EP2016226A1 - Hohlkastenschwelle - Google Patents

Hohlkastenschwelle

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EP2016226A1
EP2016226A1 EP07724786A EP07724786A EP2016226A1 EP 2016226 A1 EP2016226 A1 EP 2016226A1 EP 07724786 A EP07724786 A EP 07724786A EP 07724786 A EP07724786 A EP 07724786A EP 2016226 A1 EP2016226 A1 EP 2016226A1
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EP
European Patent Office
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threshold
hollow box
underside
sleeper
chamber
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EP07724786A
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EP2016226B1 (de
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Roland Buda
Frank Meyer
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Schwihag AG
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Schwihag AG
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
    • E01B7/22—Special sleepers for switches or crossings; Fastening means therefor

Definitions

  • the invention relates to a hollow box threshold for adjusting devices of switch points, movable frogs or cable crossings in arbitrary track and switch sections, formed as an upwardly open hollow box threshold profile with a flat threshold underside or floor, for installation in a track grid, wherein the cross-sectional width and height is matched to a normal concrete, wooden or steel threshold.
  • Such a hollow or Querkastenschwelle has become known for example from DE 43 15 200 C2.
  • the hollow box sleepers are used in the railway superstructure in particular for receiving the point closure (closure box threshold) or for cable crossings (cable box threshold) are used and replaced instead of the existing concrete, wooden or steel sleepers in the same place or replaced.
  • the known hollow box sill profiles or transverse box sills designed as lock box sills are preferably produced from bent steel sheets formed into U profiles or cast from cast iron and guarantee a uniform stuffability of both hollow box sill profiles due to their matching with a concrete, wooden or steel sleeper also the neighboring concrete, wooden or steel sleepers.
  • the threshold solders designed as support plates are usually glued or cast on concrete sleepers, for example.
  • the peripheral edge zone of the attached elastic support plate tends to peel or tearing, the latter also caused by transverse and longitudinal movements of the threshold in the ballast bed.
  • the support plates are mounted over the entire surface of the threshold underside and the outer threshold floor. They are therefore usually made in one piece, in one of the entire surface of the threshold bottoms corresponding size, which leads to additional expenses in the manufacturing process.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a generic hollow box threshold, which allows improved positional stability on gravel.
  • This object is achieved in that the threshold underside of the hollow box threshold is formed with at least one recessed, downwardly open chamber, preferably a circumferential, the chamber has delimiting frame-like outer wall.
  • the limiting outer wall which is provided for example in a hollow box threshold made of a cast material as single or cast-ribs, frames or webs on the threshold bottom directly in the manufacturing process, preferably extends to the outer edges of the threshold bottom and thus extends to a certain extent the longitudinal and End walls of the hollow box threshold downwards. This can dig into the ground or gravel safely over the downwardly projecting, a cavity-limiting frame-like outer wall.
  • a deeper recessed storage space is achieved by the outer wall on the threshold underside, in which a Schwellenloyohlung can be used, which is held by the peripheral outer wall positionally secure.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the threshold underside is subdivided into individual chambers by a plurality of boundary elements which project transversely to the threshold longitudinal axis and are arranged transversely to the threshold longitudinal axis in the frame-like outer wall.
  • the limiting elements in the form of ribs or webs are formed, which are in the manufacture of the hollow box threshold directly on the threshold underside or cast.
  • frame-like outer wall thus arise on the one hand more recessed chambers that can dive into the substrate or gravel for secure hold of the hollow box sleepers, and on the other hand also segmented deposit compartments for preferably elastic or semi-elastic plate elements or support plates as Schwellenhleohlung.
  • the outer wall surrounding the outer cut edges of the individual panel members protects the junctions between the panel members and the sill underside from peeling by the ballast stones.
  • the plate elements or support plates can be made of materials that elastic, plastic (eg by EVA plates that mimic the Einform of gravel in the wooden sleepers, ie the gravel grain is characterized in the Beshleung by plastic deformation), sound insulating, insulating or have a combination of these properties.
  • the transverse and Leksverschiebiebles and the support property of the hollow box threshold can be improved, in particular, the deflection of the Hollow hollow box threshold can be adjusted exactly over the entire threshold length.
  • An embodiment of the invention provides that only some of the individual chambers, preferably the respective outer individual chambers and a central single chamber, are soled with plate elements. This can be influenced that, for example, the middle region of the Schwellenetzlegers compliant and the respective end edge region is made more relentless.
  • the subdivision of the threshold underside into individual, lower-lying inlay spaces makes it possible to provide smaller board segments in terms of area, whereby a simplified and thus cheaper manufacturing process of the plate elements is achieved.
  • An advantageous other embodiment of the invention provides that at least one with greater depth than the limiting elements projecting downwards, preferably wedge-shaped anchoring element is provided on the threshold underside, which extends transversely to the threshold longitudinal axis.
  • wedge-shaped anchoring element which dips deeper than the outer wall and / or the transverse webs of the individual chambers in the ballast during installation of the hollow box threshold and depending on the height of the heaped up in the track grate variable lengths, can also effectively increase the lateral displacement resistance of the hollow box threshold, which is a even better positional stability is achieved.
  • the anchoring element of which preferably two spaced-apart can be provided on the sill sole, is advantageously attached in the area and as a replacement of one of the transverse to the threshold longitudinal boundary elements on the threshold underside, for example screwed, or cast in the same during casting production of the hollow box threshold.
  • Figure 1 is a hollow box threshold with bottom-side formed individual chambers, seen from the bottom;
  • FIG. 2 on an enlarged scale a portion of the hollow box threshold of Figure 1, seen from the bottom.
  • Fig. 3 is a representation as before in Figure 1, in contrast, arranged in the individual chambers plate elements as Beshleung the underside of the hollow box threshold.
  • Fig. 4 is a representation as before in Fig. 1, in contrast, additionally with wedge-shaped anchoring elements on the threshold underside.
  • FIGS. 1 to 4 An illustrated in FIGS. 1 to 4, open at the top Hohlkastenschwellen- profile 1 - hereinafter called hollow box threshold - is well known as such and is made for example of folded, formed into U-profiles sheets or cast from, for example ductile iron. It is used in the construction of railway track systems for creating the formed of sleepers and rails track in the area of points and positioned on their threshold underside 2 and Schwelleninwandonne in the ballast bed.
  • the interior of the hollow box sleeper 1 accommodates - not shown here - functional and moving elements for adjusting switch points and their locking devices securing the respective tongue end positions and / or fastening elements for cable crossings or bushings.
  • a circumferential, frame-like web is formed, which extends at the outer edges of the threshold underside 2 and thus forms an outer wall 3 which encloses the otherwise smooth threshold underside 2.
  • the threshold underside 2 is divided in the exemplary embodiment by a total of four, transverse to the threshold longitudinal axis extending boundary webs 4, so that in connection with the circumferential, frame-like outer wall 3 five separate individual chambers 5, 5 a to 5 d result.
  • elastic plate elements 6 are inserted as a support plates for Schwellenfersohlung and attached to the smooth-surfaced threshold underside 2 (see Fig. 3).
  • an improved positional stability of the hollow box sleeper 1 can be achieved by compensating for differences in thickness at the contact point between the track ballast and the sleeper underside by relining with varying thickness and depending on the material different elasticity coefficient plate elements.
  • the positional stability is further improved by the toothing, due to the gaps or transitions between the individual plate elements 6, the threshold underside with the ballast stones.
  • the peripheral wall 2 surrounding the outer wall 3 By the peripheral wall 2 surrounding the outer wall 3, the free outer cut edges of the plate elements 6 are protected from damage and the glued or vulcanized joints between the plate elements 6 and the sill 2 from being peeled off by ballast stones.

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Description

Hohlkastenschwelle
Die Erfindung betrifft eine Hohlkastenschwelle für Verstellvorrichtungen von Weichenzungen, beweglichen Herzstücken oder Kabelquerungen in beliebigen Gleis- und Weichenabschnitten, ausgebildet als nach oben offenes Hohlkastenschwel- lenprofil mit einer ebenen Schwellen Unterseite bzw. -boden, zum Einbau in ein Gleisrost, wobei die Querschnittsbreite und -höhe auf eine normale Beton-, Holzoder Stahlschwelle abgestimmt ist.
Eine solche Hohl- bzw. Querkastenschwelle ist beispielsweise durch die DE 43 15 200 C2 bekannt geworden. Die Hohlkastenschwellen kommen im Eisenbahnoberbau insbesondere zur Aufnahme des Weichenverschlusses (Verschlusskastenschwelle) oder für Kabelquerungen (Kabelkastenschwelle) zum Einsatz und werden anstatt der vorhandenen Beton-, Holz- oder Stahlschwellen an gleicher Stelle eingebaut oder gegen diese ausgewechselt.
Die bekannten, als Verschlusskastenschwellen ausgebildeten Hohlkastenschwel- lenprofile bzw. Querkastenschwellen werden vorzugsweise aus abgekanteten, zu U-Profilen geformten Stahlblechen oder im Gießverfahren aus Guss hergestellt und gewährleisten aufgrund ihrer Abstimmung mit einer Beton-, Holz- oder Stahlschwelle eine gleichmäßige Stopfbarkeit von sowohl Hohlkastenschwellenprofilen als auch den benachbarten Beton-, Holz- oder Stahlschwellen.
Um allerdings die gleiche oder verbesserte Lagestabilität - hierunter ist die Elastizität im Schwellenauflager sowie eine nur möglichst geringe Quer- und Längsverschiebung der Hohlkastenschwelle zu verstehen - wie die entsprechende, beispielsweise ausgewechselte Beton-, Holz- oder Stahlschwelle zu erreichen, ist es oftmals notwendig, die Kontaktstelle zwischen der äußeren Bodenfläche bzw. der so genannten Sohle der Hohlkastenschwelle und dem Schotter der Gleisstrecke auszugleichen. In der Regel erfolgt das Ausgleichen bzw. Anpassen lediglich bei den standardmäßigen Betonschwellen mittels elastischer bzw. halbelastischer Schwellenbesohlungen an der äußeren Bodenfläche.
Die als Auflagerplatten ausgebildeten Schwellenbesohlungen werden bei Betonschwellen zumeist aufgeklebt oder beispielsweise angegossen.
Aufgrund der Betriebsbelastung von Standardschwellen und durch das Stopfen der benachbarten Hohlkastenschwellen mit Schotter, neigt die umlaufende Randzone der angebrachten, elastischen Auflagerplatte zum Abschälen bzw. zum Abreißen, letzteres auch hervorgerufen durch Quer- und Längsbewegungen der Schwelle im Schotterbett.
Die Auflagerplatten werden ganzflächig auf der Schwellenunterseite bzw. dem äußeren Schwellenboden angebracht. Sie werden daher meistens einstückig, in einer der gesamten Fläche der Schwellenunterseiten entsprechenden Größe hergestellt werden, was zu zusätzlichen Aufwendungen im Fertigungsprozeß führt.
Da meistens nur eine durchgängige Auflagerplatte bzw. Schwellenbesohlung pro Standardschwelle verwendet wird, ist eine ausgewogene Elastizitätsverteilung nur eingeschränkt möglich. Dennoch werden die Schwellenbesohlungen vorgesehen, weil die Schwellen ohne eine solche Auflagerplatte noch weniger Lagestabilität im Schotterbett bzw. Verlegeuntergrund gewährleisten würden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hohlkastenschwelle zu schaffen, die eine verbesserte Lagestabilität auf Schotter ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwellenunterseite der Hohlkastenschwelle mit mindestens einer vertieft angeordneten, nach unten offenen Kammer ausgebildet ist, vorzugsweise eine umlaufende, die Kammer eingrenzende rahmenartige Außenwandung aufweist. Die begrenzende Außenwandung, welche beispielsweise bei einer aus einem Gussmaterial hergestellten Hohlkastenschwelle als ein- oder angegossene Rippen, Rahmen oder Stege an der Schwellenunterseite direkt im Fertigungsprozess vorgesehen wird, verläuft vorzugsweise an den Außenkanten der Schwellenunterseite und verlängert somit in einem gewissen Maße die Längs- und Stirnwände der Hohlkastenschwelle nach unten hin. Diese kann sich über die nach unten vorspringende, einen Hohlraum begrenzende rahmenartige Außenwandung in den Untergrund bzw. Schotter lagesicher eingraben. Gleichzeitig wird durch die Außenwandung an der Schwellenunterseite ein tiefer liegender Einlegeraum erreicht, in den eine Schwellenbesohlung eingesetzt werden kann, die durch die umlaufende Außenwandung positionssicher gehalten wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schwellenunterseite durch mehrere in der rahmenartigen Außenwandung quer zur Schwellenlängsachse angeordnete, nach unten vorkragende Begrenzungselemente in Einzelkammern unterteilt ist. Auch hierbei sind die Begrenzungselemente in Form von Rippen oder Stegen ausgebildet, die bei der Herstellung der Hohlkastenschwelle direkt an der Schwellenunterseite ein- oder angegossen werden. In der umlaufenden, rahmenartigen Außenwandung ergeben sich somit einerseits mehrere Vertiefungskammern, die in den Untergrund bzw. Schotter zum sicheren Halt der Hohlkastenschwellen eintauchen können, und andererseits aber auch segmentierte Einlegeräume für vorzugsweise elastische oder halbelastische Plattenelemente bzw. Auflagerplatten als Schwellenbesohlung. Diese lassen sich vorteilhaft mit unterschiedlichen Elastizitäten und / oder Steifigkeiten vorsehen und durch beispielsweise Ankleben, Anvulkanisieren oder Anschrauben an der glattflächigen Schwellenunterseite befestigen. Mit solchen einzelnen, segmentierten Plattenelementen bzw. Schwellensohlen in den Einzelkammern lässt sich eine verbesserte Lagestabilität der Hohlkastenschwelle erreichen, da Unebenheiten an der Kontaktstelle zwischen der Schwellenunterseite und dem Schotter im Gleisrost ausgeglichen werden.
Die die äußeren Schnittkanten der einzelnen Plattenelemente einhausende Außenwandung schützt die Verbindungsstellen zwischen den Plattenelementen und der Schwellenunterseite vor einer Abschälung durch die Schottersteine.
Die Plattenelemente respektive Auflagerplatten können hierbei aus Materialien hergestellt werden, die elastische, plastische (z.B. durch EVA-Platten, die das Einformverhalten von Schotter in die Holzschwellen nachbilden, d.h. das Schotterkorn prägt sich in die Besohlung ein durch plastische Verformung), schalldämmende, isolierende oder eine Kombinationen dieser Eigenschaften aufweisen.
Durch den Einsatz von Plattenelementen mit unterschiedlichen physikalischen und/oder mechanischen Materialeigenschaften kann die Quer- und Längsver- schiebbarkeit und die Auflagereigenschaft der Hohlkastenschwelle verbessert werden, insbesondere kann die Einfederung der besohlten Hohlkastenschwelle exakt über die gesamte Schwellenlänge justiert werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß nur einige der Einzelkammern, vorzugsweise die jeweiligen äußeren Einzelkammern und eine mittlere Einzelkammer, mit Plattenelementen besohlt sind. Damit läßt sich beeinflussen, daß beispielsweise der mittlere Bereich des Schwellenauflegers nachgiebiger und der jeweilige stirnseitige Randbereich unnachgiebiger ausgebildet ist.
Des weiteren ermöglicht es die Unterteilung der Schwellenunterseite in einzelne, tiefer liegende Einlegeräume flächenmäßig kleinere Plattensegmente vorzusehen, wodurch ein vereinfachter und somit kostengünstigerer Herstellungsprozess der Plattenelemente erreicht wird.
Eine vorteilhafte andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß an der Schwellenunterseite mindestens ein mit größerer Tiefe als die Begrenzungselemente nach unten vorkragendes, vorzugsweise keilförmiges Verankerungselement vorgesehen ist, das quer zur Schwellenlängsachse verläuft. Mit dem keilförmigen Verankerungselement, das beim Einbau der Hohlkastenschwelle tiefer als die Außenwandung und / oder die Querstege der Einzelkammern in den Schotter eintaucht und je nach Höhe des im Gleisrost aufgeschütteten Schotters variable Längen aufweist, lässt sich zusätzlich wirkungsvoll der Querverschiebewiderstand der Hohlkastenschwelle erhöhen, womit eine noch weiter verbesserte Lagestabilität erreicht wird. Das Verankerungselement, wovon vorzugsweise zwei voneinander beabstandete an der Schwellensohle vorgesehen werden können, wird vorteilhaft im Bereich und als Ersatz eines der quer zur Schwellenlängsachse verlaufenden Begrenzungselemente an der Schwellenunterseite befestigt, beispielsweise angeschraubt, oder gleich bei der gießtechnischen Herstellung der Hohlkastenschwelle mit angegossen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Hohlkastenschwelle mit bodenseitig ausgebildeten Einzelkammern, von der Unterseite her gesehen;
Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab einen Teilbereich der Hohlkastenschwelle nach Fig. 1 , von der Unterseite her gesehen; Fig. 3 eine Darstellung wie zuvor schon in Fig. 1 , demgegenüber mit in den Einzelkammern angeordneten Plattenelementen als Besohlung der Unterseite der Hohlkastenschwelle; und
Fig. 4 eine Darstellung wie zuvor schon in Fig. 1 , demgegenüber zusätzlich mit keilförmigen Verankerungselementen an der Schwellenunterseite.
Ein in den Fig. 1 bis 4 dargestelltes, nach oben hin offenes Hohlkastenschwellen- profil 1 - im folgenden Hohlkastenschwelle genannt - ist als solches hinlänglich bekannt und wird beispielsweise aus abgekanteten, zu U-Profilen geformten Blechen hergestellt oder aus beispielsweise Sphäroguss gegossen. Sie wird beim Bau von Eisenbahn-Gleisanlagen zur Erstellung des aus Querschwellen und Schienen gebildeten Gleisrostes im Bereich von Weichen eingesetzt und über ihre Schwellenunterseite 2 und Schwellenseitenwandungen im Schotterbett positioniert.
Der Innenraum der Hohlkastenschwelle 1 nimmt die - hier nicht dargestellten - Funktions- und Bewegungselemente zum Verstellen von Weichenzungen und deren die jeweiligen Zungenendlagen sichernden Verschlussmittel und/oder Befestigungselemente für Kabelquerungen bzw. -durchführungen auf.
An der Schwellenunterseite 2 ist ein umlaufender, rahmenartiger Steg angeformt, der an den äußeren Kanten der Schwellenunterseite 2 verläuft und somit eine die ansonsten glatte Schwellenunterseite 2 einhausende Außenwandung 3 bildet.
Weiterhin ist die Schwellenunterseite 2 im Ausführungsbeispiel durch insgesamt vier, quer zur Schwellenlängsachse verlaufende Begrenzungsstege 4 unterteilt, so daß sich in Verbindung mit der umlaufenden, rahmenartigen Außenwandung 3 fünf voneinander getrennte Einzelkammern 5, 5 a bis 5 d ergeben. In die solchermaßen voneinander separierten Einzelkammern 5, 5 a bis 5 d werden elastische Plattenelemente 6 als Auflagerplatten zur Schwellenbesohlung eingelegt und an der glattflächigen Schwellenunterseite 2 befestigt (vgl. hierzu Fig. 3). Mit den Plattenelementen 6 läßt sich eine verbesserte Lagestabilität der Hohlkastenschwelle 1 erzielen, indem durch Unterfütterung mit in der Dicke variierenden und je nach Material unterschiedliche Elastizitätskoeffizienten aufweisenden Plattenelementen 6 Niveauunterschiede an der Kontaktstelle zwischen dem Gleisschotter und der Schwellenunterseite ausgeglichen werden können. Die Lagestabilität wird durch die Verzahnung, bedingt durch die Lücken bzw. Übergänge zwischen den einzelnen Plattenelementen 6, der Schwellenunterseite mit den Schottersteinen zusätzlich verbessert.
Durch die an der Schwellenunterseite 2 umlaufende Außenwandung 3 werden die freien, äußeren Schnittkanten der Plattenelemente 6 vor Beschädigung und die geklebten bzw. vulkanisierten Verbindungsstellen zwischen den Plattenelementen 6 und der Schwellensohle 2 vor einer Abschälung durch Schottersteine geschützt.
Der Fig. 4 ist weiterhin zu entnehmen, daß an der Schwellen Unterseite 2, im Bereich der Begrenzungsstege 4, zwei keilförmige Verankerungselemente 7 angeformt sind. Die Verankerungselemente 7 tauchen beim Einbau der Hohlkastenschwelle 1 im Gleisrost tief in den Schotter ein, wodurch einerseits der Querver- schiebewiderstand und andererseits die Lagestabilität der Hohlkastenschwelle 1 noch mehr erhöht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Hohlkastenschwelle für Verstellvorrichtungen von Weichenzungen, beweglichen Herzstücken oder Kabelquerungen in beliebigen Gleis- und Weichenabschnitten, ausgebildet als nach oben offenes Hohlkastenschwellen- profil mit einer ebenen Schwellenunterseite, zum Einbau in ein Gleisrost, wobei die Querschnittsbreite und -höhe auf eine normale Beton-, Holz- o- der Stahlschwelle abgestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenunterseite (2) mit mindestens einer vertieft angeordneten, nach unten offenen Kammer (5) ausgebildet ist.
2. Hohlkastenschwelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellen Unterseite (2) eine umlaufende, die Kammer (5) eingrenzende, rahmenartige Außenwandung (3) aufweist.
3. Hohlkastenschwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenunterseite (2) durch mehrere in der rahmenartigen Außenwandung (3) quer zur Schwellenlängsachse angeordnete, nach unten vorkragende Begrenzungselemente (4) in Einzelkammern (5 a bis 5 d) unterteilt ist.
4. Hohlkastenschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch in die Kammer (5) oder die Einzelkammern (5 a bis 5 d) einsetzbare, elasti- sehe oder halbelastische Plattenelemente (6) als Schwellenbesohlung.
5. Hohlkastenschwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (5) bzw. in jeder Einzelkammer (5 a bis 5 d) mindestens zwei Plattenelemente (6) vorgesehen sind.
6. Hohlkastenschwelle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur einige der Einzelkammern (5 a bis 5 d), vorzugsweise die jeweiligen äußeren Einzelkammern (5 a, 5 d) und eine mittlere Einzelkammer (5 c), mit Plattenelementen (6) besohlt sind.
7. Hohlkastenschwelle nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenelemente (6) gleiche oder unterschiedliche Elastizitäten und / oder Steifigkeiten aufweisen.
8. Hohlkastenschwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schwellenunterseite (2) mindestens ein mit größerer Tiefe als die Begrenzungselemente (4) nach unten vorkragendes, vorzugsweise keilförmiges, Verankerungselement (7) vorgesehen ist, das quer zur Schwellenlängsachse verläuft.
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