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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Entwässerungsöffnungen in Schienen mit Rillen und ein Schienen-Bearbeitungs-Kit zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Oberflächenwasser, das in Gleisanlagen anfällt, die beispielsweise in befestigten Asphalt-, Beton- oder eingepflasterten Oberflächen erstellt werden, gezielt über in die Rillen von Rillenschienen eingebrachte Entwässerungsöffnungen abgeleitet wird. Dazu werden auf der Gleisbaustelle quer zur Gleisachse Entwässerungskästen und Entwässerungsrinnen zwischen den Schienen eingepasst, eingebaut und an eine im Erdreich verlegte Sammelleitung angeschlossen, über die das Wasser abgeführt und an die Kanalisation übergeben wird. Nach Einbau der Entwässerungskästen und -rinnen und der Befestigung der Oberflächen müssen dafür die Schienen im Bereich unterhalb ihrer Rille mit Öffnungen versehen werden, damit das Wasser aus den Schienen in die Entwässerungsrinnen ablaufen kann. Hierzu werden üblicherweise als günstige und schnelle Lösung mittels eines Schweißbrenners Entwässerungsschlitze in die Schiene eingebracht. Problematisch bei dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass durch den Schweißbrenner eine hohe und lang anhaltende Hitzeeinwirkung auf die Schiene und die darunter angebrachte Entwässerungsrinne vorliegt, wodurch besonders Entwässerungsrinnen mit Kunststoff beschädigt werden können.
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Alternativ zum Schweißbrennen können auch mehrere Löcher in einer Reihe gebohrt werden, um den Entwässerungsschlitz zu bilden, oder die Öffnungsherstellung wird mit einem Winkelschleifer umgesetzt. Auch eine Kombination aus Bohren und Winkelschleifen ist möglich und wird derzeit bei kunststoffhaltigen Entwässerungsrinnen eingesetzt, was allerdings ein zeit- und kostenintensives Vorgehen ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Entwässerungsöffnungen in Rillenschienen bereitzustellen, das schnell und kostengünstig durchgeführt werden kann und mit dem gleichzeitig die Hitzeeinwirkung reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die weitere Aufgabe, Mittel bereitzustellen, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren leicht durchführbar ist, wird durch das Schienen-Bearbeitungs-Kit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst.
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Bevorzugte Ausführungsformen des Schienen-Bearbeitungs-Kits sind in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine erste Ausführungsform des Verfahrens, das dem Herstellen von Entwässerungsöffnungen in Rillen von Schienen dient, die entlang einer Gleisachse mit quer dazu angeordneten Entwässerungskästen mit einer bestimmten Anzahl Entwässerungsrinnen verbaut sind, umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bestimmen einer Position zumindest einer einzubringenden Entwässerungsöffnung innerhalb eines Rillenbodens der Rille der Schiene über einer Entwässerungsrinne,
- b) Einlegen einer Führungsschablone in die Rille, dabei Positionieren der Führungsschablone über der vorbestimmten Position der zumindest einen Entwässerungsöffnung,
- c) Anlegen einer Hitzeschutzvorrichtung zwischen dem Rillenboden und der Entwässerungsrinne unterhalb der vorbestimmten Position der zumindest einen Entwässerungsöffnung,
- d) mittels eines Plasmaschneiders, der innerhalb der Führungsschablone geführt wird, Einbringen der Entwässerungsöffnung in den Rillenboden der Schiene,
- e) Entfernen von Plasmaschneider, Führungsschablone und Hitzeschutzvorrichtung.
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Die hier zum Gleisbau verwendeten Schienen, an deren oberer Seite jeweils eine Rille ausgeformt ist, auch synonym Rillenschienen genannt, sind Standard-Rillenschienen aus Stahl gemäß Stand der Technik. Auch die Entwässerungskästen und Entwässerungsrinnen, im Folgenden auch kurz als Rinnen bezeichnet, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei die Rinnen für den direkten Anschluss an die Schienen unterhalb deren Rille vorgesehen und dort eingepasst sind.
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Die Begriffe oben/oberhalb und unten/unterhalb beziehen sich auf die Lage gegenüber den auf einem Untergrund verlegten Schienen.
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Vorteilhaft können die Entwässerungsöffnungen durch das erfindungsgemäße Verfahren präzise und schnell hergestellt werden, wobei die Verwendung eines Plasmaschneiders im Vergleich zur Verwendung eines Schweißbrenners einen deutlich geringeren Wärmeeintrag in den Rillenboden und die darunter angebrachte Rinne sowie eine deutlich erhöhte Schnittgeschwindigkeit und damit auch gegenüber der Verwendung von Bohrer und Winkelschleifer zeitsparendere Arbeitsweise bedeutet. Über die Verwendung einer Hitzeschutzvorrichtung, die sich durch eine hohe thermische Abschirmwirkung auszeichnet, kann die Wärmeausbreitung in die Rinne weiter minimiert und damit durch Wärmeeintrag hervorgerufene Schäden vermieden werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine darüber hinaus gehende Effektivitätssteigerung für die Durchführung der Plasmaschneidearbeiten, indem eine Führungsschablone verwendet wird, die speziell für das Verfahren und abgestimmt auf die geplante Entwässerungsöffnung hergestellt wird. Ein geeignetes Material für die Führungsschablone ist beispielsweise Stahl. Dadurch wird das sichere, gezielte Führen des Plasmaschneiders während des Schneidens der Entwässerungsöffnung auch unter einer erhöhten Schnittgeschwindigkeit ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte a) bis e) des Verfahrens so oft wiederholt, bis in die Schiene über jeder der eingebauten Entwässerungsrinnen eine entsprechende Entwässerungsöffnung eingebracht ist, d. h., dass das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von sämtlichen vorgesehenen Entwässerungsöffnungen der Schiene angewendet wird, bevorzugt für jede Schiene der Gleise.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Führungsschablone zumindest eine Öffnung aufweist, die in ihrer Form mit der einzubringenden Entwässerungsöffnung der Schiene oder der Kontur der einzubringenden Entwässerungsöffnung korrespondiert. Bevorzugt sind die Entwässerungsöffnungen als Entwässerungsschlitze vorgesehen, sodass die Öffnung der Führungsschablone die Form eines schmalen, langen Rechteckrahmens aufweist, die der Kontur eines Entwässerungsschlitzes entspricht oder die Öffnung ebenfalls ein Schlitz ist. Somit werden durch die Öffnung oder Öffnungen der Führungsschablone vorteilhaft das Schnittmuster für die Schnittbewegung des Plasmaschneiders vorgegeben und damit Form und Größe der Entwässerungsöffnung präzise umgesetzt, wobei selbstverständlich auch andere Öffnungsformen realisierbar sind.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die äußere Form der Führungsschablone derart mit der Form der Rille korrespondiert, dass die Führungsschablone verschiebbar in der Rille angeordnet werden kann. Beispielsweise ragt ein unterer Teil der Führungsschablone in die Einkerbung der Schiene, die die Rille bildet, hinein, während ein oberer Teil plan auf der Rille aufliegt. So wird das Verrutschen oder Verdrehen der Führungsschablone quer zur Rille der Schiene vermieden und sie kann vorteilhaft von der Position einer Entwässerungsöffnung zur nächsten geschoben werden, sodass das Einbringen mehrerer Entwässerungsöffnungen in rascher Abfolge möglich wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren als Schritt d) folgende Schritte:
- d1) Einführen eines Kopfes des Plasmaschneiders durch die Öffnung der Führungsschablone, bis er einen vorbestimmten Abstand zum Rillenboden erreicht,
- d2) Einschneiden der Entwässerungsöffnung in die Schiene mittels Plasmaschneiden, dabei händisch Vorschieben des Plasmaschneiders entlang der Öffnung der Führungsschablone, und
- d3) Herausziehen des Kopfes des Plasmaschneiders aus der Führungsschablone.
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Als „Kopf des Plasmaschneiders“ wird hierin der werkstückseitige Teil des Plasmaschneiders bezeichnet, aus dem der Plasmaschneidestrahl austritt. Dieser kann dank der Führungsschablone nur entlang der vorgesehenen Form der Entwässerungsöffnung verfahren werden. Dadurch wird beim manuellen Plasmaschneiden dem Facharbeiter, der sich ganz auf die Geschwindigkeit des Vorschubs konzentrieren kann, die Arbeit erleichtert und schnelles Arbeiten ermöglicht.
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Gemäß noch einer Ausführungsform kann das Verfahren in Schritt b) den zusätzlichen Schritt b1) umfassen, der das lösbar Fixieren der positionierten Führungsschablone an der Schiene vorsieht, wofür leicht anbring- bzw. lösbare Befestigungsmittel wie Klemmen oder Schraubzwingen verwendet werden können, die sicherstellen, dass die Führungsschablone während der Plasmaschneidearbeiten an der in Schritt a) bestimmten Position verbleibt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird in Schritt a) die Position der einzubringenden Entwässerungsöffnung (oder mehrerer) bestimmt, indem zunächst in Schritt a1) die über der Mitte der Entwässerungsrinne liegende Stelle des Rillenbodens der Schiene bestimmt wird und anschließend in Schritt a2) diese Stelle markiert wird, beispielsweise über einen angezeichneten Marker, zwecks Identifizierung für Schritte b) und ggf. c).
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird in Schritt c) als Hitzeschutzvorrichtung ein Hitzeschild verwendet, der bevorzugt aus Stahl ist, um überschüssige Wärme, die sich unterhalb des Rillenbodens während der Plasmaschneidearbeiten ansammelt, von der Entwässerungsrinne abzuschirmen. Ein flacher Hitzeschild, der zwischen Rillenboden und Rille angebracht ist, reflektiert Wärme möglichst oder nimmt sie auf, ohne sich unter Wärmeeintrag stark zu verformen, und dämmt die Wärmeeinwirkung auf die Rinne. Gegen Verrutschen kann es durch lösbare Befestigungsmittel an der Schiene gesichert werden, oder es weist einen Haltegriff auf, der auch zur Festlegung dienen kann.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienen-Bearbeitungs-Kit, das Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst, zumindest einen Plasmaschneider, eine Führungsschablone und eine Hitzeschutzvorrichtung. Dabei kann das Kit je nach konkreter Verwendungsabsicht unterschiedlich gestaltet sein, insbesondere kann die Führungsschablone passgenau für bestimmte Rillenschienen ausgestaltet sein und/oder verschiedenartige Öffnungen, die an das jeweils verwendete Entwässerungssystem und die dafür vorgesehenen Entwässerungsöffnungen angepasst sind, aufweisen. Vorteilhaft kann mit dem erfindungsgemäßen Kit das Verfahren zum Herstellen von Entwässerungsöffnungen in verschiedenen Anwendungsfällen günstig und schnell umgesetzt werden.
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Bevorzugt weist die Führungsschablone zumindest eine Öffnung auf, die die Form der einzubringenden Entwässerungsöffnung der Schiene oder deren Kontur abbildet. Es kann beispielsweise eine rechteckrahmenförmige Führungsöffnung sein, mit der Entwässerungsöffnungen in Form von schmalen bis breiten Schlitzen erzeugt werden können.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Schienen-Bearbeitungs-Kits weist als Hitzeschutzvorrichtung ein Hitzeschild auf, der bevorzugt aus Stahl ist. Auch kann der Hitzeschild einen Haltegriff aufweisen.
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Es können auch mehrere Führungsschablonen und/oder Hitzeschutzvorrichtungen von dem Kit umfasst sein, sodass direkt Ersatz vorhanden ist, falls Defekte oder Verschleißerscheinungen auftreten sollten.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Schienen-Bearbeitungs-Kit ferner Befestigungsmittel, um die Führungsschablone und/oder die Hitzeschutzvorrichtung lösbar und beschädigungsfrei an der Schiene anzubringen.
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Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Schnittansicht einer Schiene ohne Entwässerungsöffnung,
- 2 eine perspektivische Schnittansicht der Schiene mit eingelegter Führungsschablone,
- 3 eine schematische Ansicht eines Plasmaschneiders,
- 4 eine schematische Ansicht einer Hitzeschutzvorrichtung,
- 5 eine perspektivische Schnittansicht der Schiene mit eingelegter Führungsschablone und angelegter Hitzeschutzvorrichtung während der Bearbeitung mittels Plasmaschneider,
- 6 zwei perspektivische Schnittansichten der Schiene mit eingebrachter Entwässerungsöffnung a) mit Schnitt durch die Entwässerungsöffnung und b) mit Schnitt vor der Entwässerungsöffnung,
- 7 eine perspektivische Schnittansicht einer Schiene mit einer alternativen eingelegten Führungsschablone
- 8 eine Querschnittansicht zweier Schienen mit Entwässerungsrinnen und Entwässerungskasten,
- 9 ein Verfahrensschema des erfindungsgemäßen Verfahrens
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Entwässerungsöffnungen in Rillenschienen, das zeitsparend und unter geringer Wärmebelastung für die angeschlossenen Entwässerungsrinnen durchführbar ist, und ein Schienen-Bearbeitungs-Kit, mit dessen Hilfe das Verfahren ausgeführt werden kann.
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Der gesamte Ablauf des Verfahrens zum Herstellen von Entwässerungsöffnungen ist in 9 in einer Gesamtübersicht nachvollziehbar (gestrichelte Pfeile für optionale Schritte).
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In 1 ist beispielhaft eine Schiene 1, die entlang ihrer Länge eine nach oben hin geöffnete Rille 12 aufweist, vor Ausführung des Verfahrens zu sehen. Der Rillenboden 11 der Rille 12 ist geschlossen. Die Schiene 1 ist stets mit ihrem Standfuß 13 nach unten orientiert.
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Die Schiene 1 kann in diesem Zustand bereits in einem Gleisbett verlegt sein und quer zur Gleisrichtung, also quer zur Länge der Schiene 1, können Entwässerungskästen 6 und Entwässerungsrinnen 7, die die jeweilige Schiene 1 mit den Entwässerungskästen 6 verbinden, angebracht sein. In 8 ist dieser Zustand gezeigt, wobei in dieser Schnittansicht nicht zu sehen ist, dass Entwässerungsöffnungen 5 im Rillenboden 11 vorliegen (vgl. Querschnitt in 6b). Die Entwässerungskästen 6 können an jeder beliebigen Position entsprechend den Planungsunterlagen eingebaut sein, d. h. insbesondere, dass an einer Schiene 1 mehrere Entwässerungsrinnen 7 vorliegen, die in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils eine zugeordnete Entwässerungsöffnung 5 im darüber liegenden Rillenboden 11 benötigen, um Oberflächenwasser abzuleiten. 8 stellt den üblichen Fall dar, dass ein Entwässerungskasten 6 zwischen zwei Schienen 1 eingebaut ist und dementsprechend mit jeder Schiene 1 über eine Entwässerungsrinne 7 verbunden ist, wobei die Rinne 7 zwischen der Oberseite des Standfußes 13 und der Unterseite des Rillenbodens 11 an der Schiene 1 angeordnet ist. Das gesamte System kann eingepflastert oder einbetoniert sein, um später die Lasten durch den Verkehr aufnehmen zu können.
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Figurativ nicht gezeigt, ist der Anschluss der Entwässerungskästen an Sammelleitungen, die eine fluidische Verbindung zur örtlichen Kanalisation bereitstellen, um das gesammelte Wasser abfließen zu lassen.
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In den 1, 2, 5, 6a und 6b sind die Schienen 1 jeweils ohne die zum Anschluss an die Entwässerungskästen 6 und im Folgenden die Kanalisation notwendigen Entwässerungsrinnen 7 dargestellt. Zwar können die Rinnen 7 auch eingepasst, nach Markieren ihrer Position wieder entnommen, die Entwässerungsöffnung 5 eingebracht und die Rinnen 7 erneut eingebaut werden. Die Erfindung erlaubt aber vorteilhaft, dass die Entwässerungskästen 6 samt der Entwässerungsrinnen 7 bereits verbaut sind, ehe das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird und an den über den Rinnen 7 liegenden Stellen Entwässerungsöffnungen 5 erzeugt werden.
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2 zeigt die Schiene 1 zu einem Zeitpunkt während der Durchführung von Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens: In die Rille 12 der Schiene 1 ist eine Führungsschablone 4 (folgend verkürzt Schablone 4) eingelegt. Die Schablone 4 fügt sich passgenau in die Rille 12 bis zu deren Rillenboden 11 ein und weist zur Oberseite hin eine Öffnung 41 auf, die in dieser Ausführungsform rahmenförmig mit einer rechteckigen Grundfläche ist. Figurativ nicht gezeigt ist ein Steg in der Führungsöffnung 41, der das Mittelteil 42 an der Schablone 4 hält. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Position für die Führungsschablone 4, die damit die Position der einzubringenden Entwässerungsöffnung 5 vorsieht, zuvor markiert wurde, indem z. B. die Mitte der Entwässerungsrinne 7 angezeichnet wurde, und nun als Orientierung dient. Die Schablone 4 kann über Befestigungsmittel an der Schiene 1 befestigt sein, um ein Verschieben entlang der Länge der Rille 12 zu unterbinden, welche in 2 jedoch nicht sichtbar sind.
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Ein Plasmaschneider 2 (3) und ein Hitzeschild 3 (4) werden als weitere Mittel resp. Utensilien zur Durchführung des Verfahrens benötigt. Der Plasmaschneider 2 weist Zuführleitungen 23 für die Strom- und Gaszufuhr, ein Handstück 24 sowie einen Schaft 25 auf, an dessen Kopf 21 der Plasma-Schneidstrahl 22 austritt. Gemeinsam mit der Schablone 4 bilden diese Gegenstände ein erfindungsgemäßes Schienen-Bearbeitungs-Kit, welches darüber hinaus Mittel zur Befestigung von Schablone 4 und Hitzeschild 3 an der Schiene 1 umfassen kann.
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In 5 ist die Schiene 1 zu einem weiteren Zeitpunkt während der Schritte c) und d) des Verfahrens zu sehen: Der Hitzeschild 3 ist unterhalb der vorgesehenen Entwässerungsöffnung 5, also unter dem Rillenboden 11 (und oberhalb der Rinne 7, nicht gezeigt) angelegt. Die Führungsschablone 4 befindet sich weiterhin an der zuvor bestimmten Position. Der Plasmaschneider 2 ist mit einem Teil seines Schafts 25, zumindest mit seinem Kopf 21, in die Öffnung 41 der Schablone 4 eingeführt. Der Plasmaschneider 2 kann somit in horizontaler Richtung nur entlang der Öffnung 41 bewegt werden. Nun kann das eigentliche Herstellen der Entwässerungsöffnung 5 erfolgen, indem der Plasmaschneider 2 aktiviert und entlang der Öffnung 41 der Schablone 4 um das Mittelteil 42 geführt wird, wobei ein Plasmaschnitt im Rillenboden 11 der Rille 12 entlang der Kontur der vorgesehenen Entwässerungsöffnung 5 vorgenommen und ein Rechteck aus dem Rillenboden 11 ausgeschnitten wird. Hat der Plasmaschneider 2 die Öffnung 41 einmal komplett abgefahren, ist die Entwässerungsöffnung 5 in Form eines Entwässerungsschlitzes 5 erzeugt, das ausgeschnittene Rechteck wird durch die Entwässerungsöffnung 5 aus der Schiene entfernt und der Plasmaschneider 2 kann aus der Schablone 4 herausgezogen werden. Auch der Hitzeschild 3 und die Schablone 4 können entfernt bzw. zur Position der nächsten einzubringenden Entwässerungsöffnung 5 längs entlang der Schiene 1 verschoben werden.
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Nicht figurativ dargestellt, aber optional möglich, ist ein um die Führungsöffnung 41 der Schablone umlaufender Vorsprung,
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In 7 ist in die Schiene 1 eine andere Ausführungsform einer Führungsschablone 4 eingelegt, die eine rechteckige Führungsöffnung 41 ohne Mittelteil 42 aufweist. Hier kann der Plasmaschneider 2 entlang der Außenkante der Führungsöffnung 41 geführt werden und es kann ebenfalls ein längliches Rechteck ausgeschnitten werden. Die dadurch erzeugte Entwässerungsöffnung hat die in den 6a und 6b gezeigte Form.
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In einer weiteren, figurativ nicht gezeigten Ausführungsform kann die Führungsschablone auch mehrere Öffnungen aufweisen, die entweder die Vorlage für gemeinsame Entwässerungsöffnungen für eine einzige Rinne oder für Entwässerungsöffnungen für mehrere, längs in Bezug zur Schiene hintereinander eingebaute Rinnen dienen können, sodass mehrere Entwässerungsöffnungen nach einem einmaligen Positionieren der Schablone geführt eingeschnitten werden können.
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Eine Schiene 1 nach Durchführung des Verfahrens, bzw. nach Herstellen zumindest einer Entwässerungsöffnung 5 in Form eines Schlitzes 5 im Rillenboden 11 der Schiene 1, ist in zwei unterschiedlichen Schnittansichten in 6a und 6b dargestellt. In 6a verläuft der Querschnitt durch die Schiene 1 auch durch die Entwässerungsöffnung 5, sodass diese zur Betrachterseite geöffnet zu sehen ist. In 6b verläuft der Querschnitt vor/nach der Entwässerungsöffnung 5, die daher zur Betrachterseite geschlossen ist. In der Regel werden deutlich mehr als eine Entwässerungsöffnung 5 je Schiene 1 notwendig sein, sodass die Verfahrensschritte a) bis e) so oft wiederholt werden, bis über jeder der eingebauten (oder einzubauenden) Entwässerungsrinnen 7 eine Entwässerungsöffnung 5 eingeschnitten und ein voll funktionsfähiges Entwässerungssystem vorhanden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schiene
- 11
- Rillenboden
- 12
- Rille
- 13
- Standfuß
- 2
- Plasmaschneider
- 21
- Kopf
- 22
- Plasma-Schneidestrahl
- 23
- Zuführleitung
- 24
- Handstück
- 25
- Schaft
- 3
- Hitzeschild
- 4
- Führungsschablone
- 41
- Öffnung der Führungsschablone
- 42
- Mittelteil
- 5
- Entwässerungsöffnung
- 6
- Entwässerungskasten
- 7
- Entwässerungsrinne