DE2360826C2 - Vorrichtung zum Abstützen, Ausrichten und/oder Nivellieren eines Bauteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abstützen, Ausrichten und/oder Nivellieren eines Bauteiles auf einer Unterlage mit mindestens einer aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden und mit Ausnehmungen versehenen Platte, auf deren Oberseite das Bauteil aufliegt, und einem an der Unterseite der Platte vorgesehenen flächenförmigen Heizelement, wobei die Platte bei Erwärmung mittels des Heizelements oberhalb einer bestimmten Temperatur fließfähig ist und unter Einwirkung der Bauteillast ihre Plattendikke vermindert.

Bei der Errichtung von Brücken, Schienenstrecken oder beim Aufstellen von Maschinen müssen die Bauteile eine bestimmte Lage oder ein bestimmtes Niveau in bezug auf den Untergrund einnehmen. Da es von der praktischen Ausführung her kaum möglich ist, ein Bauteil oder eine Maschine sogleich in der benötigten Paßlage aufzustellen, wird gewöhnlich so vorgegangen, daß zunächst das Bauteil oder die Maschine in einer ungefähren Paßlage aufgestellt wird und daß dann die Feineinteilung oder -ausrichtung aufgeführt wird. Bei sehr schweren Maschinen oder unzugänglichen bzw. nur schwer zugänglichen Aufstellorten, wie es beispielsweise bei dem Verlegen von Schienenstrecken auftritt, verwendet man Richtplatten, die zwischen der Maschine bzw. dem Bauteil und der Unterlage angeordnet und in ihrer Dicke soweit reduziert werden, daß die gewünschte Ausrichtung der Maschinen bzw. des Bauteiles erreicht wird.

Aus der DE-OS 17 50140 ist eine Richtplatte zur Abstützung schwerer Körper wie Bauelemente bekannt, die aus einem harten, zähen Kunststoffmaterial wie Polyvinylchlorid besteht, das bei Normaltemperatur dem Druck eines auf der Platte ruhenden Bauelementes ohne Deformation widersteht. Die bekannte Richtplatte weist an der Ober- und Unterseite in gleichmäßigen Abständen parallele Querrippen sowie eine aus einem mäariderförmig verlegten Widerstandsdraht bestehende und in das Kunststoffmaterial der Richtplatte über die gesamte Länge eingebettet elektrische Heizvorrichtung auf. Zum Ausrichten des auf der Richtplatte angeordneten Bauelementes wird ein Strom bestimmter Intensität durch den elektrischen Widerstandsdraht geleitet, so daß die Temperatur in der Richtplatte erhöht wird und das thermoplastische Kunststoffmaterial in einen plastischen Zustand übergeht, so daß die Richtplatte ihre anfängliche Tragfähigkeit verliert und das Bauelement nivelliert werden kann. Nach der

zo anschließenden Aushärtung des thermoplastischen Kunststoffmaterials sitzt das betreffende Bauelement fest und ausgerichtet auf der betreffenden Richtplatte.

Infolge der vollständigen Einbettung der elektrischen Heizvorrichtung in dem thermoplastischen Kunststoff der Richtplatte wird bei Erwärmung des in die thermoplastischen Kunststoffplatte eingelegten Heizleiters zunächst die unmittelbare Umgebung des Heizleiters erwärmt, so daß aufgrund der noch nicht erwärmten, sich in Dickenrichtung anschließenden Materials fließfähiges Material zunächst nur an den Rändern der Kunststoffplatte austreten kann, bis das gesamte, zwischen den Stegen vorhandene Material erwärmt und fließfähig ist. Erst dann ist ein Materialaustritt auch in die Hohlräume zwischen den Stegen möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abstützen, Ausrichten und/oder Nivellieren eines Bauteiles mit einer Richtplatte zu schaffen, bei der bei gleicher Heizleistung wie bei der

^o bekannten Vorrichtung eine schnellere Dickenreduzierung über die gesamte Fläche sowie eine definierte Dickenreduzierung der thermoplastischen Kunststoffplatte unter weitgehender Sicherstellung der Verhinderung des Materialaustritts an den Rändern der Platte gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausnehmungen in der Ebene des Heizelementes beginnen und sich zur Oberseite hin erstrecken.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird sichergestellt, daß infolge der Erwärmung des Heizleiters die unmittelbar auf dem Heizleiter bzw. dem Heizelement aufliegenden Materialbereiche erwärmt werden und sich aufgrund sich aufgrund der zwischen den Materialbereichen vorgesehenen Ausnehmungen in diese Ausnehmungen fließen können. Dadurch ist mit Beginn der Erwärmung des Heizleiters eine definierte Dickenreduzierung der thermoplastischen Kunststoffplatte unter weitgehender Sicherstellung der Verhinderung des Materialaustritts an den Rändern der Platte gewährleistet und somit bei gleicher Heizleistung eine schnellere Dickenreduzierung über die gesamte Fläche der Richtplatte gegenüber der bekannten Vorrichtung erreichbar.

Im Anwendungsfall wird die Vorrichtung unter einem mindestens teilweise zu unterstützenden Bauteil angeordnet, das auf einem speziellen Niveau installiert werden soll. Anschließend wird elektrischer Strom durch die elektrische Heizeinrichtung geleitet, die

daraufhin die thermoplastische Kunststoffplatte erwärmt, erweicht oder mindestens teilweise zum Schmelzen bringt Der erweichte oder teilweise geschmolzene Kunststoff setzt dem Eigengewicht des einzunivellierenden Bauelementes weniger Widerstand entgegen, so daß das Bauelement abwärts sinkt und gleichzeitig die Platte zusammendrückt Wenn das einzupassende Bauelement in dem erforderlichen Ausmaß abgesenkt wurde, wird der Strom durch die Heizeinrichtung unterbrochen, woraufhin die thermoplastische Kunststoffplatte abkühlt und aushärtet

Werden mehrere einzelne Richtplatten benutzt, so kann zweckmäßig eine einzige Stromquelle zur Versorgung der elektrischen Heizeinrichtungen in den verschiedenen Vorrichtungen vorgesehen werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, für jede thermoplastische Kunststoffplatte eine eigene elektrische Heizeinrichtung vorzusehen, so daß beispielsweise eine Richtplatte zwei Heizeinrichtungen umfassen kann und zwar mit je einem Heizelement auf beiden Seiten einer einzigen thermoplastischen Kunststoffplatte. Andererseits kann auch eine einzige Heizeinrichtung zwischen zwei Kunststoffplatten sandwichartig eingeschlossen sein, oder es können sich drei oder mehrere Kunststoffplatten mit entsprechenden Heizeinrichtungen abwechseln.

Beim Aufweichen oder teilweisen Schmelzen bzw. Komprimieren der Richtplatte weichen verschiedene Abschnitte der Platte seitlich in die in der Platte vorgesehenen Hohlräume aus. Das Verhältnis des Gesamtvolumens der Hohlräume zu dem Gesamtvolumen einer Platte wird auf der Grundlage der erforderlichen eventuellen Dickenabnahme der Platte bestimmt Wird beispielsweise festgelegt, daß eine Platte mit einer ursprünglichen Dicke von 10 mm auf eine Dicke von etwa 6 mm nach Abschluß des Einnivellierens reduziert werden soll, so beträgt der Prozentsatz an Hohlräumen zum Gesamtvolumen der Platte etwa 40%.

Werden mehrere Platten zusammengelegt, so ist es vorteilhaft, daß die Kanten der Platten abgeschrägt werden und einen V-förmigen Ausschnitt bilden, wodurch sich Vorteile bei der Anordnung mit einem Heizer ergeben und außerdem eine seitliche Expansion des Paßbettes möglich ist.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer elektrisch beheizbaren Richtplatte;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die thermoplastische Richtplatte gemäß F i g. 1;

F i g. 3 eine Draufsicht auf ein Heizelement;

Fig.4 einen Querschnitt längs der Längsachse der Richtplatte gemäß Fig. 1;

Fig.5 einen Querschnitt längs der Querachse der Richtplatte gemäß Fig. 1;

F i g. 6 einen vergrößerten Querschnitt eines zweiten Abschnittes der Richtplatte gemäß F i g. 5;

F i g. 7 einen längs einer Querachse genommenen Querschnitt, welcher die Verwendung der Richtplatte gemäß F i g. 1 beim Verlegen einer Eisenbahnschiene erläutert; und

F i g. 8 einen längs einer Längsachse genommenen Querschnitt, der die Verwendung mehrerer Richtplatten gemäß F i g. 1 für das Auslegen einer Schiene oder von Schienen erläutert.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Fig. 1 zeigt eine Richtplatte 24, die beispielsweise beim Verlegen von Eisenbahnschienen verwendet werden kann und die ein gewebtes Heizelement 5 aufweist, welches zwischen zwei Platten aus ;hermoplastischem Kunststoff 1 sandwichartig zwischengelegt ist und welches einen Deckel 9 umfaßt, der aus isolierendem dünnen Material gefertigt ist und die thermoplastischen Platten 1, 1 sowie das Heizelement 5 umschließt

Bei Berücksichtigung des Verwendungszweckes für die Richtplatten 24 sind die erwünschten Eigenschaften des Materials für die thermoplastischen Platten 1,1 im einzelnen

(a) eine leichte Formbarkeit unter Druck bei Temperaturen von 100—300⁰C,

(b) ausreichende Elastizität, so daß bei einer Anwendung der Richtplatte zum Nivellieren von Eisenbahnschienen die von den über die Schienen laufenden Züge erzeugten Vibrationen absorbiert werden,

(c) gute Kriecheigenschaften und geringe Kompressibilität im festen Zustand und

(d) gute Resistenz gegenüber Schwankungen der Umgebungsbedingungen sowie über einen Temperaturbereich von —40 bis +80⁰C.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Platte 1 ist im wesentlichen eben und rechtwinklig und weist eine Länge von 185 mm, eine Breite von 125 mm und eine Dicke von 5 mm auf. Etwa 40% der Oberfläche jeder Platte 1 besteht aus runden Löchern 2, die vollständig durch die Platte 1 hindurchreichen und jeweils einen Durchmesser von 10 mm besitzen.

Wie die F i g. 1 und 5 zeigen, sind die Längsseiten 3 jeder Platte 1 gefast. Die Platten 1, 1 liegen in solcher Weise aufeinander, daß die gefasten Seiten 3, 3 in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind und zusammen eine V-förmige Nut 4, 4 an gegenüberliegenden

•»ο Seiten des zusammengesetzten Bettes 24 ergeben.

Der gewebte Heizer 5, der zwischen die Platten 1, 1 zwischengelegt ist, ist aus den F i g. 1 und 3 zu erkennen. Der Heizer 5 weist eine dünne Glasfasermatte 6 sowie ein durchlaufendes Heizelement 7 auf, das in in die Matte 6 eingewebt ist und mäanderförmig durch die Matte verlegt ist. Das Heizelement 7 besteht aus einem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,18 mm und einer Wicklungsdichte von 6—12 Wicklungen pro Zentimeter der Matte 6. Die gegenüberliegenden Enden des Heizelementes 7 sind auf der gleichen Seite der Matte 6 herausgeführt, und zwar an einer kurzen Seite der Platte. Der Heizer 5 weist die gleiche L?nge wie die Platten 1,1 auf, ist jedoch um einige Millimeter breiter. Die kurzen Seiten des Heizers 5 können daher genau mit den kurzen Seiten der Platte 1, 1 ausgerichtet werden, jedoch steht der Heizer 5 ein kleines Stück über jeder Längsseite 1, 1 vor. Diese vorstehenden Abschnitte längs der Längsseiten des Heizers 5 werden mit einem Isolierband bedeckt und dann einwärts gerollt

ω und in diesem gerollten Zustand gehalten, so daß sich gerollte Abschnitte 8, 8 ergeben, die in den Nuten 4, 4 aufgenommen werden, wie das am deutlichsten aus Fi g. C ersichtlich ist. Diese eingerollten Abschnitte 8, 8 erhöhen die Wirksamkeit des Heizelementes 7 an den Seiten der Richtplatte 24 und gleichen den Umstand aus, daß die Heizwirkung in den mittleren Abschnitten der Richtplatte 24 üblicherweise größer ist. Daher werden beim Stromdurchlauf durch das Heizelement 7 die

einander gegenüberliegenden Flächen der Platten 1, 1 gleichmäßig aufgewärmt.

Wie F i g. 1 zeigt, werden die freien Endabschnitte des Heizelementes 7 in Isolierröhrchen 11, 11 gehalten und geführt und münden in Anschlüssen 10,10, die teilweise in der kurzen Seite der Platten 1,1 eingebettet sind und teilweise aus diesen vorstehen. Die entgegengesetzten Enden des Heizelementes 7 sind mit verschiedenen Anschlüssen 10, 10 verbunden. Die Anschlüsse 10, 10 sind außerdem mit äußeren Kabeln 12, 12 verbunden, die zu einem mit einer Spannungsquelle verbindbaren Stecker 13 führen.

Man sieht weiter aus F i g. 1, das die Platten 1, 1 und der Heizer 5 in ihrer gesamten Anordnung von einem dünnwandigen, aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse 9 bedeckt sind, das 0,1 bis 0,2 mm stark ist und aus ungewebten Polyesterharz besteht.

Die F i g. 7 und 8 erläutern die Verwendung der vorstehend beschriebenen Richtplatte 24 beim Verlegen von Eisenbahnschienen. Man erkennt in den Figuren einen Untergrund 21, auf dem Betonplatten.22 liegen. Jede Betonplatte 22 ist etwa 5 m lang und auf die Längsachse der zu verlegenden Schienen ausgerichtet. Verankerungsplatten 23 sind auf den Betonplatten 22 befestigt, und zwar in Abständen von etwa 0,6 m. Die Verankerungsplatten 23 weisen aufwärtsstehende Abschnitte 23a auf, die den Fuß einer Schiene 26 zwischen sich aufnehmen können. Am unteren Teil der aufwärtsstehenden Abschnitte 23a jeder Verankerungsplatte 23 ist eine Richtplatte 24 angeordnet, auf der ein Gummiblock 25 angeordnet ist. Die Gummiblöcke 25 sollen Vibrationen absorbieren, die von später über die zu verlegende Schiene 26 laufenden Zügen erzeugt werden. Die Stärke der Gummiblöcke 25 bleibt während des Verlegens der Schiene unverändert.

Dann wird die Schiene 26 zwischen die aufwärtsstehenden Abschnitte 23a der Verankerungsplatten 23 sowie auf die Gummiblöcke 25 und die Richtplatten 24 abgesenkt. Gleichzeitig werden die Stecker 13 der Richtplatten 24 mit einer Spannungsquelle in bekannter Weise verbunden, so daß Strom durch die Heizer 5 der Richtplatten 24 fließt, wodurch die thermoplastischen Platten 1 der Richtplatten 24 aufgeheizt und erweicht werden oder teilweise schmelzen, so daß die Richtplatten 24 unter dem Gewicht der Schiene 26 nachgeben und von der Schiene 26 zusammengedrückt werden können. Die Schiene 26 kann unter ihrem eigenen Gewicht sich abwärts bewegen und die Richtplatten 24 zusammendrücken, bis sie sich auf das erforderliche Niveau eingestellt hat, an welcher Stelle die Stromzufuhr zu den Heizern 5 unterbrochen wird. Danach kühlen die Platten 1, 1 aus und erhärten, so daß die Richtplatten 24 genügend Festigkeit annehmen, um die Schiene 26 zu tragen. Alle anderen Halterungen zum Absenken oder Halten der Schiene 26 können jetzt abgenommen werden, und die Schiene 26 bleibt auf dem erforderlichen Niveau gelagert.

Zu dem vorstehend erwähnten Arbeitsverfahren sei noch bemerkt, daß die Abkühl- und Aushärtezeit der Thermoplastikplatten 1 mit wenigen Minuten sehr kurz ist, wobei im allgemeinen die elektrische Stromzufuhr zu den Heizern 5 gleichzeitig dann unterbrochen werden kann, wenn die Schiene 26 die erforderliche Ausrichtung oder Niveaulage erreicht hat. Weiterhin wird dadurch jede Unebenheit im Untergrund 21 oder an den Betonplatten 22 infoige der Richtplatten 24 automatisch kompensiert.

Wenn beispielsweise gemäß Fig.8 eine Richtplatte 24' auf einem höher liegenden Abschnitt einer Betonplatte 22 liegt als eine andere Betonplatte 24", dann wird beim Absenken der Schiene 26 auf die Richtplatten 24 und bei Stromzufuhr durch die Heizer 5 die höher liegende Richtplatte 24' stärker zusammengedrückt als die tiefer liegende Richtplatte 24". Nach dem nachfolgenden Abkühlen und Härten der Richtplatten ίο 24 ist die untere Richtplatte 24" dicker als die obere Richtplatte 24'. Die gleiche Erscheinung tritt bei den anderen Richtplatten 24 auf anderen Abschnitten der Betonplatten 22 auf. Damit können also nach dem Verfestigen der Platten 1, 1 die Richtplatten 24 is verschiedene Dicken haben, und gleichwohl können die Oberseiten der Richtplatten 24 sämtlich auf gleichem Niveau liegen, so daß das Auflager für die Schiene 26 eben und maßgerecht ist.

Die Schiene 26 kann gerade auf die Richtplatten 24 abgesenkt werden oder kann zeitweise an gegenüberliegenden Enden in bekannter Weise durch Paßlager unterstützt werden. Je nach den Anforderungen der einzelnen Umstände kann das Betätigen und Abschalten der Heizung für die Richtplatten 24 von einer Bedienungsperson oder durch Zeitschalter vorgenommen werden. Natürlich arbeiten die Richtplatten 24 genau in gleicher Weise, wenn die Betonplatten 22 durch andere Unterlagen ersetzt sein sollten, beispielsweise durch hölzerne Schwellen, die mit Abständen von mehreren Dezimetern verlegt sind.

Die Heizeinrichtung kann in einfacher Weise als elektrische Oberflächenheizeinrichtung ausgebildet sein, die mit der Oberfläche der thermoplastischen Kunststoffplatte in Verbindung steht. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit kann es häufig zweckmäßig sein, die Heizeinrichtung im Innern der Richtplatte vorzusehen, beispielsweise zwischen zwei thermoplastischen Platten. In diesem Fall ist die Heizeinrichtung porös ausgebildet, so daß die geschmolzenen Teile der thermoplastischen Platten durch die Heizeinrichtung hindurch zusammenlaufen können, wodurch bei dem nachfolgenden Abkühlen und Aushärten die thermoplastischen Platten einen einstückigen Block bilden, der ein festes Lager darstellt. Eine Ausgestaltung des Heizelementes besteht aus einer gewebten Glasfasermatte mit einer elektrisch leitfähigen Drahtwicklung als wärmeabgebenden Fläche. Die Windungen der elektrischen Drahtwicklung sind hinreichend klein, so daß ein ausreichendes Aufweichen oder Schmelzen der in Kontakt mit der Heizeinrichtung stehenden thermoplastischen Platten sichergestellt ist Da der Heizeffekt in der Mitte der Richtplatte größer ist, ist die Windungsdichte des Heizdrahtes in den Außenbereichen der Richtplatte zu erhöhen, so daß sich ein gleichmäßiges Aufwärmen über die gesamte Oberfläche der Heizeinrichtung ergibt Darüber hinaus können Stellen, an denen die Richtplatte mit metallischen Gegenständen in Berührung kommen kann, mit einem isolierenden Gehäuse umgeben werden, so daß das Absinken der Heizwirkung aufgrund von Wärmeableitung an den metallischen Gegenstand ausgeschlossen wird. Ein derartiges Isoliergehäuse ist dann von besonderer Wirkung, wenn die Richtplatte ein zwischen zwei thermoplastischen Platten eingeschlossenes Heizelement aufweist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abstützen, Ausrichten und/ oder Nivellieren eines Bauteiles auf einer Unterlage mit mindestens einer aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden und mit Ausnehmungen versehenen Platte, auf deren Oberseite das Bauteil aufliegt, und einem an der Unterseite der Platte vorgesehenen flächenförmigen Heizelement, wobei die Platte bei Erwärmung mittels des Heizelementes oberhalb einer bestimmten Temperatur fließfähig ist und unter Einwirkung der Bauteillast ihre Plattendicke vermindert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (2) in der Ebene des Heizelements (5, 7) beginnen und sich zur Oberseite hin erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (2) aus sich vollständig durch die Dicke der Platte (1) erstreckenden Löchern (2) bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen oder Löcher (2) gleichmäßig über die Fläche der Platte (1) verteilt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Platten (1) mit den jeweiligen Oberflächen aufeinander zuweisend vorgesehen sind, zwischen denen das Heizelement (5,7) sandwichartig angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenkante (3) jeder Platte (1) derart abgeschrägt ist, daß die gegeneinander gehaltenen Platten eine Längsnut (4) bilden, in welcher eine Verstärkung (8) des Heizelements (5) angeordnet ist.