DD251185A5 - SAFETY DEVICE - Google Patents
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Abstract
Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Erhoehung der Haftkraft einer Schraube sowie ein Sicherungselement zur Anwendung bei dem Verfahren zu schaffen, um die Neigung von Schienennaegeln, sich bei Belastung aus Eisenbahnschwellen zu loesen, zu verringern. Das Verfahren besteht darin, ein Sicherungselement in die alten Gewindegaenge einzufuehren und die Schraube in das Loch einzuschrauben, wobei das Sicherungselement in das Loch eingreift und die Schraube mit dem Sicherungselement schraubend zusammenwirkt und das spitz zulaufende Profil in das Substrat drueckt. Das untere Ende des Sicherungselements ist so geformt, dass es loesbar mit einem Werkzeug zusammenwirken kann, das in der Mitte des Sicherungselements eingefuehrt wird, wodurch die Kraft zum Einschrauben des Sicherungselements in das Loch vom unteren Ende des Sicherungselements aus ausgeuebt werden kann. Das Sicherungselement wird aus einem intermediaer verformbaren Material hergestellt. Fig. 1The aim and object of the invention are to provide a method for increasing the adhesive force of a screw and a securing element for use in the method in order to reduce the tendency of railroad lugs to solve when loaded from railway sleepers. The method consists in inserting a securing element into the old thread neck and screwing the screw into the hole, wherein the securing element engages in the hole and the screw cooperates screwed with the securing element and presses the tapered profile into the substrate. The lower end of the securing element is shaped so that it can interact releasably with a tool which is introduced in the middle of the securing element, whereby the force for screwing the securing element into the hole from the lower end of the securing element can be exercised. The securing element is made of an intermediately deformable material. Fig. 1
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung betrifft mit Gewinde versehene Sicherungselemente in aufnehmenden Substraten und Vorrichtungen zur The invention relates to threaded securing elements in female substrates and devices for
i Verbesserung des Halts solcher Elemente in den aufnehmenden Substraten, z. B. schraübenaufnehmende Holz-, Plast- oderi improvement of the maintenance of such elements in the receiving substrates, e.g. B. schraübenaufnehmende wood, plastic or
Verbundmaterialien, und zur Wiederherstellung des Halts einer Schraube in einem Loch, das durch die Schraube gebildet wurde, ; in diesen Materialien nach einer bestimmten Nutzungsperiode.Composite materials, and for restoring the retention of a screw in a hole formed by the screw; in these materials after a certain period of use.
: Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Characteristic of the known technical solutions
Bei vielen Holzschwellen sind die Schienen an diesen mittels einer Metallhalterung befestigt, die an den Schwellen mit ( Schienennägeln befestigt wird, bei denen es sich um Gewindenägel handelt, die in vorgebohrte Untermaßlöcher in denIn many wooden sleepers, the rails are attached to them by means of a metal support which is fastened to the sleepers with (rail nails, which are threaded nails inserted into pre-drilled bottom holes in the
f Schwellen eingeschraubt werden. Die Schwellen liegen auf Schotter auf, und beim Befahren durch Züge von unterschiedlichemf sleepers are screwed. The thresholds are on gravel, and when driving by trains of different
i Gewicht und unterschiedlicher Länge, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fahren, schwanken die Lasten stark, was mit i Weight and different length driving at different speeds, the loads vary greatly with what
: derZeit zu einer Verschiebung des Schotters führt. Es ist nicht bekannt, ob das die Lockerung der Schienennagel verursacht oder : time leads to a shift of the ballast. It is not known if this causes the relaxation of the rail nail or
;. die einzige Ursache dafür ist, aber mit der Zeit kommen die Schienennägel aus den Schwellen heraus. Dieses Lockern kann man;. the only cause is, but over time, the rail nails come out of the sleepers. You can relax this
als ein Abschrauben betrachten. Aus Beobachtungen und von den Autoren durchgeführten Versuchen kann man jedoch ableiten, daß das nicht der Fall ist, sondern daß es wahrscheinlicher ist, daß die Gewinde der Schienennagel über die Rillen im Holz der Schwelle nach oben gleiten.consider as a unscrewing. From observations and experiments made by the authors, however, it can be deduced that this is not the case, but that it is more likely that the threads of the rail nail slide upwards over the grooves in the wood of the sleeper.
Ziel der Erfindung ist es, die Neigung von Schienennägeln, sich bei Belastung aus Eisenbahnschwellen zu lösen, zu verringern.The aim of the invention is to reduce the tendency of rail nails to solve under load from railway sleepers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Sicherungselement zur Erhöhung der Haftkraft einer Schraube zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object to provide a method and a securing element for increasing the adhesive force of a screw available.
Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit Problemen mit Einschraubschienennägeln, sogenannten Schienennägeln, entwickelt. Es wird jedoch angenommen, daß sie in ihrer Anwendung nicht darauf beschränkt ist, auch wenn sie unter spezieller Bezugnahme auf eine solche Anwendung beschrieben wird.The invention has been developed in connection with problems with Einschraubschienennägeln, so-called rail nails. However, it is believed that it is not so limited in its application, even though it is described with particular reference to such application.
So besteht nach der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung der Haftkraft einer Schraube, die in ein aufnehmendes Substrat, z. B. Holz, geschraubt wurde, bei welcher die Haftkraft im Vergleich zum ursprünglichen Einschraubwert nachgelassen hat und welche zumindest teilweise aus dem Loch ausgetreten ist, darin, die Schraube, z. B. einen Schienennagel, loszuschrauben und sie aus dem Loch herauszunehmen und dannThus, according to the present invention, there is a method of increasing the adhesive force of a screw inserted into a receiving substrate, e.g. B. wood, was screwed, in which the adhesive force has decreased compared to the original Einschraubwert and which at least partially leaked out of the hole, therein, the screw, z. As a rail nail, unscrew and take them out of the hole and then
a) ein Sicherungselement vorzusehen, z.B. eine Metallspirale, die ein nach außen gerichtetes Profil und einen Querschnitt hat, der zwischen aneinanderiiegende Windungen des Gewindes auf der Schraube paßt und so gestaltet ist, daß die Abmessung einer Windung senkrecht zur Längsachse des Sicherungselementes (nachstehend als Radialtiefe bezeichnet) größer als die Höhe des Gewindes der Schraube ist, welcher diese Windung im Schritt c) zugeordnet wird, wobei das Sicherungselement, aus intermediär verformbarem Material (nach der hier gegebenen Definition) bestehend, nach innen und zurück bis nach unten zur Achse an einem Ende gedreht wird, um einen Eintriebstift zu bilden. Dadurch wird es so geformt, daß es lösbar durch ein Werkzeug erfaßt werden kann, das nach unten in die Mitte des Sicherungselements eingeführt wird, wodurch die Kraft zum Schrauben des Sicherungselements in das Loch vom Einschraubstift oder unteren Ende des Sicherungselements ausgeübt werden kann,a) to provide a securing element, e.g. a metal spiral which has an outwardly directed profile and a cross section which fits between adjacent turns of the thread on the screw and is designed so that the dimension of a turn perpendicular to the longitudinal axis of the securing element (hereinafter referred to as radial depth) is greater than the height of the Thread of the screw is, which is associated with this winding in step c), wherein the securing element, consisting of intermediate deformable material (as defined herein), is rotated inwardly and back to down to the axis at one end to a drive pin to build. Thus, it is shaped so that it can be detachably engaged by a tool which is inserted down into the center of the securing element, whereby the force for screwing the securing element can be exerted in the hole of the screw-in pin or lower end of the securing element,
b) das Sicherungselement so in das Gewindeloch einzuführen, daß seine Achse längs der des Lochs verläuft und seine Windungen vorzugsweise an dem Gewinde des Lochs anliegen oder sich in diesem befinden, wobei das Sicherungselement zumindest zu diesem Zeitpunkt einen Innendurchmesser hat, der kleiner als der des Fußes der Schraube ist.b) insert the securing element into the threaded hole so that its axis runs along that of the hole and its turns preferably bear against or are located in the thread of the hole, wherein the securing element has at least at this time an inner diameter smaller than that of Foot of the screw is.
c) die Schraube in das Loch zu schrauben, wobei das Sicherungselement in das Loch eingreift und die Schraube im Gewinde mit dem Sicherungselement zusammenwirkt, wobei sich das Gewinde der Schraube zwischen den Windungen des Sicherungselementes befindet und das geneigte Profil in das Substrat drückt.c) screwing the screw into the hole, wherein the securing element engages in the hole and the screw cooperates in the thread with the securing element, wherein the thread of the screw is between the turns of the securing element and presses the inclined profile in the substrate.
In Großbritannien verwendete Schienennagel haben einen Vierkantkopf zum Eingreifen eines Schraubenschlüssels, Mutternschlüssels oder anderen Werkzeuge und einen Flansch, der das Loch durch das Auflageelement überlagert und gegen die obere Fläche eines Holz- oder Plastrings stößt, der sich im Halte- oder Auflageelement befindet. Unter dem Flansch befindet sich ein glatter Schaft ohne Gewinde, der durch das Halteelement zu dem mit Gewinde versehenen Abschnitt des Schienennagels führt. Das Gewinde ist verhältnismäßig stark gespreizt, z. B. beträgt die Steigung von Gewindespitze zu Gewindespitze im typischen Fall 12,7mm oder 13mm. Die Gewinde sind asymmetrisch, wobei die obere Flanke (dem Kopf näher) in einem größeren Winkel (im typischen Fall 70°) zur Längsachse des Schienennagels geneigt ist als die untere Flanke (die im typischen Fall in einem Winkel von 30° zur Längsachse geneigt ist).Rail nails used in the UK have a square head for engaging a wrench, nut wrench, or other tools, and a flange that overlies the hole through the support member and abuts against the top surface of a wood or plunger ring located in the support or support member. Underneath the flange is a smooth, unthreaded shaft leading through the retainer to the threaded portion of the rail nail. The thread is relatively strong spread, z. For example, thread pitch to thread crest pitch is typically 12.7mm or 13mm. The threads are asymmetrical, with the upper flank (closer to the head) inclined at a greater angle (typically 70 °) to the longitudinal axis of the rail nail than the lower flank (which is typically inclined at an angle of 30 ° to the longitudinal axis ).
DerTiefpunkt- oder Muldenbereich des Schienennagels zwischen dem Gewinde, der nachstehend als Fuß bezeichnet wird, ist im typischen Fall flach oder nur sehr gering gekrümmt, er hat keine Keilform wie in Metallschrauben oder-bolzen, und die Länge des Fußes zwischen den Gewindegängen beträgt im typischen Fall 6mm. Der Abstand, gemessen im rechten Winkel zur Längsachse des Schienennagels, von der Spitze eines Gewindegangs zur Linie, welche die tiefsten Punkte der Füße zwischen Gewindegängen verbindet, wird nachstehend als Gewindehöhe bezeichnet.The valley or trough portion of the rail nail between the thread, hereafter referred to as a foot, is typically flat or slightly curved, has no wedge shape as in metal screws or bolts, and the length of the root between threads is typically Case 6mm. The distance, measured at right angles to the longitudinal axis of the rail nail, from the point of a thread to the line, which connects the lowest points of the feet between threads, hereinafter referred to as thread height.
Diese Linie, welche die tiefsten Punkte des Fußes verbindet, wird als die Fußlinie bezeichnet und kann parallel zur Längsachse des Schienennagels verlaufen oder in einem sehr kleinen Winkel dazu geneigt sein, wenn der Schienennagel konisch ist, vom Schaft zum unteren Ende.This line connecting the lowest points of the foot is referred to as the foot line and may be parallel to the longitudinal axis of the rail nail or inclined at a very small angle to it, when the rail nail is tapered, from the shaft to the lower end.
Der hier verwendete Begriff Sicherungselement schließt Sicherungselemente ein, die um einen Zylinder gewickelt sind, d. h., eine Wendel, oder um einen Kegel, so daß sie konisch sind, und die Steigung zwischen aufeinanderfolgenden Windungen kann gleich oder unterschiedlich sein, wie das zur Anpassung an die Schraube, mit welcher das Sicherungselement verwendet wird, erforderlich ist.The term fuse element as used herein includes fuse elements wrapped around a cylinder, i. a helix, or around a cone, so that they are conical, and the pitch between successive turns may be the same or different as required to conform to the screw with which the securing element is used.
Man kann auch feststellen, daß sich die Erfindung auf ein Verfahren erstreckt, die Haftkraft einer Schraube, die in ein aufnehmendes Substrat, z. B. Holz, geschraubt wurde, gegen ein Herausziehen zu vergrößern, welches darin besteht, mit der Schraube in dem Holz ein Gewindeloch zu bilden, die Schraube herauszuschrauben und aus dem Loch zu nehmen und dann die oben genannten Schritte a), b) und c) auszuführen.It can also be seen that the invention extends to a method of increasing the adhesive force of a screw inserted into a receiving substrate, e.g. As wood, was screwed, to increase against a withdrawal, which consists of forming a threaded hole with the screw in the wood, unscrew the screw and take out of the hole and then the above steps a), b) and c ).
Allgemeiner formuliert, bezieht sich die Erfindung nicht nur auf das Verfahren, sondern auch auf das Sicherungselement zur Anwendung bei dem Verfahren.More generally, the invention relates not only to the method but also to the securing element for use in the method.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Sicherungselement aus einem intermediär unter Druck verformbaren Material (nach der hier gegebenen Definition), wobei das Sicherungselement an einem Ende nach innen und bis zur Achse zurückgedreht wird, um einen Eintreibstift zu bilden, wobei das Sicherungselement vorzugsweise zu einem Ende, welches den Eintreibstift bildet, hin konisch geformt ist.The invention also extends to a securing element of intermediate pressure deformable material (as defined herein), the securing element being turned back inwardly at one end and up to the axis to form a driving pin, the securing element preferably becoming one End, which forms the Eintreibstift, is conically shaped.
Unter dem Begriff „intermediär verformbar", wie er hier verwendet wird, versteht man ein Material, das, wenn es ein Dreieckprofil mit einem Scheitelwinkel von 50° bis 70° hat, eine ausreichend geringe Verformbarkeit oder ausreichend große Härte aufweist, um das Dreieckprofil in Weichholz und vorzugsweise auch in Mahagonie der Jarrah-Holz drücken zu können, während es eine größere Druckverformbarkeit als Stahl und vorzugsweise auch als Messinghartdraht hat.The term "intermediate deformable" as used herein means a material which, when having a triangular profile with a vertex angle of 50 ° to 70 °, has sufficiently low ductility or sufficiently high hardness to form the triangular profile in FIG Softwood and preferably also in mahogany the Jarrah wood to press, while it has a greater compressibility than steel and preferably as a brass hard wire.
-3- 251 18E-3- 251 18E
Das Sicherungselement besteht vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung; ein derartiges Material hat eine intermediäre Verformbarkeit.The securing element is preferably made of an aluminum alloy; such a material has an intermediate deformability.
Das Sicherungselement in Schritt a) hat vorzugsweise einen Innendurchmesser, der kleiner als der Schaft der Schraube ist, und eine Radialtiefe (und damit nach Schritt c) einen Außendurchmesser), der größer als der der Gewindegänge der Schraube ist.The securing element in step a) preferably has an inner diameter which is smaller than the shank of the screw, and a radial depth (and thus after step c) an outer diameter) which is greater than that of the threads of the screw.
Das hat zur Folge, daß beim Einschrauben der Schraube in das Sicherungselement in dem Loch die Innenfläche oder der Rand des Sicherungselements durch den Fuß der Schraube nach außen gedruckt wird, gegen welche es zwischen den Gewindegängen stößt, wodurch das Sicherungselement nach außen in das Holz gedruckt wird, so daß sich der Halt verstärkt und faktisch das Loch verstärkt wird.This has the consequence that when screwing the screw into the securing element in the hole, the inner surface or the edge of the securing element is printed by the foot of the screw to the outside, against which it abuts between the threads, whereby the securing element printed outwards into the wood so that the hold increases and in fact the hole is reinforced.
Das unter Druck verformbare Material des Sicherungselements ist daher vorzugsweise ausreichend dehnbar, so daß es diese Kräftestreckung im erforderlichen Maße aufnehmen kann und eine Gleitbewegung zwischen der Schraube und dem Sicherungselement zuläßt.The deformable under pressure material of the securing element is therefore preferably sufficiently stretchable, so that it can absorb this force stretch to the extent required and allows a sliding movement between the screw and the securing element.
Das Sicherungselement aus unter Druck verformbarem Material hat eine geringere Härte als Stahl und vorzugsweise auch eine geringere Härte als Phosphorbronze oder Messinghartdraht, aber größer als die von Weich holz und vorzugsweise größer als die von Mahagonie, z. B. eine Härte im Bereich von 30 bis 170HB, vorzugsweise von 40 bis 80HB, z. B. 45 bis 60HB. Ein solches Sicherungselement für Schienennagel wird vorzugsweise aus einem Metall mit derartigen Eigenschaften hergestellt, beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierung oder Aluminiumlegierungen.The securing element of pressure deformable material has a lower hardness than steel and preferably also a lower hardness than phosphor bronze or brass hard wire, but greater than that of soft wood and preferably greater than that of mahogany, z. Example, a hardness in the range of 30 to 170HB, preferably from 40 to 80HB, z. B. 45 to 60HB. Such a rail nail securing member is preferably made of a metal having such properties, for example, aluminum or aluminum alloy or aluminum alloys.
Das Verhältnis des Innendurchmessers des Sicherungselements (D 1) zum Durchmesser des Fußes der Schraube (D2) vor dem Schritt c) liegt vorzugsweise im Bereich von 0,7:1 bis 0,99:1, z.B. 0,75:1 bis 0,9:1. Das Sicherungselement hat im typischen Fall einen Innendurchmesser, der von 18 mm an der oberen Windung konisch auf 12 mm an der unteren Windung abnimmt, während der Fuß des Schienennagels weniger konisch verläuft, z. B. von 18 mm auf 17mm, oder gar nicht konisch ist.The ratio of the inner diameter of the securing element (D 1) to the diameter of the foot of the screw (D2) prior to step c) is preferably in the range of 0.7: 1 to 0.99: 1, e.g. 0.75: 1 to 0.9: 1. The securing element typically has an inner diameter that decreases conically from 18 mm at the upper turn to 12 mm at the lower turn, while the foot of the rail nail is less conical, e.g. B. from 18 mm to 17 mm, or not conical.
Das Sicherungselement hat vorteilhaft wenigstens zwei Windungen, und vorzugsweise hat das Sicherungselement bei Sch ritte) wenigstens 50% der Anzahl der Windungen des Gewindes auf der Schraube, und am vorteilhaftesten ist es, wenn das Sicherungselement vor der Verwendung dieselbe Anzahl von Windungen oder eine Windung mehr oder nicht mehr als eine Windung weniger als das Gewinde der Schraube hat.Advantageously, the fuse element has at least two turns, and preferably the fuse element has at least 50% of the number of turns of thread on the screw, and it is most advantageous if the fuse element before use has the same number of turns or one turn more or no more than one turn less than the thread of the screw has.
Das Verhältnis der Radialtiefe des Sicherungselements zur Gewindehöhe der Sch raube liegt vorteilhaft im Bereich von 1,01:1 bis 2,5:1 oder 1,01 bis 2:1 oder vorzugsweise bei etwa 2:1, z.B. 1,5:1 bis 2,5:1.The ratio of the radial depth of the securing element to the thread height of the screw is advantageously in the range of 1.01: 1 to 2.5: 1 or 1.01 to 2: 1, or preferably about 2: 1, e.g. 1.5: 1 to 2.5: 1.
Das Sicherungselement ist vorzugsweise konisch. Die konische Form des Sicherungselements ermöglicht es, daß die unteren Windungen des Sicherungselements in dem Loch lose sind, so daß das Element leicht eingeführt werden kann, die oberen Windungen in das Holz eingreifen und bis zu einem gewissen Maß in das Holz eingedrückt werden, während das Sicherungselement in das Loch eingeführt oder eingesetzt wird, d. h., während des Schritts b) und vor Schritt c). Durch dieses Eindrücken der oberen Windungen in das Holz wird das Sicherungselement ausreichend im Loch verriegelt, um das Einführungswerkzeug zu entfernen, so daß der Schienennagel eingeführt werden kann, um den Schritt c) auszuführen. Wenn das Sicherungselement nicht konisch ware, müßte es eingeschnitten werden, d. h., es müßte ein genau passendes Gewinde in die Wand des Lochs geschnitten werden. Das Sicherungselement hat vorzugsweise bei aufeinanderfolgenden Windungen eine gleiche Steigung.The securing element is preferably conical. The conical shape of the securing element allows the lower turns of the securing element to become loose in the hole, so that the element can be easily inserted, engage the upper turns in the wood and be pressed into the wood to some extent while the Secured element is inserted or inserted into the hole, d. h., during step b) and before step c). By this impressing the upper turns in the wood, the securing element is sufficiently locked in the hole to remove the insertion tool, so that the rail nail can be introduced to perform the step c). If the fuse element were not conical, it would have to be cut in, i. h., it would have to be a precisely fitting thread cut into the wall of the hole. The securing element preferably has an equal pitch in successive turns.
Bei einer alternativen Anordnung ist das Sicherungselement im Durchmesser anfangs kleiner als das Loch, und es wird ein besonderes, mit Schraubengewinde versehenes Werkzeug verwendet, um das Sicherungselement im Loch zu spreizen. Diese Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn Halteelement und Schienennagel nicht durch einen Endring voneinander getrennt sind und man eine Bewegung des Halteelements vermeiden will, um Zugang zum Loch in der Schwelle zu erhalten.In an alternative arrangement, the securing element is initially smaller in diameter than the hole, and a special screw-threaded tool is used to spread the securing element in the hole. This arrangement is advantageous if holding element and rail nail are not separated by an end ring and you want to avoid movement of the support member to gain access to the hole in the threshold.
Das untere Ende des Sicherungselements ist so geformt, daß es lösbar mit einem Werkzeug zusammenwirken kann, das in der Mitte des Sicherungselements nach unten geführt wird, wodurch die Kraft zum Einschrauben des Sicherungselements in das Loch vom unteren Ende des Sicherungselements ausgeübt werden kann. Bei einer bevorzugten Form der Erfindung weist der Querschnitt des Sicherungselements einen nach außen gerichteten Vorsprung und eine innere Druckfläche auf, die wenigstens gegen einen beachtlichen Teil der Fläche des Fußes der Schraube zwischen den Gewindegängen stoßen kann.The lower end of the securing element is shaped so that it can detachably cooperate with a tool which is guided in the middle of the securing element downwards, whereby the force for screwing the securing element into the hole from the lower end of the securing element can be exerted. In a preferred form of the invention, the cross-section of the securing element has an outwardly directed projection and an inner pressure surface which can abut at least a substantial portion of the surface of the foot of the screw between the threads.
Bei einer bevorzugten Form der Erfindung wird der nach außen gerichtete Vorsprung dadurch geschaffen, daß das Sicherungselement einen solchen Querschnitt hat, daß der äußere Teil dreieckig ist.In a preferred form of the invention, the outward projection is provided by the securing element having a cross section such that the outer portion is triangular.
Die innere Druckfläche befindet sich vorteilhaft in einer Anordnung im wesentlichen parallel zur Längsachse des Sicherungselements oder zu einer Linie, die parallel zur Fläche des Fußes der Schraube in Schritt c) verläuft, und ist vorzugsweise flach.The inner pressure surface is advantageously in an arrangement substantially parallel to the longitudinal axis of the securing element or to a line which is parallel to the surface of the foot of the screw in step c), and is preferably flat.
Das Sicherungselement kann auch oder stattdessen einen Querschnitt haben, der wenigstens eine Drucklängsfläche bietet, die flach sein kann und quer, und die in vorteilhafter Weise im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Sicherungselements verläuft.The securing element may also or instead have a cross-section which provides at least one pressure longitudinal surface, which may be flat and transverse, and which extends in an advantageous manner substantially perpendicular to the longitudinal axis of the securing element.
Die Erfindung kann auf unterschiedliche Weise in die Praxis umgesetzt werden, und es wird eine Reihe spezieller Ausführungsbeispiele in Verbindung mit verschiedenem Zubehör anhand von Beispielen beschrieben, um die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zu veranschaulichenThe invention may be practiced in various ways, and a number of specific embodiments in conjunction with various accessories will be described by way of example to illustrate the invention with reference to the accompanying drawings
Darin zeigen: Show:
Fig. 1: ist ein teilweise gebrochener Längsschnitt durch eine Holzschwelle und ein Teil eines Ausführungsbeispiels eines Sicherungselementes der Erfindung im Längsschnitt, wenn dieses in ein altes Loch eingeführt wird, aus welchem der Schienennagel gelöst und entfernt wird, und in welches der alte Schienennagel teilweise wieder eingeschraubt wird, wobei die Hälfte des Schienennagels auf der linken Seite von der Mittellinie 21 weggelassen ist, so daß auf dieser Seite die ganze Metallspirale gezeigt werden kann, während die zurückgezogene Fläche des Holzes schematisch auf der rechten Seite gezeigt wird;Fig. 1: is a partially broken longitudinal section through a wooden sill and a part of an embodiment of a securing element of the invention in longitudinal section, when it is inserted into an old hole, from which the rail nail is released and removed, and in which the old rail nail partially again is screwed with half of the rail nail on the left side away from the center line 21, so that on this side the whole metal spiral can be shown, while the retracted surface of the wood is shown schematically on the right side;
Fig. 2 A: ist ein schematischer Seitenaufriß, wobei die linke Seite im Querschnitt und die rechte Seite im Aufriß gezeigt werden; das Profil des Sicherungselementes ist das gleichzeitige Dreieckprofil, das in der Fig. 1 gezeigt wird, wobei das bevorzugte Pfeilspitzenprofil in den Fig. 2 C und 2 D dargestellt ist;Fig. 2A is a schematic side elevation showing the left side in cross section and the right side in elevation; the profile of the securing element is the simultaneous triangular profile shown in Figure 1, with the preferred arrowhead profile shown in Figures 2C and 2D;
Fig. 2 B: ist eine Ansicht mit Blick längs der Achse des Ausführungsbeispiels aus der Fig. 2 A des Sicherungselements von oben nach unten, welche das Ende des Sicherungselements zeigt, das über die Achse des Sicherungselements zu rückgedreht wird;Fig. 2B is a view, taken along the axis of the embodiment of Fig. 2A of the securing element from top to bottom, showing the end of the securing element being turned back over the axis of the securing element;
Fig. 2 C sind vergrößerte Querschnitte (in unterschiedlichem Maßstab) des bevorzugten Profils des Sicherungselements; und 2 D: Fig. 2 D zeigt, wie dieses Ausführungsbeispiel des Sicherungselements auf den Schienennagel abgestimmt ist; und Fig. 3: ist eine schematische Ansicht, welche den Schienennagel wieder voll in das Loch eingeführt zeigt, wobei das Sicherungselement nach außen in das Holz der Schwelle getrieben wurde und die Axiallänge des Sicherungselements so um einen gewissen Betrag verringert wurde, im typischen Fall etwa um 3A einer Windung, wobei das gezeigte Sicherungselement die in der Fig. 1 veranschaulichte Form hat.Fig. 2C are enlarged cross sections (on a different scale) of the preferred profile of the securing element; and Fig. 2D: Fig. 2D shows how this embodiment of the fuse element is tuned to the rail nail; and Fig. 3 is a schematic view showing the rail nail fully inserted into the hole again, with the fuse element driven outwardly into the wood of the sill and thus reducing the axial length of the fuse element by a certain amount, typically about 3 A of a turn, wherein the fuse element shown has the form illustrated in FIG. 1.
Es wird zuerst auf die Fig. 1 Bezug genommen. In der rechten Hälfte der Zeichnung wird ein Bruchstück eines britischen Schienennagels 20 im Längsschnitt gezeigt, die Linie 21 ist die Mittellinie des Schienennagels. Der Fuß 22 des Schienennagels läuft konisch von oben nach unten, wobei die Linie 23 die tiefsten Punkte jedes Fußes zwischen angrenzenden Windungen verbindet und diese Fußlinie 23 in einem Winkel zur Mittellinie 21 geneigt ist. Der Konus beträgt im typischen Fall 1 mm auf 10,2 cm (4 Zoll) Länge des mit Schraubengewinde versehenen Abschnitts des Schienennagels. Es gibt aber auch Schienennägel, die nicht konisch zulaufen. Der Fuß hat ein einziges spiralförmiges Gewinde 26, das in die Schwelle eingreift. Das Gewinde hat eine obere Fläche 27, die in einem Winkel A von etwa 70°zur Längsachse 21 des Schienennagels angeordnet ist, und eine untere Fläche 28, die in einem Winkel B von etwa 30° zur selben Achse verläuft.Reference is first made to FIG. 1. In the right half of the drawing, a fragment of a British rail nail 20 is shown in longitudinal section, the line 21 is the center line of the rail nail. The foot 22 of the rail nail is tapered from top to bottom, the line 23 connecting the lowest points of each foot between adjacent turns and this foot line 23 is inclined at an angle to the center line 21. The cone is typically 1 mm by 10.2 cm (4 inches) in length of the screw threaded portion of the rail nail. But there are also rail nails that do not taper. The foot has a single helical thread 26 which engages the sill. The thread has an upper surface 27 which is disposed at an angle A of about 70 ° to the longitudinal axis 21 of the rail nail, and a lower surface 28 which extends at an angle B of about 30 ° to the same axis.
Das Gewinde erstreckt sich über eine Entfernung 29 (die Radialtiefe) von der Fußlinie 23 über etwa 3,1 mm oder allgemeiner 2,5 bis 3,5mm.The thread extends over a distance 29 (the radial depth) from the foot line 23 over about 3.1 mm, or more generally 2.5 to 3.5 mm.
Die präzisen Abmessungen der Schraubennägel, die in einigen anderen Ländern eingesetzt werden, unterscheiden sich von den in Großbritannien verwendeten, liegen aber in derselben Größenordnung. Der Einsatz wird für diese anderen Länder so geändert, daß dasselbe oder ein ähnliches Verhältnis zum Schienennagel hergestellt wird.The precise dimensions of the screw nails used in some other countries differ from those used in the UK, but are of the same order of magnitude. The insert is modified for these other countries to produce the same or similar relation to the rail nail.
Wenn der Schienennagel zuerst in das Holz 35 eingeschraubt wird, stimmen Holz der Schwelle und Oberfläche von Fuß und Gewindegang des Schienennagels eng überein. Der Zustand, der nach einer gewissen Nutzungszeit eintritt, wird schematisch auf der rechten Seite der Fig. 1 gezeigt. In diesem Fall ist die Oberfläche 36 des Holzes, die vor der Nutzung den Fuß 22 berührte oder mit diesem in engem Kontakt war, von dem Fuß zurückgezogen und der Abschnitt des Holzes, welcher mit der oberen Fläche 27 des Gewindegangs in Kontakt ist, hat sich sehr stark verringert. Der genaue Grund dafür, weshalb sich das Holz auf diese Weise zurückzieht, ist nicht bekannt, es kann aber sein, daß es im Lockerungsprozeß durch das Gewinde des Schienennagels vom Fuß des Schienennagels weggedrückt wird. Es kann auch Korrosion oder Verrotten des Holzes durch das Eindringen von Wasser zwischen das Holz und den metallenen Schienennagel eintreten. Die Anmelder haben bei Versuchen beobachtet, daß der Schienennagel zwar wieder auf eine Festigkeit eingeschraubt werden kann, die im wesentlichen gleich der Originalfestigkeit ist, so daß man einen angemessenen Halt erwarten könnte, daß aber der Widerstand der Vorrichtung gegen ein Herausziehen des Schienennagels stark verringert wurde, oft auf nur 25% des ursprünglichen Wertes. Ein direktes Herausziehen ist natürlich nicht dasselbe wie die Kräfte, die zwischen dem Schienennagel und der Schwelle bei der Nutzung auftreten, trotzdem ist diese Änderung überraschend, wenn der Schienennagel so fest in der Schwelle befestigt zu sein scheint. Der britische Schienennagel hat im typischen Fall eine Gesamtlänge von 19cm, obwohl es für Spezialzwecke auch längere von beispielsweise 20,3cm gibt, und der mit Gewinde versehene Abschnitt läuft konisch von einem Durchmesser von 2,24cm am unteren Ende auf etwa 2,41 cm Durchmesser an der Stelle zu, wo der Schaft ohne Gewinde beginnt, der über einen Abschnitt von etwa 5,6 cm beim Einsatz von einer Plastemuffe umhüllt ist, die durch das Halteelement zu einem Flansch mit flachem Boden und rundem Oberteil führt, wobei der flache Boden des Flansches über die Plastemuffe Druck auf das Halteelement ausübt. Der Schienennagel endet in einem Vierkantkopf.When the rail nail is first screwed into the wood 35, wood closely matches the threshold and surface of the rail and root of the rail nail. The state that occurs after a certain period of use is shown schematically on the right side of FIG. 1. In this case, the surface 36 of the wood that contacted or was in close contact with the foot 22 prior to use is retracted from the foot and the portion of the wood in contact with the upper surface 27 of the thread has become very much reduced. The exact reason why the wood retracts in this way is not known, but it may be that in the loosening process it is pushed away from the foot of the rail nail by the thread of the rail nail. Corrosion or rotting of the wood may also occur due to the ingress of water between the wood and the metal rail nail. Applicants have observed in experiments that although the rail nail can be re-screwed to a strength substantially equal to the original strength, one might expect adequate support, but the resistance of the device to pulling out of the rail nail has been greatly reduced , often only 25% of the original value. Of course, direct extraction is not the same as the forces occurring between the rail nail and the threshold in use, yet this change is surprising when the rail nail appears to be so tightly secured in the sill. The British rail nail typically has a total length of 19cm, although for special purposes there are also longer ones, for example 20.3cm, and the threaded section is tapered from a 2.24cm diameter at the bottom to about 2.41cm in diameter at the point where the unthreaded shaft begins, wrapped over a section of about 5.6 cm in use by a plastic sleeve passing through the retainer to a flat bottomed flange and round top, the flat bottom of the Flange exerts pressure on the retaining element via the plastic sleeve. The rail nail ends in a square head.
Der Schienennagel wird in der Regel aus Weichstrahl hergestellt und kann verzinkt sein, um die Korrosion während des Gebrauchs zu verringern. Die Steigung des Gewindes beträgt im typischen Fall 1,3cm; auf Gewindewinkel und Gewindehöhe wurde bereits Bezug genommen.The rail nail is usually made of soft jet and may be galvanized to reduce corrosion during use. The pitch of the thread is typically 1.3cm; Thread angle and thread height has already been referred to.
Es wird erneut auf die Fig. 1 Bezug genommen, welche ein Ausführungsbeispiel eines Sicherungselements 140 nach der Erfindung im Schnitt in der rechten Hälfte der Zeichnung und im Aufriß in der linken Hälfte zeigt. Das Sicherungselement hat einen nichtkreisförmigen Querschnitt von der Form eines gleichseitigen Dreiecks mit den Seiten 171,172,173, wobei eine Seite 173 des Dreiecks, die innere Seite, im allgemeinen parallel zur Linie 145 verläuft, welche in einem größeren Winkel als die Fußlinie 23 des Schienennagels zur Achse 21 geneigt ist. Die Seite 173 bildet eine innere Druckfläche. Diese innere Druckfläche 173 stößt gegen den Fuß 22 des Schienennagels zwischen benachbarten Gewindegängen und hat, wie aus der Fig. 1 hervorgeht, dieselbe Größe oder ist etwas langer als der Fuß in der Längsrichtung des Schienennagels.Referring again to Fig. 1, an embodiment of a securing element 140 according to the invention in section in the right half of the drawing and in elevation in the left half shows. The securing element has a non-circular cross section of the shape of an equilateral triangle with the sides 171,172,173, wherein a side 173 of the triangle, the inner side, extends generally parallel to the line 145, which at an angle greater than the foot line 23 of the rail nail to the axis 21st is inclined. The side 173 forms an inner pressure surface. This inner pressure surface 173 abuts against the foot 22 of the rail nail between adjacent threads and, as is apparent from Fig. 1, has the same size or is slightly longer than the foot in the longitudinal direction of the rail nail.
Der Scheitel 174 des Dreiecks bildet einen nach außen gerichteten Vorsprung und eine Schneidkante, um in die Wand des Holzes einzuschneiden, wobei das Ziel darin besteht, in das noch nicht einbezogene Holz radial nach außen vom alten Gewindegang einzudringen und einen besseren Halt zu schaffen. Die Radialtiefe 175 des Sicherungselements beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel (senkrechter Abstand) im Verhältnis zur Mittellinie von der inneren Druckfläche 173 zum Scheitel 174, 5,2 mm.The apex 174 of the triangle forms an outward projection and a cutting edge to cut into the wall of the wood, the goal being to penetrate the unincorporated wood radially outward from the old thread and provide better grip. The radial depth 175 of the securing element in this embodiment (vertical distance) in relation to the center line from the inner pressure surface 173 to the apex 174, 5.2 mm.
Die untere Windung des Sicherungselements beträgt vor dem Einführen in ein Loch am Innendurchmesser etwa 1,5 bis 1,6cm. Das Ende der unteren Windung wird nach innen zur Achse 21 und innerhalb der Spirale zurückgedreht, wie das die Fig. 3 Azeigt, um ein Werkzeugeingriffselement (in der Fig. 1 nicht gezeigt) so bilden, mit welchem das Sicherungselement in das Loch geschraubt werden kann, aus dem ein Schienennagel gelockert und entfernt wurde. Auch das Wiedereinführen des Schienennagels wird in Fig. 1 gezeigt.The lower turn of the securing element is about 1.5 to 1.6 cm before insertion into a hole on the inner diameter. The end of the lower turn is turned back inwardly to the axis 21 and inside the spiral, as shown in Fig. 3 A, to form a tool engagement element (not shown in Fig. 1) with which the securing element can be screwed into the hole from which a rail nail was loosened and removed. The reinsertion of the rail nail is also shown in FIG.
Der Schienennagel 20 wird teilweise wieder eingeführt gezeigt, wobei sich das untere Ende (das schematisch unter 60 gezeigt wird) den letzten Windungen des Sicherungselements 140 nähert, diese aber noch nicht berührt. Es wird nur der Teil des Schienennagels rechts von der Mittellinie 21 gezeigt, um den Blick auf die Form der Windungen des Sicherungselements 140 zu erleichtern. Figur 3 zeigt den Schienennagel voll in das dreieckige Sicherungselement in der Schwelle eingeführt, wobei eine Plastemuffe 57 den Abschnitt ohne Gewinde des Schaftes vom Halteelement 56 trennt und das Ende des Schiennagels den Antriebsstift des Sicherungselements nach einer Seite gedrückt hat.The rail nail 20 is shown partially reinserted with the lower end (shown schematically at 60) approaching, but not yet touching, the last turns of the fuse element 140. Only the portion of the rail nail to the right of the centerline 21 is shown to facilitate viewing of the shape of the turns of the fuse element 140. Figure 3 shows the rail nail fully inserted into the triangular securing element in the sill, with a plastic sleeve 57 separating the unthreaded portion of the shaft from the retaining element 56 and the end of the rail nailing the drive pin of the securing element to one side.
Der Fuß 22 drückt jede Windung nach außen in eine flache Rille 37, wodurch diese tiefer wird und das Sicherungselement in das Holz der Schwelle eingebettet wird. Die Gewindegänge des Schienennagels schneiden eine neue Rille 61 in den Abschnitt 36 des M/M-7OC -?\A/icohon Hart oin7ialnpn WinHi inn pn dp« SinhThe foot 22 pushes each turn outwardly into a flat groove 37, whereby it is deeper and the securing element is embedded in the wood of the threshold. The threads of the rail nail cut a new groove 61 in section 36 of the M / M-7OC -? \ A / icohon Hart oin7ialnpn WinHi inn pn dp "Sinh
-5- 25118-5- 25118
Figur 3 zeigt das Sicherungselement, wie es in das Loch eingeführt ist, und den Schienennagel, der erneut vollständig eingefüh ti ist. Der Antriebsstift 182 wurde nach unten und einer Seite durch das Ende des Schienennagels gedrückt. Auch dasFigure 3 shows the securing element as it is inserted into the hole and the rail nail which is again fully inserted. The drive pin 182 was pushed down and one side by the end of the rail nail. That too
Sicherungselement wurde in dem Gewinde in der Schwelle nach unten gedreht und dabei nach außen in das Gewinde durch der Schienennagel gedrückt. Wie in der Fig.3 gezeigt wird, sind es nun etwa sieben Windungen statt der acht Windungen, die in df Fig. 2 A vor der Einführung gezeigt werden. Die obere Windung 58 des Gewindes ist nun leer (siehe Fig. 3).Securing element was turned down in the thread in the threshold while being pushed outward into the thread by the rail nail. As shown in Fig. 3, there are now about seven turns instead of the eight turns shown in Fig. 2A before insertion. The upper turn 58 of the thread is now empty (see Fig. 3).
Es wurde festgestellt, daß die Haftkraft einer solchen Vorrichtung bei voller Einführung in der Größenordnung von 3OkN beiIt has been found that the adhesive force of such a device at full insertion on the order of 3OkN at
Weichholzschwellen und von 6OkN bei Hartholzschwellen liegt, d.h., die Haftkraft wird im wesentlichen wiederhergestellt ode wenigstens bis zur Festigkeit des Holzes um das Loch wiederhergestellt.Softwood sleepers and 6OkN hardwood sleepers, i.e., the adhesive force is substantially restored or restored to at least the strength of the wood around the hole.
Das Sicherungselement kann durch Erzeugung, z. B. Strangpressen, des Dreieckprofils, das gebraucht wird (das in diesem erstei Ausführungsbeispiel die Seiten 171,172 und 173, die 6mm lang sind, und eine Radialtiefe 175 von 5,2mm hat) undThe fuse element can by generating, for. Extrusion molding, of the triangular profile needed (which in this first embodiment is 171, 172, 173, which are 6mm long and has a radial depth 175 of 5.2mm) and
anschließendes Aufspulen um einen Dorn mit dem geforderten Durchmesser hergestellt werden. Um jedoch die inneresubsequent spooling can be made around a mandrel of the required diameter. But to the inner
Druckfläche flach gegen den Dorn zu bringen, muß das Dreieckprofil auch verdreht werden.To bring pressure surface flat against the mandrel, the triangle profile must also be twisted.
Das Verdrehen des stranggepreßten Profils um den Dorn ändert den Querschnitt durch Strecken am äußeren Scheitel 174, unc dadurch schrumpft die Radialtiefe nach dem Strecken etwas, z.B. um etwa 5 bis 10 oder 15%.The twisting of the extruded profile about the mandrel changes the cross-section by stretching at the outer apex 174, uncirably, the radial depth after stretching slightly shrinks, e.g. by about 5 to 10 or 15%.
Der dreieckige Metalldraht ist vor dem Spulen 52cm lang; um sieben Windungen in Uhrzeigerrichtung mit einemThe triangular metal wire is 52cm long before spooling; by seven turns in a clockwise direction with one
Innendurchmesser von etwa 2,5cm zu schaffen, muß er erst zwischen den Enden gleichmäßig um 11/2 Windungen (540°)Inner diameter of about 2.5cm, it must be even between the ends evenly by 11/2 turns (540 °)
verdreht werden. Der Dorn ist konisch so geformt, daß sich das Sicherungselement von einem Innendurchmesser der unteren Windung von etwa 1,5 bis 1,6cm zu einem Innendurchmesser der obersten Windung von 1,7cm aufweitet.to be twisted. The mandrel is conically shaped so that the securing element expands from an inner diameter of the lower turn of about 1.5 to 1.6 cm to an inner diameter of the uppermost turn of 1.7 cm.
Das oben beschriebene Sicherungselement, das aus der Aluminiumlegierung HE9 hergestellt wurde, wurde auf seineThe fuse element described above, which was made of the aluminum alloy HE9, was on his
Federwirkung geprüft. Es dehnte sich um 4,45cm in der Länge über 1s aus, wenn das obere Ende gehalten und am unteren Ende eine Masse von 54,5 kg angehängt wurde, und es ging auf eine Länge von 14cm (von einer usprünglichen Länge von 11,4cm von Boden der Klammerung zum Boden des unteren Endes) innerhalb von Isnach der Entlastung zurück, wenn die Last 10 minSpring action tested. It expanded by 4,45cm in length over 1s, with the upper end held and at the lower end a mass of 54,5kg was hung, and it went to a length of 14cm (of an initial length of 11,4cm from the bottom of the clamp to the bottom of the lower end) within Isnach the discharge back, when the load 10 min
aufrechterhalten wurde. Die Axiallänge des Sicherungselements erhöhte sich also beachtlich.was maintained. The axial length of the fuse element thus increased considerably.
Diese Legierung, die dem BS1474 Nr. 6063 entspricht, hat einen Wert der Dehngrenze von 160MPa, eine Zugfestigkeit vonThis alloy, which conforms to BS1474 No. 6063, has a yield strength value of 160MPa, a tensile strength of
185 MPa und eine Bruchdehnung von 7%. Sie hat folgende Zusammensetzung: 0,2 bis 0,6% Si, 0,35% Fe, 0,1 % Cu, 0,1 % Mn, 0,4!185 MPa and an elongation at break of 7%. It has the following composition: 0.2 to 0.6% Si, 0.35% Fe, 0.1% Cu, 0.1% Mn, 0.4!
bis 0,9% Mg, 0,1 % Cr, 0,1 % Zn, 0,1 % Ti, Aluminium bis zu 100%.up to 0.9% Mg, 0.1% Cr, 0.1% Zn, 0.1% Ti, aluminum up to 100%.
Andere mögliche Legierungsarten, die eingesetzt werden können, werden unten in der Tabelle 1 mit ihren physikalischenOther possible types of alloys that can be used are listed below in Table 1 with their physical
Eigenschaften gegeben.Given properties.
Es wird also als wahrscheinlich angenommen, daß Materialien mit Zugfestigkeiten im Bereich von 130 bis 275 MPa undIt is therefore believed likely that materials with tensile strengths in the range of 130 to 275 MPa and
Bruchdehnungen von 7 bis 14% ebenfalls anwendbar sind.Elongation at break of 7 to 14% are also applicable.
Im Vergleich dazu wurde dieses Sicherungselement 140 aus Weichstahldraht mit einem Durchmesser von etwa 5 bis 6mm unc einer Länge von etwa 10 cm bei einer Steigung zwischen den Gewindegängen von etwa 1,3 cm hergestellt, d. h. ähnlich wie, wem nicht gleich, die Werte für den Schienennagel, mit dem das Sicherungselement verwendet werden soll.In comparison, this fuse element 140 was made of mild steel wire having a diameter of about 5 to 6 mm and a length of about 10 cm with a pitch between threads of about 1.3 cm, i.e., about 10 cm. H. similar to, but not equal to, the values for the rail nail with which the fuse element is to be used.
Das Sicherungselement ist im Gegensatz zu einer herkömmlichen Spiralfeder konisch von der Stelle, die bei Verwendung ihr oberes Ende ist, bis zu ihrem unteren Ende, und zwar in einem Grad, der dem des Schienennagels entspricht, mit dem dasThe securing element, in contrast to a conventional spiral spring, is conical from the location in use of its upper end to its lower end, to a degree corresponding to that of the rail nail with which
Sicherungselement verwendet wird.Fuse element is used.
Dieses Sicherungselement hat eine gewisse Federwirkung, die sich über 0,64cm in der Länge über 1 s erstreckt, wenn das obere Ende gehalten und eine Masse von 54,5 kg am unteren Ende angebracht wird, und es geht auf eine Länge von 11,4cm gegenüber einer Ausgangslänge von 11,4cm vom Boden der Klammerung bis zum Boden des unteren Endes) innerhalb einer Sekunde nacr der Entlastung zurück, wenn die Belastung 10 min beibehalten wurde. Es erfolgt also keine Streckung.This securing element has a certain spring action extending over 0.64 cm in length over 1 s when the upper end is held and a mass of 54.5 kg is attached to the lower end, and the length is 11.4 cm over an initial length of 11.4 cm from the bottom of the clamp to the bottom of the lower end) within a second of the relief when the load was maintained for 10 minutes. So there is no stretch.
Solche aus Stahl hergestellten Elemente sind ziemlich schwer, und da es vorgesehen ist, sie von den normalen Schienengängerr einsetzen zu lassen, ohne daß eine zusätzliche Ausrüstung gebraucht wird, kann das Gewicht der einzelnen Elemente dochSuch elements made of steel are quite heavy, and since it is intended to be used by the normal rail transducers without the need for any additional equipment, the weight of the individual elements can nevertheless
beachtlich sein, weshalb leichtere Metalle bevorzugt werden. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß sich Aluminiumbe remarkable, which is why lighter metals are preferred. Surprisingly, it was found that aluminum
sowohl leichter einschrauben läßt als auch eine Haftkraft ergibt, die der eines ansonsten identischen Elementes aus Weichstah ähnlich ist, wenn sie in runden Querschnitten eingesetzt werden, wie das oben beschrieben wurde.both easier to screw in and gives an adhesive force similar to that of an otherwise identical element of soft steel when used in circular cross sections, as described above.
Es wurde festgestellt, daß Profile mit einem nach außen gerichteten Vorsprung oder einer Schneidkante das Holz mit geringerer Wahrscheinlichkeit spalten als spiralförmige Elemente mit rundem Querschnitt.It has been found that profiles with an outward projection or cutting edge are less likely to split the wood than helical elements of circular cross section.
Außerdem wurde festgestellt, daß das Sicherungselement aus einem Material hergestellt werden sollte, daß zwar hart genug ist um in das Holz einzudringen, sei es nun Hartholz, wie beispielsweise Mahagonie, oder Weichholz, das für die SchwellenIn addition, it has been found that the securing element should be made of a material that is hard enough to penetrate into the wood, be it hardwood, such as mahogany or softwood, for the sleepers
verwendet wird, aber auch weich oder unter Druck verformbar genug ist, um sich den Gewindegängen des Schienennagelsis used, but also soft or compressible enough to conform to the threads of the rail nail
anzupassen, ohne einen Gewindegang zu überspringen.to adapt without skipping a thread.
Das Sicherungselement wird faktisch durch das Schraubengewinde und das Holz eingeklemmt, in welches es gedrückt wird, unc um den Gewindegängen übereinstimmen zu können, scheint es notwendig zu sein, daß es tatsächlich durch die Gewindegäng gezogen wird, wenn der Schienennagel eingeschraubt wird. Das Sicherungselement scheint sich um etwa 3U einer Windung ir die Schwelle hineinzuwinden, wenn der Schienennagel eingeschraubt wird, es kann aber auch eine gewisse Streckung desThe securing element is in fact clamped by the screw thread and the wood into which it is pressed and, in order to be able to match the threads, it seems necessary that it actually be pulled through the thread when the rail nail is screwed in. The fuse element appears to wind in about 3 U of a turn over the threshold when the rail nail is screwed in, but it may also have some stretch of the wire
Sicherungselements in der Länge erfolgen. Es ist noch nicht genau klar, welcher Mechanismus daran beteiligt ist, aber es wurde festgestellt, daß bei einem Weichstahlschienennagel und den Hart- oder Weichhölzern, die in Großbritannien für SchwellenSecured element in length. It is not yet clear exactly which mechanism is involved, but it has been found that in the case of a mild steel rail nail and the hardwoods or softwoods used in the UK for sleepers
eingesetzt werden, die oben genannte Aluminiumlegierung sehr gut geeignet ist.can be used, the above-mentioned aluminum alloy is very suitable.
Es wird erwartet, daß andere Materialien mit ähnlichen Härte- und Dehnbarkeitseigenschaften, ähnlicher Ziehbarkeit, Verformbarkeit oder Bruchdehnung wie diese Aluminiumlegierungen ebenfalls geeignet sind.It is expected that other materials having similar hardness and ductility properties, similar drawability, ductility or elongation at break as these aluminum alloys are also suitable.
Figur 2C zeigt im Detail und Querschnitt eine bevorzugte Profilform des Sicherungselements. Der Querschnitt ist im wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck, wobei der Scheitel des Dreiecks den nach außen gerichteten Vorsprung 174 und die Basis des Dreiecks die Druckfläche 173 bilden. Die Höhe oder Radialtiefe 175 des Sicherungselements beträgt 6,1 mm, bevor es auf den Dorn gewickelt wird, nach dem Wickeln schrumpft es auf 5,7 mm.Figure 2C shows in detail and cross section a preferred profile shape of the securing element. The cross-section is essentially an equilateral triangle with the apex of the triangle forming the outward projection 174 and the base of the triangle forming the pressure surface 173. The height or radial depth 175 of the securing element is 6.1 mm before it is wound on the mandrel, after wrapping it shrinks to 5.7 mm.
Die Basisecken des Dreiecks sind so abgeschrägt, daß eine Pfeilkopfform entsteht, wodurch das Profil symmetrisch um die Linie vom Scheitel zum Mittelpunkt der Basis ist, was bedeutet, daß das stranggepreßte Profil in beiden Richtungen um den Dorn gewickelt werden kann, um das Sicherungselement zu bilden. Das Profil ist asymmetrisch um eine Linie, welche durch den Mittelpunkt der Linie vom Scheitel zum Mittelpunkt der Basis führt und parallel zur Basis. Die Abschrägungen 190 und 191 werden so vorgenommen, daß die Länge der Basis oder Druckfläche 4mm beträgt, die Länge jeder Abschrägung, die gerade ist, beträgt 1,3mm, und die Breite 192 des Profils an den Enden der Abschrägungen ist 5,5mm. Diese Abschrägungen bilden die Längsdruckflächen, und da sie symmetrisch angeordnet sind, ermöglichen sie es, das stranggepreßte Profil in beiden Richtungen zu wickeln. Nur die Abschrägung, die zum Antriebsstiftende hin gerichtet ist, wirkt beim Einsatz des Sicherungselements tatsächlich als Längsdruckfläche, wie das in der Fig.2 D gezeigt wird.The base corners of the triangle are chamfered to form an arrowhead shape whereby the profile is symmetrical about the line from the apex to the center of the base, meaning that the extruded profile can be wrapped around the mandrel in both directions to form the securing element , The profile is asymmetrical about a line passing through the center of the line from the vertex to the center of the base and parallel to the base. The chamfers 190 and 191 are made such that the length of the base or pressure surface is 4mm, the length of each chamfer being straight is 1.3mm, and the width 192 of the profile at the ends of the chamfers is 5.5mm. These chamfers form the longitudinal pressure surfaces, and since they are symmetrical, they allow the extruded profile to be wound in both directions. Only the chamfer, which is directed towards the drive pin end, actually acts as a longitudinal pressure surface when using the securing element, as shown in FIG.
Die Symmetrie ist also nicht wesentlich, der einzige wesentliche Aspekt des Profils besteht darin, daß die untere Fläche dem Winkel der oberen Fläche des Schraubengewindes des Schienennagels entsprechen sollte.The symmetry is therefore not essential, the only essential aspect of the profile is that the lower surface should correspond to the angle of the upper surface of the screw thread of the rail nail.
Bestimmte Eisenbahnlinien haben größere Löcher, z. B. die English Western Region, und hier beträgt die Radiallänge nach dem Strangpressen 7,4mm (d.h., das Dreieck ist isokephal, und es hat nach dem Verdrehen eine Schrumpfung auf 6,9mm). Basis- und Abschrägungsabmessungen sowie Winkel bleiben wie in der Fig. 2 C beschrieben. In einer Modifikation wird das Schwanzteil 182 dünner gemacht, etwa 5,7 mm breit, so daß es in das Loch des Werkzeugs paßt, ohne das Werkzeug modifizieren zu müssen.Certain railway lines have larger holes, z. For example, the English Western region, and here the radial length after extrusion is 7.4mm (i.e., the triangle is iso-cephalic, and it shrinks to 6.9mm after twisting). Base and bevel dimensions and angles remain as described in FIG. 2C. In one modification, the tail portion 182 is thinned, about 5.7 mm wide, so that it fits into the hole of the tool without having to modify the tool.
Wie oben angegeben, beträgt der Abstand zwischen den Spitzen von aneinanderliegenden Windungen des Schienennagels 12,7 bis 13mm, und die Gewindehöhe ist gleich 3,1 mm.As stated above, the distance between the tips of adjacent turns of the rail nail is 12.7 to 13mm, and the thread height is equal to 3.1mm.
Die Fußlänge beträgt im typischen Fall 4mm, und das Sicherungselement paßt damit gut zwischen aneinanderliegende Windungen, wobei der Winkel der unteren Abschrägung des Sicherungselements derselbe wie der der oberen Flanke des Gewindes auf dem Schienennagel oder diesem sehr ähnlich ist, wodurch eine gut passende Längsdruckfläche entsteht und auf Grund der Verformbarkeit des bevorzugten Materials, einer Aluminiumlegierung, aus dem das Sicherungselement gemacht wird, eine Verformung während der Einführung des Schienennagels zu einer engen Übereinstimmung mit der oberen Flanke des Gewindes auf dem Schienennagel erfolgen kann.The foot length is typically 4mm, and the securing element fits well between adjacent turns, with the angle of the lower chamfer of the securing element being very similar to that of the upper flank of the thread on the rail nail or this, thus providing a well-fitting longitudinal pressure surface due to the deformability of the preferred material, an aluminum alloy from which the securing element is made, deformation during insertion of the rail nail can be made to closely conform to the upper flank of the thread on the rail nail.
Die obere Abschrägung auf dem Sicherungselement mit einem steileren Winkel als die untere Flanke des Gewindes stellt keinen wesentlichen Flächenkontakt mit diesem her.The upper chamfer on the securing element at a steeper angle than the lower flank of the thread does not produce substantial surface contact therewith.
Die Haftkraft beträgt bei der Verwendung eines Profils wie in der Fig. 2 C im typischen Fall 35 kN bei Weichholz und 65 kN bei Hartholz.Adhesive force is typically 35 kN for softwood and 65 kN for hardwood when using a profile as shown in FIG. 2C.
Manche Schienennägel haben keine flachen, sondern einen flach gekrümmten Fuß, weshalb die Verformbarkeit des bevorzugten Sicherungselements ein weiterer Vorteil ist, da sie es ermöglicht, daß eine Verformung zum engen Flächenkontakt mit einem solchen gekrümmten Fuß während der Einführung des Schienennagels erfolgt.Some rail nails do not have a flat foot but a flat curved foot, therefore, the deformability of the preferred securing element is a further advantage as it allows deformation to be made to make close surface contact with such a curved foot during the insertion of the rail nail.
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