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Dokumentenidentifikation DE20220631U1 25.03.2004
Titel Fahrweg für spurgeführte Fahrzeuge
Anmelder Lichius, Lina, 66123 Saarbrücken, DE
Vertreter Boeters & Lieck, 80538 München
DE-Aktenzeichen 20220631
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 25.03.2004
Registration date 19.02.2004
Application date from patent application 12.02.2002
File number of patent application claimed PCT/EP02/01440
IPC-Hauptklasse E01B 25/30

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrwegträger zur Ausbildung eines Fahrweges für spurgeführte Fahrzeuge, insbesondere für Magnetschwebebahnen, mit einer den Fahrzeugen im Betriebszustand zugewandten Oberseite, zwei seitlichen, quer zur Fahrweglängsrichtung zueinander in einem vorgegebenen Abstand angeordneten und längs dieser verlaufenden Befestigungsflächen zur Befestigung von Funktionsbauteilen, und mit einer Unterseite, die auf einer Unterkonstruktion oder ebenerdig auflegbar ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf Dübel zur Verwendung bei solchen Fahrwegträgern.

Spurgeführte Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge, wie z. B. Magnetschwebebahnen, benötigen für ihren Betrieb Fahrwege mit sehr engen Toleranzen. Die Fahrwege sind aus in einer Reihe hintereinander angeordneten, einzelnen Fahrwegträgern zusammengesetzt, die aus Spannbeton oder Stahl hergestellt sind. An den in Fahrweglängsrichtung verlaufenden Seitenflächen der Fahrwegträger werden sogenannte Funktionsbauteile befestigt, zu denen im Fall der Magnetschwebebahn beispielsweise Führungs- und Trageinrichtungen, das Statorpaket und die Antriebswicklung gehören. Bei Spannbetonträgern sind die Funktionsbauteile in den Beton eingegossen. Bei Stahlträgern sind sie mit der Stahlkonstruktion verschweißt. Um die hohen Toleranzanforderungen für den Fahrweg insgesamt zu erfüllen, müssen nicht nur die Funktionsbauteile sehr maßgenau hergestellt werden, sondern auch die Fahrwegträger.

Zur Erzielung der Abmessungsgenauigkeiten bei den Spannbeton- und Stahlträgern werden diese vor dem Anbringen der Funktionsbauteile mechanisch bearbeitet. Dieses muss aufgrund der großen Abmessungen der Träger in großen Sonderwerken erfolgen und läßt sich nur mit dem Einsatz von aufwendigen Vorrichtungen, mit großen teueren Bearbeitungsmaschinen und mit vielen manuellen Korrekturarbeitsgängen realisieren.

Damit ist diese Genaubearbeitung außerdem auch ortsgebunden, sodass hohe Kosten für den Transport der fertig bearbeiteten Träger zum Einbauort auftreten können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Fahrweg für spurgeführte Fahrzeuge bei Einhaltung sehr enger Toleranzen wirtschaftlicher herzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Fahrwegträger der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass er aus einem Grundträger und davon getrennt hergestellten Fahrbahnplatten aus Stahl gebildet ist, die auf den Grundträger auflegbar und auf diesem befestigbar sind, wobei die Oberseiten der Fahrbahnplatten die Oberseite des Fahrwegträgers bilden und die Unterseite des Grundträgers die Unterseite des Fahrwegträgers bildet, dass die Breite jeder Fahrbahnplatte dem vorgegebenen Abstand der Befestigungsflächen entspricht und jede Fahrbahnplatte diese Befestigungsflächen ausbildet, und dass jede Fahrbahnplatte in Fahrweglängsrichtung jeweils kürzer ist als der Grundträger und an ihren quer zur Fahrweglängsrichtung verlaufenden Seiten Kupplungselemente aufweist, mit denen benachbarte Fahrbahnplatten in Form scharnierartiger Gelenke miteinander verbindbar und im noch nicht auf dem Grundträger befestigten Zustand gegeneinander um eine Verschwenkachse verschwenkbar sind, die längs der Fahrbahnplattenebene verläuft.

Die Ausbildung des Fahrwegträgers als Grundträger und davon getrennt hergestellten Fahrbahnplatten, die kürzer als der Grundträger und aus Stahl hergestellt sind, bringt gegenüber den bekannten Fahrwegträgern erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile. So ermöglicht die Trennung und eine relativ kurze Ausbildung von einzelnen Fahrbahnplatten aus Stahl, dass diejenigen Teile, an die die Funktionsbauteile angebaut werden und die daher die hohen Toleranzanforderungen erfüllen müssen, in ihren Abmessungen üblichen Stahlbauteilen entsprechen und daher auch auf üblichen Bearbeitungsmaschinen, insbesondere CNC-Fräs/Bohrwerken, genau und endbearbeitet werden können. Zudem ist die Konservierung in üblichen Konservierungsanlagen möglich. Die genau bearbeiteten Fahrbahnplatten können auf dem Grundträger relativ zu diesem in solchen Grenzen variabel befestigt werden, dass für den Grundträger keine erhöhten Toleranzanforderungen mehr gestellt werden müssen. Alle materialspezifischen Einflüsse bei den Grundträgern, wie Kriechen und Schwinden beim Beton oder das Schrumpfen und die Verformung beim Schweißen, haben einen erheblich geringeren Einfluss auf die Toleranzen in der Ebene der Funktionsbauteile und somit auf den Fertigungsablauf.

Die im Beton- oder Stahlbau üblichen Toleranzen werden mit den genau bearbeiteten Fahrbahnplatten aus Stahl ausgeglichen. Somit sind weder für die Herstellung der Fahrbahnplatten noch für die Herstellung der Grundträger Spezialwerke notwendig; vielmehr können sie in üblichen und auch in mehreren unterschiedlichen Beton- und Stahlbaubetrieben hergestellt werden, wodurch wesentlich kürzere Bauzeiten als bisher realisierbar sind. Es ist eine Massenproduktion der Fahrbahnplatten und der Grundträger möglich, und dieses ohne jede Ortsgebundenheit, so daß mit fortschreitendem Bau des Fahrweges die jeweiligen Herstellerwerke gewechselt werden können und somit die Transportwege zum Einbauort möglichst gering gehalten werden.

Die systembedingten engen Maßtoleranzen für jeden einzelnen Fahrwegträger sind dadurch erreichbar, dass die Fahrbahnplatten aus Stahl in voller Fahrwegbreite hergestellt und mechanisch genau bearbeitet werden können. Die Fahrbahnplatten werden im Werk komplett auf Breite, Länge und zur Aufnahme der Funktionsbauteile bearbeitet. Die Toleranzen für die Befestigungsfläche bzw. Funktionsebene des Führungs-, des Antriebs- und des Tragsystems sind somit ohne nennenswerte Differenzen zu erreichen.

Die Kupplungselemente sichern den verlangten Toleranzübergang von Fahrbahnplatte zu Fahrbahnplatte in Höhe, Breite und Länge. Jede Kupplungsverbindung wird entsprechend dem Innen- bzw. Außendurchmesser des jeweiligen Fahrwegabschnittes auf Maß bearbeitet. Da die Fahrbahnplatten durch diese Kupplungselemente bzw. scharnierartigen Gelenke miteinander verbindbar sind, wird eine sehr einfache Montage der Fahrbahnplatten auf den Grundträgern erreicht. Lediglich die erste Fahrbahnplatte muss hinsichtlich ihrer Lage in allen Richtungen und Winkeln des Raumes ausgerichtet und eingemessen werden. Die folgenden Fahrbahnplatten werden ähnlich wie ein Kettenglied mit der vorherigen Fahrbahnplatte scharnierartig verbunden, sodass die Fahrbahnplatte nur noch um eine Verschwenkachse relativ zur vorherigen Fahrbahnplatte verschwenkbar und ansonsten zwangsgeführt ist. So muss die zu montierende Fahrbahnplatte nur in ihre korrekte Höhenlage um die Verschwenkachse verschwenkt werden, um insgesamt ihre vorgegebene Solllage einzunehmen. Da jede einzelne Fahrbahnplatte maßgenau bearbeitet ist, einschließlich des Abstandes und der Form der Befestigungsflächen für die Funktionsbauteile sowie der quer zur Fahrweglängsrichtung verlaufenden Ränder mit den Kupplungselementen, sind mit dem Ankuppeln einer Fahrbahnplatte an die vorherige Fahrbahnplatte bis auf die Toleranzen bezüglich der Höhenlage alle anderen Toleranzen erfüllt. Durch die mechanisch genau bearbeitete, zwangsgeführte Verbindung der einzelnen Fahrbahnplatten entsteht die Fahrbahn in der vorgeschriebenen Fahrweggeometrie und in den vorgeschriebenen Toleranzanforderungen.

Die für spurgebundene Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge, wie z. B. Magnetschwebebahnen, gestellten Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit sind auf jeder Trasse zu realisieren. Dadurch, dass die Fahrbahnplatten getrennt vom Grundträger und relativ kurz ausgebildet sind, können Fahrwege auch auf jeder bereits bestehenden Verkehrstrasse realisiert werden. Sind die für die Fahrbahnplatten angepassten Grundträger bzw. Fundamente geschaffen, kann die Fahrbahnplatte montiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Grundträger aus Stahlbeton oder Spannbeton hergestellt. Bei diesem Werkstoff ist die Schallemission relativ gering.

Dabei weist der Grundträger vorteilhafterweise in seiner Oberseite Dübel-Muttern auf, in die im aufgelegten Zustand einer Fahrbahnplatte zur Übertragung einer Schub- und Zugkraft zwischen Fahrbahnplatte und Grundträger Dübel-Schrauben eingreifen, die in den Dübel-Muttern verschraubbar sind. Hierdurch können die Fahrbahnplatten auf einfache Weise mit dem Grundträger Schub- und zugfest verbunden werden.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Grundträger auch vorteilhafterweise aus Stahl hergestellt sein, beispielsweise als Stahlschweißteil oder als Stahlgussschweißteil. Diese Werkstoffe weisen eine hohe Dauerfestigkeit auf.

Vorzugsweise werden in diesem Fall die Grundträger mit den Fahrbahnplatten verschraubt.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung sind die Fahrbahnplatten als Schweißteil, als Gusseil oder als Schweißgussteil hergestellt. Diese Variabilität sichert eine möglichst gute Anpassung an die jeweiligen spezifischen Erfordernisse für die Fahrbahnplatten sowie an die jeweiligen gegebenen Fertigungsmöglichkeiten. So ist mit fortschreitender Hautätigkeit ein problemloser Wechsel in der Herstellung der Fahrbahnplatten möglich, falls dieses aufgrund der Nähe zu einem vorhandenen Fertigungswerk vor Ort sinnvoll erscheint.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Fahrbahnplatten für einen geraden Fahrwegabschnitt alle rechtwinklig und gleich lang. Auf diese Weise ist eine Serienproduktion möglich, die die Fertigungskosten weiter verringert.

Vorteilhafterweise sind die Fahrbahnplatten für einen gekrümmten Fahrwegabschnitt trapezförmig ausgebildet, wobei die quer zur Fahrweglängsrichtung verlaufenden Ränder unter einem jeweils vorgegebenen Winkel zur Fahrweglängsrichtung geneigt verlaufen. Mit diesen Maßnahmen kann ein Radius im Fahrweg sowie jede gewünschte Querneigung auf einfache Weise erzielt werden.

Vorzugsweise sind die Fahrbahnplatten etwa 2800 mm breit und bis etwa 3000 mm lang. Damit erstreckt sich jede Fahrbahnplatte über die volle übliche Fahrwegbreite für Magnetschwebebahnen. Eine Länge der Fahrbahnplatten bis etwa 3 m gewährleistet zum einen eine gute Handhabbarkeit bei der Genaubearbeitung der Befestigungsflächen und der Kupplungselemente, da sie auf vorhandenen Bearbeitungsmaschinen üblicher Größe bearbeitet werden können. Zum anderen können die Fahrbahnplatten einen Polygonzug ausbilden, ohne die Genauigkeitsanforderungen zu verletzen, da die Radius- und Neigungsänderungen auf einer Länge von etwa 3000 mm vernachlässigbar gering sind.

Vorteilhafterweise weist jede Fahrbahnplatte auf ihrer Oberseite vier Messpunkte auf, die jeweils nahe einer Ecke der Fahrbahnplatte angeordnet sind. Hierdurch kann auf einfache Weise die Lage jeder Fahrbahnplatte vermessen werden. So ist mit geringem Aufwand feststellbar, ob die jeweilige Fahrbahnplatte ihre Solllage bereits erreicht hat oder nicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die scharnierartigen Gelenke Bolzen, besonders bevorzugt konische Bolzen, auf. So ist auf einfache Weise die hohe Genauigkeit erzielbar, mit der die engen Toleranzvorgaben leichter einzuhalten sind. Auch der Montageaufwand wird hierdurch beträchtlich verringert.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist jede Fahrbahnplatte in ihrer Oberseite Aussparungen auf, in denen Solarzellen befestigbar sind. Hierdurch kann Strom erzeugt werden und so z. B. eine Magnetschwebebahn kostengünstiger betrieben werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Grundträger Teil eines bereits vorhandenen Bauwerkes, insbesondere eines Gebäudes. Mit dieser Maßnahme können erfindungsgemäße Fahrwegträger auch beispielsweise in einem Bahnhofsbereich ausgebildet werden, insbesondere bereits bestehende Bahnhöfe genutzt werden.

Die Erfindung umfasst auch Dübel mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Durch die Ausbildung der ringförmigen Vertiefung um die Öffnung der Sack-Gewindebohrung herum und das Eingreifen des Dübel-Schaftes in diese Vertiefung wird beim Anziehen der Dübel-Schraube der Dübel-Schaft in die Vertiefung hineingezogen. Er bildet dort eine in Schubrichtung formschlüssige Verbindung aus, die hohe Schubkräfte übertragen kann.

Vorzugsweise verläuft dabei die radial innenliegende Wandung der Vertiefung zu deren Öffnung hin radial einwärts konisch. Eine spielfreie Anlage des Dübel-Schaftes an der Wandung wird dadurch gewährleistet.

Bevorzugt weist das zweite Ende des Dübel-Schaftes eine radial nach außen vorragende Verdickung auf. Hierdurch wird eine erhöhte Aufnahme von Zug- bzw. Abhebekräfte erreicht.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung weist die Innenwandung des Dübel-Schaftes ein Innengewinde auf, das mit dem Außengewinde einer Schraube in Schraubeingriff bringbar ist, wobei der Außendurchmesser des Gewindeteils der Schraube größer ist als der Außendurchmesser der Sack-Gewindebohrung. Mit diesen Maßnahmen kann eine sogenannte Abpress-Schraube in den Dübel-Schaft eingeschraubt werden, wenn die Dübel-Schraube entfernt wurde. Mit Hilfe der Abpress-Schrauben kann die Fahrbahnplatte vom Grundträger einen Spalt abgehoben werden.

Mit erfindungsgemäßen Fahrwegträgern kann ein Fahrweg für spurgeführte Fahrzeuge wie nachfolgend beschrieben hergestellt werden.

Die Grundträger und Fahrbahnplatten können als separate Bauteile zur Baustelle an ihren Einbauort transportiert werden. Zunächst wird dann der erste Grundträger in seine Solllage gebracht. Danach wird auf diesem Grundträger die erste Fahrbahnplatte verlegt, d. h. in ihre Solllage gebracht und in dieser Solllage auf dem Grundträger befestigt. Die folgenden Fahrbahnplatten werden zu ihrer Montage mit der jeweils vorherigen Fahrbahnplatte an den scharnierartigen Gelenken gelenkig verbunden. Hierdurch werden die Fahrbahnplatten zwangsläufig in ihre Sollposition verbracht, mit Ausnahme ihrer Höhenlage bzw. Längsneigung. Diese wird durch Verschwenken um die Verschwenkachse gegenüber der vorherigen Fahrbahnplatte bestimmt. Die Fahrbahnplatten sind somit bis auf ihre Längsneigung durch die Ankupplung an die vorherige Fahrbahnplatte zwangsgeführt, wodurch der Montageaufwand deutlich verringert wird. In dieser Ausführungsform werden also die Grundträger separat verlegt und später auf diesen die Fahrbahnplatten verlegt.

Alternativ kann jeder Grundträger mit einer entsprechenden Anzahl von Fahrbahnplatten auch in einem Werk bereits zu einem Fahrwegträger vormontiert werden. Hierzu ist es notwendig, dass auf jedem Grundträger eine erste Fahrbahnplatte verlegt wird, d. h. in allen drei räumlichen Richtungen und Winkeln eingemessen wird. Die weiteren auf dem jeweiligen Grundträger zu verlegenden Fahrbahnplatten werden dann an die jeweils vorhergehende Fahrbahnplatte scharnierartig angelenkt und anschließend in ihre Soll-Höhenlage bzw. Soll-Längsneigung verschwenkt und auf dem Grundträger befestigt. Die vorgefertigten Fahrwegträger, d. h. die einzelnen Grundträger mit den jeweils auf ihnen verlegten und befestigten Fahrbahnplatten, werden dann zum Einbauort transportiert und dort in ihrer Solllage montiert. Denkbar ist hierbei auch, dass die benachbarten Fahrbahnplatten benachbarter Fahrwegträger erst vor Ort auf den Grundträgern verlegt und auf diesen befestigt werden.

Unabhängig von den beschriebenen Alternativen kann vor dem Verlegen der Fahrbahnplatten auf den Grundträgern zumindest ein Teil der Funktionsbauteile an den Befestigungsflächen der Fahrbahnplatten befestigt werden. Die Herstellung des Fahrweges wird hierdurch weiter vereinfacht. Da die Fahrbahnplatten im noch separaten Zustand leicht handhabbar sind, können sie ohne weiteres in eine für die Befestigung der Funktionsbauteile günstige Lage gebracht oder gar zu den Funktionsbauteilen hin transportiert werden, was den Montageaufwand erheblich verringert.

In einem Fahrweg für spurgeführte Fahrzeuge, der aus erfindungsgemäßen Fahrbahnplatten aus Stahl hergestellt ist, wobei die Scharniergelenke durch Bolzen gebildet werden, können die Fahrbahnplatten ausgewechselt werden. Die vom Unterbau unabhängige Herstellung der Fahrbahnplatten aus Stahl macht es möglich, passgenau jeden Fahrweg zu verlegen, Paßstücke einzusetzen und schadhafte Teile auszutauschen. Durch Tiefkühlen der einzuwechselnden Fahrbahnplatten werden temperaturbedingte Zwängungskräfte zu den benachbarten Fahrbahnplatten weitestgehend verringert, sodass die Reibungskräfte, die beim Einsetzen der einzuwechselnden Fahrbahnplatte überwunden werden müssen, ebenfalls möglichst gering sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Fahrwegträger längs Linie I-I in 2;

2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht längs Linie II-II in 1;

3 eine Teil-Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Fahrwegträgers längs Linie III-III in 4;

4 eine Draufsicht auf Fahrbahnplatten eines erfindungsgemäßen Fahrwegträgers;

5 eine Teil-Querschnittsansicht im Bereich einer Dübel-Mutter und Dübel-Schraube;

6 eine Teil-Querschnittsansicht im Bereich einer Dübel-Mutter und Abpress-Schraube.

In den Figuren ist als Ausführungsbeispiel ein Fahrwegträger 1 für eine Magnetschwebebahn dargestellt. Er weist einen Grundträger 2 und darauf befestigte, separat hergestellte Fahrbahnplatten 3 auf.

Grundträger 2 und Fahrbahnplatten 3 für einen geraden Fahrwegabschnitt sind in der Regel im Querschnitt zu einer Vertikalachse 4 und in Fahrweglängsrichtung zu einer Längsachse 5 symmetrisch.

Der Grundträger 2 ist aus Spannbeton hergestellt und weist an seiner Oberseite 6 Dübel-Muttern 32 auf, in die Dübel-Schrauben 33 eingeschraubt sind. Diese Dübel-Schrauben 33 werden mit einem Zweitbeton 34 vergossen, um die Fahrbahnplatten 3 auf dem Grundträger 2 zug- und schubfest zu befestigen. Diese Befestigung wird weiter unten näher beschrieben.

Der Grundträger 2 kann beispielsweise ein Einfeld- oder ein Zweifeldträger sein. Seine Länge ist vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches der Länge einer Fahrbahnplatte 3 bzw. so ausgelegt, dass über einem Grundträgerstoß auch immer ein Fahrbahnplattenstoß angeordnet ist.

Entsprechend der Trassenführung werden die Grundträger 2 als gerader Grundträger oder mit einem vorgegebenen Radius und mit vorgegebener Querneigung hergestellt.

Die in den Figuren dargestellten Fahrbahnplatten 3 sind Stahlschweißkonstruktionen. Die Oberseite 8 einer Fahrbahnplatte 3 bildet ein Fahrbahnblech 9, das im dargestellten Fall einer Fahrbahnplatte 3 für einen geraden Fahrwegabschnitt im wesentlichen rechtwinklig und im Fall einer Fahrbahnplatte für einen gekrümmten Fahrwegabschnitt im wesentlichen trapezförmig ausgebildet ist. An den quer zur Fahrweglängsrichtung verlaufenden Querrändern 10 ist jeweils ein Rücksprung 11 angeordnet, der sich beidseits der Längsachse 5 bzw. Symmetrielinie über insgesamt etwa die halbe Plattenbreite bis jeweils in etwa zu den äußeren Viertelspunkten erstreckt.

An beiden in Fahrweglängsrichtung verlaufenden Längsrändern 12 des Fahrbahnbleches 9 ist jeweils ein in Fahrweglängsrichtung sich erstreckendes durchgehendes Seitenblech 13 angeschweißt, dessen der Fahrbahnplatte 3 abgewandte Außenseite eine Befestigungsfläche 14 für Funktionsbauteile ausbildet.

Solche Funktionsbauteile sind z. B. das Statorpaket, die Antriebswicklung, Führungs- und Trageinrichtungen.

In einem vorgegebenen Abstand einwärts von den Seitenblechen 13 ist parallel zu diesen jeweils eine Längssteife 15 an die Unterseite 16 des Fahrbahnbleches 9 geschweißt. Diese Längssteifen 15 weisen einen Steg 17 sowie einen Untergurt 18 auf. Jeder Untergurt 18 ist als sogenanntes Statorprofil ausgebildet. Zwischen jedem Untergurt 18 und benachbartem Seitenblech 13 sind in vorgegebenen Abständen Bindebleche 19 geschweißt, die die Stabilität und Formtreue der Seitenbleche 13 gewährleisten.

An ein Ende jedes Steges 17 der Längssteifen 15 ist ein Paar sich in Querrichtung gegenüberliegende Laschen 20 geschweißt, die über den Querrand 10 des Fahrbahnbleches 9 hinausragen und mit in Querrichtung verlaufenden, miteinander fluchtenden Durchgangsbohrungen versehen sind, durch die ein Bolzen 21 hindurchgesteckt werden kann. Das jeweils andere Ende des Steges 17 der Längssteifen 15 ragt ebenfalls über den zugehörigen Querrand 10 des Fahrbahnbleches 9 hinaus und ist mit einer in Querrichtung verlaufenden Durchgangsbohrung versehen, durch die ebenfalls ein Bolzen 21 durchsteckbar ist. Sämtliche Durchgangsbohrungen eines Querrandes 10 fluchten miteinander.

Im verlegten bzw. montierten Zustand der Fahrbahnplatten 3 ragen die überstehenden Stege 17 der Längssteifen 15 zwischen die beiden Laschen 20 der benachbarten Fahrbahnplatte 3 soweit hinein bzw. legt sich das Laschenpaar 20 beidseitig an den jeweiligen Steg 17 der benachbarten Fahrbahnplatte 3 soweit an, dass die Durchgangsbohrungen der Laschen 20 und der Stege 17 miteinander fluchten und jeweils ein Bolzen 21 durch die Durchgangsbohrungen eines Laschenpaars 20 und eines Steges 17 hindurchgesteckt werden kann.

Dabei kann der Bolzen 21 zur leichteren Einführung und besseren Zentrierung konisch ausgebildet sein. An seinem dem Inneren der Fahrbahnplatten 3 jeweils zugewandten Ende weist er einen Kopf 22 auf, der zur Anlage an die ihm zugewandte Lasche 20 kommt. Das andere, dem Seitenblech 13 bzw. der Außenseite der Fahrbahnplatte 3 jeweils zugewandte Ende ist mit einem Schraubgewinde versehen, auf das eine Mutter 23 aufgeschraubt wird. Der Bolzen 21 wird mit einem vorgegebenen Drehmoment festgezogen.

In einem vorgegebenen Abstand von den Querrändern 10 des Fahrbahnbleches 9 sowie in Fahrweglängsrichtung gesehen in der Mitte sind an die Unterseite 16 der Fahrbahnbleche 9 Quersteifen 24 angeschweißt. Diese Quersteifen 24 weisen ebenfalls einen Steg 25, der an das Fahrbahnblech 9 angeschweißt ist, und einen Untergurt 26 auf. Steg 25 und Untergurt 26 der Quersteifen 24 sind an Steg 17 bzw. Untergurt 18 der Längssteifen 15 angeschweißt.

Zwischen jeweils zwei Quersteifen 24 und den Längssteifen 15 ist in dem Fahrbahnblech 9 eine rechteckige Aussparung bzw. Öffnung 27 ausgebildet. In den unter diesen Öffnungen 27 ausgebildeten Hohlräumen sind die Dübel-Muttern 32 und Dübel-Schrauben 33 angeordnet. Durch die Öffnungen 27 hindurch wird der darunterliegende Hohlraum mit Beton ausgegossen, um die Dübel-Schrauben 33 zu vergießen und gleichzeitig die Schallemission zu verringern. Dabei können in diesen Öffnungen 27 auch zusätzliche Bauteile untergebracht werden, wie beispielsweise Solarzellen für den Betrieb der Magnetschwebebahn.

Die Verdübelung ist in 5 dargestellt. In die Oberseite 6 des Grundträgers 2 sind im Bereich der Öffnungen 27 in einer vorgegebenen Anordnung eine vorgegebene Anzahl Dübel-Muttern 32 einbetoniert. In ihrer Oberseite weist jede Dübel-Mutter 32 eine Gewindebohrung 35 auf, in die ein mit einem Außengewinde 36 versehenes Ende der Dübel-Schraube 33 einschraubbar ist. Das andere Ende der Dübel-Schraube 33 ist mit einem Kopf 37 versehen.

In ihrer Oberseite weist jede Dübel-Mutter 32 weiterhin eine ringförmige Vertiefung 38 auf, in die das untere Ende eines Dübel-Schaftes 39 eingreift. Der Dübel-Schaft 39 weist an seinem oberen Ende eine erste Verdickung 40 auf, die mit ihrer Oberseite eine Auflagefläche für den Kopf 37 der Dübel-Schraube 33 ausbildet.

In der Nähe seines unteren Endes weist der Dübel-Schaft 39 eine zweite, ringförmige, radial nach außen vorstehende Verdickung 41 auf, die im einbetonierten Zustand – wie auch die erste Verdickung 40 – eine Zugverankerung nach oben, d. h. gegen Abheben ausbildet.

Die erste Verdickung 40 ragt radial über den Kopf 37 der Dübel-Schraube 33 hinaus und ist auf ihrer radial außenliegenden Fläche mit einem Außengewinde 42 versehen, das mit einer mit Innengewinde 43 versehenen Dübel-Hülse 44 in Schraubeingriff steht. Durch geeignetes Verdrehen der Dübel-Hülse 44 wird deren Oberseite 45 so eingestellt, dass sie mit der Oberseite des zu gießenden Zweitbetons 34 bündig ist.

Im mittleren Bereich seiner Längserstreckung weist der Dübel-Schaft 39 ein Innengewinde 46 auf, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Dübel-Schraube 33, so dass diese 33 problemlos durch diesen Bereich mit Innengewinde 46 hindurchgesteckt werden kann.

Dieses Innengewinde 46 ist dazu vorgesehen, mit dem Außengewinde 47 einer Abpress-Schraube 48 in Schraubeingriff zu kommen. Der Außendurchmesser des Gewindteiles der Abpress-Schraube 48 ist größer als der äußere Durchmesser der Gewindebohrung 35 in der Dübel-Mutter 32, so dass die Abpress-Schraube 48 auf der Oberseite der Dübel-Mutter 32 zur Anlage kommt.

Zum Auswechseln einer Fahrbahnplatte 3 werden die Dübel-Schrauben 33 aus den Dübel-Schäften 39 entfernt und in diese die Abpress-Schraube 48 eingeschraubt. Durch Einschrauben der Abpress-Schraube 48 bis zur Anlage an die Dübel-Muttern 32 und anschließendes Weiterschrauben hebt sich die Fahrbahnplatte 3 von dem Grundträger 2 ab, sodass ein Spalt 49 entsteht.

Das Fahrbahnblech 9 weist in seiner Oberseite 8 über den Kreuzungspunkten der Längssteifen 15 und der außenliegenden Quersteifen 24 jeweils einen Messpunkt 28 auf, also insgesamt vier Messpunkte 28, um die Fahrbahnplatte 3 konkret einmessen zu können.

In einem vorgegebenen Abstand von der nach innen gewandten Seite der Längssteifen 15 sind unter den Quersteifen 24 in der Oberseite 6 des Grundträgers 2 Auflagebleche 29 angeordnet, die über Verankerungselemente 7 im Grundträger 2 verankert sind. Die Verankerungselemente 7 sind als Ankerschlaufen ausgebildet, die jeweils auf dem Auflageblech 29 angeschweißt sind. Zur Aussteifung in diesem Bereich bzw. zur Lasteinleitung der Auflagekraft in die Quersteife 24 sind oberhalb der Ankerschlaufen 7 an die Oberseite des Untergurtes 26 und an den Steg 25 der Quersteife 24 Aussteifungsbleche 30 angeschweißt.

Zwischen den Längssteifen 15 können in den Quersteifen 24 an geeigneten Stellen noch weitere Aussteifungs- bzw. Lasteinleitungsbleche eingeschweißt sein, vorzugsweise an den Stellen, wo örtliche Spannungsspitzen auftreten können, wie z. B. am Rand des Grundträgers 2 oder in der Mitte.

Im dargestellten Beispiel beträgt die Breite der Fahrbahnplatte 3 von Außenseite bis Außenseite bzw. von Befestigungsfläche 14 bis Befestigungsfläche 14 2800 mm. Die Länge einer Fahrbahnplatte 3 zwischen den Gelenkpunkten bzw. Bolzenachsen beträgt 3000 mm. Die Höhe von Unterkante Seitenblech 13 bis Oberseite Fahrbahnblech 9 beträgt 328 mm.

Nachfolgend wird die Herstellung eines Fahrweges mit den oben beschriebenen Fahrwegträgern 1 näher erläutert. In einem ersten Verfahren werden die Grundträger 2 und Fahrbahnplatten 3 getrennt zum Einbauort transportiert und erst dort zusammengefügt. In einer zweiten Alternative werden die Grundträger 2 und Fahrbahnplatten 3 in einem Werk zu vorgefertigten Fahrwegträgern 1 zusammengefügt, die im vorgefertigten Zustand zum Einbauort transportiert werden.

In beiden Fällen ist das Zusammenfügen von Grundträger 2 und Fahrbahnplatten 3 grundsätzlich gleich. Der Unterschied besteht darin, dass bei der zweiten Möglichkeit die erste Fahrbahnplatte 3 auf jedem Grundträger 2 für sich neu komplett eingemessen werden muss, d. h. in allen drei räumlichen Richtungen und Winkeln, während bei der ersten Möglichkeit nur die allererste Fahrbahnplatte 3 auf dem ersten Grundträger 2 komplett eingemessen werden muss, da alle folgenden Fahrbahnplatten 3 gelenkig an die vorhergehende angeschlossen werden können und somit zwangsgeführt sind, auch bei einem Übergang von einem Grundträger 2 auf den nächsten (bereits verlegten) Grundträger 2. Allerdings kann es erforderlich sein, dass in vorgegebenen Abständen die Bolzen 21 aus den Kupplungverbindungen entfernt werden, um im Betriebszustand Zwängungskräfte in Fahrweglängsrichtung zu vermeiden.

Wenn die Grundträger 2 und Fahrbahnplatten 3 getrennt zum Einbauort transportiert werden, wird zunächst der erste Grundträger 2 in seiner Solllage ebenerdig oder auf Pfeilern montiert. Danach können weitere Grundträger 2 im Anschluss an den ersten montiert und zugleich auf dem ersten Grundträger 2 die erste Fahrbahnplatte 3 verlegt werden.

Diese erste Fahrbahnplatte 3 wird mit Hilfe ihrer vier Messpunkte 28 in allen drei räumlichen Richtungen und Winkeln so eingemessen, dass sie in ihrer Solllage liegt. Dabei sind Fahrbahnplatten 3 und Grundträger 2 durch eine Trennfolie 50 getrennt, die auf der Oberseite der Grundträger 2 aufliegt. Die Dübel-Schrauben 33 werden durch die Dübel-Schäfte 39 hindurchgesteckt und in die Dübel-Muttern 32 auf der Oberseite 6 des Grundträgers 2 eingeschraubt, wobei sie die Trennfolie 50 durchstoßen, und mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen. Um die Fahrbahnplatte 3 auf dem Grundträger 2 zu befestigen, werden die Dübel-Schrauben 33 und Dübel-Schäfte 39 durch die Öffnungen 27 hindurch mit Ortbeton oder einem geeigneten Befestigungsmaterial vergossen. Jede folgende Fahrbahnplatte 3 wird an die bereits verlegte vorherige Fahrbahnplatte 3 gelenkig angeschlossen, indem jeweils ein Bolzen 21 durch die Durchgangsbohrungen jedes Laschenpaars 20 und Längssteifen-Steges 17 der einander zugewandten Enden benachbarter Fahrbahnplatten 3 gesteckt wird. Dieser Bolzen 21 wird durch die längliche Öffnung 31, die durch die Rücksprünge 11 in den Fahrbahnblechen 9 benachbarter Fahrbahnplatten 3 gebildet wird, in die Durchgangsbohrungen der Laschen 20 und Stege 17 der Längssteifen 15 gesteckt. Dann wird von der jeweiligen Außenseite her eine Mutter 23 auf das Schraubgewinde jedes Bolzen 21 aufgeschraubt und jeder Bolzen 21 mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen.

Die Befestigungsflächen 14 und die Kupplungselemente, d. h. die Durchgangsbohrungen in den Laschen 20 und in den Stegen 17 der Längssteifen 15 sowie die Bolzen 21, sind auf üblichen Bearbeitungsmaschinen genau bearbeitet, um die vorgegebenen Abmessungen mit den vorgegebenen Toleranzen zu erreichen.

Die Fahrbahnplatten 3 sind somit ähnlich wie die Glieder einer Kette gelenkig miteinander verbunden.

Durch diese scharnierartige Gelenkverbindung benachbarter Fahrbahnplatten 3 wird die jeweils folgende Fahrbahnplatte 3 durch die vorherige Fahrbahnplatte 3 bis auf ihre Höhenlage bzw. Längsneigung zwangsgeführt eingebaut, sodass bei der Montage lediglich noch diese Längsneigung durch ein entsprechendes Verschwenken um die Gelenk- bzw. Bolzenachse eingestellt und mit Hilfe der vier Meßpunkte 28 eingemessen werden muss. Durch die mechanisch bearbeitete, zwangsgeführte Verbindung der einzelnen Stahlfahrbahnplatten 3 entsteht der Fahrweg in der vorgeschriebenen Fahrweggeometrie und in den vorgeschriebenen Toleranzanforderungen.

Alternativ können die Fahrwegträger 1 in einem Werk jeweils einzeln vormontiert werden, indem in derselben Weise, wie vorstehend beschrieben, die Fahrbahnplatten 3 auf den noch voneinander getrennten Grundträgern 2 verlegt und befestigt werden. Wie bereits oben erwähnt, muss dabei auf jedem Grundträger 2 die erste Fahrbahnplatte 3 komplett eingemessen werden. Die jeweils nachfolgenden Fahrbahnplatten 3 können dann wieder zwangsgeführt eingebaut werden. Die auf diese Weise vorgefertigten Fahrwegträger 1 werden zum Einbauort gebracht und dort jeweils in ihrer Solllage montiert.

Das Auswechseln von erfindungsgemäßen Fahrbahnplatten (3) aus Stahl in einem aus diesen hergestellten Fahrweg für spurgeführte Fahrzeuge, insbesondere Magnetschwebebahnen, wobei die Scharniergelenke durch Bolzen (21) gebildet werden, kann erfolgen durch:

  • a) Herausnehmen der Bolzen (21) aus den Gelenkverbindungen; b) Lösen der auszuwechselnden Fahrbahnplatte (3) von dem Grundträger (2);
  • c) Entfernen der auszuwechselnden Fahrbahnplatte (3); d) Tiefkühlen der einzuwechselnden Fahrbahnplatte (3);
  • e) Auflegen der einzuwechselnden Fahrbahnplatte (3) auf den Grundträger (2);
  • f) Erwärmenlassen der eingewechselten Fahrbahnplatte (3). g) Einsetzen der Bolzen (21) in die Gelenkverbindungen zu den benachbarten Fahrbahnplatten (3);
  • h) Befestigen der eingewechselten Fahrbahnplatte (3) auf dem Grundträger (2).

Anspruch[de]
  1. Fahrwegträger zur Ausbildung eines Fahrweges für spurgeführte Fahrzeuge, insbesondere für Magnetschwebebahnen, mit einer den Fahrzeugen im Betriebszustand zugewandten Oberseite, zwei seitlichen, quer zur Fahrweglängsrichtung zueinander in einem vorgegebenen Abstand angeordneten und längs dieser verlaufenden Befestigungsflächen zur Befestigung von Funktionsbauteilen, und mit einer Unterseite, die auf einer Unterkonstruktion oder ebenerdig auflegbar ist, dadurch gekennzeichnet ,

    dass er aus einem Grundträger (2) und davon getrennt hergestellten Fahrbahnplatten (3) aus Stahl gebildet ist, die auf den Grundträger (2) auflegbar und auf diesem befestigbar sind, wobei die Oberseiten (8) der Fahrbahnplatten (3) die Oberseite des Fahrwegträgers (1) bilden und die Unterseite des Grundträgers (2) die Unterseite des Fahrwegträgers (1) bildet,

    dass die Breite jeder Fahrbahnplatte (3) dem vorgegebenen Abstand der Befestigungsflächen (14) entspricht und jede Fahrbahnplatte (3) diese Befestigungsflächen (14) ausbildet, und dass jede Fahrbahnplatte (3) in Fahrweglängsrichtung jeweils kürzer ist als der Grundträger (2) und an ihren quer zur Fahrweglängsrichtung verlaufenden Seiten Kupplungselemente (20, 21, 17) aufweist, mit denen benachbarte Fahrbahnplatten (3) in Form scharnierartiger Gelenke miteinander verbindbar und im noch nicht auf dem Grundträger (2) befestigten Zustand gegeneinander um eine Verschwenkachse verschwenkbar sind, die längs der Fahrbahnplattenebene verläuft.
  2. Fahrwegträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) aus Stahlbeton oder Spannbeton hergestellt ist.
  3. Fahrwegträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) in seiner Oberseite (6) Dübel-Muttern (32) aufweist, in die im aufgelegten Zustand einer Fahrbahnplatte (3) zur Übertragung einer Schubkraft zwischen Fahrbahnplatte (3) und Grundträger (2) Dübel-Schrauben (33) eingreifen können, die in den Dübel-Muttern (32) verschraubbar sind.
  4. Fahrwegträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) als Stahlschweißteil oder als Stahlgussschweißteil hergestellt ist.
  5. Fahrwegträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) mit den Fahrbahnplatten (3) verschraubt ist.
  6. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnplatten (3) als Schweißteil, als Gussteil oder als Schweißgussteil hergestellt sind.
  7. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnplatten (3) für einen geraden Fahrwegabschnitt alle rechtwinklig und gleich lang sind.
  8. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnplatten (3) für einen gekrümmten Fahrwegabschnitt trapezförmig ausgebildet sind, wobei die quer zur Fahrweglängsrichtung verlaufenden Ränder (10) unter einem jeweils vorgegebenen Winkel zur Fahrweglängsrichtung geneigt verlaufen.
  9. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnplatten (3) etwa 2800 mm breit und bis etwa 3000 mm lang sind.
  10. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fahrbahnplatte (3) auf ihrer Oberseite (8) vier Messpunkte (28) aufweist, die jeweils nahe einer Ecke der Fahrbahnplatte (3) angeordnet sind.
  11. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die scharnierartigen Gelenke Bolzen (21) aufweisen.
  12. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fahrbahnplatte (3) in ihrer Oberseite (8) Aussparungen (27) aufweist, in denen Solarzellen befestigbar sind.
  13. Fahrwegträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) Teil eines bereits vorhandenen Bauwerkes ist.
  14. Fahrwegträger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) Teil eines Gebäudes ist.
  15. Dübel zum schubfesten Verbinden eines vorgefertigten Betonbauteils mit einem auf einer seiner Flächen in Ortbeton gegossenen Bauteil, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrwegträger nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 6 bis 14 in Verbindung mit Anspruch 3, mit

    einer Dübel-Mutter (32), die eine Sack-Gewindebohrung (35) und eine um diese herum verlaufende ringförmige Vertiefung (38) aufweist und zum Einbetonieren in die eine Fläche des vorgefertigten Hauteils vorgesehen ist,

    einer Dübel-Schraube (33), deren eines Ende mit einem Außengewinde (36) versehen ist und mit der Sack-Gewindebohrung (35) eine Schraubverbindung ausbildet und deren anderes Ende einen radial überstehenden Kopf (37) aufweist, und mit einem hohlen, zylinderförmigen Dübel-Schaft (39), dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Außengewindes (36) der Dübel-Schraube (33) und der ein erstes Ende, das in die Vertiefung (38) einlegbar ist, und ein zweites Ende (40) aufweist, das eine Auflagefläche für den Kopf (37) der Dübel-Mutter (32) ausbildet, wobei der Dübel-Schaft (39) zum Vergießen in Ortbeton vorgesehen ist.
  16. Dübel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innenliegende Wandung der Vertiefung (38) zu deren Öffnung hin radial einwärts konisch verläuft.
  17. Dübel nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende des Dübel-Schaftes (39) eine radial nach außen vorragende Verdickung (40) aufweist.
  18. Dübel nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Dübel-Schaftes ein Innengewinde (46) aufweist, dass mit dem Außengewinde (47) einer Schraube (48) in Schraubeingriff bringbar ist, wobei der Außendurchmesser des Gewindeteils (47) der Schraube (48) größer ist als der Außendurchmesser der Sack-Gewindebohrung (35).
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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