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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
präzisen
Betonfertigteiles, insbesondere in Form einer Schwelle oder einer
Platte einer festen Fahrbahn für
schienengeführte
Fahrzeuge sowie eine Palette zur Herstellung eines vorgespannten
Betonfertigteiles mit einer Schalung und einer Spannvorrichtung
für Spannstähle.
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Als
Betonfertigteile werden beispielsweise feste Fahrbahnen für schienengeführte Fahrzeuge, Wandelemente
oder andere Träger
oder Stützen
hergestellt. In den meisten Anwendungsfällen von Betonfertigteilen
ist keine besondere Präzision
hinsichtlich der Maße
des Teiles erforderlich. Die üblichen,
im Betonhandwerk erreichbaren Toleranzen sind hierbei ausreichend.
Werden auf die Betonfertigteile andere Bauteile montiert, welche
besonders enge Toleranzen einhalten müssen, so erfolgt dies üblicherweise mit
Einstelleinrichtungen, so daß aus
dem Beton herrührende
Ungenauigkeiten ausgeglichen werden können. Insbesondere bei der
Herstellung von festen Fahrbahnen, wie sie beispielsweise aus der
DE 197 33 909 A1 bekannt
sind, werden deshalb Schienenbefestigungen an den einzelnen Stützpunkten
verwendet, welche in mehreren Richtungen die Schiene verstellbar
machen, um die engen Toleranzen zwischen den einzelnen Schienen
einhalten zu können. Außerdem werden
elastische Zwischenlagen zwischen dem Betonfertigteil und der Schiene
verwendet, welche unterschiedliche Dicken aufweisen um den Schienenkopf
in der geforderten Höhe
positionieren zu können.
Hierdurch sind viele unterschiedlich dicke Zwischenlagen erforderlich,
um die relativ großen
Toleranzen des Betonteiles ausgleichen zu können. Die Zwi schenlagen und
die einstellbaren Schienenbefestigungen sind aufwendig in der Herstellung,
Montage und Lagerhaltung.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es somit ein Verfahren und eine Palette
zu schaffen, mit welcher Betonfertigteile herstellbar sind, welche
engere als bisher übliche
Toleranzen für
Aufbauteile ermöglichen.
Es wird damit der Aufwand für
die Herstellung, Ausrüstung
und Montage der Betonbauteile sowie der Schienen und deren Befestigung
erheblich reduziert.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird bei
einem Verfahren zur Herstellung eines präzisen Betonfertigteiles, insbesondere
in Form einer Schwelle oder Platte für eine feste Fahrbahn für schienengeführte Fahrzeuge das
Betonfertigteil zuerst in einer Schalung als Rohteil hergestellt.
Anschließend
wird es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch mehrtägige Lagerung
ausgehärtet
und sodann, zumindest an den funktionsrelevanten Teilen, falls erforderlich
Material, beispielsweise Kunststoff aufgetragen und/oder spanend
auf das vorbestimmte Maß abgearbeitet.
Durch die mehrtägige
Lagerung härtet
das Betonfertigteil weitgehend aus, wodurch es bis nahezu seinem
endgültigen
Zustand kriecht und schwindet. Hierdurch wird ein Bauteil erhalten,
welches weitgehend maßhaltig
ist und sich somit auch bei seinem späteren Einsatz auf einer Baustelle
kaum mehr verändern wird.
Auf dieser Grundlage wird die Nachbearbeitung der funktionsrelevanten
Stellen vorgenommen. Die Nachbearbeitung kann auch auf den inzwischen montierten
Schienenbefestigungen erfolgen, welche insbesondere dann, wenn das
Bauteil ausgehärtet ist,
ebenfalls sehr maßgenau
bearbeitet werden kann.
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Werden
als funktionsrelevante Stellen Montageflächen für die Montage der Schiene oder
Verbindungsstellen einer Verbindung mehrerer Betonfertigteile, miteinander
bearbeitet, so werden sehr exakt definierte Schnittstellen für den Anbau
von weiteren Bauteilen erhalten.
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Werden
die bearbeiteten Stellen hinsichtlich des Ist-Maßes kontrolliert, so ist sichergestellt,
daß das
geforderte Soll-Maß gleichbleibend
erhalten wird und auf der Baustelle eine Nacharbeit nicht mehr erforderlich
ist.
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Wird
bei der Bearbeitung der funktionsrelevanten Stellen der aktuelle
Verschleiß des
Werkzeuges berücksichtigt,
so ist eine weitere Maßnahme
getroffen, daß das
geforderte Sollmaß sehr
genau erhalten wird.
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Vorteilhafterweise
hat das Rohteil Schienenstützpunkte,
welche entsprechend den individuellen Erfordernissen des Betonfertigteiles
auf das in der späteren
Trasse erforderliche, vorbestimmte Maß bearbeitet werden. Es werden
damit Bauteile erhalten, welche für einen speziellen Einsatzort
in einer Trasse vorgesehen sein können. Zur Schienenbefestigung können relativ
einfache Standard-Bauteile verwendet werden, welche sich nicht voneinander
unterscheiden. Dies hat den Vorteil, daß beim Austausch von Schienen
oder Schienenbefestigungen keine Rücksicht auf den speziellen
Einsatzort genommen werden muß und
daher beliebige Teile verwendet oder untereinander ausgetauscht
werden können.
Eine individuelle Bearbeitung der Befestigungsteile ist dadurch
nicht notwendig.
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Wenn
zuerst das Bauteil ausgehärtet
wird und sich später
nicht mehr verändern
wird, wird auch die bearbeitete Stelle das so bearbeitete Maß beibehalten.
Werden anschließend
hierauf andere Bauteile, wie beispielsweise Schienen auf der festen
Fahrbahn montiert, so sind auch diese sehr präzise auf dem Bauteil zu befestigen.
Insbesondere feste Fahrbahnen können
dabei so ausgebildet werden, daß die
funktionsrelevanten Flächen
relativ gering sind. Es bietet sich hierbei beispielsweise an, die
feste Fahrbahn mit Höcker
auszubilden, welche die Stützpunkte
für die
Gleise darstellen. Es müssen
somit nur diese Stützpunkte
bearbeitet werden. Es sind aber natürlich auch andere Formen mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
herstellbar. Das übrige
Betonfertigteil kann in einem Toleranzbereich liegen, wie er üb lich für die Herstellung
von Betonfertigteilen ist. Durch eine entsprechende Bearbeitung
der funktionsrelevanten Stellen kann darüber hinaus ein individuelles
Betonfertigteil hergestellt werden. Es ist somit möglich, bei
festen Fahrbahnen, welche aus einer Vielzahl geradliniger Platten
zusammengesetzt sind, durch eine Bearbeitung der entsprechenden
Stützpunkte
auch Radien zu verwirklichen.
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Das
Rohteil des Betonfertigteiles wird in Umlauffertigung hergestellt
wird. Hierdurch kann gewährleistet
werden, daß eine
stets gleichbleibende Präzision
des Rohteiles gewährleistet
wird, wodurch auch die spanende Bearbeitung anschließend unter gleichbleibenden
Voraussetzungen erfolgen kann. Die Präzision des Endteiles wird somit
gewährleistet werden.
Außerdem
kann aus standardisierten Rohteilen eine Vielzahl individueller
Fertigteile hergestellt werden. Darüber hinaus ist durch die Umlauffertigung ein
wesentlich kostengünstiges
Herstellungsverfahren gewählt.
Die Bauteile können
in einem Mehrschichtbetrieb hergestellt werden, wobei während der
Trocknung der Bauteile bereits andere Formen wieder präpariert
und gefüllt
werden können.
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Bisher
war es nicht wirtschaftlich, Betonfertigteile mit der hier geforderten
Präzision
in Umlauffertigung herzustellen. Durch die vorliegende Erfindung
ist es aber gelungen, mittels der entsprechenden Nachbearbeitung
der Bauteile die Bauteile besonders kostengünstig auch in Umlauffertigung
herstellen zu können.
Ein weiteres Vorurteil war, daß durch
die Umlauffertigung stets nur gleiche Bauteile wirtschaftlich herstellbar
sind, während
aber, insbesondere für
die feste Fahrbahn meist sehr individuelle Bauteile erforderlich
sind, um dem jeweiligen Streckenverlauf gerecht zu werden. Durch
die Nachbearbeitung ist es nunmehr möglich, ausgehend von einem
Standardteil individuelle Bauteile, welche durchnumeriert werden,
zu schaffen.
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Das
Rohteil und dessen Schalung und Spannvorrichtung mit Spannstählen wird
während der
Fertigung des Rohteils auf bewegbaren Paletten befördert.
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Hierdurch
sind alle herstellungsrelevanten Bauteile für das Rohteil auf der bewegbaren
Palette angeordnet und können
so den Fertigungsprozeß durchlaufen.
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Um
eine komplette Herstellung des Rohteiles zu gewährleisten, ist die Umlauffertigung
in verschiedene Bearbeitungsstationen unterteilt. Insbesondere sind
eine Reinigungsstation, eine Dübel- und
Spindelmontagestation für
die Platte der festen Fahrbahn, eine Bewehrungsstation, eine Spannstation,
eine Betonierstation mit oder ohne einer Verdichtungsstation, eine
Trockenkammer, eine Entspann- und Entschalungsstation und/oder eine
Rohteilentnahmestation vorgesehen. In der jeweiligen Station wird
die dort befindliche Palette entsprechend bearbeitet und präpariert,
um schließlich
das Rohteil als Endprodukt entstehen zu lassen. Jede einzelne Station
ist dabei spezialisiert auf eine oder mehrere spezielle Tätigkeiten.
Es kann daher auch vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß in jeder
Station Roboter vorgesehen sind, welche alle oder einen Großteil der erforderlichen
Arbeiten ausführen
können.
Um zu vermeiden, daß an
einzelnen Stationen nicht weitergearbeitet werden kann, weil es
an anderen Stationen Stillstände
gibt oder dort längere
Arbeitszeiträume
erforderlich sind, ist es vorteilhaft, wenn zwischen zwei Stationen
Puffer vorgesehen sind, in welchen die bewegbaren Paletten zwischengelagert
werden können.
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Die
in dem Rohteil angeordnete Bewehrung wird vorgespannt. Hierdurch
wird ein sehr stabiles Rohteil erhalten, welches auch bei der Verlegung
auf der Baustelle sowie während
des späteren
Einsatzes weitgehend formbeständig
bleibt und hohe Belastungen aufnehmen kann. Vorteilhafterweise ist
die Bewehrung, insbesondere bei Platten einer festen Fahrbahn, in
Quer- und Längsrichtung
des Rohteiles angeordnet. Typische Maße für Platten einer festen Fahrbahn
sind Längen
von ca. 6,50 m und Breiten zwischen 2,40 m und 3 m. Durch die Anordnung
der Spannbewehrung in Querrichtung des Rohteiles, d. h. entlang
der Breite des Rohteiles sind relativ kurze Spannstähle erforderlich.
Pro Platte sind Vorspannungen von mehr als 400 Tonnen auf die Spannstähle erforderlich.
Durch die kurzen Längen
der Spannstähle
ist eine präzise
und hinsichtlich der einzelnen Spannstähle weitgehend gleichmäßige Vorspannung
erforderlich, um ein gleichmäßig stabiles Bauteil
schaffen zu können.
Außerdem
ist es erforderlich, daß durch
die Vorspannung die Schalung des Rohteiles und damit die Form des
Bauteiles nicht verändert
wird. Es ist deshalb erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Spannstähle unabhängig von
der Schalung bzw. Schalfläche
gespannt werden. Hierdurch wird wiederum ein sehr präzises Rohteil
und somit ebenfalls ein sehr präzises
Endprodukt erhalten, da die Vorspannung nicht in die Schalung eingeleitet
wird, sondern an eigenen, extra dafür vorgesehenen Vorspanneinrichtungen.
Die Schalung hat somit lediglich die Betonkräfte aufzunehmen und kann damit
in üblicher
Weise ausgeführt
werden.
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Um
eine möglichst
gleichmäßige Spannkraft auf
die Spannstähle
aufbringen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn mehrere Spannstähle gleichzeitig gespannt werden.
Sind mehrere Spannstähle
mittels einer Weg- und/oder Kraftausgleichseinrichtung miteinander
verbunden, so wird eine gleichmäßige Spannung
der Spannstähle
ermöglicht.
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Neu
und erfinderisch ist es, daß die Spannstähle zu Sektionen
zusammengefaßt
werden und die Sektionen einzeln, gruppenweise oder zusammen gespannt
oder entspannt werden. Hierdurch sind zumindest einzelne Bereiche
mit jeweils gleicher Spannkraft versehen, wodurch das Rohteil sehr
gleichmäßig und
stabil hergestellt werden kann.
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Vorteilhafterweise,
insbesondere wenn gewisse Hinterschneidungen vorgesehen sind, wird zum
Entschalen erst die Seitenschalung und anschließend die Bodenschalung von
dem Rohteil entfernt. Um das Rohteil von der Bodenschalung trennen
zu können
hat sich als besonders vorteilhaft und erfinderisch herausgestellt,
daß in
der Schalung Öffnungen
integriert sind, durch welche Stempel eingefahren werden können. Hierdurch
wird das Rohteil von der Bodenschalung sehr schonend getrennt. Die späteren Bearbeitungsstel len
werden hierbei nicht verletzt und es sind darüber hinaus keine Anschlagpunkte
für Hebezeuge
nötig.
Es wird lediglich das Bauteil selbst angehoben.
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Bei
komplizierten Bauteilen, insbesondere wie es bei festen Fahrbahnen
mit Höckern
als Stützpunkten
der Fall ist, ist unter Umständen
das Entformen des Rohteils in Verbindung mit dem Lösen der Spannkräfte problematisch.
Das Problem entsteht dadurch, daß beim Lösen der Spannvorrichtung das Bauteil
durch die dann auf das Bauteil einwirkenden Spannkräfte geringfügig zusammengedrückt wird und
sich dadurch möglicherweise
in der Form klemmt. Das Abheben des Rohteils aus der Schalung ist
damit nicht immer möglich,
ohne daß das
Rohteil beschädigt
wird. Erfindungsgemäß wird daher
vorgeschlagen, daß zuerst
das Rohteil von der Bodenschalung gelöst wird und erst anschließend die Spannkraft
auf das Bauteil einwirkt. Dies kann sowohl vollständig als
auch nach und nach erfolgen, d. h., daß beispielsweise erst das Rohteil
leicht aus der Bodenschalung abgehoben wird, sodann die Spannung
leicht oder vollständig
nachgelassen wird und erst in einem nächsten Arbeitsschritt das Rohteil
vollständig
von der Bodenschalung abgehoben wird. Alternativ kann auch vorgesehen
werden, daß dieser Vorgang
kontinuierlich erfolgt, d. h., daß gleichzeitig das Rohteil
von der Bodenschalung gelöst
und die Spannung der Spannstähle
gelöst
wird. Wichtig ist dabei in jedem Falle, daß vermieden wird, daß durch das
Lösen der
Spannung das Bauteil so weit schrumpft, daß das Bauteil nur erschwert
aus der Bodenschalung abhebbar ist. Bei einfachen Bauteilen oder
entsprechenden Einsätzen
kann natürlich
auch erst entspannt und anschließend entformt werden.
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Um
das Lagern der Rohteile in einem Aushärtlager sowie den Transport
dorthin zu erleichtern, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß nach dem
Entschalen überstehende
Spannstähle
abgetrennt werden. Die Rohteile können dadurch senkrecht stehend beispielsweise
zum Aushärten
gelagert werden.
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Das
Rohteil wird vorteilhafterweise mittels eines Abtransportwagens
in das Aushärtlager
und später
vom Aushärtlager
zu einer Nachbearbeitungsstation transportiert.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Bearbeitung des
Rohteils auf einer Betonfräs-
oder Schleifmaschine erfolgt. Derartige stationäre Maschinen können beispielsweise
in Portalbauweise ausgeführt
sein und garantieren eine besonders präzise Bearbeitung der Bauteile.
Die Bauteile können
für die
Bearbeitung entsprechend ihrer späteren Montagelage definiert
gelagert werden und in dieser Lage bearbeitet werden. Es kann aber
auch durch rechnerische Methoden die spätere Einbaulage in Relation
zu der tatsächlichen
Bearbeitungslage berechnet werden und mit der computergesteuerten Bearbeitungsmaschine
die entsprechenden Bearbeitungen vorgenommen werden. Vorteilhafterweise, insbesondere
bei Platten von festen Fahrbahnen wird die Bearbeitung, welche häufig spanend
sein wird, an den späteren
Auflageflächen
der Schiene oder Schienenbefestigung und/oder an Zentrierstellen
der festen Fahrbahn vorgenommen. An den Zentrierstellen ist die
Verbindung zu weiteren festen Fahrbahnplatten vorgesehen, so daß insgesamt
ein definiertes Schienenbett, das auf einer Vielzahl einzelner Platten
zusammengesetzt ist, entsteht.
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Vorteilhafterweise
werden bereits in der Fertigungshalle, möglichst unmittelbar nach der
Bearbeitung auf der festen Fahrbahn die Schienenbefestigungen und
gegebenenfalls auch die Schienen montiert. Die komplette Platte
kann anschließend
an die Baustelle ausgeliefert werden und an dem vorgesehenen Platz
eingebaut werden.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Palette
zur Herstellung eines vorgespannten Betonfertigteiles mit einer
Schalung und einer Spannvorrichtung für Spannstähle ist die Spannvorrichtung
unabhängig von
der Schalung gelagert. Hierdurch ist es möglich, ein Rohteil zu schaffen,
welches für
eine spätere
Bearbeitung beste Voraussetzungen bietet, um sehr präzise Maße und sehr
enge Toleranzen zu schaffen. Dadurch, daß die Spannvorrichtung unabhängig von der
Schalfläche
gelagert ist, wird bewirkt, daß die Schalung
lediglich die Kräfte
des Betons, aber nicht die Kräfte
der Spanneinrichtung aufnehmen muß und somit die Formhaltigkeit
des Bauteils gewährleistet wird.
Außerdem
ist das Entschalen und Spannen des Rohteiles unabhängig voneinander
durchführbar.
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Vorteilhafterweise
ist die Spannvorrichtung derart aufgebaut, daß sie mindestens eine Druckstütze und
mindestens eine Zugeinrichtung aufweist. Die Druckstütze ist
unabhängig
von der Schalung und daher dazu geeignet, die Zugkräfte, welche
auf die Spannstähle
wirken, aufzunehmen. Konstruktiv besonders einfach ist es, wenn
die Zugeinrichtung um die Druckstütze herum drehbar gelagert
ist.
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Sind
an einem Ende der Zugeinrichtung mindestens ein Zugstab und an dem
anderen Ende mindestens eine Befestigungsvorrichtung für Spannstähle angeordnet,
so kann mittels der Zugeinrichtung durch eine Drehung um die Druckstütze, welche
zwischen der Zugeinrichtung und der Befestigungsvorrichtung für die Spannstähle angeordnet
ist, die Krafteinleitung auf die Spannstähle sehr vorteilhaft durchgeführt werden.
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Um
die insbesondere für
feste Fahrbahnen erforderlichen sehr hohen Zugkräfte aufzubringen, ist vorteilhafterweise
vorgesehen, daß die
Befestigungseinrichtung mittels einer oder mehrerer Spanneinheiten,
insbesondere mittels einer Hydraulikeinrichtung gespannt und verriegelt
werden. Die Spanneinheit kann anschließend wieder von der Befestigungseinrichtung
entfernt werden und für
den nächsten
Spannvorgang eingesetzt werden.
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Um
die Krafteinleitung auf die Spannstähle möglichst gleichmäßig einleiten
zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Befestigungsvorrichtung ein Kamm ist,
in welchem mehrere Spannstähle
eingehängt werden
können.
Die Spannung der Spannstähle
erfolgt dann über
eine Bewegung des Kammes in Richtung der Längsachse der Spannstähle, wodurch
die Spannstähle
gedehnt werden. Zum Entspannen wird der Kamm in die entgegengesetzte
Richtung bewegt, wodurch die Spannstähle versuchen sich zu entspannen
und damit in die Betonplatte eine Druckspannung einbringen. Um zu
vermeiden, daß es
innerhalb der Zugeinrichtung und der Befestigungsvorrichtung bzw.
des Kammes zu Verspannungen kommt, ist es vorteilhaft, wenn die
Befestigungsvorrichtung bzw. der Kamm an der Zugeinrichtung drehbar
angeordnet ist.
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Zum
Einhängen
der Spannstähle
in den Kamm ist es vorteilhaft, wenn die Spannstähle an den Enden aufgestaucht
sind und somit eine Verbreiterung bilden. Diese Verbreiterung schafft
eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem Bewehrungsstahl und dem Kamm. Es ist aber
auch möglich,
die Verbindung zwischen dem Bewehrungsstahl und dem Kamm mittels
Muttern, welche über
den Bewehrungsstahl geschraubt sind, oder mittels einzelnen Klemmvorrichtungen
zu schaffen. Durch den Kamm und die formschlüssige Verbindung der Spannstähle mit
dem Kamm ist ein automatisches Einhängen der Spannstähle in den
Kamm sehr einfach zu realisieren, da die Spannstähle lediglich in einer Richtung über die Öffnungen
des Kammes gelegt werden müssen.
Durch Einsatz beispielsweise einer Hydraulikeinrichtung werden die
Kämme,
welche jeweils an einem Ende der Spannstähle angeordnet sind, voneinander
weg bewegt und bewirken somit die Spannung der Spannstähle.
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Um
die Palette und wesentliche Teile der Schalung für verschiedene Rohteile einsetzen
zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Schalung mit verschiedenen Einsätzen ausgerüstet werden
kann. So ist es beispielsweise im Falle einer festen Fahrbahn möglich, auf
verschiedene Befestigungssysteme für die Schienen derart einzugehen,
daß durch
die unterschiedlichen Einsätze
unterschiedliche Formen der Stützpunkte
für die
Gleisbefestigung geschaffen werden. Die Einsätze, welche wahlweise in die
Grundschalung eingelegt werden können,
sind jeweils so ausgestaltet, daß sie für eine bestimmte Be festigungsmethode
der Schienen geeignet sind. Alternativ oder zusätzlich können die Einsätze derart
ausgebildet sein, daß sie
die Schalung in mehrere Bauteile unterteilen. Hierdurch werden in
einer einzigen Palette gleichzeitig mehrere Rohteile hergestellt,
wobei jedes für
sich vorgespannt sein kann.
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Um
Hinterschneidungen, insbesondere im Bereich der Stirnseiten der
Platten von festen Fahrbahnen schaffen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die
Seitenschalung oder Teile davon von der Bodenschalung entfernbar
sind. Ein weiterer Vorteil hierbei ist, daß das Einlegen der Spannstähle in die
Kämme automatisch
erfolgen kann. Erst nach dem Einlegen der Stähle wird ein Teil der Seitenschalungen
befestigt, wodurch die Formgebung des Rohteiles bewirkt wird. Die
Seitenschalungen weisen entsprechende Ausnehmungen oder Teilungen
auf, so daß die Spannstähle durch
die Seitenschalung hindurchgeführt
werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wie bereits oben erläutert wurde,
wenn die Schalung jeweils unabhängig
von der Spanneinrichtung ist und somit auch unabhängig hiervon
angebaut oder abgebaut werden kann.
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Durch
die Einteilung der Spannvorrichtung in einzelne Sektionen ist es
in vorteilhafter Ausführung der
Erfindung möglich,
die Spannstähle
gleichzeitig oder nacheinander zu spannen. Außerdem werden vorteilhafterweise
pro Sektion gleichzeitig mehrere Spannstähle gespannt, so daß eine gleichmäßige Vorspannung
und Einbringung der Vorspannkraft in die Spannstähle ermöglicht wird. Dies sorgt für eine gleichmäßige Festigkeit
des Bauteils.
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Um
die Palette für
die Umlauffertigung auszugestalten, ist vorgesehen, daß sie Schienen
oder Rollen aufweist. Hierdurch ist eine Bewegung der Palette von
Station zu Station der Umlauffertigung sehr einfach zu realisieren.
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Weitere
Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Fertigungsanlage,
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2 eine
Palette in Vorderansicht,
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3 eine
Palette in Seitenansicht,
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4 eine
Palette in perspektivischer Ansicht,
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5 ein
Schienenstützpunkt.
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In 1 sind
die verschiedenen Stationen der erfindungsgemäßen Umlauffertigung 1 zur
Herstellung von präzisen
Betonfertigteilen, insbesondere aus Faserbeton dargestellt. Eine
Palette 20 wird einem ersten Puffer 2 über herkömmliche
Fördereinrichtungen
zugeführt.
Aus dem Puffer 2 gelangt die Palette 20 in eine
Reinigungsstation 3. Hier wird die Schalung und gegebenenfalls
die Spanneinrichtung gereinigt, um eine sichere Funktionsfähigkeit
zu gewährleisten.
In der Reinigungsstation 3 stehen hierfür beispielsweise Staubsauger
zur Verfügung,
welche vorteilhafterweise mittels Roboter bedient werden und die
Palette 20 reinigen.
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Nachdem
die Palette 20 beziehungsweise die Schalung gereinigt ist,
wird sie einem weiteren Puffer 2 zugeführt. Aus diesem Puffer 2 wird
anschließend
in der Station 4 die Dübel-
bzw. Spindelmontage durchgeführt.
Die Dübel
und Spindeln sind insbesondere in einer Platte einer festen Fahrbahn für schienengeführte Fahrzeuge
erforderlich. Mittels den Spindeln wird später auf der Baustelle oder
zur Bearbeitung die Lage der Platte ausgerichtet. Über die
Dübel werden
die Schienen bzw. Schienenbefestigungen zur Führung des Fahrzeuges auf der
Platte befestigt. Auch in dieser Station ist die Dübel- und Spindelmontage
weitgehend automatisch mittels nicht dargestellter Roboter durchführbar.
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Aus
dem Puffer 2 gelangt die Palette 20 in die erste
Bewehrungsstation 5. Je nachdem, welches Bauteil geschaffen
werden soll, sind unterschiedliche Bewehrungen erforderlich. So
kann in einem ersten Teil der Bewehrungsstation 5 ein Teil
der Bewehrung, beispielsweise Matten oder Spannstähle, welche
insbesondere bei Platten von festen Fahrbahnen ausgelegt werden,
in die Schalung eingelegt werden. Im nächsten Teil der Bewehrungsstation 5 können die quer
hierzu eingelegten Spannstähle,
beispielsweise Gewindestähle,
eingelegt werden. Zwischen den beiden Bewehrungsstationen 5 ist
eine weiterer Puffer 2 angeordnet.
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In
der darauffolgenden Spannstation 6 sind Hydraulikeinrichtungen
vorgesehen, mit welchen die Spannstähle vorgespannt werden können. Außerdem werden
die vorgespannten Stähle
in der Spannstation 6 fixiert, so daß die beispielsweise hydraulische
Vorspannung nach der Fixierung der Spannstähle wieder entfernt werden
kann und für
die nächste
Palette 20 bzw. nächste
Station verwendet werden kann. Die Spannung der Stähle kann
einzeln erfolgen. Vorzugsweise wird die Spannung aber mindestens
sektionsweise erfolgen, wobei es auch vorteilhaft sein kann, mehrere
Sektionen gleichzeitig zu spannen. Hierdurch wird das Spannen aller Spannstähle schneller
erfolgen können
als wenn dies nacheinander geschieht, so daß gegebenenfalls die Durchlaufzeit
einer Palette verringert werden kann. Nach der Spannstation 6 wird
ein weiterer Puffer 2 von der Palette 20 angefahren.
Die Palette 20 bleibt solange in dem Puffer 2 bis
die nachfolgende Station wieder frei geworden ist.
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In
der Betonierstation 7 wird die Schalung mit Beton, beispielsweise
Faserbeton, ausgefüllt
und gegebenenfalls verdichtet, wodurch das eigentliche Bauteil entsteht.
Zum Trocknen des Betons wird die Palette in eine Trockenkammer 9 eingefahren.
Um möglichst
viele Paletten in der Trockenkammer 9 lagern zu können, ist
jeweils ein Hublift 8, 8' am Anfang und am Ende der Trockenkammer 9 angeordnet.
Mittels dieser Hublifte 8, 8' werden die Palet ten 20 in verschiedene
Etagen der Trockenkammer 9 verfahren, so daß eine große Anzahl
von Paletten 20 gleichzeitig in Umlauf sein kann und eine
große
Anzahl von Betonfertigteilen gleichzeitig gefertigt werden kann.
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Nach
dem Trocknen des Betons wird die Palette 20 aus der Trockenkammer 9 über den
Hublift 8' entnommen
und einer Entschal- und Entspannstation 10 zugeführt. In
der Station 10 wird gleichzeitig die Entspannung der Spannstähle und
das Entformen vorgenommen. Je nach Ausführung des Bauteils kann es
auch vorteilhaft sein, zuerst das Bauteil von der Bodenschalung
leicht abzuheben und anschließend
erst den Entspannvorgang der Spannstähle zu beginnen. Dies kann
kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. Es wird damit bewirkt,
daß die
Entschalung einfach und ohne Beschädigung des Bauteiles erfolgen
kann.
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In
der darauffolgenden Station 11 wird die Platte der festen
Fahrbahn aus der Palette vollständig
entnommen und auf einen Abtransportwagen 12 aufgelegt.
Gegebenenfalls wird hier auch die eingebaute Spindel beispielsweise
20 mm in die Höhe
gedreht um später
gereinigt werden zu können.
Anschließend
erfolgt in einer Station 18 die Abtrennung der überstehenden
Spannstehlenden und die Reinigung der Spindeln.
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Der
Abtransportwagen 12 bringt die Platte in eine Kippstation 13,
in welcher die Platte beispielsweise um 90° gedreht und in einem Lager
abgestellt wird. In diesem Lager härtet der Beton aus, wodurch dieser
kriecht und schwindet und sein Endmaß weitgehend annimmt. Nach
einer Zeit von beispielsweise 28 Tagen hat das Betonteil weitgehend
sein endgültiges
Maß erreicht
und kann nachbearbeitet werden. Hierzu wird es über die Kippstation 13 wiederum
auf einen Transportwagen 12 aufgelegt und einer weiteren
Bearbeitungsstation 15 zugeführt. in der Station 15 wird
hierzu die Platte aufgespindelt. Dies bedeutet, daß die Platte
entsprechend ihrer späteren
Einbaulage in der festen Fahrbahn ausgerichtet wird. In dieser Lage
wird sie einer Bearbeitungsmaschine 16 zugeführt, in
welcher beispielsweise Stützpunkte
für die
spätere
Lagerung der Schienen auf den 10-tel Millimeter genau bearbeitet
werden. Diese Bearbeitungsstation 16 kann beispielsweise
eine Betonfräsmaschine,
Bohrmaschine oder eine Schleifmaschine beinhalten, mit welcher die
entsprechenden Stellen des Rohteils präzise und formgerecht bearbeitet
oder für
die Montage vorbereitet werden. Dadurch, daß die Platte ausgehärtet ist,
bewirkt die Bearbeitung der Platte, daß auch in der späteren Einbaulage
die hier erreichten Maße
beibehalten werden können.
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Die
Bearbeitung der Platte kann beispielsweise auch das Fräsen von
Aussparungen für
Führungen
beinhalten, welche an den Enden der Platten einsetzbar sind. Die
Führungen,
welche beispielsweise einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen
und aus Stahl hergestellt sind, überlappen
zwei Platten und erlauben somit eine exakte Ausrichtung der Platten
zueinander. Pro Plattenstoß haben
sich drei solcher Führungen
an der Ober-, Unter- und/oder
den Seitenflächen
der Platte als vorteilhaft erwiesen um eine sichere Positionierung
der Platten in x-, y- und z-Richtung zueinander solange aufrechtzuerhalten, bis
die Lage der Platten endgültig,
z. B. durch einen Unterguß fixiert
ist. Durch eine entsprechend winkelige Anordnung der Aussparungen
zur Längsachse der
Platte ist es möglich
eine Polygonverlegung der Platten vorzusehen.
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Nachdem
alle wichtigen Maße
bearbeitet wurden, wird das Betonfertigteil einer letzten Station, nämlich einer
Montagestation 17 zugeführt.
In der Montagestation 17 werden die Schienenbefestigungen
und gegebenenfalls sogar die Schienen selbst auf die Platte montiert.
Diese vormontierte Platte ist später
auf der Baustelle sehr schnell verarbeitbar, da weitgehend auf Einstellarbeiten
verzichtet werden kann, nachdem die Vorgaben, welche an die einzelne individuelle
Platte gegeben wurden bereits bei der Bearbeitung und bei der Montage
berücksichtigt
werden konnten. Die individuell für einen speziellen Einbauplatz
in der festen Fahrbahn gefertigte Platte wird gegebenenfalls numeriert
und über
einen Abtransportwagen 12 einem Lager oder direkt auf die
Baustelle transportiert.
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Durch
die Umlauffertigung wird zuerst ein Rohteil geschaffen, welches
weitgehend ein Universalteil für
die meisten Anwendungsfälle
darstellt. Aus diesem universellen Rohteil wird in der Bearbeitungsstation
später
ein individuelles, gegebenenfalls mit einer Nummer versehenes Bauteil
geschaffen, welches genau seinen Platz in der festen Fahrbahn hat.
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In 2 ist
eine Vorderansicht einer Palette 20 dargestellt. Die Palette 20 ist
auf Trägern 21 und Schienen 22 aufgebaut.
Auf den Trägern 21 ist
die Bodenschalung 23 und die Seitenschalung 24 und 24' angeordnet.
In der Seitenschalung 24 der Stirnseite sind verschiedene
Hinterschneidungen vorgesehen, um die Verbindung benachbarter Platten
der festen Fahrbahn durchführen
zu können.
Die Seitenschalung 24 ist beispielsweise mit nicht dargestellten Einrichtungen
abklappbar oder entfernbar von der Bodenschalung, so daß das Entformen
des späteren Rohteils
einfach möglich
ist.
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An
der Palette 20 sind mehrere Spannvorrichtungen 30 vorgesehen.
Jede Spannvorrichtung besteht aus einer Druckstütze 31 und einer Zugeinrichtung 32.
Die Zugeinrichtung 32 ist um einen Drehpunkt 33 der
Druckstütze 31 drehbar
gelagert. Unterhalb der Druckstütze 31 ist
ein Zugstab 34 angeordnet.
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Eine
zweite Zugeinrichtung 32' ist
an der Druckstütze 31 fest
angeordnet. Mit ihr wirkt eine Spindel 40 und eine Mutter 39 zusammen.
Die wirksame Länge
der Spindel 40 ist verkürzbar.
Das Verkürzen
erfolgt beispielsweise mittels einer Hydraulikeinrichtung, welche
auf die Spindel 40 einwirkt und dessen wirksame Länge verkürzt. Durch
die Verkürzung
der Spindel 40 wird die Zugeinrichtung 32 um den
Drehpunkt 33 gedreht und der Spannstahl 35 und
der Zugstab 34 gedehnt. Die verkürzte Spindel 40 wird
mittels der Mutter 39 fixiert.
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Die
zweite Zugeinrichtung 32' kann
an der Druckstütze 31 auch
drehbar, gleich oder ähnlich
der Befestigung der Zugeinrichtung 32 angeordnet sein.
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Die
Spannstähle 35 sind
mit dem oberen Ende der Zugeinrichtung 32 und 32' verbunden.
Die Verbindung der Spannstähle 35 erfolgt
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
mittels eines Kammes 36, welcher über einen Drehpunkt 37 mit
dem oberen Ende der Zugeinrichtung 32 verbunden ist. Die Spannstähle 35 werden
vorzugsweise über
eine Aufstauchung in dem Kamm 36 eingehängt. Es sind aber auch andere,
zuvor bereits beschriebene Querschnittsveränderungen möglich.
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Die
Spannvorrichtung 30 wirkt unabhängig von der Schalung 23, 24, 24', so daß eine Verformung
der Schalung 23, 24, 24' bei Einsetzen der Zugspannung
nicht auftritt. Die Zugspannung stützt sich im wesentlichen über die
Druckstütze 31 ab,
welche an dem Rahmen der Palette 20 befestigt ist. Die Druckstütze 31 ist
so stabil ausgebildet, daß eine Verformung
der Palette 20 ebenfalls vermieden wird.
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In 3 ist
eine Seitenansicht einer Palette 20 dargestellt. Das Grundgerüst der Palette 20 besteht
aus den Trägern 21 und
der Schiene 22. Auf den Trägern 21 ist die Bodenschalung 23 und
die Seitenschalung 24, 24' aufgebaut. In der Darstellung
der 3 wird deutlich, daß entlang der Palette 20 eine Vielzahl
von Spannvorrichtungen 30 angeordnet sind. Jede Spannvorrichtung 30 weist
einen Zugstab 34 auf. Der Zugstab 34 ist mit der
Zugeinrichtung 32 verbunden, welche sich an der Druckstütze 31 abstützt. Am
Ende der Zugeinrichtung 32, welche dem Zugstab 34 gegenüberliegt,
ist der Kamm 36 angeordnet. Der Kamm 36 weist
mehrere Öffnungen 38 auf,
in welche die Spannstähle
einlegbar sind. Durch Betätigung
einer Spannvorrichtung 30 werden somit gleichzeitig mehrere
Spannstähle 35 gespannt.
Hierdurch wird eine gleichmäßige Spannung
bewirkt, welche insbesondere aufgrund der kurzen Länge der Spannstähle 35 besonders
wichtig ist, um eine gleichmäßige Spannung
zu erzielen. Die Spannung des Zugstabes 34 kann so erfolgen,
daß eine
Hydraulikeinrichtung auf die Spindel 40 aus 2 zugreift
und diese verkürzt,
so daß zwei
gegenüberliegende
Kämme 36 auseinander
bewegt werden und dadurch die Spannstähle 35 spannen. Eine
derartige Spannung kann einzeln pro Spannvorrichtung 30 vollzogen
werden. Es können
aber auch mehrere der Spannvorrichtungen 30 gleichzeitig
gespannt werden, so daß das
Spannen der kompletten Palette 20 schneller erfolgt. Die
Zykluszeiten können
somit verringert werden.
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Durch
die Anordnung verschiedener Spannvorrichtungen 30 ist ein
sektionsweiser Aufbau der Palette 20 bewirkt. Die Palette 20 kann
hierdurch mehr oder weniger lang ausgestaltet werden, ohne daß der prinzipielle
Aufbau der Palette 20 geändert werden muß. Ebenso
ist durch den sektionsweisen Aufbau die Einbringung der Spannkräfte gleichmäßig zu bewerkstelligen.
Anstelle oder zusätzlich
zum Kammes 36 kann auch eine beispielsweise mehrfach gelagerte
Kraft- oder Wegausgleichseinrichtung eingesetzt werden, um eine
gleichmäßige Zugkraft
in den Spannstählen 35 zu
bewirken. Derartige Hilfsmittel können auf Grund der unüblich kurzen
Spannstähle 35 erforderlich
sein.
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In 4 ist
eine perspektivische Darstellung der Palette 20 dargestellt.
An den Schienen 22 sind Träger 21 befestigt,
welche das Grundgerüst
der Einrichtung bilden. Die Bodenschalung 23 weist Einsätze 26 auf,
in welchen Höcker 25 der
Platte der festen Fahrbahn eingearbeitet sind. Aufgrund unterschiedlicher
Befestigungssysteme für
die auf der Platte zu montierenden Schienen der Bahn sind verschiedene Höckerformen
erforderlich. Diese können
durch einfachen Austausch der Einsätze 26 bei ansonsten
unveränderter
Palette 20 realisiert werden. Pro Sektion ist eine Spannvorrichtung 30 vorgesehen,
welche eine Druckstütze 31,
zwei Zugeinrichtungen 32 und einen Zugstab 34 aufweist.
An den beiden Zugeinrichtungen 32 ist jeweils ein Kamm 36 angeordnet,
in welchen die in diesem Ausführungsbeispiel
sechs Spannstähle 35 in Öffnungen 38 aufgenommen
werden. Durch das Spannen der Spindel 40 werden die in
den Kämmen 36 eingehängten Spannstähle 35 auseinandergezogen
und gespannt. Mit der Mutter 39 wird die Spannung aufrechterhalten.
Nachdem die Spannstähle 35 gespannt
sind, wird entsprechend der in 1 dargestellten
Umlauffertigung Beton in die Schalung eingefüllt.
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Die
Schienen 22 dienen zum Transport der Palette 20,
indem sie über
Transportsysteme hinweggeführt
werden. Die Palette 20 kann damit von Station zu Station
bewegt werden. Dies kann beispielsweise durch motorisch angetriebene
Rollen erfolgen. Es ist aber auch möglich, daß an Stelle der Schienen 22 Rollen
angeordnet sind, welche ihrerseits auf festmontierten Schienen abrollen.
Die hier dargestellte Ausführungsform
hat allerdings den Vorteil, daß die Schienen 22 gleichzeitig
zur Stabilisierung der Palette 20 und zum Transport der
Palette 20 dienen.
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5 zeigt
eine Detailansicht einer Platte 42 mit einem Schienenstützpunkt.
Der Schienenstützpunkt
besteht aus zwei Höckern 43 sowie
einer Auflage 44. Eine Schiene 45 ist zwischen
den beiden Höckern 43 befestigt.
Die Schiene 45 wird dabei unter Zuhilfenahme von Zwischenlagen,
welche einerseits den Höhenausgleich
und andererseits eine Dämpfung
der Schiene 45 bewirken, auf der Auflage 44 angeordnet.
Die Befestigung der Schiene 45 erfolgt mittels Schrauben 47,
welche in dem Beton der Platte 42 mittels Dübel 51 verankert
sind sowie mittels Klammern 49, welche auf dem Höcker 43 bzw.
einer Winkelführungsplatte 49 und
dem Schienenfuß 45 abgestützt sind.
Für die
korrekte Ausrichtung der Schiene 45 in horizontaler Richtung
sind die Winkelführungsplatten 49 zwischen
dem Höcker 43 und dem
Fuß der
Schiene 45 angeordnet. Mittels der Winkelführungsplatten 49 wird
die Schiene 45 in der gewünschten Position in horizontaler
Richtung gehalten. Die Winkelführungsplatten 49 können Standardteile
sein, welche einander weitgehend gleichen. Hierdurch ist ein Austausch
bzw. beliebiger Einsatz der Winkelführungsplatten 49 bei
der Verlegung einer Schiene 45 möglich.
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Geschaffen
wird diese standardisierte Verwendung von Winkelführungsplatten 49 sowie
Zwischenlagen 46 dadurch, daß die Innenseiten der Höcker 43 sowie
bei Bedarf die Auflage 44 der Platte 42 bearbeitet
wird. Diese insbesondere spanende Bearbeitung des Betons an den
Flanken 50 sowie der Auflage 44 ermöglicht die
exakte Ausrichtung der Schiene 45 bereits während der
Herstellung der Platte 42. Wie durch gestrichelte Linien
angedeutet ist, wird die Platte 42 im Bereich der Flanken 50 und
der Auflage 44 zuerst mit Übermaß hergestellt.
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Durch
die spanende Bearbeitung kann an den Flanken 50 und der
Auflage 44 mehr oder weniger Material abgetragen werden,
so daß die
exakte Ausrichtung der Schiene 45 in horizontaler und vertikaler
Richtung bereits weitgehend durch die individuelle Gestaltung des
Schienenstützpunktes
vorgegeben ist. Durch dieses Verfahren ist es sogar möglich Radien
oder eine Polygonverlegung des Gleises allein durch die Bearbeitung
der Höcker 43 bzw.
Flanken 50 zu verwirklichen. Die Platten 42 werden
dabei zuerst standardmäßig hergestellt
und erst durch die spanende Bearbeitung individualisiert. Hierdurch
ist eine sehr schnelle und dadurch kostengünstige Fertigung einer Vielzahl
von Platten 42 mit einer einzigen Formart möglich. Eine
im Vergleich zu früheren
Herstell- und Montagemethoden deutlich schnellere Fertigung und
Verlegung von Fertigteilplatten 42 macht den Einsatz dieser
Systeme als feste Fahrbahnen noch vorteilhafter.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
So kann insbesondere das Prinzip der Palette auch für andere
Bauteile als für
Platten einer festen Fahrbahn Verwendung finden. Denkbar sind hierfür beispielsweise
Stützen
oder Träger,
welche ebenfalls in Umlauffertigung hergestellt werden können.