WO2013123987A1 - Plattenbauteil für ein system zum befestigen einer schiene, befestigungspunkt für eine schiene und verfahren zur herstellung eines plattenbauteils - Google Patents

Plattenbauteil für ein system zum befestigen einer schiene, befestigungspunkt für eine schiene und verfahren zur herstellung eines plattenbauteils Download PDF

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Werner Koch
Marc KAUFMANN
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Vossloh-Werke Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a plate component for a system for fastening a rail to a substrate, wherein the plate component comprises at least two mutually stacked, non-releasably interconnected layers, of which the first layer of a first material and second layer consists of a material which is in distinguishes at least one mechanical property of the material of the first layer.
  • the invention relates to a formed using such a plate member
  • the invention relates to a method for
  • Panel members of the type in question are used in rail fastening systems to form the one formed using such a system
  • Concrete slabs are or stand on such slabs.
  • plate components which consist of at least two layers with different properties
  • the other layer is optimized in terms of their permanent elasticity.
  • the known plate components can be easily despite their multi-layered assemble.
  • the permanent connection between the layers is usually produced by the fact that the mutually associated surfaces of the layers of the
  • one of the layers consists of a hard, dimensionally stable material.
  • the object of the invention was to provide a plate component for a sliding attachment
  • Attachment point for a rail to create that can produce inexpensive and at the same time with high security is ensured that the layers of the plate component even under unfavorable
  • the solution to the above object is that the attachment point is made using a plate member according to the invention.
  • a panel component according to the invention for a system for fastening a rail to a substrate comprises at least two stacked, insoluble
  • first layer of a first material and second layer consists of a material which is in at least one mechanical
  • the material of the first layer differs from the material of the first layer.
  • the material of the second layer has a higher wear resistance or strength and
  • Plattenbauelements a by heat at least melted intermediate layer present, the at least molten material cohesively with the
  • Material of the two adjacent to them has connected layers.
  • Welding takes place by supplying heat and with the aid of a film which is arranged between the layers of the plate component.
  • the film acts like a welding additive. It melts at least partially due to the added heat and thus establishes the connection between the layers.
  • Panel component proves both under unfavorable weather conditions as well as under unfavorable
  • the welding according to the invention allows the material forming the intermediate layer to be attached to the
  • a particular advantage of the invention is that welding of the layers of the plate component produced according to the invention with the aid of a deliberately introduced intermediate layer can easily connect materials which have different properties optimally adapted to the respective functions.
  • plate components can readily be made available, in which one layer is elastically yielding, while the other layer is dimensionally stable and hard, so that it consequently has a high resistance to abrasive wear.
  • the the the first layer is elastically yielding, while the other layer is dimensionally stable and hard, so that it consequently has a high resistance to abrasive wear.
  • dimensionally stable position be made for example of a hard plastic. This can additionally be fiber-reinforced to ensure the required load capacity.
  • suitable plastics polyamide, polyethylene or polypropylene plastics have proven, if necessary, reinforced by glass fibers or high-performance fibers.
  • the foot of the rail associated position of a plate member according to the invention may be formed, for example, of a steel sheet material.
  • an inventive Plate component comprise three or more layers. Also in this case, at least two of these layers are in
  • Interlayer is welded in accordance with the invention.
  • the elastic layer may for example consist of an ethylene-propylene-diene monomer ("EPDM”) of sufficiently fine porosity.
  • EPDM ethylene-propylene-diene monomer
  • Nitrile rubber (“NBR”), chloroprene rubber (“CR”), polyurethane - (“PU”) and the like.
  • Interlayer can consist of a polyethylene material.
  • Plate component according to the invention can be supported by the fact that the layers in addition to the cohesive connection form-fitting or non-positively with each other
  • a positive connection can be created for example by the fact that the one layer has at least one portion which rests laterally against the respective other layer. In practice, it proves to be advantageous if the one layer has a number of such sections, which is sufficient to the position of the one layer with respect to the other layer at least in two
  • an attachment point according to the invention for fastening a rail to a substrate comprises at least one
  • Subsurface and the foot of the rail to be fastened is arranged. Particularly suitable is such
  • Attachment point according to the invention for fastening a rail on a fixed track, in which the attachment to a concrete or a comparable solid
  • the inventive method for producing a panel component according to the invention comprises the following
  • the one layer of EPDM material and the other layer consists of a polyamide
  • a film which consists of a polyethylene material is suitable for welding the layers of a plate member according to the invention, a film which consists of a polyethylene material, because polyethylene is part of EPDM.
  • the layers to be joined together can be subjected to a pretreatment, at least at their mutually associated surfaces in which the surfaces are roughened.
  • the roughening can be chemical or
  • Plate component consists.
  • Compressive load extends evenly over the entire surface of the film.
  • the invention is based on
  • FIG. 1 shows an attachment point for a rail in a side, partially sectioned view.
  • Fig. 2 is a plate member in a perspective
  • FIG. 3 shows a stack prepared for producing the panel component shown in FIG. 2 in a partially cut-away perspective view
  • Fig. 4 shows the stack of FIG. 3 in one
  • Fig. 5 shows an alternative embodiment of a
  • the fastening point B shown in FIG. 1, in which the rail S is fastened on a threshold forming a solid base U, comprises two tensioning clamps 1, 2, two guide plates 3, 2, two required as tensioning means for tensioning the respective tensioning clamp 1, 2 Tightening screws 5.6 and a substantially rectangular in plan view formed, used as a shim
  • the plate member 7 has adjacent to its
  • the guide plates 3, 4 are here designed in the manner of conventional angled guide plates and have on their subsurface U associated underside an over their longitudinal direction of the rail S measured width extending paragraph, which in befindlichem in assembly position guide plates 3 each in an associated, corresponding sits in the underground U molded groove.
  • the guide plates 3, 4 are here designed in the manner of conventional angled guide plates and have on their subsurface U associated underside an over their longitudinal direction of the rail S measured width extending paragraph, which in befindlichem in assembly position guide plates 3 each in an associated, corresponding sits in the underground U molded groove.
  • Guide plates 3.4 each have a contact surface against which the rail foot F is supported with its longitudinal edge. From the rail S when passing through a rail vehicle not shown here transverse forces Q are received by the guide plate 3.4 and directed laterally directed against the respective shoulder in the substrate U.
  • the guide plates 3,4 here not shown in detail form elements for guiding the mounted on the respective guide plate 3.4 respectively mounted tension clamp 1.2 and here also not visible, from the top to the ground U leading
  • Mounting position lies on the substrate U and consists of a permanently elastic compressible, fine-pored EPDM material.
  • a second layer 10b which consists of a glass fiber reinforced polyamide and has such a high dimensional stability that they are in the
  • the second layer 10b has a high resistance to abrasive wear, so that any relative movements between the second layer 10b and the rail foot F, in the
  • Attachment point B is on her, the longevity of the second layer 10b does not affect.
  • an intermediate layer 10c is provided, via which the two layers 10a, 10b are non-detachably welded together in a materially bonded manner.
  • the intermediate layer 10c is formed by a film 11 which has been placed in the production of the plate member 7 between the layers 10a, 10b.
  • the film 11 is made of a polyethylene material.
  • the layers are 10a, 10b have been roughened on their surface lOd, loO associated with the foil.
  • a stack 12 is formed from the layers 10a, 10b and the film 11, in which the film 11 lies between the layers 10a, 10b.
  • the shape of the film 11 corresponds exactly to the shape of its associated surfaces 10d, 10e of the layers 10a, 10b, so that the surfaces 10d, 10e of the layers 10a, 10b are completely covered by the film 11.
  • the stack 12 is placed in a pressing device, not shown here, in which the stack 12 is held under a certain pressure from a direction N which is normal to the film 11. This one is like this
  • the stack 12 is then brought to a temperature in which the film 11
  • the intermediate length 10c is present between the layers 10a, 10b, via which the layers 10a, 10b are firmly and non-detachably connected to one another.
  • Liner 21c has been made.
  • the intermediate layer 21c like the intermediate layer 10c, has been produced from a film placed between the layers 21a, 21b.
  • the substrate 21 associated with the first layer 21a is made of the same material as the first layer 10a of
  • the second layer 21b is formed of sheet steel in the plate member 20.
  • the plate member 20 has in its four corner regions as the plate member 7 adjacent to its narrow sides and in the direction of its longitudinal sides projecting portions 22 which are equally present in the first layer 21a and the second layer 21b.
  • lateral edge regions 23, 24 each depend on these sections 22. These are folded down in the direction of the first layer 21a so that they rest with laterally on the narrow sides of the protruding portions 22 of the first layer 21a. In this way, on the upper second layer 21b is a kind of recording
  • the lower first layer 21 a By bending the edge regions 23, 24 into the lower first layer 21 a beyond an angle of 90 °, the lower first layer 21 a can additionally be clamped to the upper second layer 21 b.
  • the layers 21a, 21b of the plate member 20 are cohesively through the intermediate layer 21c and over the first Position 21a at least partially enclosing
  • Edge regions 23,24 of the upper layer additionally positively and non-positively connected to each other.

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Abstract

Plattenbauteil (7, 20) für ein System zum Befestigen einer Schiene (S) auf einem Untergrund (U) und Verfahren zur Herstellung eines solchen Plattenbauteils (7, 20), wobei das Plattenbauteil (7; 20) mindestens zwei aufeinander gestapelte, unlösbar miteinander verbundene Lagen (10a, 10b; 21a, 21b) umfasst, von denen die erste Lage (10a; 21a) aus einem ersten Werkstoff und die zweite Lage aus einem Werkstoff besteht, der sich in mindestens einer mechanischen Eigenschaft vom Werkstoff der ersten Lage (10a; 21a) unterscheidet, wobei zwischen den Lagen (10a, 10b; 21a, 21b) eine durch Wärmeeinwirkung mindestens angeschmolzene Zwischenlage (10c; 21c) vorhanden ist, deren mindestens angeschmolzenes Material sich stoffschlüssig mit dem Material der beiden an sie angrenzenden Lagen (10a, 10b; 21a, 21b) verbunden hat.

Description

Plattenbauteil für ein System zum Befestigen einer Schiene, Befestigungspunkt für eine Schiene und Verfahren zur Herstellung eines Plattenbauteils
Die Erfindung betrifft ein Plattenbauteil für ein System zum Befestigen einer Schiene auf einem Untergrund, wobei das Plattenbauteil mindestens zwei aufeinander gestapelte, unlösbar miteinander verbundene Lagen umfasst, von denen die erste Lage aus einem ersten Werkstoff und zweite Lage aus einem Werkstoff besteht, der sich in mindestens einer mechanischen Eigenschaft vom Werkstoff der ersten Lage unterscheidet .
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen unter Einsatz eines solchen Plattenbauteils gebildeten
Befestigungspunkt, in dem eine Schiene auf einem
Untergrund befestigt ist.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Plattenbauteils und deren Anwendung.
Plattenbauteile der hier in Rede stehenden Art werden in Systemen zur Befestigung von Schienen eingesetzt, um dem unter Verwendung eines solchen Systems gebildeten
Befestigungspunkt eine definierte elastische
Nachgiebigkeit in Schwerkraftrichtung zu verleihen. In Folge ihrer elastischen Abstützung kann die Schiene die beim Überfahren des jeweiligen Befestigungspunkts in
Schwerk aftrichtung auftretenden Belastungen über einen langen Lebenszyklus auch dann sicher aufnehmen, wenn der Untergrund gar keine oder allenfalls eine minimale
Nachgiebigkeit besitzt. Solche Verhältnisse sind
typischerweise bei so genannten "festen Fahrbahnen" gegeben, bei den die Schienen auf Betonschwellen befestigt werden, die entweder unmittelbar Teil von größeren
Betonplatten sind oder auf solchen Platten stehen.
Die Belastungen, denen zur Abstützung von Schienen für Schienenfahrzeuge verwendete Plattenbauteile ausgesetzt sind, sind beträchtlich. So besteht an dem Plattenbauteil im Bereich seiner AufStandfläche, auf der die Schiene mit ihrem Schienenfuß steht, aufgrund der dort unvermeidbar auftretenden Relativbewegungen die Gefahr, dass sich hoher abrasiver Verschleiß bildet. Gleichzeitig wird einerseits eine optimale Dauerelastizität des Plattenbauteils
gefordert und anderseits verlangt, dass die von der
Schiene ausgehenden Belastungen möglichst gleichmäßig auf die elastische Lage des Plattenbauteils verteilt werden.
Um diesen unterschiedlichen Belastungen und Anforderungen gerecht zu werden, sind Plattenbauteile entwickelt worden, die aus mindestens zwei Lagen mit unterschiedlichen
Eigenschaften bestehen. Während die eine Lage die
erforderliche Verschleißfestigkeit und Formsteifigkeit gewährleistet, ist die andere Lage hinsichtlich ihrer Dauerelastizität optimiert. Indem die Lagen unlösbar miteinander verbunden werden, lassen sich die bekannten Plattenbauteile trotz ihrer Mehrlagigkeit problemlos montieren. Die unlösbare Verbindung zwischen den Lagen wird dabei üblicherweise dadurch hergestellt, dass die aneinander zugeordneten Flächen der Lagen des
Plattenbauteils flächig mit einem geeigneten Klebstoff bestrichen und anschließend aufeinander gelegt werden, so dass sie fest miteinander verkleben.
Probleme entstehen bei den bekannten Plattenbauteilen der voranstehend erläuterten Art dann, wenn sie ungünstigen Witterungsbedingungen oder Schubkräften ausgesetzt sind, zu denen es bei ungünstigen Einbausituationen oder in Folge von hohen Querkräften kommen kann. Solche Querkräfte können insbesondere im Bereich von Kurvenstrecken
auftreten, die mit hoher Geschwindigkeit durchfahren werden .
In Folge der Witterungseinflüsse oder Schubbelastungen kann es dazu kommen, dass die Lagen des Plattenbauteils voneinander abscheren. Dies kann so weit gehen, dass sich die Lagen zunächst vollständig voneinander lösen und dann unter den im Befestigungspunkt wirkenden dynamischen Kräften zu wandern beginnen, bis sie beim Überfahren des Befestigungspunkt in Folge der dabei ebenfalls
auftretenden Luftbewegung mit hoher kinetischer Energie vom Befestigungspunkt weggeschleudert werden. Besonders gefährlich kann dies dann werden, wenn die eine der Lagen aus einem harten, formfesten Werkstoff besteht.
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Plattenbauelement für eine Schiebenbefestigung und
Befestigungspunkt für eine Schiene zu schaffen, die sich kostengünstig herstellen lasse und bei denen gleichzeitig mit hoher Sicherheit gewährleistet ist, dass die Lagen des Plattenbauelements auch unter ungünstigen
Betriebsbedingungen miteinander verbunden bleiben. Ebenso sollte ein Verfahren angegeben werden, dass die
kostengünstige Herstellung solcher Plattenbauteile
ermöglicht .
In Bezug auf das Plattenbauelement ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass das
Plattenelement die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist .
In Bezug auf den Befestigungspunkt für eine Schiene besteht die Lösung der voranstehend angegebenen Aufgabe darin, dass der Befestigungspunkt unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Plattenbauteils hergestellt ist.
Die zur kostengünstigen Herstellung eines
erfindungsgemäßen Plattenbauteils erfindungsgemäß
mindestens zu absolvierenden Arbeitsschritte sind in
Anspruch 11 angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Plattenbauteil für ein System zum Befestigen einer Schiene auf einem Untergrund umfasst mindestens zwei aufeinander gestapelte, unlösbar
miteinander verbundene Lagen, von denen die erste Lage aus einem ersten Werkstoff und zweite Lage aus einem Werkstoff besteht, der sich in mindestens einer mechanischen
Eigenschaft vom Werkstoff der ersten Lage unterscheidet. Insbesondere weist der Werkstoff der zweiten Lage eine höhere Verschleißbeständigkeit oder Festigkeit und
Formstabilität als der Werkstoff der ersten Lage auf. Erfindungsgemäß ist dabei zwischen den Lagen des
Plattenbauelements eine durch Wärmeeinwirkung mindestens angeschmolzene Zwischenlage vorhanden, deren mindestens angeschmolzenes Material sich stoffschlüssig mit dem
Material der beiden an sie angrenzenden Lagen verbunden hat.
Anders als beim Stand der Technik, bei dem die aufeinander liegenden Lagen des Plattenbauteils miteinander verklebt sind, sind bei einem erfindungsgemäßen Plattenbauteil die aufeinander gestapelten Lagen nach Art einer Verschweißung unlösbar stoffschlüssig miteinander verbunden. Die
Verschweißung erfolgt dabei durch Wärmezufuhr und unter Zuhilfenahme einer Folie, die zwischen die Lagen des Plattenbauteils angeordnet wird. Die Folie wirkt dabei nach Art eines Schweißzusatzstoffs. Sie schmilzt durch die zugeführte Wärme zumindest teilweise und stellt so die Verbindung zwischen den Lagen her.
Die durch eine solche Verschweißung hergestellte
Verbindung zwischen den einzelnen Lagen des
Plattenbauteils erweist sich sowohl unter ungünstigen Witterungsbedingungen als auch unter ungünstigen
dynamischen Belastungen wesentlich beständiger und dauerbelastbarer als eine konventionelle Verklebung. Die erfindungsgemäß erfolgende Verschweißung erlaubt es, den die Zwischenschicht bildenden Werkstoff so an die
Werkstoffe der miteinander zu verbindenden Lagen
anzupassen, dass sich aufgrund einer Verwandtschaft der betreffenden Stoffe oder der Übereinstimmung bestimmter Bestandteile der Werkstoffe eine optimale Verbindung zwischen den Werkstoffen der Lagen und der Zwischenschicht bildet .
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich durch die erfindungsgemäß mit Hilfe eine gezielt eingebrachte Zwischenlage erzeugte Verschweißung der Lagen der Plattenbauteil problemlos Materialien verbinden lassen, die unterschiedliche, den jeweiligen Funktionen optimal angepasste Eigenschaften haben. So lassen sich mit der Erfindung ohne Weiteres Plattenbauteile zur Verfügung stellen, bei denen die eine Lage elastisch nachgiebig ist, während die andere Lage formsteif und hart ist, so dass sie damit einhergehend eine hohe Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß besitzt. Hierzu kann die die
formsteife Lage beispielsweise aus einem Hartkunststoff hergestellt sein. Dieser kann zusätzlich faserverstärkt sein, um die erforderliche Belastbarkeit zu gewährleisten. Als für die formsteife Lage geeignete Kunststoffe haben sich Polyamid-, Polyethylen- oder Polypropylen-Kunststoffe bewährt, die erforderlichenfalls durch Glasfasern oder Hochleistungsfasern verstärkt.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, eine der Lagen eines erfindungsgemäßen Plattenbauteils aus
Metallwerkstoff zu fertigen. So kann die in der Praxis abrasivem Verschleiß ausgesetzte, dem Fuß der Schiene zugeordnete Lage eines erfindungsgemäßen Plattenbauteils beispielsweise aus einem Stahlblechmaterial geformt sein.
Selbstverständlich ist die Zahl der Lagen eines
erfindungsgemäßen Plattenbauteils nicht auf zwei
beschränkt. Vielmehr kann ein erfindungsgemäßes Plattenbauteil drei oder mehr Lagen umfassen. Auch in diesem Fall sind mindestens zwei dieser Lagen in
erfindungsgemäßer Weise miteinander durch eine
Zwischenlage verschweißt sind, wobei optimaler Weise jede der Lagen mit der an ihr anliegenden Lage durch eine
Zwischenlage in erfindungsgemäßer Weise verschweißt ist.
Die elastische Lage kann beispielsweise aus einem Ethylen- Propylen-Dien-Monomer ("EPDM") von ausreichend feiner Porigkeit bestehen. Ebenso beispielsweise kann die
elastische Lage aus natürlichem Kautschuk ("NR"),
Nitrilkautschuk ("NBR"), Chloropren-Kautschuk ("CR"), Polyurethan -("PU") und desgleichen bestehen.
Die zum Verschweißen der Lagen des erfindungsgemäßen
Plattenbauteils verwendete Folie und damit einhergehend die bei einem fertigen Plattenbauteil vorhandene
Zwischenlage können aus einem Polyethylen-Werkstoff bestehen .
Die dauerhaft feste Verbindung der Lagen eines
erfindungsgemäßen Plattenbauteils kann dadurch unterstützt werden, dass die Lagen zusätzlich zu der Stoffschlüssigen Verbindung form- oder kraftschlüssig miteinander
verkoppelt sind. Eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, dass die eine Lage mindestens einen Abschnitt aufweist, der seitlich an der jeweils anderen Lage anliegt. In der Praxis erweist es sich dabei günstig, wenn die eine Lage eine Anzahl solcher Abschnitte aufweist, die ausreicht, um die Lage der einen Lage in Bezug auf die andere Lage zumindest in zwei
Freiheitsgraden festzulegen. Den voranstehenden Erläuterungen entsprechend umfasst ein erfindungsgemäßer Befestigungspunkt zum Befestigen einer Schiene auf einem Untergrund mindestens ein
erfindungsgemäßes Plattenbauteil, das zwischen dem
Untergrund und dem Fuß der zu befestigenden Schiene angeordnet ist. Besonders geeignet ist ein solcher
erfindungsgemäßer Befestigungspunkt zur Befestigung einer Schiene auf einer festen Fahrbahn, bei der die Befestigung auf einer aus Beton oder einem vergleichbar festen
Werkstoff bestehenden Schwelle oder Platte erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Plattenbauteils umfasst folgende
Arbeitsschritte:
- Stapeln der ersten und zweiten Lage sowie einer Folie, die aus einem unter Wärmeeinwirkung schmelzenden, im geschmolzenen Zustand an den Lagen haftenden Material besteht, zu einem Stapel, bei dem die Folie zwischen den beiden Lagen liegt; und
- Erwärmen des Stapels auf eine Temperatur, bei die Folie unter Ausbildung der Zwischenlage mindestens anschmilzt, die unlösbar stoffschlüssig mit den an der Folie
anliegenden Lagen verbunden ist.
Die Art und Weise der Wärmezufuhr, durch welche die zwischen den miteinander zu verbindenden Lagen liegende Folie zum Schmelzen gebracht wird, kann in an sich
bekannter Weise auf die jeweils verarbeiteten Materialien abgestimmt werden. Hier kommen alle konventionellen Verfahren in Frage, die eine ausreichende Temperaturzufuhr bei ausreichend gleichmäßigem Kontakt zwischen den Lagen und der Folie gewährleisten.
Insbesondere im Fall, dass die eine Lage aus EPDM-Material und die andere Lage aus einem Polyamid besteht, eignet sich zum Verschweißen der Lagen eines erfindungsgemäßen Plattenbauteils eine Folie, die aus einem Polyethylen- Material besteht, weil Polyethylen Bestandteil von EPDM ist .
Um die durch die erfindungsgemäß vorgenommene
Verschweißung erzeugte Anbindung zu optimieren, können die miteinander zu verbindenden Lagen zumindest an ihren einander zugeordneten Oberflächen einer Vorbehandlung unterzogen werden, bei der die Oberflächen aufgeraut werden. Die Aufrauung kann dabei chemisch oder
physikalisch, beispielsweise durch eine mechanische
Bearbeitung, erzeugt werden. Ebenso ist es denkbar, bereits im Werkzeug, in dem die betreffende Lage
hergestellt wird, im Bereich der jeweiligen Oberfläche gezielt eine bestimmte Rauhigkeit einzustellen. Durch die Aufrauung der Oberfläche wird die Angriffsfläche für die Verschweißung vergrößert, so dass eine insgesamt
verbesserte Anbindung der jeweiligen Lage an die
Zwischenschicht und damit einhergehend an die jeweils andere Lage erzielt wird.
Grundsätzlich kann es für das erfindungsgemäße
Verschweißen der Lagen des Plattenbauteils ausreichen, wenn die die Zwischenlage bildende Folie nur angeschmolzen wird, also in Folge der Wärmezufuhr nicht vollständig schmilzt. Dabei kann der jeweilige Wärmeeintrag bzw. der Grad des Aufschmelzens über die die Erwärmungsdauer und -temperatur gesteuert werden. Diese kann
selbstverständlich erforderlichenfalls derart bemessen werden, dass die Folie vollständig aufschmilzt und sich eine Zwischenschicht bildet, die vollständig aus dem
Material der Folie und gegebenenfalls ebenfalls
angeschmolzenem Material der angrenzenden Lagen des
Plattenbauteils besteht.
Die Gleichmäßigkeit der über die Folie erfolgenden stoffschlüssigen Anbindung der Lagen eines
erfindungsgemäßen Plattenbauteils aneinander kann
zusätzlich dadurch unterstützt werden, dass der das
Plattenbauteil bildende Stapel während der Erwärmung mit einer normal zur Ebene, in der die Folie liegt
ausgerichteten Druckbelastung ausgesetzt wird. Die
Druckverteilung erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Form des Bauteils optimalerweise derart, dass sich die
Druckbelastung gleichmäßig über die gesamte Fläche der Folie erstreckt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Befestigungspunkt für eine Schiene in einer seitlichen, teilgeschnittenen Ansicht;
Fig. 2 ein Plattenbauteil in einer perspektivischen
Ansicht ; Fig. 3 einen zur Herstellung des in Fig. 2 dargestellten Plattenbauteils vorbereiteten Stapel in einer teilgeschnittenen perspektivischen Ansicht;
Fig. 4 den Stapel gemäß Fig. 3 in einer
Explosionsdarstellung;
Fig. 5 eine alternative Ausgestaltung eines
Plattenbauteils in perspektivischer Ansicht.
Der in Fig. 1 dargestellt Befestigungspunkt B, in dem die Schiene S auf einer einen festen Untergrund U bildenden Schwelle befestigt ist, umfasst zwei Spannklemmen 1,2, zwei Führungsplatten 3,4, zwei als Spannmittel zum Spannen der jeweiligen Spannklemme 1,2 benötigte Spannschrauben 5,6 und ein in Draufsicht im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten, als Unterlegplatte eingesetztes
Plattenbauteil 7.
Das Plattenbauteil 7 besitzt angrenzend an seine
Schmalseiten in Richtung seiner Längsseiten vorstehende Abschnitte, so dass das Plattenbauteil 7 in Draufsicht die Form eines "I" oder Doppel-T's aufweist.
Jeweils eine der Spannklemmen 1,2, eine der
Führungsplatten 3,4 und eine der Spannschrauben 5,6 sind an einer der Längsseiten der Schiene S angeordnet, während das Plattenbauteil 7 zwischen dem Fuß F der Schiene S und dem Untergrund U liegt. Die Schiene S steht
dementsprechend mit ihrem Fuß F auf der ihr zugeordneten Oberseite 8 des Plattenbauteils 7, das mit seiner
Unterseite 9 auf der ebenen AufStandfläche des Untergrunds U liegt. Die Führungsplatten 3,4 sind hier nach Art von konventionellen Winkelführungsplatten ausgebildet und weisen auf ihrer dem Untergrund U zugeordneten Unterseite einen sich über ihre in Längsrichtung der Schiene S gemessene Breite erstreckenden Absatz auf, der bei in Montagestellung befindlicher Führungsplatten 3 jeweils in einer zugeordneten, korrespondierend in den Untergrund U eingeformten Rille sitzt. Zusätzlich sind die
Führungsplatten 3,4 in Montagestellung jeweils mit ihrer von der Schiene S abgewandten Rückseite an einer ebenfalls an dem Untergrund U ausgebildeten Schulter abgestützt. An ihrer dem Schienenfuß F zugeordneten, gegenüber der
Rückseite verbreiterten Vorderseite weisen die
Führungsplatten 3,4 jeweils eine Anlagefläche auf, gegen die der Schienenfuß F mit seinem Längsrand abgestützt ist. Von der Schiene S beim Überfahren durch ein hier nicht gezeigtes Schienenfahrzeug entstehende Querkräfte Q werden so von den Führungsplatte 3,4 aufgenommen und seitlich gegen die jeweilige Schulter gerichtet in den Untergrund U abgeleitet .
An ihren Oberseiten weisen die Führungsplatten 3,4 hier im einzelnen nicht dargestellte Formelemente zum Führen der auf der jeweiligen Führungsplatte 3,4 jeweils montierten Spannklemme 1,2 und eine hier ebenfalls nicht sichtbare, von der Oberseite zum Untergrund U führende
Durchgangsöffnung auf, durch die die jeweils zum Spannen der jeweiligen Spannklemme 1,2 verwendete Spannschraube 5,6 gesteckt ist. Die Spannschraube 5,6 ist dabei jeweils in einen in den Untergrund Ü eingelassenen, hier nicht sichtbaren Dübel geschraubt. Das im Befestigungspunkt B als Unterlegplatte eingesetzte Plattenbauteil 7 stellt eine definierte elastische
Nachgiebigkeit des Befestigungspunkts B in vertikaler Richtung V sicher. Zu diesem Zweck umfasst das
Plattenbauteil 7 eine erste Lage 10a, die in
Montageposition auf dem Untergrund U liegt und aus einem dauerelastisch komprimierbaren, feinporigem EPDM-Material besteht .
Auf der ersten Lage 10a liegt eine zweite Lage 10b, die aus einem glasfaserverstärkten Polyamid besteht und eine so hohe Formsteifigkeit besitzt, dass sie die beim
Überfahren des Befestigungspunkts B durch ein
Schienenfahrzeug auftretenden, in Schwerkraftrichtung wirkenden Belastungen sicher aufnimmt und gleichmäßig auf die elastische erste Lage 10a verteilt. Dabei besitzt die zweite Lage 10b einen hohen Widerstand gegen abrasiven Verschleiß, so dass etwaige Relativbewegungen zwischen der zweiten Lage 10b und dem Schienenfuß F, der im
Befestigungspunkt B auf ihr steht, die Langlebigkeit der zweiten Lage 10b nicht beeinträchtigen.
Zwischen der ersten Lage 10a und die zweite Lage 10b des Plattenbauteils 7 ist eine Zwischenlage 10c vorhanden, über die die beiden Lagen 10a, 10b miteinander unlösbar stoffschlüssig verschweißt sind.
Die Zwischenlage 10c ist durch eine Folie 11 gebildet, die bei der Herstellung des Plattenbauteils 7 zwischen die Lagen 10a, 10b gelegt worden ist. Die Folie 11 besteht aus einem Polyethylen-Material . Um die Verschweißung der Lagen 10a, 10b mit der Folie 11 zu unterstützen, sind die Lagen 10a, 10b an ihrer der Folie zugeordneten Oberfläche lOd, lOe jeweils aufgeraut worden.
Zum Verschweißen wird aus den Lagen 10a, 10b und der Folie 11 ein Stapel 12 gebildet, bei dem die Folie 11 zwischen den Lagen 10a, 10b liegt. Die Form der Folie 11 entspricht dabei exakt der Form der ihr zugeordneten Oberflächen 10d,10e der Lagen 10a, 10b, so dass die Oberflächen lOd, lOe der Lagen 10a, 10b vollflächig von der Folie 11 abgedeckt sind.
Nach dem Stapeln wird der Stapel 12 in eine hier nicht gezeigte Pressvorrichtung gelegt, in der der Stapel 12 aus einer normal zur Folie 11 ausgerichteter Richtung N unter einem gewissen Druck gehalten wird. Dieser ist so
eingestellt, dass die elastische erste Lage nur
geringfügig komprimiert wird, jedoch die beiden Lagen 10a, 10b vollflächig in Anlage an der Folie 11 gehalten werden. In der Pressvorrichtung wird der Stapel 12 dann auf eine Temperatur gebracht, in der die Folie 11
schmilzt. Auf dieser Temperatur wird der Stapel 12
gehalten, bis die Folie 11 vollständig aufgeschmolzen ist und das Material der Folie 11 eine stoffschlüssige
Verbindung mit den angrenzenden Oberflächen 10d,10e der Lagen 10a, 10b eingegangen ist.
Nach dem Erkalten des Stapels 12 ist zwischen den Lagen 10a, 10b die Zwischenlange 10c vorhanden, über die die Lagen 10a, 10b fest und unlösbar miteinander verbunden sind .
Die in Fig. 5 dargestellte alternative Ausgestaltung eines ebenfalls als Unterlegplatte für den Befestigungspunkt B verwendbaren Plattenbauteils 20 ist genauso wie das
Plattenbauteil 7 aus zwei Lagen 21a, 21b und einer
Zwischenlage 21c hergestellt worden. Die Zwischenlage 21c ist wie die Zwischenlage 10c aus einer zwischen die Lagen 21a, 21b gelegten Folie entstanden.
Die dem Untergrund U zugeordnete erste Lage 21a besteht aus demselben Material wie die erste Lage 10a des
Plattenbauteils 7. Im Unterschied zum Plattenbauteil 7 ist jedoch beim Plattenbauteil 20 die zweite Lage 21b aus Stahlblech geformt.
Das Plattenbauteil 20 weist in seinen vier Eckbereichen wie das Plattenbauteil 7 an seine Schmalseiten angrenzende und in Richtung seiner Längsseiten vorstehende Abschnitte 22 auf, die in gleicher Weise bei der ersten Lage 21a und bei der zweiten Lage 21b vorhanden sind. Bei der oberen zweiten Lage 21b stehen von diesen Abschnitten 22 jeweils seitliche Randbereiche 23,24 ab. Diese sind so nach unten in Richtung der ersten Lage 21a gekantet, dass sie mit seitlich an den Schmalseiten der vorstehenden Abschnitte 22 der ersten Lage 21a anliegen. Auf diese Weise ist an der oberen zweiten Lage 21b eine Art von Aufnahme
gebildet, in der die untere erste Lage 21a formschlüssig gehalten ist.
Indem die Randbereiche 23,24 über einen Winkel von 90° hinaus in die untere erste Lage 21a hinein gebogen werden, kann die untere erste Lage 21a zusätzlich mit der oberen zweiten Lage 21b verklammert werden. In diesem Fall ist sind die Lagen 21a, 21b des Plattenbauteils 20 durch dessen Zwischenlage 21c stoffschlüssig und über die die erste Lage 21a zumindest abschnittsweise einfassenden
Randbereiche 23,24 der oberen Lage zusätzlich form- und kraftschlüssig miteinander fest verbunden.
BEZUGSZEICHEN
1,2 Spannklemmen
3,4 Führungsplatten
5,6 Spannschraube
7 Plattenbauteil
8 Oberseite des Plattenbauteils 7
9 Unterseite des Plattenbauteils 7
10a erste Lage des Plattenbauteils 7
10b zweite Lage des Plattenbauteils 7
10c Zwischenlage des Plattenbauteils 7
11 Folie
12 Stapel
20 Plattenbauteil
21a erste Lage des Plattenbauteils 20
21b zweite Lage des Plattenbauteils 20
21c Zwischenlage des Plattenbauteils 20
22 seitlich abstehende Abschnitte des Plattenbauteils 20
23,24 Randbereichen der zweiten Lage 21b
B Befestigungspunkt
F Fuß der Schiene
N Richtung normal zur Folie 11
Q Querkräfte
S Schiene
U Untergrund
V vertikale Richtung

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Plattenbauteil für ein System zum Befestigen einer Schiene (S) auf einem Untergrund (U) , wobei das Plattenbauteil (7;20) mindestens zwei aufeinander gestapelte, unlösbar miteinander verbundene Lagen (10a, 10b; 21a, 21b) umfasst, von denen die erste Lage (10a;21a) aus einem ersten Werkstoff und zweite Lage aus einem Werkstoff besteht, der sich in mindestens einer mechanischen Eigenschaft vom Werkstoff der ersten Lage (10a;21a) unterscheidet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen den Lagen ( 10a, 10b; 21a, 21b) eine durch Wärmeeinwirkung mindestens angeschmolzene Zwischenlage (10c; 21c) vorhanden ist, deren mindestens angeschmolzenes Material sich Stoffschlüssig mit dem Material der beiden an sie angrenzenden Lagen ( 10a, 10b; 21a, 21b) verbunden hat.
Plattenbauteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die eine Lage (10a; 21a) elastisch nachgiebig ist, während die andere Lage (10b;21b) formsteif ist.
3. Plattenbauteil nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die
formsteife Lage (10b; 21b) aus einem faserverstärkter Hart kunststof f besteht.
4. Plattenbauteil nach Anspruch 3, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der
Hart kunststof f ein Polyamidwerkstoff ist.
5. Plattenbauteil nach Anspruch 2, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die
formsteife Lage (10b;21b)aus einem metallischen Werkstoff besteht.
6. Plattenbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die elastische Lage (10a;21a) aus einem feinporigen Ethylen-Propylen-Dien-Monomer besteht .
7. Plattenbauteil nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die
Zwischenlage (10c; 21c) aus einem Polyethylen- Werkstoff besteht.
8. Plattenbauteil nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Lagen ( 10a, 10b; 21a, 21b) zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung form- oder kraftschlüssig miteinander verkoppelt sind.
9. Plattenbauteil nach einem der voranstehenden
Ansprüche, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die eine Lage (21b) mindestens einen Abschnitt (23,24) aufweist, der seitlich an der jeweils anderen Lage (10a;21a) anliegt.
10. Befestigungspunkt für eine Schiene (S) auf einem
Untergrund (U) , mit einem gemäß einem der
voranstehenden Ansprüche ausgebildeten
Plattenbauteil (7 ; 20 ) , das zwischen dem Untergrund (U) und dem Fuß (F) der zu befestigenden Schiene (S) angeordnet ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines gemäß einem der
voranstehenden Ansprüche ausgebildeten
Plattenbauteils (7;21), umfassend folgende
Arbeitsschritte :
- Stapeln der ersten und zweiten Lage
(10a, 10b;21a, 21b) sowie einer Folie (11), die aus einem unter Wärmeeinwirkung schmelzenden, im geschmolzenen Zustand an den Lagen
(10a, 10b; 21a, 21b) haftenden Material besteht, zu einem Stapel (12), bei dem die Folie (11) zwischen den beiden Lagen ( 10a, 10b; 21a, 21b) liegt; - Erwärmen des Stapels (12) auf eine Temperatur, bei der die Folie (11) mindestens anschmilzt und eine Zwischenlage (10c;21c) bildet, die unlösbar stoffschlüssig mit den an der Folie (11)
anliegenden Lagen ( 10a, 10b; 21a, 21b) verbunden ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Lagen
( 10a, 10b; 21a, 21b) vor dem Stapeln zumindest an ihrer der Folie (11) zugewandten Oberfläche aufgraut werden .
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die
Erwärmungsdauer und -temperatur derart bemessen ist, dass die Folie (11) vollständig aufschmilzt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Stapel während der Erwärmung einer normal zur Ebene, in der die Folie liegt ausgerichteten
Druckbelastung ausgesetzt wird.
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