SysSchwelle

Entwicklung und Markteinführung einer innovativen F-Systemschwelle

Im Gleisoberbau, insbesondere auf Hochgeschwindigkeitsstrecken und Hauptverkehrsstrecken, werden heute überwiegend Betonschwellen eingesetzt. Die Holzschwelle, ein aus nachhaltig bewirtschafteten europäischen Wäldern gewonnenes Produkt, ist in einigen Anwendungen allerdings unverzichtbar. Hierzu zählen neben Gleisanlagen, wie beispielsweise in Bahnhöfen, auch spezielle Einsatzgebiete wie Zugbildungsanlagen, Gleise mit engen Kurvenradien, Brücken und Tunnel. Aufgrund ihrer ausgewählten Materialeigenschaften wie hohe Elastizität im Gleis, Unempfindlichkeit gegenüber Bruchbelastungen bei Entgleisungen oder auch vergleichsweise niedriges Gewicht hat die Holzschwelle besonders in den genannten Bereichen Vorteile gegenüber alternativen Materialien.

In Deutschland werden jährlich über 100000 Holzgleisschwellen benötigt und ca. 90000 lfm Weichenschwellen. Mittels einer fachgerechten Kesseldruckimprägnierung mit Kreosot (Typ WEI C) wird momentan die Holzschwelle gegen die Zerstörung durch holzabbauende Organismen geschützt. Kreosot unterliegt jedoch aufgrund des umwelt- und gesundheitsgefährdenden Potenzials der Zulassungspflicht (nach Aufnahme in den Annex I der Biozidprodukterichtlinie 98/8/EG durch die Richtlinie 2011/71/EU). Sollte es zukünftig zu keiner Verlängerung der Zulassung kommen, kann dies schwerwiegende Folgen hinsichtlich der Verwendung und Produktion von Holzschwellen haben.
Ziel dieses Projektes ist daher die Entwicklung und Markteinführung einer F-Systemschwelle, welche aufgrund ihrer verbesserten Eigenschaften eine längere Produktstandzeit sowie einen Erhalt des Produktes Holzschwelle auch nach einem möglichen Verbot von Kreosot gewährleistet. Die Weiterentwicklung bzw. Die Modifizierung der Holzschwellen besteht aus einer mechanischen Vorbehandlung. Diese mechanischen Vorbehandlungen sollen sowohl die Trocknung der Schwelle beschleunigen als auch die Dimensionsstabilität während der Imprägnierung und später im Gleisbett verbessern und damit einhergehend die Rissanfälligkeit reduzieren und gleichzeitig die Schutzmittelpenetration homogenisieren.
Die Verwendung eines alternativen, bi-funktionalen Holzschutzmittelsystems zur Imprägnierung soll die Nutzung der Holzschwelle auch nach einem möglichen Verbot von Kreosot sichern. Dieses Holzschutzmittel wurde bereits in den letzten Jahren im Labor- und Industriemaßstab erprobt und verwendet. Durch weitere Anpassungen des Imprägnierprozesses in Kombination mit der geplanten mechanischen Vorbehandlung (Perforation und Unterlochbohrungen) soll jedoch die Imprägnierqualität noch weiter verbessert werden, was sich positiv auf die Lebensdauer (Liegedauer) der Holzschwelle auswirkt und damit deren Wirtschaftlichkeit positiv beeinflusst.

Die Entwicklung der F-Systemschwelle beinhaltet die im Folgenden genannten wesentlichen Teilziele:

Anpassung und Optimierung der mechanischen Vorbehandlungen auf die in Deutschland hauptsächlich genutzten Holzarten Buche (Fagus sylvativa L.) und Eiche(Quercus spp.), das System soll später auch auf weitere Holzarten übertragbar sein und für diese genutzt werden

Anpassung und Optimierung bestehender Imprägnierprozesse hinsichtlich Schutzmittelaufnahme und -penetration für die F-Systemschwelle

Untersuchung des Einflusses der mechanischen Vorbehandlung auf relevante Eigenschaften der F-Systemschwelle wie Trocknungsverhalten, Dimensionsstabilität (Verformung), Rissbildung und ausgewählte elasto-mechanische Eigenschaften (Biegefestigkeit, Bewertung der Druckspannung)