DE10319775A1

DE10319775A1 - Isolierung für Schienen

Info

Publication number: DE10319775A1
Application number: DE2003119775
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Dipl.-Ing. Frottier (ETH); Horst Dr.-Ing. Eilmes
Original assignee: SEDRA ASPHALT TECHNIK BERLIN B; SEDRA ASPHALT TECHNIK BERLIN BRANDENBURG GmbH
Current assignee: SEDRA ASTEC HERMSDORF GMBH, 07629 HERMSDORF, DE
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isolierung für Schienen eines einerdbaren Gleises, insbesondere Straßenbahngleis, sowie die Verwendung von Glimmer. Der Glimmer wird als Streustromisolierung verwendet und ist zwischen der Oberfläche der Schiene und der Umgebung als glimmerhaltiges Isoliermaterial gegen Schall- oder Vibrationsübertragung, z. B. eine Schicht aus dem Material, angeordnet in einer Dicke von 0,1 - 2 mm. DOLLAR A Der Glimmer wird entweder als Anstrich auf die Schiene aufgebracht oder als Schicht aus flexiblem Band ausgebildet und um die Schiene gelegt. Ebenso kann Glimmer als Oberflächenschicht oder Beimischung eines einbaufertigen Kammerfüllkörpers und/oder einer Schienenunterlage angewendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Isolierung für Schienen eines einerdbaren Gleises, insbesondere Straßenbahngleis sowie die Verwendung von Glimmer
Seit über 70 Jahren wird versucht, Schienen für spurgeführte Fahrzeuge mit Isolierungen zur Dämpfung des Lärmes der von den befahrenen Schienen, insbesondere den Schienenstegen ausgeht ( US-A 1 771 078 ), zu bestücken. Vorgeschlagen wurde seinerzeit, derartige Isolierkörper für die Laschenkammern, gegebenenfalls mit ebensolchen Unterlegteilen für den Schienenfuß verbunden, durch Vergießen von Bitumen, Harz, Gummi und verschiedenen Beimischungen wie faserigem Material wie Filz, Holzwolle herzustellen.
Kammerfüllkörper sind auch in einer hauseigenen "Technische Mitteilung Nr. 7.4/11.92" der Sedra GmbH, Wiesbaden aus 1992 dargestellt. Berichtet wird darin, dass für Straßenbahnen im städtischen Nahverkehr neben der Vermeidung von Erschütterungen und Lärmentwicklung durch entsprechenden elastischen vertikalen Aufbau der Gleislagerung, der Wirtschaftlichkeit für die horizontale Lagerung, d.h. die Abstützung der Pflasterung oder Wege zum Oberbau hin Rechnung zu tragen ist. Daher werden traditionell auch Betonkammersteine unterschiedlicher Größe eingesetzt oder die Schienenkammern mit Mörtel ausgegossen.
In der deutschen Zeitschrift "Verkehrstechnik", Heft 1, 1933, Ullstein-Verlag, Berlin, ist in einem Aufsatz von Bohnenberger: "Neuer Weg zur Verminderung von Gleisunterhaltungskosten " ein Füllstein aus tonrohrartigem Material oder Füllbeton erwähnt, der unter Zwischenfügung einer bituminösen Angussmasse, die schienenfußseitig und schienenstegseitig auf dem aus anorganischen Material bestehenden Körper aufgebracht wird, in die Schienenkammer, das ist der Bereich zwischen Schienenkopf, Schienensteg und Schienenfuß, eingebracht wird. Dadurch bilde sich zwischen Schiene und Stein ein absolut wasserdichter und fester Verband. Der Einfachheit halber wird dabei nur eine in die beidseitigen Schienenkammern passende Form des Tonsteines verwendet und die restliche Kammer mit der bitumenartigen Angussmasse, gegebenenfalls mit Splitt aufgefüllt, aufgefüllt.
Es ist auch eine stabilisierte Fugenverfüllung zwischen einer Straßendecke und einer Schiene von straßenbündigen Gleisen unter Verwendung von Abdeckplatten als Deckenschluss bekannt ( DE-A 42 04 802 ), bei der der durch die Schienenkammer und die Abdeckplatte gebildete Hohlraum durch Einbringen einer sackartigen Hüllfolie ausgelegt und diese Hüllfolie zunächst mit Beton bis zur Schienenkopfunterkante ausgepresst und letztlich mit einem Fugenverguss bis zur Oberkante der Schiene beziehungsweise Abdeckplatte ausgefüllt wird.
In den bisher zitierten Veröffentlichungen wurde im Wesentlichen versucht eine Schalldämmung oder die Entkopplung der Körperschallschwingungen zu erzielen, bei Verwendung preiswerter Bau- oder Füllstoffe. Bei der Anwendung für Straßenbahngleise, insbesondere im Zusammenhang mit Rillenschienen, haben die Füllkörper neben der Funktion der Körperschalltrennung zu dem umgebenden Straßenbaumaterial und sollen als Basis für den Verguss der Schienen bis zur Schienenoberkante dienen, um eine Lücke zwischen dem der Schiene benachbarten Pflaster bis zur Schiene hin zu verschließen. Aus diesen Gründen ist auch das dazu verwendete Vergussmaterial sehr elastisch gestaltet, um Eindringen von Wasser zu behindern.
Mit der WO00/0987 wurde vorgeschlagen, einen Füllkörper aus im Wesentlichen reinem ungefülltem Polyurethan mit wasserdichter Haut als preiswerten Füllkörper zu verwenden. Durch seine Wasserdichtigkeit wirkt er im Gegensatz zu den Formsteinen aus Beton oder Mörtel elektrisch isolierend, insbesondere gegenüber Streuströmen.
Diese Anforderung wird wegen der Gleisrückmeldesysteme oder möglichem Lochfraß in Kombination mit Oberflächenwässern, die als Elektrolyte wirken, heute häufig erhoben und kann nach dem Stand der Technik nur durch teure Kunststoffteile verwirklicht werden.
Mit der DE-A 40 04 208 wurde vorgeschlagen, Teile sehr preiswert aus mit Polyurethan gebundenen Gummiteilen mit einer Shore-Härte D 80 herzustellen und speziell für Straßenbahnschienen zu verwenden. Aus dem Material können stangenartige Formteile hergestellt werden, die eine den Kammern des Straßenbahnschienenprofils angepasste Form aufweisen, wobei die Formteile vorzugsweise als Stangen von ca. 500 mm Länge und mit Aussparungen für die mit der Schiene verbundenen Bauteile versehen sind. Die Formteile können auch mit Nut und Feder versehen sein, um sie miteinander formschlüssig zu koppeln. Der Kammerstein aus dem mehrkomponentigem Material auf Polyurethanbasis unter Beimischung von Gummi weist gute schwingungsdämpfende Eigenschaften auf und kann zudem 100%-ig recycelt werden, ist jedoch gegenüber den Betonkammersteinen teuer. Man erreicht damit eine relativ dicht zu verlegende Isolierung, die jedoch nicht immer preiswert herstellbar ist.
Mit der DE 199 13 029 A1 und der WO 01/53606 A1 wurde letztlich vorgeschlagen, preiswerte Betonkammersteine und Gummi oder Kunststoffwerkstoffe als Teilumhüllung zur Isolierung miteinander zu kombinieren.
Als Glimmer werden eine ganze Reihe alkalihaltiger Aluminiumhydrosilikate mit Schichtengitter bezeichnet, z.B. Muscovit, Serizit, Paragonit, Phlogopit, Biotit mit wechselnden Gehalten an Kalium, Natrium, Magnesium, Eisen und Fluor.
Glimmer ist als ein hochwertiger mineralischer Isolierstoff mit guten Isoliereigenschaften bekannt. Er wird unter anderem für die Hauptisolation von Hochspannungsmaschinen eingesetzt. Es werden hauptsächlich Glimmerpapiere als Basismaterial verwendet, die zur Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit mit Kunstharzen und geeigneten Trägern – wie Glasgeweben, Folien oder Vliesen – verbunden werden. Harzreiche Glimmerbänder werden häufig im Resin-Rich-Verfahren (Heißpressen), harzarme oder poröse Glimmerbänder im VPI-Verfahren (Vakuum-Druck-Imprägnierung) verarbeitet.
Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine leicht einzubauende, gegenüber dem Stand der Technik jedoch effektivere und einfach herzustellende Isolierung gegen Streuströme vorzuschlagen, die jedoch mit bekannten Körpern mit guten Dämmungs- und Dämpfungseigenschaften gegen Schall bzw. Vibration kombinierbar ist.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
Bei einer gattungsgemäßen Isolierung wird zwischen der Oberfläche der Schiene und der Umgebung, z.B. dem Erdreich oder Steinpflaster glimmerhaltiges Isoliermaterial eingebracht zur Streustromisolierung. Es kann auch mit weiterem Isoliermaterial gegen Schall- oder Vibrationsübertragung eine Schicht aus glimmerhaltigem Material angeordnet werden, die zwischen 0,1–2 mm, vorzugsweise knapp 1 mm dick ist.
Alternativ kann diese Schicht als Anstrich auf die Schiene aufgebracht werden oder als flexibles Band ausgebildet sein, welches um dien Schienfuß sich in beide Laschenkammern, vorzugsweise bis seitlich des Schienenkopfes, erstreckt, sodass eine vollständige Umhüllung des eingeerdeten Bereichs der Schiene möglich ist.
In der Regel wird aus einer Kombination von Glasgewebe bzw. Polyesterfolie + Glimmerpapier, mit variablem Harzgehalt eine Folie oder ein Band erstellt, das leicht verarbeitbar ist und sich flexibel um die Schiene legen lässt.
Ein Beispiel für derartige Folien ist das Produkt „Flexibelmikante" oder „Mikafolium" der Firma SEGLIWA, Wiesbaden, DE. Andere Hersteller bieten ähnliche Produkte, bisher jedoch nur zur Isolierung von Elektrogeräten oder als temperaturbeständige Dichtungen in Automobilen.
Verarbeitet wird dabei der häufig vorkommende Glimmer der Typen Muskovit oder Phlogopit.
Andererseits kann die Isolierung in Form einer Folie als Oberflächenschicht eines handelsüblichen Kammerfüllkörpers z.B. gemäß der DE-A 40 04 208 und/oder einer handelsüblichen Schienenunterlage ausgebildet sein.
Da auch die Glimmerbänder mit Hilfe von Harzen hergestellt werden, ergibt sich zwischen den Bändern und den Kammerfüllkörpern eine hohe Affinität mit entsprechend guter Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit des Produktes.
In einer weiteren Variante wird das Glimmerband oder der Glimmer direkt auf die Oberfläche des Isoliermaterials, z.B. einen Kammerfüllkörper, durch thermische Behandlung, gegebenenfalls unter Beifügung von einer geringen Menge Harz wie Epoxidharz, aufgebracht.
Letztlich haben die Erfinder festgestellt, dass Glimmer derartigem Isoliermaterial direkt bei der Herstellung des Isolierkörpers als Füllmaterial eingebracht werden kann, wobei vorzugsweise weniger als 20% Volumenanteil Verwendung fanden.
Eine derartige Verwendung von Glimmer bzw. Glimmerfolien ist neu und in seiner Wirkung insbesondere in Kombination mit Isolierungen gegen Schall und Vibrationen am Straßenbahngleis überraschend.
In einem Versuch wurde auch ein Material „Mikafolium Rubitherm" der Firma SEGLIWA GmbH, Wiesbaden, DE in 0,21 mm Dicke benutzt. Die Folie wurde aus einem Glimmerpapier mit Glasgewebe unter Beimischung von Epoxiharz verpresst. Es wurden gegenüber dem Stand der Technik mit der Isolierung zufrieden stellende Werte der Isolierung gegen Streustrom an der Schiene erzielt.
Mit einer schematischen Zeichnung soll die Erfindung noch veranschaulicht werden.
Es zeigen:
1 eine Glimmerfolie bei der erfindungsgemäßen Anbringung an einer Schiene;
2 einen Kammertüllkörper mit der erfindungsgemäßen Isolierung.
Ein Teil einer Rillen-Schiene eines Straßenbahngleises wird in 1 gezeigt. Eine Glimmerfolie 1 des Typs „Flexibelmikante" mit einer Dicke von 1 mm ist als Band mit einer Breite von 1 m ausgebildet. Die Folie 1 wird auf der Baustelle um den Schienenfuß 4 gelegt und erstreckt sich entlang des Schienenstegs 3 durch die Laschenkammern 5 bis zu den Seiten des Schienkopfes 2, d.h. bis zur Oberfläche des später die Schiene umgebenden Erdreiches oder ähnlicher Einbaustoffe.
Nicht dargestellt ist, dass im Zuge des Baufortschrittes eine Schienenunterlage den Schienenfuß und Kammerfüllkörper die Laschenkammern gegen Schall isolierend in situ eingebracht werden.
In 2 ist ein einbaufertiger ähnlicher Kammerfüllkörper 6 zu sehen, der jedoch schon werksseitig oder in situ mit einer Oberflächenschicht aus einer Glimmerfolie 11 versehen wurde.

Claims

Isolierung für Schienen eines einerdbaren Gleises, insbesondere Straßenbahngleis, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberfläche der Schiene (2–4) und der Umgebung der Schiene glimmerhaltiges Isoliermaterial gegen Schall- oder Vibrationsübertragung angeordnet ist.
Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das glimmerhaltige Material als Schicht (1) ausgebildet ist.
Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schicht (1) 0,1–2 mm dick ist.
Isolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (1) als Anstrich auf die Schiene (2–4) aufgebracht ist.
Isolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (1) als flexibles Band ausgebildet ist.
Isolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (1) als Oberflächenschicht (11) eines Kammerfüllkörpers (6) und/oder einer Schienenunterlage ausgebildet ist.
Isolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Glimmer dem Isoliermaterial (1, 11) oder Kammerfüllkörper (6) beigemischt ist.
Isolierung nach der Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Glimmer vorzugsweise in einer Menge von weniger als 20 Volumen verwendet wird.
Verwendung von Glimmer als Isoliermaterial (1, 11) für einerdbare Schienen eines Gleises für spurgeführte Fahrzeuge zur Isolierung der Schienen (2–4) gegen Streuströme.