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Elektrische Isolation eines Schienenstranges gegenüber den Schwellen
Die Erfindung betrifft die elektrische Isolation eines Schienenstranges gegenüber den Schwellen, insbesondere gegenüber Stahlbetonschwellen, Stahlschwellen oder Holzdoppelschwellen mit Rippenplatten für Gleise mit einer Isolierung zwischen Schienenfuss und Rippenplatte.
Bei Gleisen mit in einen elektrischen Signal- oder Sicherungsstromkreis eingeschlossenen Schienen ist deren elektrische Isolation gegenüber ihrem Auflager und ihren Befestigungsmitteln von ausschlaggebender Bedeutung für die auf der Strecke auftretenden Spannungsverluste, welche die Wirksamkeit der durch die rollenden Achsen ausgelösten Steuerimpulse für die Signale oder Sicherungen oft in Frage stellen. Bisher wurde die elektrische Isolation zwischen dem Schienenfuss einerseits und der Rippenplatte einer Stahlbetonschwelle, oder einer Stahlschwelle bzw. einer Holzdoppelschwelle mit Stossrippenplatte anderseits, durch eine Zwischenlage aus einem elektrischen Isolationsmaterial hergestellt und zur Befestigung der Schiene wurden Klemmplättchen verwendet, die zur Gänze aus einem hochwertigen und teuren elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial gebildet sind.
Die Praxis hat gezeigt, dass die unter dem Schienenfuss eingelegten Zwischenlagen aus dem elektrischen Isolationsmaterial nur im Bereich der Schienenfussauflagefläche wirksam sind, keinesfalls aber die Bildung von Strombrücken bei den Randspalten zwischen Schienenfuss und Gegenfläche der Rippen einer Rippenplatte verhindern können, die durch Ablagerungen von Feuchtigkeit und Schmutz in den Randspalten entstehen. Diese mehr oder minder starken Ablagerungen an den Spaltstellen sind auch die Ursache der im Signal- oder Sicherungsstromkreis sich sehr störend auswirkenden, unverhältnismässig hohen Spannungsverluste, die manches Mal bei besonders ungünstigen Verhältnissen bis zu 800/0 betragen.
Dabei bringen die ganz aus einem elektrisch gut isolierenden Kunststoffmaterial gebildeten Klemmplättchen keinerlei Vorteil mit sich, denn sie können die im Bereich des Schienenfusses und der Rippenplatte auftretenden Strombrücken nicht verhindern oder abschwächen. Sie sind auch wegen ihrer ausserordentlich hohen Gestehungskosten für den Bahnbau viel zu unwirtschaftlich.
Bekannt sind Isolierungsmassnahmen, bei denen auf verschiedene Arten der Schienenfuss zur Gänze mit Isolationsmaterial umhüllt wird und so einerseits gegenüber der Schwelle oder einer Unterlagsplatte usw. isoliert wird, während anderseits das Klemmplättchen nicht direkt auf den Schienenfuss auftrifft, sondern ebenfalls auf die den Schienenfuss bedeckende Isolierschicht drückt.
Es ist auch bekannt, Klemmplättchen zum Zweck der Isolation äusserlich mit isolierendem Material (Gummi usw. ) zu umhüllen und in gleicher Weise gegenüber der Befestigungsschraube durch Isolationsmaterial abzuschirmen.
Alle diese Isolationsarten setzen jedoch voraus, dass im Bereich der zu isolierenden Strecke eine Schienenbefestigungsart gewählt wird, die konstruktiv von der üblichen Befestigungsart abweicht.
Erfindungsgemäss soll aber im Bereich der zu isolierenden Strecke die bereits vorhandene, zur Schie-
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nenbefestigung dienende Massenware (Rippenplatten und Klemmplättchen) Verwendung finden können, wobei der Isolationseffekt durch nur geringe Änderungen erreicht wird. Diese Änderungsmassnahmen bestehen darin, dass einerseits die Rippen einer Rippenplatte um die zur Aufnahme der Zwischenlage erforderliche Stärke abgearbeitet werden und-insbesondere im Vorfertigungsverfahren - eine Isolierung usw. aufgebracht wird, während anderseits die Klemmplättchen durch Abarbeitung und Isolationsauftrag bzw. durch Teilung und isolierende Neuzusammensetzung od. dgl. einen isolierenden Aufbau in sich erhalten.
So können die üblichen Rippenplatten und Klemmplättchen beibehalten und trotzdem die schädliche Bildung von Strombrücke an den hiefür am meisten gefährdeten Stellen der Schienenauflage bestmöglich verhindert werden.
Schliesslich kann dort, wo ein Gleis bereits vorhanden ist, und dessen Schienen nachträglich gegen- über den Stahlbetonschwellen od. dgl. elektrisch gut isoliert werden sollen, z. B. gemäss der Erfindung in der Weise verfahren werden, dass zwischen dem Schienenfuss und der ihm gegenüberliegenden Fläche der Rippen einer Rippenplatte je einSpalt bis zur Isolationszwischenlage des Schienenfusses ausgearbeitet wird, derhierauf mit einem hohe elektrische Isolationseigenschaften aufweisenden Kunststoffmaterial bzw. einer Kunststoffleiste aus z. B. einem Polyäthylengemisch von Typen mit verschiedenem Molekulargewicht ausgefüllt wird, wobei die Füllung den Schienenfusslängsrand geringfügig überragt.
Es ist daher eine erfindungsgemässe Ausführung dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung auf der Rippenplatte sowie auf den Klemmplättchen als Kunststoffschicht aufgebracht ist oder aus einer sonstigen Schicht besteht, wobei der kurze Schenkel des Klemmplättchens geteilt ist und seine Teile durch eine klebefähige elektrische Isolationszwischenlage starr verbunden sind. Alle diese vorstehend beschriebenen Einbauarten der elektrischen Isolation der Schiene gegenüber der Stahlbetonschwelle bzw. einer Stahlschwelle oder einer Holzdoppelschwelle mit Rippenplatte wurden praktisch untersucht und messtechnisch nach wissenschaftlichen Grundsätzen überprüft. Es konnte dabei ein überraschend gutes Isolationsergebnis auch bei schlechtesten Wetterbedingungen festgestellt werden.
In den Zeichnungen ist eine Anzahl Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen elektrischen Isolation des Schienenfusses gegenüber einer Stahlbetonschwelle veranschaulicht. Es zeigen die Fig. l einen Schienenfuss samt Rippenplatte im Schnitt auf einer Stahlbetonschwelle zusammen mit der elektrischen Isolation ; Fig. 2 eine Rippenplatte in Seitenansicht auf ihr Profil mit schraffiert angedeuteter Werkstoffentfernung bzw. Kunststoff-Isolationsauflage ;
Fig. 3 eine Ausführungsform eines Klemmplättchens mit einem aus elektrischem Isolationsmaterial hergestellten Schenkel in Ansicht, Fig. 4 ein Klemmplättchen mit einem auf den einen Schenkel aufgesteckten Schuh aus elektrischem Isolationsmaterial und Fig. 5 ein Klemmplättchen mit einem geteilten kurzen Schenkel, dessen Teile durch eine Isolationszwischenlage miteinander elektrisch isoliert verbunden sind.
Eine Schiene 1 ruht mit ihrem Schienenfuss 2 auf einer Rippenplatte 3 unter Zwischenschaltung einer Isolationszwischenlage 4 aus Holz oder einem elektrisch gut isolierenden Kunststoffmaterial.
Der Schienenfuss 2 wird dabei an seinen Längskantenflächen 5 von den Rippen 6 der Rippenplatte 3 umfasst. Damit nun zwischen den dem Schienenfuss 2 zugekehrten Flächen 7 der Rippen 6 und denLängskantenflächen 5-desSchienenfusses ein zum Einbetten einer elektrisch isolierenden Kunst- stoffschicht genügend weiter Spalt verbleibt, sind diese Rippenflächen 7 gemäss den in Fig. 2 schraffiert
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Streifenmässig am Herstellungsort der Rippenplatte 3 aufgebracht, so dass die Rippenplatte 3 bereits mit einer an den Flächen 7 der Rippen 6 haftenden elektrischen Isolationszwischenlage 9 zum Ein bauort gelangt.
In der gleichen Weise können die am Schienenfuss 2 unter Druck auflagernden Schenkel 10 der Klemmplättchen 11 gemäss Fig. 3 einen elektrisch isolierenden, aus Kunststoffmaterial gebildeten Schenkelteil 10a besitzen, dessen Stärke und Form so bemessen ist, dass mit grosser Sicherheit die Bildung einer Strombrücke zwischen dem Schienenfuss und der Befestigung des Klemmplättchens 11 ausgeschaltet wird. Es kann aber auch der Schenkel 10 des Klemmplättchens 11 elektrisch isolierend einen Schuh 12 aus Kunststoff erhalten, der gemäss Fig. 4 den Schenkel 10 des Klemmplättchens 11 unten und auch seitlich umgibt. Auch diese Klemmplättchen 11 können schon am Herstellungsort mit der elektrischen Isolation am Schenkel 10 hergestellt werden.
Gemäss Fig. 5 kann das Klemmplätt- chen 11 einen geteilten kurzen Schenkel 10 besitzen, dessen Teile durch eine elektrische Isolationszwischenlage aus einem Kunststoffkleber 13 miteinander verbunden sind. Bei der Herstellung der Schienenbefestigung ist daher der bisher übliche Einbauvorgang einzuhalten und nur darauf zu achten, dass
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der Schienenfuss 2 zwischendenmitdenKunststoffzwischenlagen 9 versehenen Flächen 7 der Rippen 6 der Rippenplatte 3 sitzt. Diese Kunststoffstreifen 9 verhindern die Ablagerung von Schmutz und Feuchtigkeit in den sonst zwischen dem Schienenfuss und den Rippen 6 der Rippenplatte 3 bestehenden Spalten und dadurch die Bildung von schädlichen Strombrticken.