DE10054041A1 - Verfahren zur Herstellung eines Schienenunterbaus - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Schienenunterbaus für Bahngleise, bei dem ein Schienenbett betoniert wird und Dübel (18) zur Befestigung der Schienen formschlüssig in Beton verankert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübel (18) beim Betonieren des Schienenbettes (14) in den noch verformungsfähigen Beton eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schienenunterbaus für Bahngleise, bei dem ein Gleisbett betoniert wird und Dübel zur Befestigung der Schienen formschlüssig in Beton verankert werden.

Bei herkömmlichen Bahngleisen besteht der Unterbau zumeist aus einem Schotterbett und Schwellen aus Holz oder Beton, auf denen Befestigungskrallen zur justierbaren Befestigung der Schienen mit Bolzen befestigt sind. Sofern es sich bei den Schwellen um Betonfertigteile handelt, werden die Dübel, in die später die Bolzen eingeschraubt werden, schon bei der Herstellung der Schwel­ len in die Betonfertigteile eingegossen. So läßt sich eine sichere Verankerung der Dübel im Beton gewährleisten.

Es sind auch bereits Schienenunterbauten bekannt, bei denen anstelle eines Schotterbettes ein Gleisbett aus Beton vorgesehen ist. Bei einem bekannten Ver­ fahren zur Herstellung eines solchen Schienenunterbaus wird in einem ersten Betonierschritt ein Gleisbett mit einer flachen Oberfläche betoniert. Wenn der Beton abgebunden hat, werden die vorgefertigten Schwellen aus Beton aufgelegt. Diese Schwellen werden dann in einem zweiten Schritt in eine weitere Betonlage einbetoniert. Dieses Verfahren ist jedoch zeitraubend und kostspielig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzuge­ ben, das eine einfachere, schnellere und kostengünstigere Herstellung des Schienenunterbaus ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dübel beim Beto­ nieren des Gleisbettes in den noch verformungsfähigen Beton eingesetzt werden.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß keine vorgefertigten Schwellen mehr benö­ tigt werden und das der Schienenunterbau rationell in einem einzigen Betonier­ schritt fertiggestellt werden kann.

Die formschlüssige Verankerung der Dübel im Beton läßt sich im einfachsten Fall dadurch erreichen, daß die mit nach außen abstehenden Vorsprüngen ver­ sehenen Dübel einfach von oben in den weichen Beton eingedrückt werden. Da der Beton noch etwas fließfähig ist, werden die Vorsprünge von dem Beton umflossen, so daß der gewünschte Formschluß hergestellt wird. Um die Zuverläs­ sigkeit dieses Verfahrens zu erhöhen, ist es möglich, den Beton nach dem Ein­ setzen der Dübel mit Hilfe eines Rüttlers oder dergleichen zu verdichten, wobei die Dübel während des Rüttelns vorzugsweise mit Hilfe eines eingesteckten Dorns in Position gehalten werden. Dabei ist es möglich, den Verdichtungspro­ zeß so auszuführen, daß dabei zugleich schwellenartige Erhebungen in der Oberfläche des Gleisbettes geformt werden, sei es in der Form durchgehender Schwellen für beide Schienen oder in der Form von zwei isolierten Inseln, auf denen jeweils eine einzelne Schiene zu befestigen ist. Dieses Verfahren hat zu­ gleich den Vorteil, daß es bei dem Verdichtungsprozeß in dem noch verfor­ mungsfähigen Beton zu einem Materialfluß in Richtung auf die Inseln und da­ mit in Richtung auf die Dübel kommt, so daß das Umfließen der Dübel mit Be­ ton unterstützt wird.

Eine andere Möglichkeit, einen sicheren Formschluß der Dübel im Beton zu ge­ währleisten besteht darin, daß die Dübel als Spreizdübel ausgebildet werden, die zunächst im ungespreizten Zustand in den Beton eingedrückt und erst dann gespreizt werden, so daß sie sich formschlüssig im umgebenden Beton verkral­ len. Da die Spreizung des Dübels zugleich zu einer Verdichtung des umgeben­ den Betons führt, läßt sich eine sichere Verankerung des Dübels erreichen.

Gemäß einer weiteren, derzeit als besonders bevorzugt angesehenen Variante des Verfahrens sind die Dübel auf ihrer Umfangsfläche mit gewindeartig ange­ ordneten Vorsprüngen versehen, und die Dübel werden, während sie sich in den Beton einsenken, in Drehung versetzt, so daß sie sich in den Beton einschrau­ ben. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen von Anfang an mit Beton ausgefüllt sind und somit eine sichere Verzahnung der Dübel im Beton erreicht wird.

Ein Dübel zur Durchführung dieser Verfahrensvariante ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

In dem Dübel ist bevorzugt ein Innengewinde vorbereitet, in das später der Bol­ zen zur Befestigung der Schienenfußkralle eingeschraubt werden kann. Damit dieses Gewinde (Maschinengewinde) nicht vorzeitig mit Beton verschmutzt wird, weist der Dübel vorzugsweise einen Verschlußmechanismus zum vorübergehen­ den Verschließen der oberen Dübelöffnung auf. Dieser Verschlußmechanismus kann durch eine eingesteckte oder aufgesteckte Kappe, einen Schieber, durch Weichlippen oder durch an den Dübel angespritzte Verschlußelemente mit Soll­ bruchstellen gebildet werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich­ nung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Verfahrens;

Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht und einen axialen Schnitt eines Dübels für eine erste Ausführungsform des Verfahrens; und

Fig. 4 und 5 axiale Schnitte eines Spreizdübels für eine zweite Ausfüh­ rungsform des Verfahrens in unterschiedlichen Stadien wäh­ rend des Einsetzens des Dübels in den Beton.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren werden zunächst provisorische Lauf­ schienen 10 für einen Betonierwagen 12 verlegt. Mit Hilfe des auf den Laufschie­ nen 10 fahrenden Betonierwagens 12 wird im Zwischenraum zwischen den bei­ den Laufschienen 10 ein flaches Gleisbett 14 betoniert.

Dem Betonierwagen 12 folgt eine Dübelsetzmaschine 16, die ebenfalls auf den Laufschienen 10 fährt. Wahlweise kann die Dübelsetzmaschine auch in den Be­ tonierwagen 12 integriert sein. Mit Hilfe der Dübelsetzmaschine 16 werden Dü­ bel 18 aus Kunststoff in regelmäßigen Abständen, entsprechend den Schwellen­ abständen eines herkömmlichen Schienenunterbaus, in den noch verformungs­ fähigen Beton eingedrückt. Durch das Abbinden des Betons werden die Dübel dann fest im Beton verankert. In jedem Dübelsetzschritt werden dabei insge­ samt vier Dübel gesetzt, je zwei für jede Schiene des Gleises. Von diesen vier Dü­ beln ist jedoch in Fig. 1 jeweils nur einer zu erkennen.

Im gezeigten Beispiel ist die Dübelsetzmaschine mit einem Rüttler 20 kombi­ niert, der mit Hilfe einer Formplatte 22 die obere Oberfläche des Gleisbettes 14 so verformt, daß schwellenartige Erhebungen 24 gebildet werden, die jeweils zwei derselben Schiene zugeordnete Dübel 18 umgeben. Beim Rütteln fließt Material aus den Zwischenräumen zwischen den Erhebungen 24 in den Bereich der Erhebungen, also in Richtung auf die Dübel 18, und in der unmittelbaren Um­ gebung der Dübel wird das Betonmaterial so verdichtet, daß eine feste Veranke­ rung der Dübel im Beton erreicht wird.

In einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens kann jedoch auch auf die Bildung der Erhebungen 24 verzichtet werden. Die Dübel werden dann ein­ fach in das flache Gleisbett 14 eingesetzt, und entsprechend werden auch die Schienen auf dem flachen Gleisbett verlegt. In einer weiteren Variante des Ver­ fahrens ist es möglich, mit Hilfe der Betoniermaschine 12 ein Gleisbett herzu­ stellen, das zwei parallele, durchgehend "extrudierte" Erhebungen aufweist, auf denen dann die beiden Schienen montiert werden. So wird im Bereich zwischen den Schienen eine größere Bodenfreiheit des Schienenfahrzeugs erreicht.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Dübel 18 beschrieben, mit denen mit hoher Zuverlässigkeit eine formschlüssige Verankerung der Dübel im Gleisbett 14 sichergestellt werden kann.

Fig. 2 und 3 zeigen einen Dübel 18 aus Kunststoff, der auf seiner äußeren Umfangsfläche eine Anordnung von Vorsprüngen 26 aufweist, die ein durchge­ hendes Schraubengewinde 28 mit konstanter Steigung bilden. Die Vorsprünge 26 haben einen trapezförmigen Querschnitt, und ihre Höhe nimmt vom oberen zum unteren Ende des Dübels hin stetig ab. Dies hat zur Folge, daß die Zwi­ schenräume 30 zwischen den einzelnen Gewindegängen von unten nach oben kleiner werden.

Mit Hilfe der Dübelsetzmaschine 16 wird der Dübel 18 mit konstanter Ge­ schwindigkeit von oben in das Gleisbett 14 eingesenkt und dabei zugleich mit einer geeignet angepaßten Drehzahl um seine vertikale Achse gedreht, so daß sich der Dübel in die weiche Betonmasse einschraubt, ohne daß das Betonmate­ rial aus den Zwischenräumen 30 verdrängt wird. Im Gegenteil führt die aus dem Kernbereich des Dübels verdrängte Masse zu einer Verdichtung des Betons, und darüber hinaus kommt es vor allem im oberen Bereich des Dübels durch die Ab­ nahme des Zwischenraums zwischen den Gewindegängen zu einer weiteren Ver­ dichtung des dort vorhandenen Materials. Auf diese Weise wird eine überaus zu­ verlässige Verankerung des Dübels im Beton erreicht.

Wie Fig. 3 zeigt, ist der hohle Dübel 18 innen im oberen Bereich durch wendel­ gangförmige Versteifungsrippen 32 ausgesteift. Die Spitze des Dübels ist durch eine eingespritzte Einlage 34 verstärkt. Zwischen dem durch Versteifungsrippen 32 ausgesteiften oberen Bereich und der Einlage 34 ist eine Gewindehülse 36 eingespritzt und fest mit dem umgebenden Kunststoff verzahnt. In das Innenge­ winde dieser Gewindehülse 36 kann später ein nicht gezeigter Bolzen einge­ schraubt werden, der zur Befestigung der Schienenfußkralle dient.

Während der Dübel 18 mit Hilfe der Dübelsetzmaschine in das Gleisbett 14 ein­ gesenkt wird, ist er auf einem Dorn der Dübelsetzmaschine gehalten, der sich durch die Gewindehülse 36 hindurch bis in die Spitze des Dübels erstreckt und somit den Dübel stabil in seiner Lage fixiert. Auf diese Weise wird eine präzise vertikale Ausrichtung und ein positionsgerechtes Setzen des Dübels ermöglicht. Anschließend kann der Dorn frei nach oben aus dem Dübel herausgezogen wer­ den. Dies geschieht gegebenenfalls zusammen mit dem Anheben der in Fig. 1 gezeigten Formplatte 22.

Fig. 4 und 5 zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel einen Dübel 18', der als Spreizdübel ausgebildet ist. In dem in Fig. 4 gezeigten Zustand weist dieser Dübel 18' eine glatte äußere Umfangsfläche auf. Die Mantelwand des Dübels ist jedoch auf einem Teil ihrer Länge durch vertikale Schlitze 38 unterbrochen. Zwi­ schen diesen Schlitzen bildet die Mantelwand auf dem Umfang verteilte, nach innen ragende Vorsprünge 40, die an den oberen und unteren Enden abge­ schrägt sind und in der Mitte des Dübels einen Kanal für den bereits erwähnten Dorn 42 der Setzmaschine freilassen. Dieser Dorn erstreckt sich durch die Ge­ windehülse 36 bis zur Spitze des Dübels.

Der Dübel 18' wird mit Hilfe des Dorns 42 zunächst in dem in Fig. 4 gezeigten Zustand in das frische Gleisbett 14 eingepreßt, wobei das Betonmaterial in der Umgebung des Dübels verdichtet wird. Anschließend fährt der Dorn 42 der Dü­ belsetzmaschine nach oben zurück, und innerhalb der Dübelsetzmaschine wird eine Spreizhülse 44 (Fig. 5) in eine Position zugeführt, in der sie auf die. Achse des Dübels 18' zentriert ist. Mit Hilfe eines rohrförmigen, den Dorn 42 umgeben­ den Stempels wird dann die Spreizhülse 44 nach unten in den Dübel 18' einge­ drückt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Dabei werden die Vorsprünge 40 nach außen gedrückt, so daß sie sich nun nach außen in den Beton eindrücken und eine formschlüssige Verankerung des Dübels im Beton bewirken. Die Spreizhülse 44 verbleibt im Dübel. Ihr Innendurchmesser ist so groß, daß später der Bolzen in die Gewindehülse 36 eingeschraubt werden kann.

Im gezeigten Beispiel ist die Spreizhülse 44 am oberen Ende durch eine ange­ spritzte Verschlußplatte 46 verschlossen, die durch Sollbruchstellen 48 vorge­ schwächt ist. Diese Verschlußplatte 46 verhindert, daß Betonmörtel in den Dü­ bel eindringt und das Innengewinde der Gewindehülse 36 verschmutzt. Wenn später der Bolzen eingeschraubt werden soll, kann die Verschlußplatte 46 ein­ fach mit dem Ende des Bolzens durchstochen werden. Das Material der Ver­ schlußplatte verbleibt dann in dem Zwischenraum zwischen dem Bolzen und der Spreizhülse 44.

Eine der Verschlußplatte 46 entsprechende Verschlußeinrichtung kann auch bei dem Dübel 18 gemäß Fig. 2 und 3 vorgesehen sein. In diesem Fall muß die Verschlußeinrichtung jedoch so ausgebildet sein, daß sie beim Einführen des Dorns 42 nachgeben und dann später - ggf. selbständig - wieder ihre Schließ­ stellung einnehmen kann. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß die Verschlußplatte durch Weichlippen oder durch federnde kreissektorförmige Zungen gebildet wird, die nach Art einer Herzklappe öffnen und schließen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schienenunterbaus für Bahngleise, bei dem ein Schienenbett (14) betoniert wird und Dübel (18; 18') zur Befestigung der Schienen formschlüssig in Beton verankert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübel (18; 18') beim Betonieren des Gleisbettes (14) in den noch verfor­ mungsfähigen Beton eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübel (18; 18') mit einer Dübelsetzmaschine (16) eingesetzt werden, die über das Gleisbett (14) fährt und die Dübel in gleichmäßigen Abständen in das Gleisbett einsenkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ tonmasse des Gleisbetts (14) während des Einsetzens der Dübel (18; 18') gerüt­ telt und/oder zu schwellenartigen Erhebungen (24) verformt wird, die jeweils ein paar oder sämtliche der auf gleicher Höhe gesetzten Dübel umschließen, und daß die Dübel (18; 18') während des Rüttelns oder Verformens durch einen ein­ gesteckten Dorn (42) in ihrer Position gehalten werden.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Dübel 18' nach dem Einsenken in das Gleisbett (14) gespreizt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (18) auf seinem äußeren Umfang Vorsprünge (26) aufweist, die nach Art eines Schraubengewindes (28) ausgebildet sind und daß der Dübel in das Gleisbett (14) eingeschraubt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das obere Ende des Dübels (18; 18') nach dem Einsetzen in das Gleis­ bett (14) durch eine lösbare Verschlußeinrichtung (46) verschlossen wird.

7. Dübel (18) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dübel auf seiner äußeren Umfangsfläche Vorsprünge (26) aufweist, die nach Art eines Schraubengewindes (28) angeordnet sind.

8. Dübel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (26) ein Schraubengewinde (28) mit konstanter Steigung bilden und daß die Höhe der Vorsprünge (26) vom oberen zum unteren Ende des Dübels hin abnimmt.

9. Dübel nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine in den Dübel eingespritzte Gewindehülse (36), die ein Innengewinde für einen einzuschrau­ benden Bolzen bildet.