[0001] 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.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] Die
DE 10 2019 210 289 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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 Hohlprofilform 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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 Zwischenraumen 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.
[0021] 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.
[0022] 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/m
2, welche beispielsweise durch ein Aufliegen eines Gewichts von etwa 500 kg/m
2 erreicht werden kann, ausreichend.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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 CO
2-Bilanz der Hergestellten Schwellen verbessert werden, da ein ansonsten anfallendes
Abfallprodukt der Stahlherstellung genutzt wird.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] Einige Ausführungsformen können auch mehr als zwei Winkeleisen aufweisen.
[0034] 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.
[0035] 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.
[0036] 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.
[0037] Ein Dübelaufnahmeblock weist vorzugsweise ein oder mehrere Dübelaussparungen auf,
welche vom Durchmesser leicht größer als der später einzupassende Dübel sind.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] Die Öffnungen können gebohrt gestanzt oder mittels Laserschneiden oder -bohren und/oder
Wasserhochdruckschneiden oder -bohren ausgebildet werden.
[0044] Schwellendübelkunststoff, der geeignet ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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.
[0048] 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.
[0049] 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.
[0050] 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.
[0051] 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.
[0052] Weitere Befestigungsmittel für die Schienen können dann mittels der Schwellenschraubendübel
oder Schwellenschraubendübelpaare vor einem Transport an einen Verlegeort vormontiert
werden.
[0053] 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.
[0054] 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.
[0055] 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.
[0056] 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 Hohlprofilform 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.
[0057] Für die Applikation des Klebstoffs kommen hier Tauchverfahren, Sprühverfahren, ein
Gießen in den Trog oder Ähnliches in Betracht.
[0058] 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.
[0059] 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.
[0060] Dadurch, dass der Stahlschwellentrogkörper durch den mindestens einen Formkörper
auf der Trogseite verfüllt 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.
[0061] 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.
[0062] 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.
[0063] 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.
[0064] Das Herstellen des Formkörpers kann in der Weise erfolgen, dass die Hohlprofilform
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.
[0065] 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.
[0066] 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.
[0067] 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.
[0068] 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.
[0069] In Fig. 1 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Stahlmonoblockschwelle 1dargestellt.
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.
[0070] 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.
[0071] 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.
[0072] 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.
[0073] 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.
[0074] 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.
[0075] 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,
verfüllt worden und so von dem reaktiven Material umschlossen worden. Der Stahlschwellentrogkörper
100 ist somit von einer Innenseite durch den Formkörper 400 gefüllt.
[0076] 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.
[0077] 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.
[0078] 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.
[0079] 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.
[0080] 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.
[0081] 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.
[0082] 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.
[0083] 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.
[0084] 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.
[0085] 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.
[0086] 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.
[0087] 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.
[0088] 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.
[0089] 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.
[0090] 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).
[0091] 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).
[0092] 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.
[0093] 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.
[0094] 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.
[0095] 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.
[0096] 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.
[0097] 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.
[0098] 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.
[0099] 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.
[0100] In Fig. 13 ist ein schematischer Teilquerschnitt einer Stahlmonoblockschwelle1 mit
einem Schwellenschraubendübel 510 gezeigt, der einen Runden Rumpf 511mit an gegenüberliegenden
Seiten vorspringenden Befestigungsvorsprüngen 512 aufweist. Eine Ausdehnung 513 in
der Zeichnungsebene ist größer als senkrecht hierzu.
[0101] 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.
[0102] 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.
[0103] 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.
[0104] 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.
[0105] 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
[0106] Fig. 15 zeigt eine Teilschnittseitenansicht der Stahlmonoblockschwelle 1 nach Fig
14.
[0107] Fig. 16 zeigt eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines Teils eines eingepressten
Schwellenschraubendübelrumpfs eines Schwellenschraubendübelpaars.
[0108] Fig. 17 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schwellenschraubendübelrumpfs
561 eines Schwellenschraubendübelpaars 560 auf Höhe eine Kerbe 566 zum Aufnehmen der
Oberseite 110 eines Stahlschwellentrogkörpers1. 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.
[0109] In Fig. 18 ist eine schematische Teilschnittansicht einer Oberseite eines Stahlschwellentrogkörpers100
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.
[0110] 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.
[0111] 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
[0112] 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.
[0113] Eine Schweißnaht 220 kann bei beiden Ausführungsformen umlaufend geschlossen oder
umlaufend abschnittsweise ausgeführt sein.
[0114] 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.
[0115] Die oben beschriebenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen können miteinander
kombiniert werden, um neue Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens und der Stahlmonoblockschwelle
zu bilden.
Bezugszeichen
[0116]
- 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
- Profilkante/Längskante
- 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
- 450
- Enden
- 470
- Vertiefungen
- 480
- Abschnitte
- 490
- Befestigungsabschnitte
- 490
- mittlerer Abschnitt
- 510
- Schwellenschraubendübel
- 511
- Rumpf
- 512
- Befestigungsvorsprung
- 513
- Ausdehnung
- 514
- Mittelachse
- 515
- Klemmkragen
- 516
- Kerbe
- 517
- umlaufender Vorsprung
- 520
- Dübelblock
- 525
- Dübelöffnung
- 540
- Trennkörper
- 550
- Sensorelement
- 560
- Schwellenschraubendübelpaar
- 561
- Schwellenschraubendübelrumpf
- 562
- Befestigungsvorsprung
- 563
- Länge
- 564
- Mittelachse
- 565
- Klemmkragen
- 566
- Kerbe
- 567
- Durchgangsloch
- 568
- Steg
- 569
- Kerbenrand
- 600
- lose Festkörper
- 610
- Geröll
- 620
- Schotter
- 700
- reaktives Material
- 800
- Beschichtung
- 850
- Kleber
- 900
- Winkelprofil
- 901
- 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
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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. Stahlmonoblockschwelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass der Stahlschwellentrogkörper
(100) ganz oder teilweise beschichtet ist.
12. 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.
13. 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).
14. 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.
15. 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.
16. Verfahren einem der Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als lose Festkörper (600) Geröll (610), vorzugsweise Gleisschotter (620), verwendet
wird.
17. 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.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Hohlprofilform (1000) der Stahlschwellentrogkörper (100) verwendet wird.