faserzementbeton bestehen. Dieser Beton besteht in der Regel aus Stahlfasern und Beton als Gemisch. Diese Stahlfasern übernehmen die Bewehrung der Schwelle im gesamten Körperbereich. Hierdurch wird die ansonsten vorgesehene Bewehrung mit Metallbewehrungsstäben bereits beim Betonieren der Schwelle teilweise oder ganz ersetzt. Die Randbereiche der Schwelle erhalten damit eine Bewehrung, wodurch der Abrieb im Hinblick auf den Verschleiß geringer ist als bisher.

[0016] Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schwelle werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1a

eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform;

Fig. 1b

eine Draufsicht auf die Schwelle in Fig. 1a;

Fig. 2a

eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform;

Fig. 2b

eine Draufsicht auf die Schwelle in Fig. 2a;

Fig. 3a

eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine dritte Ausführungsform;

Fig. 3b

eine Draufsicht auf die Schwelle in Fig. 3a;

Fig. 4

eine schematische Querschnittsdarstellung einer Schwelle aus Faserzementbeton;

Fig. 5a

eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine vierte Ausführungsform;

Fig. 5b

eine Draufsicht auf die Schwelle in Fig. 5a;

Fig. 6

eine schematische Querschnittsdarstellung der Schwelle, wie sie in Fig. 4b gezeigt ist.

[0017] Fig. 1a und 1b zeigen eine erste Ausführungsform einer Schwelle 1, wie sie in Schotter 2 als Gleisbett eingebettet ist.

[0018] Die Unterseite der Schwelle 1 sowie die Seitenflächen sind gewissermaßen aufgerauht und definieren eine Profilierung 3. Die Rauheit dieser Profilierung 3 liegt dabei größenordnungsmäßig im Bereich der Größe der Schottersteine 4. Dies bedeutet, daß die Schottersteine 4 mit der rauhen Profilierung 3 der Schwelle 1 verzahnt sind, wodurch sich eine erhöhte Lagestabilität ergibt.

[0019] Die Ausführungsform der Schwelle in Fig. 2a und 2b weist ebenfalls Profilierungen 3 auf, welche jedoch bei dieser Ausführungsform als Ausnehmungen 5 gebildet sind. Diese Ausnehmungen 5 sind dergestalt, daß sich die Schottersteine 4 darin verzahnen, so daß auch hier einerseits eine erhöhte Lagestabilität gegeben ist und wobei andererseits insgesamt die Statik verbessert ist.

[0020] Die Ausführungsform in Fig. 3a und 3b weist zwei Schwellenelemente 6, 6' auf, welch durch einen Steg 7 miteinander verbunden sind. Die Ausnehmungen 5 bei diesen Schwellenelementen 6, 6' entsprechen denen bei der Ausführungsform in Fig. 2a und 2b.

[0021] Die Fig. 4 zeigt eine Schwelle 1 im Querschnitt in rein schematischer Form. Die Grundidee besteht darin, daß die Schwelle aus sogenanntem Stahlfaserbeton besteht. Darunter ist zu verstehen, daß im Beton 8 Metall- oder Kunststofffasern 9 eingebettet sind, wobei dieser Metall- oder Kunststofffasern 9 eine Bewehrung definieren. Sie ersetzen so die normalerweise vorhandenen Eisenbewehrungsstäbe. Zusätzlich haben diese eingebetteten Metall- oder Kunststofffasern 9 den Vorteil, daß auch die Oberfläche gegen Oberflächenbeschädigungen geschützt ist.

[0022] Die Ausführungsform in Fig. 5a und 5b zeigt wiederum eine Schwelle 1, wie sie vom Grundprinzip her in Fig. 1a und 1b dargestellt und beschrieben worden ist. Dabei stellt die Ausführungsform in Fig. 5a und 5b eine Weiterbildung hiervon dar. Die Weiterbildung besteht darin, daß die Schwelle 1 ebene Strukturen im Bodenbereich sowie ebene Strukturen im Seitenbereich aufweist. Dies ist insbesondere in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 6 erkennbar. Dort ist gezeigt, daß die Schwelle 1 am linken Ende längs der beiden bodenseitigen Längskanten ebene Abschnitte aufweist, wobei diese, einer bestimmten Längskante zugeordneten ebenen Abschnitte gewissermaßen eine ebene, winklige Einfassung definieren. Entsprechend ist in der Zeichnung die rechte Seite der Schwelle ausgebildet. Auch der mittlere Bereich der Schwelle weist diese ebenen, winkligen Abschnitte längs der beiden bodenseitigen Längskanten auf.

[0023] Der Vorteil dieser ebenen Abschnitte zeigt sich in Transport- und Auslegearbeiten der Schwellen 1. So ist durch diese ebenen Abschnitte eine ebene Auflagefläche definiert, so daß eine einwandfreie Auflagerung während des Transports gewährleistet ist.

[0024] Da darüber hinaus die Profilierungen 3 bezüglich der ebenen Abschnitte gewissermaßen versenkt sind, gibt es auch keine störenden Überstände.

Bezugszeichenliste

[0025] 

1

Schwelle

2

Schotter

3

Profilierung

4

Schottersteine

5

Ausnehmung

6, 6'

Schwellenelemente

7

Steg

8

Beton

9

Metall- oder Kunststofffasern

Ansprüche

1. Schwelle (1) für Gleise,
welche auf einem Gleisbett aus Schotter (2) mit Schottersteinen (4) ruht,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwelle (1) in dem Bereich, in welchem sie in Kontakt mit den Schottersteinen (4) steht, zumindest bereichsweise eine derartige Profilierung (3) aufweist, daß Schottersteine (4) in dieser Profilierung (3) verzahnend zu liegen kommen.

2. Schwelle nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilierung (3) durch eine Art Aufrauhung der Oberfläche der Schwelle (1) gebildet ist, wobei die Aufrauhung größenordnungsmäßig im Bereich der Größe der Schottersteine (4) liegt.

3. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilierung (3) durch wenigstens eine Ausnehmung (5) in der Oberfläche der Schwelle (1) gebildet ist, wobei in dieser Ausnehmung (5) mehrere Schottersteine (4) liegen.

4. Schwelle nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tiefe der Ausnehmung (5) größenordnungsmäßig im Bereich der Größe der Schottersteine (4) liegt.

5. Schwelle nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (5) zwischen ihrer Basisfläche und ihren Seitenflächen zumindest teilweise einen spitzen Winkel definiert.

6. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwelle (1) glatte Bereiche aufweist, in denen keine Profilierung (3) vorgesehen ist.

7. Schwelle nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bezüglich einer gedachten Verbindungsebene der glatten Bereiche im Bodenbereich der Schwelle (1) und/oder der glatten Bereiche im Seitenbereich der Schwelle (1) und/oder der glatten Bereiche im Oberseitenbereich der Schwelle (1) die Profilierung (3) nicht übersteht.

8. Schwelle nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die glatten Bereiche durch winklige Einfassungen der Schwelle (1) längs der bodenseitigen Längskanten der Schwelle (1) jeweils an den beiden Enden der Schwelle (1) und/oder in der Mitte der Schwelle (1) gebildet sind.

9. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwelle (1) durch zwei Schwellenelemente (6, 6') gebildet ist, welche durch einen Steg (7) miteinander verbunden sind.

10. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Material der Schwelle (1) durch mit Metall- oder Kunststofffasern (9) versetztem Beton (8) gebildet ist.

Zeichnung