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Patent Searching and Data


Title:
SLEEPER PAD FOR DRY CONCRETE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/201761
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pad (10) for a concrete body (12), in particular for a sleeper, comprising a resilient plastics layer (20) having an upper side, and comprising a fibre layer (14) arranged on the upper side of the resilient plastics layer (20) and connected to the resilient plastics layer (20). The fibre layer (14), on its upper side facing away from the plastics layer (20), has in particular groove-like indentations (16), which have a base situated between the upper side of the fibre layer (14) and the upper side of the plastics layer (20) and flanks protruding from the base. The fibre layer (14) is reinforced in its edge regions (22) adjacent to the flanks.

Inventors:
ACHLER RAINER (DE)
GÄRLICH HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/059394
Publication Date:
October 24, 2019
Filing Date:
April 12, 2019
Export Citation:
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Assignee:
RST RAIL SYSTEMS AND TECH GMBH (DE)
International Classes:
E01B3/46
Domestic Patent References:
WO2011110669A12011-09-15
WO2011110669A12011-09-15
WO2011033122A12011-03-24
Foreign References:
AT505117A12008-10-15
EP1298252B12006-06-07
EP1298252B12006-06-07
EP2545219B12014-11-05
DE3220768A11983-12-08
DD262795A51988-12-14
Attorney, Agent or Firm:
DOMPATENT VON KREISLER SELTING WERNER - PARTNERSCHAFT VON PATENTANWÄLTEN UND RECHTSANWÄLTEN MBB (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Besohlung für einen Betonkörper, insbesondere für eine Bahnschwelle, mit

einer eine Oberseite aufweisenden elastischen Kunststoffschicht (20) und

einer auf der Oberseite der elastischen Kunststoff Schicht (20) ange- ordneten sowie mit der elastischen Kunststoffschicht (20) verbunde- nen, Fasern aufweisenden Faserschicht (14),

wobei die Faserschicht (14) auf ihrer der Kunststoffschicht (20) ab- gewandten Oberseite Vertiefungen (16) aufweist, die einen in einer Höhe zwischen der Oberseite der Faserschicht (14) und der Obersei- te der Kunststoffschicht (20) liegenden Boden (24) und von diesem aufragende Flanken aufweisen, wobei die Faserschicht (14) in ihren die Flanken der Vertiefungen (16) bildenden und/oder in ihren an die Flanken der Vertiefungen (16) angrenzenden Randbereichen (22) und/oder an den Böden (24) der Vertiefungen (16) verfestigt ist und/oder wobei die Faserschicht (14) verfestigte Bereiche (26) aufweist, die sich von der Kunststoff Schicht (20) bis zur Oberseite der Faserschicht (14) erstrecken.

2. Besohlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Böden (24) der Vertiefungen (16) in Höhe der Oberseite der Kunststoffschicht (20) liegen.

3. Besohlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser- schicht (14) einen die Faserschicht (14) begrenzenden, umlaufenden Randbereich aufweist, der verfestigt ist.

4. Besohlung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfestigung von Bereichen (26) der Faserschicht (14) ther- misch oder durch Applikation eines Klebers (28) erfolgt.

5. Besohlung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (16) nutartig sind.

6. Besohlung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht (14) eine Wirrfaserschicht ist.

7. Verwendung einer Besohlung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bei ei- nem Betonkörper (12), wobei in den Frischbeton, der ggf. relativ tro- cken ist, die Sohle (10) mit der Oberseite ihrer Faserschicht zum Frisch- beton weisend eingebracht, eingedrückt, eingerüttelt o.dgl. eingebettet wird.

Description:
Schwellensohlen für trockenen Beton

Die Erfindung betrifft eine Besohlung für einen Betonkörper, insbesondere für eine Bahnschwelle, die bewehrt, schlaff- bewehrt oder auch nicht-bewehrt ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Körper um einen Spannbetonkör- per.

Bei bekannten Verbundsystemen zwischen textilen Faserstrukturen und Be- ton, wie zum Beispiel bei der Besohlung von Bahnschwellen aus Spannbeton bzw. Beton sind technische Lösungen bekannt, bei denen Fasern mit den Betonkonstruktionen kraftschlüssig verbunden werden (siehe EP-B-1 298 252 und EP-B-2 545 219 oder WO-A-2011/110669).

Bei einigen bekannten Systemen werden zum Beispiel elastische Kunststoff- schichten mittels einer Wirrfaserschicht an der Unterseite von Bahnschwellen fixiert, indem die textile Wirrfaserschicht sowohl in oder auf der Kunststoff- schicht verklebt oder verschweißt ist als auch im Beton durch Einbindung der Fasern in den Zementmörtel oder einen separat aufgetragenen Verbundstoff, z.B. Kleber, verbunden (eingebettet) ist.

Als Wirrfaserschichten zur Verbindung zwischen den als Beispiel benannten Bahnschwellen und einer elastischen Schwellenbesohlung werden z.B. Vliese verwendet.

Die Mehrzahl bekannter Vliese und auch anderer Verbindungsmedien wie z.B. Geogitter verfügen bei Beton mit einem geringen Wasser-Zement-Faktor nur über eingeschränkte Eigenschaften zur kraftschlüssigen, die Funktionalität ei- nes Verbundes uneingeschränkt gewährleistenden Applikation. Es können nämlich zwischen dem Verbindungsmedium (z.B. Vlies) und Beton Fehlstellen auftreten, die zum Beispiel das gewünschte, definierte Elastizitätsverhalten beeinträchtigen und die bei Wasserzutritt zu Pumpeffekten führen sowie die bahnseitig geforderten Abreißfestigkeiten nicht vollflächig gewährleisten. Bekannte Vliese und vliesähnliche Wirrfasermaterialien (Verbindungsmedien) erlauben bei der vibrationsunterstützten Applikation auf relativ trockenem Frischbeton der Schwellen nur ein eingeschränktes Eindringen der Zement- Wasser-Suspension in das Verbindungsmedium.

Aus WO-A-2011/033122 ist eine wasserdichte Membran bekannt. In DE-A-32 20 768 ist ein Verfahren zum Herstellen von mit einer strukturierten Dekor- schicht versehenen Formteilen aus Faservliesen beschrieben. Aus DD-A-262 795 ist ein Verfahren zur Herstellung von Matten für Reinigungszwecke be- kannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Besohlung für einen Betonkörper, insbe- sondere für eine Bahnschwelle zu schaffen, die sich mit größerer Zuverlässig- keit auch dann mit dem Betonkörper verbindet, wenn dieser aus einem relativ trockenen Frischbeton hergestellt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Besohlung für einen Betonkörper, insbesondere für eine Bahnschwelle vorgesehen, die versehen ist mit

einer eine Oberseite aufweisenden elastischen Kunststoffschicht und einer auf der Oberseite der elastischen Kunststoffschicht angeordneten sowie mit der elastischen Kunststoffschicht verbundenen Wirrfaser- schicht,

wobei die Wirrfaserschicht auf ihrer der Kunststoff Schicht abgewandten Oberseite insbesondere nutartige Vertiefungen aufweist, die einen zwi- schen der Oberseite der Wirrfaserschicht und der Oberseite der Kunst- stoffschicht liegenden Boden und von diesem aufragende Flanken auf- weisen,

wobei die Wirrfaserschicht in ihrem an die Flanken angrenzenden Berei- chen verfestigt, insbesondere thermisch verfestigt ist.

Der Erfindung liegt die Kenntnis zu Grunde, dass die (z.B. Wirr-)Faserschicht örtlich verfestigt sein sollte, um an diesen verfestigten Stellen auch in relativ trockenen Frischbeton "eingerüttelt" werden zu können. Dabei ist nicht zwin- gend erforderlich, dass die Bereiche um die verfestigten Wirrfaserschichtstel- len vertieft sind. Vorzugsweise aber werden diese verfestigten Bereiche längs der Flanken von insbesondere nutartigen Vertiefungen ausgebildet.

Unter "Verfestigung" wird im Rahmen dieser Erfindung ein Verbinden der an- einanderliegenden Fasern verstanden. Diese Verbindung kann thermisch in- duziert sein, indem die aneinanderliegenden Faserschlaufen und Faserenden der Wirrfaserschicht bereichsweise erhitzt werden, anschmelzen und sich beim Abkühlen verbinden. Eine Verfestigung kann aber ebenso gut durch bei- spielsweise örtlichen Kleberauftrag erfolgen, der dann durch die Wirrfaser- schicht hindurch nach unten verläuft und die erfassten Fasern durch Verbin- dung untereinander verfestigt.

Vorzugsweise wird aber die Verfestigung durch thermische Behandlung real i- siert. Dies hat neben der eigentlichen Verfestigung auch den Vorteil, dass die Wirrfaserschicht in den thermisch behandelten Bereichen schmilzt und auf diese Weise Vertiefungen entstehen. Als besonders zweckmäßig hat sich her- ausgestellt, über die Wirrfaserschicht mit Hilfe eines beheizten Gegenstands, beispielsweise mit Hilfe eines Lötkolbens, zu fahren, wobei nutartige Vertie- fungen entstehend, deren Böden in Höhe der Oberseite der unter der Wirrfa- serschicht befindlichen Kunststoffschicht liegen. Alternativ kann auch mit Heißluft gearbeitet werden, um die Fasern zu "verschmelzen".

Der Vorteil der örtlichen Verfestigung der Wirrfaserschicht ist es nun, dass die Wirrfaserschicht in diesen verfestigten Bereichen einfacher und zuverläs- siger in relativ trockenen Frischbeton eindringen kann und zwar insbesondere durch "Rütteln". Die außerhalb von Vertiefungen bzw. anderweitig zwischen verfestigten Wirrfaserschichtbereichen liegenden Zonen der Wirrfaserschicht, innerhalb derer diese ihr Wirrfaserverhalten, also ihre Nachgiebigkeit beibe- hält, werden nun sozusagen mit in den relativ trockenen Frischbeton "hinein- gezogen". Diesbezüglich ist es von Vorteil, wenn der Abstand benachbarter verfestigter Bereiche im Bereich einiger weniger Zentimeter, beispielsweise im Bereich von einem bis zehn Zentimetern, einem bis fünf Zentimetern und insbesondere einem bis drei Zentimeter liegen. Somit sind die Bereiche zwi- sehen verfestigten Stellen der Wirrfaserschicht vorzugsweise ein bis zehn Zentimeter, ein bis fünf Zentimeter oder ein bis drei Zentimeter breit.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Böden der Vertiefungen in Höhe der Oberseite der Kunststoff- schicht liegen.

Ferner ist es zweckmäßig, dass die Wirrfaserschicht einen die Wirrfaser- schicht begrenzenden, umlaufenden Randbereich aufweist, der thermisch verfestigt ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verfestigung thermisch oder durch Applikation eines Klebers erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Besohlung für einen Betonkörper und

Fig. 2 die an einem Betonkörper angebundene Besohlung nach Fig. 1

In Fig. 1 ist eine Sohle 10 für die Besohlung eines Betonkörpers 12 (siehe Fig. 2), bei dem es sich um eine Bahnschwelle handeln kann, gezeigt.

Aus der Erkenntnis, dass die Eigenfeuchtigkeit des Frischbetons unter defi- nierbaren Rezepturbedingungen die Faserschicht 14 der Sohle 10 nicht aus- reichend durchdringt, wird die Faserschicht 14 durch geometrisch definierte Vertiefungen 16 (Prägungen) und Strukturveränderungen in Form von Verfes- tigungen, d.h. durch Versteifungen der Fasern 18 derart modifiziert, dass für jede technisch mögliche Betonkonsistenz ein anforderungsgerechter Verbund verfügbar ist (siehe Fig. 1).

Die flächig auf die elastische Kunststoffschicht 20 (z.B. als Elastomerplatte ausgebildet) der Sohle 10 applizierte Faserschicht 14 wird erfindungsgemäß durch geometrisch definierte Vertiefungen 16 (Prägungen) derart strukturiert, dass auf den verbleibenden erhabenen Faserschichtbereichen 19 und/oder an deren an die Vertiefungen 16 angrenzenden Rändern 22 bei Applikation des Betons eine höhere Steifigkeit der Faserschicht (höhere Flächenpressung) ge- geben ist. Damit sind die Ränder 22 der verbleibenden Faserschichtbereiche 19 verfestigt, so dass über diese bei vibrationsunterstützter Applikation der Sohle des Frischbetons ein punktuell erhöhter Feuchtigkeitsbereich in der Betonober- fläche entsteht, und zwar auch bei vergleichsweise trockenem Frischbeton, und damit bisher nicht verfügbare Verbindungspotentiale zwischen den Medien "Be- ton" und "Faserschicht" erschlossen werden. Auch die Böden 24 der Vertiefun- gen 16 können auf diese Weise verfestigt sein.

Bei den als Schwellenbesohlung bezeichneten unterseitigen elastischen Be- schichtungen von Bahnschwellen aus Beton bzw. Spannbeton wird das elas- tische Material der Kunststoffschicht 20 mit die Faserschicht 14 bildenden oder aufweisenden Fasermatten mit vorgebbaren Fasereigenschaften einge- schmolzen bzw. verschmolzen oder aufgeklebt.

Diese Faserschicht 14 verfügt nach einseitiger Anbindung (z.B. etwa hälftiger Einbindung) an das elastische Material der Kunststoffschicht 20 über einen nicht eingebundenen und damit von der Kunststoff Schicht 20 aufragenden Faseranteil zur Anbindung an, d.h. Einbettung in die Betonschwelle (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Bei 26 ist ein verfestigter Bereich der Faserschicht 14 gezeigt, der z.B. durch Auftrag von Kleber 28 und damit durch eine stoffschlüssige Verbindung be- nachbarter Fasern der Faserschicht 14 gebildet ist.

Der freie Faseranteil besteht aus Faserenden und Faserschlingen 30. Diese werden beim Auflegen auf den Frischbeton zum Herstellen einer in der Scha- lung befindlichen Betonschwelle vom Zementleim umschlossen und führen zu einer Grundfestigkeit der Anbindung.

Diese Grundfestigkeit ermöglicht bei optimalen Betonkonsistenzen Abreißfes- tigkeiten zwischen dem Beton und der elastischen Materialsohle von etwa 0,3 N/mm 2 bis 0,5 N/mm 2 . Diese Werte liegen im Normbereich der technischen Anforderungen von Bahnbetreibern und deren Regelwerken, können aber bei extrem trockenem Beton nicht mit der erforderlichen Zuverlässigkeit gewähr- leistet werden.

Bei einer erfindungsgemäßen Strukturierung der Faserschicht 14 wird diese innerhalb ihres nicht in die elastische Kunststoff Schicht 20 eingebundenen Fa- seranteils, also innerhalb ihrer auf der Kunststoffschicht 20 aufliegenden Schichtdicke (überstehende Faserbeschichtung) beispielhafterweise im Ab- stand von ca. 1 cm durch thermische Prägung entfernt, so dass die Vertiefun- gen 16 entstehen; die Ränder 22 der Faserschicht 14 werden hierbei beispiel- hafterweise thermisch verfestigt. Die Geometrie der hierbei entstehenden räumlichen Struktur aus verbleibenden Fasern, Bereiche ohne Fasern und der verfestigten Bereiche richtet sich nach der Betonzusammensetzung, dessen Konsistenz und dem verfahrensspezifisch unterschiedlichen Vibrationseintrag bei der Applikation auf Frischbetonflächen.

Die Verfestigung von Faserbereichen erfolgt vorzugsweise durch thermische Behandlung der Fasern, wodurch benachbarte Fasern bereichsweise miteinan- der "verschweißt" werden. Die lokal erzeugten Verfestigungen der Faserschicht erlauben es, dass sich die Faserschicht in den Frischbeton einarbeitet, wenn die Sohle 10 in den Frischbeton des Betonkörpers 12 hineingedrückt (gegebe- nenfalls vibrationsunterstützt) wird (Fig. 2). Versuche und Probeanwendungen haben gezeigt, dass Abreißfestigkeiten er- reicht werden, deren Maximalwerte etwa das Doppelte herkömmlicher Mess- ergebnisse betrugen und die als Minimalwerte solche von etwa 50 % über den bekannten Normwerten gewährleisteten. BEZUGSZEICHENLISTE

10 Sohle

12 Betonkörper

14 Faserschicht

16 Vertiefungen

18 Fasern

19 Faserschichtbereiche

20 Kunststoffschicht

22 Ränder

24 Böden

26 verfestigte Bereiche

28 Kleber

30 Faserschlingen