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Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Schienenstossverbindung mit hohem Gleitwiderstand zwischen den
Berührungsflächen der einzelnen Bauteile
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mente an den Schienenenden (d. h. am Schienenstoss) entfällt. Doch bietet der kontinuierliche Schienen- strang andere Schwierigkeiten : Er ist teurer, schwierig herzustellen und zu verlegen und ausserdem erfor- dert die Auswechslung eines stärker abgenutzten Abschnittes, was besonders häufig bei Kurven der Fall ist, einen langen, heiklen und schwierigen Arbeitsvorgang, der das Abschneiden des zu entfernenden
Schienenstückes an Ort und Stelle bedingt.
Ausserdem eignen sich viele Metalle nur schlecht oder gar nicht zum Schweissen und es ist beispielsweise praktisch nicht möglich, ein kontinuierliches Gleis herzu- stellen, wenn man Bimetallschienen, z. B. solche, die mit einer Schichte aus Vanadinstahl bekleidet sind, verwendet. Ferner ist es mit den bis jetzt bekannten Mitteln nicht möglich, ein Schienenstück eines kontinuierlichen Gleises zu isolieren, was z. B. für Signal- und Sicherheitskreise notwendig ist.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, eine Folie aus verhältnismässig geschmeidigem Material, z. B. aus Weicheisen, zwischen die zu verbindenden Teile einzulegen und einen so grossen Druck auf den Ver- band auszuüben, dass das weiche Material sich an die Unebenheiten der zu verbindenden Bauteile an- schmiegt und den Kontakt verbessert. Wenn jedoch das Material dieser Zwischenlage eine ausreichende mechanische Widerstandsfähigkeit hat, um den Beanspruchungen des Verkehrs widerstehen zu können, ist es, um einen hinreichenden Kontakt zu erhalten, notwendig, einen beträchtlichen Druck auszuüben, der wieder die Verwendung teurer und empfindlicher mechanischer Vorrichtungen erfordert, ganz zu schweigen von der Gefahr eines Bruches der Verbindungsorgane, wie z. B. der Schraubenbolzen, die in einem solchen Fall ungewöhnlichen Beanspruchungen ausgesetzt werden.
Wenn im Gegensatz dazu das Material der Zwischenlage verhältnismässig weich ist, so reicht seine mechanische Widerstandsfähigkeit nicht aus, um den Beanspruchungen des Verkehrs standzuhalten, so dass häufige Revisionen und Auswechslungen erforderlich sind.
Das erfindungsgemässe Verfahren beseitigt alle Mängel, die die bekannten Verfahren und Anordnungen mit sich bringen. Es ist dadurch ausgezeichnet, dass man die miteinander zu verbindenden Flächen der Schienen und Laschen aufrauht, diese Flächen unter Zwischenschaltung einer unter Verwendung eines nach seinem Härten eine hohe Abscherfestigkeit und eine verhältnismässig geringe Abschälfestigkeit aufweisenden Füllmaterials, wie z. B. Äthoxylinharz, erzielten, alle Hohlräume zwischen den Flache ausfüllenden, raumbeständigen Füllschicht durch an sich bekannte Mittel, wie z. B.
Schraubenbolzen, gegeneinanderpresst und sodann das Füllmaterial zum Härten bringt, während man die Flächen derart im zusammengepressten Zustand hält, dass die durch das Aufrauhen entstandenen Vorsprünge jeweils einer Fläche an die mit derselben zu verbindende Fläche bzw. an deren Vorsprüngen unmittelbar angepresst sind.
Gewisse Äthoxylinharze besitzen die obengenannten, von dem Füllmaterial geforderten Eigenschaften und eignen sich besonders gut für die erfindungsgemässe Herstellung von Schienenstössen infolge ihrer Haftfähigkeit, ihrer Unveränderlichkeit, ihrer einfachen Anwendung und ihrer Fähigkeit, schnell zu härten. Es hat sich herausgestellt, dass einzelne dieser Harze besonders gute Hafteigenschaften in bezug auf Eisen und andere Materialien sowie einen sehr hohen elektrischen Widerstand besitzen. Diese Äthoxylinharze besitzen in gleicher Weise günstige Hafteigenschaften auf Holz, Glas und andern Materialien. Sie ergeben nach Erhärtung und für sich allein eine hinreichend feste Verbindung zwischen den miteinander zu vereinigenden Teilen, u. zw. ebenso gut bei Metall auf Metall als auch bei Metall auf Holz.
Die Scherfestigkeit der mit diesen Harzen hergestellten Verbindungen ist hinreichend, um gewünschtenfalls nach Erhärtung des Harzes die Bindeglieder, wie Schraubenbolzen oder Laschen, zu entfernen, da der Stoss ausschliesslich auf Abscherung beansprucht wird.
Die Zugfestigkeit der Äthoxylinharze ist tatsächlich bedeutend geringer als ihre Scherfestigkeit, verglichen mit den entsprechenden Festigkeitseigenschaften des Metalls. Man kann daher die Verbindungen verhältnismässig leicht durch Ablösen oder Abschälen zerlegen, z. B. durch einfaches Eintreiben eines Metallkeiles zwischen die verbundenen Teile.
Selbstverständlich ist das erfindungsgemässe Verfahren zur gleitfesten, elektrisch leitenden Verbindung von Eisenbahnschienen ohne weiteres auf jedes andere mit den Schienen zu verbindende Bauelement einer Gleisanlage anwendbar.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass gegebenenfalls die gleitfesten, elektrisch leitenden Verbindungen ohne die Gefahr der Erzeugung innerer Spannungen und ohne Veränderungen an der Schiene herstellbar sind. Dies ist im Hinblick auf die Verkehrssicherheit besonders bedeutsam, da häufig die während des Betriebes auftretenden Schienenbrüche auf Kerben im Schienenfuss zurückzuführen sind, die oft von der Montage oder der Befestigung der Gleisbauelemente herrühren.
In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung an Hand beispielsweiser Ausführungsformen schematisch veranschaulicht. Fig. l ist eine schaubildliche Darstellung eines Schienenstosses, bei welchem
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verschiedene Elemente gemäss der Erfindung vereinigt sind. Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Verbindungs- stelle gemäss der Erfindung, welche eine leitende Verbindung zwischen zwei stromleitenden Bauteilen herstellt. Fig. 3 ist ein Teilschnitt im vergrösserten Massstab durch die Verbindungsstelle zwischen den bei- den Bauteilen der Fig. 2 und zeigt die Bekleidung der elektrischen Kontaktpunkte mit dem Füllmaterial.
Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsvariante des Schienenstosses gemäss der Erfin- dung mittels einer Kupplungsmuffe. Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Schienenstoss gemäss Fig. 4.
Die
Fig. 6 und 7 sind ähnliche Schnitte wie derjenige gemäss Fig. 5 durch zwei andere Ausführungsformen der
Kupplungsmuffe. Fig. 8 ist eine Seitenansicht durch eine Ausführungsvariante eines gemäss der Erfindung hergestellten Schienenstosses mit Lasche. Fig. 9 ist ein Schnitt nach Linie XI - XI in Fig. 8 und Fig. 10 zeigt im Schnitt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf einen Schienenstoss mit üblichen
Laschen, wie auf einem Teil der Fig. l dargestellt.
Der in Fig. l dargestellte Schienenstoss vereinigt mehrere Verbindungsarten gemäss der Erfindung. In manchen Fällen dient das erfindungsgemässe Verfahren dazu, die üblichen Verbindungsarten zu verbes- sern, wie dies z. B. bei den auf der linken Schiene 1 in Fig. l angebrachten Elementen der Fall ist. In andern Fällen ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren, neuartige Verbindungen vorzusehen, wie dies insbesondere bei den an der Schiene 2 in Fig. l angebrachten Elementen der Fall ist.
Gemäss der Erfindung werden die Zwischenräume zwischen den Berührungsflächen der verschiedenen
Elemente, einschliesslich der Schwellen, während des Zusammenbaues mit einem Füllmaterial, z. B. einem Äthoxylinharz, ausgefüllt, das dann, bevor der Schienenstoss dem Verkehr übergeben wird, auf einen Härtegrad gebracht wird, der demjenigen des Metalls ähnlich ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Schienenstoss umfasst zwei Schienen 1 und 2, die durch eine Lasche 3 üblicher Art miteinander verbunden sind. Die Stosslucke zwischen den beiden Schienen ist durch eine Ab- deckung 4 überbrückt, die aus einem Metallstreifen gebildet ist, der in den Schienenkopf der beiden Schienen versenkt und auf diesen gemäss der Erfindung mittels eines Äthoxylinharzes befestigt ist. Die Stosslücke zwischen den benachbarten Schienen wird soweit als möglich verkleinert und mit Äthoxylinharz ausgefüllt. Die Schiene 1 ruht frei auf der Unterlagsplatte 8, wobei die Schultern 27 sie daran hindern, sich in Richtung der Schwellenlängsachse zu verschieben, doch kann sie sich etwas, z.
B. um zirka 10 mm, in vertikaler Richtung bewegen, da die Köpfe der Schienennägel 7 einen gewissen Abstand vom Schienenfuss haben.
Diese Ausbildung entspricht derjenigen gemäss Fig. 9, in welcher man die gegenseitige Lage des Schienenfusses, der Laschen 103 und 104, der Schienennägel 107 und der Schultern 114 und 115 der Unterlagsplatte 108 noch deutlicher erkennen kann. Zu beiden Seiten der Unterlagsplatte sind sogenannte Wanderschutzklemmen 10 und 11 vorgesehen. Die Lasche 3 ist auf der Schiene 1 mit drei Schraubenbolzen 12 üblicher Art befestigt.
Auf der Schiene 2 sind ähnliche Elemente befestigt, doch sind die Hafteigenschaften des Äthoxylinharzes derart, dass man ohne Gefahr für die Betriebssicherheit des Gleises die Schraubenbolzen der Lasche und die Schienenschrauben wieder entfernen kann, wenn das Harz erhärtet ist. Es ist sogar in gewissen Fällen möglich, den Schienenfuss auf den Unterlagsplatten ausschliesslich durch Kleben zu befestigen, wobei die Unterlagsplatten an den Schwellen ebenfalls nur durch Kleben haften, ohne dass Schienennägel, Schienenschrauben oder Wanderschutzklemmen notwendig sind. Man kann sogar die Schienen unmittelbar auf einer Metallschwelle durch Kleben befestigen, z. B. bei Gleisen für Kipploren, wie sie vorwiegend für öffentliche Arbeiten verwendet werden.
Um eine Verbindung mit einem Maximum an Starrheit und Widerstandsfähigkeit zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Lasche gegen die Schiene mit der grösstmöglichen Kraft anzupressen. Gewisse Äthoxylinharze eignen sich besonders gut für eine Verbindungsart gemäss der Erfindung, da sie eine Art Festfressen der Schiene an der Lasche bewirken, was die Verbindung vorteilhaft verstärkt. Um diesen Effekt des Festfressens mit den guten Anwendungseigenschaften der Äthoxylinharze zu verbinden, kann man wie folgt, vorgehen.
Man beginnt, diejenigen Teile der Schienen und der Laschen, die miteinander in Berührung kommen sollen, mit Sand zu behandeln, worauf man die Schiene nach und nach auf ihren Platz bringt und einerseits die Schienen und anderseits die Laschen getrennt erhitzt, die auf übliche Weise abgebeizt wurden. Man erwärmt die Schienen auf zirka 600C und die Laschen bloss auf zirka 40 C. Man bringt auf diejenigen Teile der Laschen, die mit den Schienen in Berührung kommen, ein Füllmaterial, das aus einer pastaartigen Mischung aus gleichen Teilen des Härtemittels und des Harzes besteht.
Da diese Mischung weder bei Normaltemperatur noch in der Warme fliesst, ist es nicht notwendig, die mit dem Bindemittel gefüllten Verbindungsstellen bis zum Erhärten mit einer Schalung zu umgeben. Die Aufbringung des Kittes
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Wenn man ein flüssigeres Füllmaterial verwendet, welches dazu neigt, über die Verbindungsstelle hinauszufliessen, wie z. B. gewisse Äthoxylinharze, so ist es vorteilhaft, die Verbindungsstelle mit einer Verschalung zu umgeben, um Lücken im Verband zu vermeiden. Eine solche Verschalung kann aus einem leichten und biegsamen Material bestehen, das sich leicht an die zu umhüllenden Teile anpassen lässt, z. B. ein Blech aus Aluminium oder weichem Eisen, das in den Fig. 4 und 5 mit 26 bezeichnet ist. Man kann auch eine aus vorfabrizierten Teilen zusammengesetzte Verschalung verwenden, wie dies in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht ist. In diesen Fällen hängt dieWiderstardsfähigkeit der so erhaltenen Verbin- dung allein von den mechanischen und Hafteigenschaften des Füllmaterials ab.
Erforderlichenfalls kann die Verschalung später wieder abgenommen werden, zu welchem Zweck sie vorher so behandelt wird, dass sie am Füllmaterial nicht kleben bleibt.
Wenn man die Verbindung möglichst fest machen will, ist es vorteilhaft, wenn die zu verbindenden Bauteile einander mit der grösstmöglichen Oberfläche berühren. Auf diese Weise kann man einen Verband mit besonders grosser Starrheit und grösster Widerstandsfähigkeit erhalten, wenn man gemäss der Erfindung, wie dies in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, Laschen 103 und 104 verwendet, deren Aussenform dem äusseren Umriss der Schienen 101 und 102 angepasst ist. Der Zwischenraum 112 zwischen den Enden der Schienen 101,102 ist auf ein Minimum reduziert und die Verbindung wird dauernd durch Schraubenbolzen 105 hergestellt. Alle Bauteile dieser Verbindung sind durch ein haftfähiges Füllmaterial miteinanderverbunden, das die Zwischenräume 109, 110,111 und 112 ausfüllt.
Ein solcher Schienenstoss verhält sich in mechanischer Hinsicht genau so wie ein zu einem Stück zusammengeschweisster
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und durch Laschen oder Schienennägel 107 üblicher Art festgehalten wird.
Die Unterlagsplatte 108 kann an der Schwelle 106 durch Klebung mittels einer Schichte 113 von haftfähigem Füllmaterial befestigt sein, die einerseits am Holz der Schwelle 106 und anderseits am Metall der Unterlagsplatte 108 haftet.
Die Erfindung ermöglicht durch Verbindung von Einzelelementen die Herstellung eines Eisenbahn-
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