Hintergrund: Das Pad ist Teil des Befestigungssystems
Eine Schienenbefestigung allein durch den Clip funktioniert nicht. Zwischen Schienenfuß und Schwelle bzw. Grundplatte ist die Schienenunterlage das elastische und isolierende Element, das das Verhalten des Gleises unter Belastung bestimmt. Es ist das Polster, das die konzentrierte Radlast in einen verteilten Druck umwandelt, dem Gleis seine vertikale Elastizität verleiht, den Rückstrompfad zwischen den Schienen blockiert und die Vibrationen dämpft, die andernfalls auf die Struktur übertragen würden. Die Wahl eines Polsters bedeutet, diese Funktionen in Einklang zu bringen, denn ein auf Steifigkeit optimiertes Polster weist unter Umständen eine schlechte Dämpfung auf und ein isolierendes Polster muss dennoch jahrelange Radlasten ohne bleibende Verformung überstehen.
Die Kernfunktionen eines Schienenpolsters
Lastverteilung: Die Unterlage verteilt die Radlast auf die Schwellenauflagefläche und verhindert Spannungskonzentrationen unter dem Schienenfuß.
Elastizität: Das Polster verleiht dem Gleis eine vertikale Elastizität, dämpft den Aufprall von Radflächen und Schienenstößen und reduziert dynamische Kräfte.
Elektrische Isolierung: Auf Gleisleitungen mit Stromkreis- blockiert die Unterlage den Stromfluss zwischen den Schienen, wobei der Isolationswiderstand durch die Signalkonstruktion vorgegeben wird.
Dämpfung: Elastomerpolster leiten Vibrationsenergie ab und reduzieren Körperschall, der auf Schwellen, Brücken und angrenzende Gebäude übertragen wird.
Oberflächenschutz: Das Polster schützt die Schwellensitze vor Abrieb, Wasser und chemischen Angriffen und verlängert so die Lebensdauer der Schwellen selbst.
Materialvergleich
| Eigentum | HDPE-Pad | EVA-Pad | Gummiauflage |
|---|---|---|---|
| Dichte | 0,95–0,98 g/cm3 | 0,93–0,96 g/cm3 (typisch) | 1,1–1,3 g/cm3 (typisch) |
| Zugfestigkeit | Mindestens 19 MPa | Mindestens 15 MPa | Mindestens 12,5 MPa vor der Alterung |
| Bruchdehnung | Mehr als 80 % | Mehr als 500 % | Mehr als 250 % vor der Alterung |
| Schmelzpunkt | 170–190 °C (HDPE-Sorte) | 70–90 °C (EVA-Qualität) | Nicht zutreffend, ausgehärtetes Elastomer |
| Isolationswiderstand | Mindestens 1 x 10 hoch 10 Ohm | Hoch, geeignet für isolierte Konstruktionen | Mindestens 1 x 10 zum 6. Ohm |
| Härte | Mindestens 98 Shore A | Weich, hohe Flexibilität | 72-80 Shore A |
| Statische Steifigkeit | Starr, geringe Durchbiegung | Niedrig bis mittel | 90-130 kN/mm pro Design |
Die oben genannten Werte kombinieren veröffentlichte Daten mit Testblättern des Lieferanten. HDPE-Pads sorgen für eine feste, stabile Lagerung mit hervorragender Isolierung und Wetterbeständigkeit; EVA-Pads sind weich, flexibel und lassen sich gut befeuchten, werden aber bei relativ niedrigen Temperaturen weich; Gummipolster bieten die beste Kombination aus Elastizität, Dämpfung und Ermüdungsbeständigkeit für den anspruchsvollen Hauptleitungseinsatz, wobei die Alterungsbeständigkeit durch Zug- und Dehnungstests nach künstlicher Alterung überprüft wird.
Auswahl nach Spurtyp
Feste Fahrbahn für schwere{0}Transporte und hohe{1}Geschwindigkeiten: Gummi- oder EPDM-Unterlagen mit einer definierten statischen Steifigkeit, typischerweise 50 bis 100 kN/mm, abgestimmt auf das Clipsystem und die Plattenkonstruktion.
U-Bahn- und lärmempfindliche Leitungen: weiche Gummi- oder EVA-Pads kombiniert mit elastischen Befestigungen zur Reduzierung von Vibrationen; Für schienengebundene Leitungen ist ein Isolationswiderstand zwingend erforderlich.
Schottergleis mit Betonschwellen: HDPE-Unterlagen sind dort üblich, wo ein starres, wasserbeständiges Lager benötigt wird und Vibrationen zweitrangig sind.
Weichen und isolierte Verbindungen: Polster mit hohem Isolationswiderstand und Formstabilität, da das Polster Teil der signaltechnischen Isolierkette ist.
Inspektion und Wartung
Beläge versagen durch bleibende Verformung, Rissbildung, Ölverschmutzung und Verhärtung. Eine Unterlage, die ihre Elastizität verloren hat, überträgt mehr Last auf die Schwelle und erhöht die Geräuschentwicklung und den Verschleiß der Befestigungselemente, während eine verunreinigte Unterlage geräuschlos ihre Isolationsfunktion verlieren kann. Die Austauschintervalle sind an die Erneuerungszyklen der Schwellen und Befestigungen gebunden, aber eine Sichtprüfung bei jedem Stopf- oder Schienenschleifvorgang sowie regelmäßige Isolationstests auf elektrifizierten Strecken erkennen die meisten Probleme, bevor sie sich auf das Gleisverhalten auswirken.
Häufige Missverständnisse
Ein weicheres Pad ist immer besser. Ein zu weiches Polster erhöht die Durchbiegung der Schiene, die Spurweitenverbreiterung und die Clip-Ermüdung. Die Steifigkeit muss auf die Gleiskonstruktion abgestimmt sein.
Alle Kunststoffpads isolieren gleichermaßen. Der Isolationswiderstand hängt vom Material und Füllstoffgehalt ab; Nur getestete Pads erfüllen die Signalanforderungen.
Die Belaghärte ist dasselbe wie die Belagsteifigkeit. Shore-Härte und statische Steifigkeit hängen zusammen, sind aber unterschiedlich; Ein dickes, weiches Polster kann als Baugruppe immer noch steif sein.
Beläge verschleißen nicht. Dauerhafter Verschleiß und Verunreinigungen beeinträchtigen die Leistung im Laufe der Jahre, und alte Pads sollten ersetzt und nicht bei Erneuerungen wiederverwendet werden.
Häufig gestellte Fragen
F1: Was ist die Hauptfunktion eines Schienenpolsters?
Die Unterlage verteilt die Radlast auf die Lagerfläche der Schwelle, erhöht die Elastizität, dämpft Vibrationen und sorgt für elektrische Isolierung, wodurch sowohl die Schwelle als auch das Signalsystem geschützt werden.
F2: Welches Polstermaterial eignet sich am besten zur Geräuschreduzierung?
Gummi- und EVA-Pads haben eine höhere Dämpfung als HDPE; Auf lärmempfindlichen U-Bahn- und Hauptstrecken werden im Allgemeinen Gummipads in Kombination mit elastischen Befestigungen bevorzugt.
F3: Warum benötigt das Pad eine elektrische Isolierung?
Auf Gleisleitungen mit Stromkreis -blockiert das Pad den Stromfluss zwischen den beiden Schienen, hält den Signalschaltkreis funktionsfähig und verhindert Schäden an Bauwerken durch Streustrom.
F4: Wie oft sollten Schienenpolster ausgetauscht werden?
Die Polster werden in der Regel während der Schwellen- oder Befestigungserneuerungszyklen oder früher ausgetauscht, wenn bei der Inspektion eine bleibende Verformung, Risse, Ölverschmutzung oder ein Verlust des Isolationswiderstands festgestellt werden.
F5: Kann ein Belag nach der Gleiswartung wiederverwendet werden?
Eine Wiederverwendung wird nicht empfohlen. Die Polster verformen sich unter Belastung dauerhaft und ein außer Betrieb genommenes Polster stellt seine ursprüngliche Steifigkeit oder Isolationsleistung nicht wieder her.
F6: Was passiert, wenn das Polster zu steif ist?
Das Gleis wird steifer: Dynamische Kräfte, Schwellenrisse und Lärm nehmen zu, und die Befestigungsklammern werden stärker beansprucht, was ihre Ermüdungslebensdauer verkürzt.