DE2857105A1

DE2857105A1 - Schalldaemmende schienenunterlage

Info

Publication number: DE2857105A1
Application number: DE19782857105
Authority: DE
Inventors: Diether Uderstaedt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-20
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2857105C2

Description

Schalldämmende Schienenunterlage
Die Erfindung betrifft eine schalldämmende Schienenunterlage, bestehend aus einer Grundplatte, aus einer Schienentragplatte und aus zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte angeordneten Dämmelementen, wobei die einander zugewandten Oberflächen der Grundplatte und der Schienentragplatte zueinander komplementär ausgebildete Ausformungen aufweisen, die Dämmelemente den Ausformungen der Grundplatte und der Schienentragplatte entsprechend ausgebildet sind und die Dämmelemente durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte elastisch verformbar sind.
Neben dem klassischen Gleisunterbau mit Schwellen und Schotterbett werden heute verstärkt Gleisunterbauten aus Beton verwendet. Insbesondere beim Bau von Untergrundbahnen in Tunnelröhren od. dgl.
wird diese Art des Gleisunterbaues mittlerweile fast ausschließlich verwendet. Die Gleisunterbauten bestehen hier aus in Abständen von etwa einem halben Meter angeordneten Schienenunterlagen, die bezüglich jeder Schiene eines Gleises sowohl die Funktion der Schwellen als auch die des Schotterbettes übernehmen. Eine solche Schienenunterlage besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Grundplatte und aus einer Schienentragplatte. Zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte sind Dämmelemente angeordnet. Diese Dämmelemente sind notwendig, da eine Ubertragung des von dem System Rad-Schiene erzeugten Körperschalls an die Nahumgebung, d. h. bei Untergrundbahnen beispielsweise an die Tunnelröhren, soweit wie möglich vermieden werden soll. Dabei ist eine gute Dämmwirkung hinsichtlich des vom System Rad-Schiene erzeugten Körperschalls insbesondere dann unerläßlich, wenn sich in der Nahumgebung, d. h. bei Erdreichabständen von weniger als 5 bis lo m, Gebäude befinden, da der übertragene Körperschall in diesen Gebäuden durch Resonanzschwingungen zu Luftschall erheblicher Amplitude verstärkt werden kann.
Bei bislang vielfach verwendeten Schienenunterlagen der zuvor erläuterten Art (vgl. die DE-ASen 11 89 104 und 24 25 599) werden Dämmelemente verwendet, bei denen es sich um glatte oder leicht profilierte Platten aus Gummi, Gummi/Kunststoff-Verbindungen oder Gummi/Faserstoff-Verbindungen handelt. Bei Uberfahrt eines die entsprechenden Schienen belastenden Zuges (U-Bahn, S-Bahn, Straßenbahn) werden die Dämmelemente durch die in vertikaler Richtung einwirkenden Kräfte elastisch verformt, d. h. im wesentlichen auf Druck beansprucht. Die Dämmwirkung solcher plattenförmiger Dämmelemente ist u. a. von der Plattendicke abhängig. Mit wachsender Plattendicke wird die Dämmlmg des Körperschalls verbessert, wobei allerdings für die Plattendicke eine Obergrenze dadurch gesetzt ist, daß in horizontaler Richtung auftretende Kräfte bei zu großer Plattendicke der Dämmelemente zu untragbar großen Auslenkungen der Schienen in horizontaler Richtung führen können. (Bei glatten oder leicht profilierten, allein auf Druck beanspruchten Dämmelementen beträgt die Federsteife in horizontaler Richtung nur etwa 20 bis 50 ß der Federsteife in vertikaler Richtung.) Bei Kurvenfahrten auftretende Zentrifugalkräfte, Schlingerkräfte und beim Bremsen auftretende Verzögerungskräfte führen daher bei zu großer Plattendicke der Dämmelemente zu unzulässig großen Schienenauslenkungen in der Horizontalen. Bei Verwendung derartiger plattenförmiger Dämmelemente ist man folglich gezwungen, einen Kompromiß zwischen den sich widersprechenden Forderungen nach einer großen Plattendicke zwecks guter Dämmung des Körperschalls einerseits und einer geringen Plattendicke zwecks geringer Auslenkung in horizontaler Richtung andererseits zu finden.
Eine gewisse Verbesserung hinsichtlich der Auslenkung der Schienen in der Horizontalen bringt die bekannte, eingangs erläuterte schalldämmende Schienenunterlage (vgl. die DE-AS 19 22 o55). Bei dieser Schienenunterlage ist die der Schienentragplatte zugewandte Oberfläche der Grundplatte zickzackförmig mit zueinander abwechselnd angeordneten dreieckigen Aufweitungen bzw.
Ausnehmungen ausgebildet und ist die der Grundplatte zugewandte Oberfläche der Schienentragplatte dazu komplementär ausgebildet.
Zwischen diesen beiden ineinandergreifenden Profilen ist ein einstUckiges Dämmelement angeordnet. Bei dieser bekannten schalldämmenden Schienenunterlage werden zwar horizontale Kräfte quer zum Schienenverlauf, die ansonsten zu einer Verschiebung der Schienentragplatte gegenüber der Grundplatte führen würden, an den einander zuweisenden Flächen der Aufweitungen bzw. Ausnehmungen abgefangen, jedoch gilt dies nicht für horizontale Kräfte in Richtung parallel zum Schienenverlauf, beispielsweise Bremskräfte, bzw. für horizontale Kräfte, die eine wesentliche Komponente in Richtung parallel zum Schienenverlauf haben.
Ausgehend von dem zuvor dargelegten Stand der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte schalldämmende Schi enenunter lage der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß unzulässig große Auslenkungen der Schienen in der Horizontalen unabhängig von der Richtung, in der die jeweils auftretenden Kräfte wirken, verhindert werden.
Die erfindungsgemäße schalldämmende Schienenunterlage, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß an der der Schienentragplatte zugewandten Oberfläche der Grundplatte eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Aufweitungen und an der der Grundplatte zugewandten Oberfläche der Schienentragplatte eine Vielzahl von zu den kegelstumpfförmigen Aufweitungen korrespondierenden trichterförmigen Ausnehmungen angeordnet sind.
Selbstverständlich können hier die Aufweitungen und Ausnehmungen gegeneinander vertauscht sein. In jedem Fall ergibt das Zusammenwirken der kegelstumpfförmigen Aufweitungen mit den trichterförmigen Ausnehmungen ein optimales Abfangen der in horizontaler Richtung auftretenden Kräfte, wobei es vollkommen gleichgültig ist, unter welchem Winkel gegenüber dem Sohienenverlauf in der Horizontalen diese Kräfte auftreten.
Um hinsichtlich der Dämmung von Körperschall optimale Ergebnisse zu erhalten ist es vorteilhaft, wenn die Dämmelemente nur zwischen den anliegenden Flanken der kegelstumpfförmigen Aufweitungen und der trichterförmigen Ausnehmungen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schienenunterlage werden die Dämmelemente neben der Beanspruchung auf Druck gleichzeitig auch wesentlich auf Schub beansprucht, so daß eine große statische Einfederung gewährleistet ist, die wiederum zu einer guten Körperschalldämmung führt (Bildung einer niedrigen Eigenfrequenz des Systems). Die Schubbeanspruchung der Dämmelemente wird dadurch gewährleistet, daß diese in vorgegebenen Bereichen "Ausweichraum" erhalten, wodurch die erwünschte Einfederung ohne Probleme gewährleistet ist.
Um zu verhindern, daß in den von den kegelstumpfförmigen Aufweitungen, den trichterförmigen Ausnehmungen und den Dämmelementen eingeschlossenen Hohlräumen (den "Ausweichräumen") zusätzliche, die definierte Federcharakteristik der Dämmelemente verändernde Luft federn entstehen, ist gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung vorgesehen, daß die von den kegelstumpfförmigen Aufweitungen, den trichterförmigen Ausnehmungen und den Dämmelementen eingeschlossenen Hohlräume mit Entlüftungskanälen versehen sind.
Im übrigen ist es herstellungstechnisch vorteilhaft, wenn die Dämmelemente einstückig und kegelstumpfringförmig ausgeführt sind.
Ganz allgemein in Hinsicht auf die Befestigung der Dämmelemente an den Aufweitungen bzw. Ausnehmungen ist es möglich, die Dämmelemente anzukleben, anzuvulkanisieren oder auch nur einzulegen.
Zusätzlich zu den in der voranstehenden Beschreibung erläuterten Vorteilen ist bei der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage ein besonderer Vorzug, daß eine nahezu optimale ochub-/ Druck-Beanspruchung der Dämmelemente erfolgt - bei gleicher Sicherheit gegenüber Schlingerkräften -, so daß die untere Grenzfrequenz für die Körperschalldämmung niedrigste Werte annimmt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausrührungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schienenunterlage in perspektivischer Ansicht und im Teilschnitt.
Die in der einzigen Figur gezeigte schalldämmende Schienenunterlage 1 dient zur Lagerung von Schienen 2 und besteht aus einer Grundplatte 3, aus einer Schi enentragp latte 4 und aus zwischen der Grundplatte 3 und der Schienentragplatte 4 angeordneten Dämmelementen 5, wobei die Dämmelemente 5 durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte elastisch verformbar sind. Die einander zugewandten Oberflächen 6 bzw. 8 der Grundplatte 3 und der Schienentragplatte 4 weisen zueinander komplementär ausgebildete Ausformungen auf. Die Dämmelemente 5 sind den Ausformungen der Grundplatte 3 und der Schienentragplatte 4 entsprechend ausgebildet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen schalldämmenden Schi enenunter lage 1 sind an der der Schienentragplatte 4 zugewandten Oberfläche 6 der Grundplatte 3 eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Aufweitungen 12 angeordnet. An der der Grundplatte 3 zugewandten Oberfläche 8 der Schienentragplatte 4 sind zu den kegelstumpfförmigen Aufweitungen 12 korrespondierende trichterförmige Ausnehmungen 13 angeordnet. Die Dämmelemente 5 sind zwischen den anliegenden Flanken 1o bzw. 11 der kegelstumpfförmigen Aufweitungen 12 bzw. der trichterförmigen Ausnehmungen 13 angeordnet. Dadurch ergeben sich Ausweichräume für die Dämmelemente 5, so daß diese ohne Schwierigkeiten auf Druck und gleichzeitig auf Schub beansprucht werden.
Zwischen den kegelstumpfförmigen Aufweitungen 12, den trichterförmigen Ausnehmungen 13 und den Dämmelementen 5 ergeben sich abgeschlossene Hohlräume 14, in denen sich Luftfedern bilden können. Um diese Luftfedern zu verhindern, sind im Ausführungsbeispiel Entlüftungskanäle 15 vorgesehen. Die Dämmelemente 5 sind im übrigen in diesem Ausführungsbeispiel und gemäß bevorzugter Lehre der Erfindung einstückig und kegelstumpfringförmig ausgeführt.
Die Verbindung der Dämmelemente 5 mit den Aufweitungen 12 und den Ausnehmungen 13 kann auf die verschiedenste Art erfolgen. Beispielsweise können die Dämmelemente 5 angeklebt oder anvulkanisiert sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel genügt es, die Dämmelemente 5 dann, wenn sie einstückig und kegelstumpfringförmig ausgeführt sind, einfach über die kegelstumpfförmigen Aufweitungen 12 der Grundplatte 3 zu stülpen.

Claims

Patentansprüche: ( 1.)Schalldämmende Schienenunterlage, bestehend aus einer Grundtote, aus einer Schienentragplatte und aus zwischen der Grundplatte und der Schienentragplatte angeordneten Dämmelementen, wobei die einander zugewandten Oberflächen der Grundplatte und der Schienentragplatte zueinander komplementär ausgebildete Ausformungen auSweisen, die Dämmelemente den Ausformungen der Grundplatte und der Schienentragplatte entsprechend ausgebildet sind und die Dämmelemente durch in vertikaler Richtung einwirkende Kräfte elastisch verformbar sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß an der der Schienentragplatte (4) zugewandten Oberfläche (6) der Grundplatte (3) eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Aufweitungen (12) und an der der Grundplatte (3) zugewandten Oberfläche (8) der Schienentragplatte (4) eine Vielzahl von zu den kegelstumpfförmigen Aufweitungen (12) korrespondierenden trichterförmigen Ausnehmungen (13) angeordnet sind.
2. Schienenunterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmelemente (15) nur zwischen den anliegenden Flanken (lo, 11) der kegelstumpfförmigen Aufweitungen (12) und der trichterförmigen Ausnehmungen (13) angeordnet sind.
3. Schienenunterlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den kegelstumpfförmigen Aufweitungen (12), den trichterförmigen Ausnehmungen (1) und den Dämmelementen (5) eingeschlossenen Hohlräume (14) mit Entlüftungskanälen (15) versehen sind.
4. Schienenunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmelemente (5) einstückig und kegelstumpfringförmig ausgeführt sind.
5. Schienenunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmelemente (5) an die entsprechenden Flanken (10, 11) der Aufweitungen (12) bzw. der Ausnehmungen (13) angeklebt sind.
6. Schienenunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmelemente (5) an die entsprechenden Flanken (lo, 11) der Aufweitungen (12) bzw. der Ausnehmungen (13) anvulkanisiert sind.
7. Schienenunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmelemente (5) zwischen den entsprechenden Flanken (lo, 11) der Aufweitungen (12) bzw. Ausnehmungen (13) eingelegt sind.