用于制造在轨道上部结构中使用的轨枕的方法技术

本发明专利技术涉及一种方法，其以运行可靠且低成本的方式实现了制造具有优化的使用性能的用于轨道上部结构的轨枕。为此，根据本发明专利技术的方法具有以下工作步骤：a)提供混合物，其由10‑60质量％的受热能够变形的塑料颗粒以及作为剩余部分的堆积密度为1.4‑2.0g/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造在轨道上部结构中使用的轨枕的方法
本专利技术涉及一种用于制造在轨道上部结构中使用的由塑料-砂子-混合物成型的轨枕的方法。
技术介绍
在此文件中，引用标准及类似的规定时，只要没有其他说明,总是指在本申请提交时使用的版本。有轨车辆驶经的轨道是轨道上部结构的一部分，并且包含有轨车辆的车轮滚过的导轨、承载导轨并将其保持在正确的位置上的轨枕、以及导轨固定装置，借助其将导轨固定在轨枕上。轨枕在此通常支撑在碎石道床(“碎石道床上部结构”)上或者例如通过水泥板或类似材质构成的硬质基底(“硬质车道”)上。在使用中，轨枕承受高负载。其不仅必须吸收导轨和有轨车辆的重量，而且在有轨车辆驶经时还必须吸收高的动态负载。同时，其必须承受特征例如为高度的温度波动和湿度波动的、恶劣并且变化剧烈的环境条件。传统的轨枕由木头、钢或水泥构成。木质轨枕相对昂贵，但在使用中在一定程度上表现为弹性的。其优点在于，借助其能够在不进行更高投入的条件下构成在重力方向上表现出对导轨寿命有利的一定挠性的轨道固定装置。相反，为了防止木质轨枕腐蚀，需要昂贵的并且在环保方面有些疑虑的措施。由于腐蚀风险，木质轨枕还必须相对频繁地进行检查并维护。相反，水泥轨枕则更加耐磨并且能够更低成本地制造。但是，其重量大并且为非弹性的。缺乏弹性致使需要额外的措施以实现在相应的导轨固定点中所需的挠性。在极端的天气变化的条件下，水泥轨枕也表现得容易快速老化。作为对传统木质轨枕和水泥轨枕的替代，提出由塑料-砂子-混合物制成的轨枕(DE202011050077U1)。砂子和塑料的聚合物在此彼此结合，从而一方面实现充足的形状刚性，另一方面也实现能够与木质轨枕的表现比拟的弹性。在此，实现对此种轨枕的制造的方法由EP1299321B1已知。在此方法中，将砂子加热至300-800℃，然后与相应塑料的颗粒混合。混合物加入形成轨枕的模具中并在1-40kPa的压力中冷却至60-100℃。砂子的粒度应为0.5-0.9mm。
技术实现思路
在此现有技术的背景下，本专利技术的目的在于，提出一种方法，借助此方法能够制造运行可靠并且成本低、具有优化的使用特性的轨枕。本专利技术通过权利要求1中所述的方法实现了此目的。本专利技术有利的设计方案在从属权利要求中给出并在下文中与本专利技术的整体构思一同详细说明。根据本专利技术的用于制造使用在轨道上部结构中的轨枕的方法因此包含以下工作步骤：a)提供混合物，此混合物由10-60质量％的受热能够变形的塑料颗粒以及作为剩余部分的、堆积密度为1.4-2.0g/cm3的砂子组成；b)将此混合物加热至150-180℃的温度；c)将此混合物填入形成轨枕的压铸模具中；d)在此模具中以在混合物内测量为1-5MPa的压力压制小于等于60min的压制时长；e)使轨枕从模具中脱模。本专利技术由以下认知为前提，可靠、运行可靠的制造需要选择精确限定的温度范围以及同样为压制压力精确确定的范围，填充在相应模具中的砂子-塑料-混合物保持在此压制压力下，直至砂子和塑料形成轨枕保持形状所需的连接。根据本专利技术，在相应的模具中压制时砂子-塑料-混合物的温度所处的温度范围为150-200℃。通过首先将砂子和相应的塑料颗粒混合、然后将获得的混合物加热至压制温度，砂子-塑料-混合物能够获得此温度。在实践的试验中证实，以至少160℃的压制温度能够制造在其形态稳定性、表面特性以及力学特性方面也能满足最高要求的可靠的轨枕。在考虑到优化能量使用的条件下，可有利地将压制温度限定为最高180℃。替代对塑料和砂子共同加热，可以有利地仅预热砂子，并在之后才将其与尚未加热的塑料颗粒混合。由于与热砂子接触，在此之前较冷的塑料快速加热至根据本专利技术要求的压制温度。这不仅对于热能高效的利用有利，而且也对砂子和塑料的结合过程具有积极影响。为了利用此优势，在顾及到在待制造的轨枕中设定的砂子和塑料的质量比例以及塑料的加热行为的条件下将砂子加热至压制温度以上，使得由热砂子和冷塑料构成的混合物在混合以后的温度位于根据本专利技术设定的温度范围内。为此，在实际的试验中证实，可以将砂子加热至180-250℃、尤其至少190℃或者最高230℃的温度，然后再与塑料混合。根据本专利技术加工过的砂子-塑料-混合物必须在压制模具中具有根据本专利技术预先设定的压制温度。为了保证此点，在将砂子-塑料-混合物填充到模具内之前将其加热并在热的状态下将其填充到赋形的工具中的方法变体中，需要在考虑到通过混合物与模具接触可能引起的温度损耗的条件下，使砂子-塑料-混合物的温度调节至使混合物在填充到模具内后的温度仍旧处于预先为压制温度设定的温度范围内。为了避免过度的温度损耗，可以有利地使用于填充的压制模具加热至平均至少100℃、尤其至少110℃，其中在此，为了保证相应填充在压制模具内的砂子-塑料-混合物充足的加热，直至180℃、尤其直至140℃温度在实践中证实为足够的并且在考虑到优化利用能源的条件下证实为有利的。针对压制模具的温度，“平均”在此表示对压制模具的所有区域测量的温度的平均值符合根据本专利技术的设定。因此，可以存在与此设定的局部偏差，即更高或更低的温度。决定性的是，达到平均值，其中，局部出现的与平均值的偏差以最优的方式不大于10％、尤其不大于5％。在压制以后可以使轨枕脱模。在此，当然将轨枕在需要时在模具中冷却至特定的脱模温度，从而简化脱模。由此证实为有利的是，轨枕的脱模温度为40-100℃、尤其50-70℃。对本专利技术的实现重要的还在于，与塑料颗粒混合的砂子具有1.4-2.0g/cm3的堆积密度，其中，堆积密度至少为1.6g/cm3的砂子证实为尤其有利的。在使用具有在根据本专利技术的设定中选择的堆积密度的砂子的情况下，保证了与塑料颗粒的良好的充分混合并由此保证了砂粒接合在制成的轨枕中围绕其的塑料阵列上，此塑料阵列由在加热与压制过程之后熔化并凝结的塑料颗粒结晶构成。在此，小于等于1.9g/cm3、尤其至少1.7g/cm3的堆积密度证实为尤其有利的。实际试验中得出，由平均粒度为具有0.1-0.5mm的平均颗粒直径的颗粒组成的砂子尤其适用于根据本专利技术的目的。在此种粒化中，砂子颗粒能够特别良好地嵌入制成的轨枕的塑料阵列中。由此，不仅优化了轨枕的稳定性，而且针对在有轨车辆的轨道中用作轨枕的应用情况最优地调整了轨枕的减震性能及其弹性。当砂子颗粒的平均粒度小于0.5mm、即例如最大为4.8mm、最大为4.5mm或甚至最大仅为0.44mm时尤其如此。用于根据本专利技术目的的砂子可以考虑使用所有堆积密度符合根据本专利技术的规定的最低要求的砂子。实际试验显示，对用于根据本专利技术的轨枕的材料内的砂子的种类没有特殊的要求。破裂的砂子证实为有利的、但不是必须的。在此，通常涉及人造砂，如其例如在基于回收砂子制造的产品、例如根据本专利技术的轨枕中产生。破裂的砂子的特征在于，其颗粒在其周围具有尖锐边缘的突起，其通过此突起卡住与其相邻的颗粒并从而有利于根据本专利技术制造的轨枕特别高的强度以及抗断裂性。根据本专利技术使用的砂子的颗粒硬度有利地为按照莫式方法确定的(例如参见DetlefGysau所著的“填料(Füllstoffe)”,第3版，Hannover:VincentzNetwork,2014,ISBN:9783866308398)5-8的硬度，其中，颗粒的莫氏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造使用在轨道上部结构中的轨枕的方法，所述方法具有以下工作步骤：a)提供混合物，所述混合物由10‑60质量％的受热能够变形的塑料颗粒以及作为剩余部分的堆积密度为1.4‑2.0g/cm3的砂子组成；b)将所述混合物加热至150‑200℃的温度；c)将所述混合物填入形成轨枕的压制模具中；d)在模具中以在混合物内测量为1‑5MPa的压制压力以小于等于60min的压制时长压制混合物；e)将轨枕从模具中脱模。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.18 DE 102017108221.2;2017.04.18 DE 10201711.用于制造使用在轨道上部结构中的轨枕的方法，所述方法具有以下工作步骤：a)提供混合物，所述混合物由10-60质量％的受热能够变形的塑料颗粒以及作为剩余部分的堆积密度为1.4-2.0g/cm3的砂子组成；b)将所述混合物加热至150-200℃的温度；c)将所述混合物填入形成轨枕的压制模具中；d)在模具中以在混合物内测量为1-5MPa的压制压力以小于等于60min的压制时长压制混合物；e)将轨枕从模具中脱模。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在工作步骤a)中提供的质量含有20-40质量％的塑料颗粒。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在工作步骤a)中提供的砂子的堆积密度至少为1.6g/cm3。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述压制时长为至少5min。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合物在工作步骤b)中加热至的温度为至少1...

【专利技术属性】
技术研发人员：温弗里德·博斯特林，阿德里安·贝德纳尔奇克，尼古拉斯·施罗德，
申请(专利权)人：沃斯洛工厂有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE