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Wanderschutzklemme und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung
betrifft eine Wanderschutzklemme, die einen sich unter dem Schienenfuß quer zur
Schiene erstreckenden Basiskörper aufweist, der an seinem einen Ende mit einem Haken
zum Umfassen der einen Seite des Schienenfußes und an seinem anderen Ende mit einer
Nase zum Anlegen an die gegenüberliegende Schienenfußkante versehen ist. Bisher
wurden derartige Wanderschutzklemmen aus Stahl oder anderen Metallen gefertigt,
weil solches Material dank seiner Festigkeitseigenschaften die Anforderungen erfüllen
kann, die an eine Wanderschutzklemme, insbesondere im Bereich des Hakens, gestellt
werden. Abgesehen davon, daß gewisse Stellen des Querschnitts bei metallenen Wanderschutzklemmen
rißgefährdet sind, haben diese Wanderschutzklemmen ein verhältnismäßig hohes Gewicht
und sind auch verhältnismäßig teuer, weil zu ihrer Anfertigung aufwendige Gesenke
benötigt werden und eine entsprechende Wärmebehandlung erforderlich ist.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Wanderschutzklemme
aus in Klemmenlängsrichtung verlaufenden Glasfasersträngen besteht, die durch einen
wärmeaushärtenden Kunststoff verklebt sind. Damit erhalten die Wanderschutzklemmen
ein Gefüge, dessen Fasern in Beanspruchungsrichtung verlaufen und das in den gefährlichen
Querschnitten eine Zerreißfestigkeit hat, die sich mit der einer Wanderschutzklemme
aus Stahl messen kann. Während man zum Herstellen von Wanderschutzklemmen aus Stahl
Walzen, Scheren, Öfen, Gesenke und andere schwere Einrichtungsteile braucht, die
alle von gut bezahltem Personal bedient werden müssen, ist nur ein Bruchteil dieses
Aufwandes erforderlich, um Wanderschutzklemmen nach der Erfindung herzustellen.
Stählerne Wanderschutzklemmen werden einzeln angefertigt, während die Wanderschutzklemme
nach der Erfindung auf Einrichtungen hergestellt werden kann, die die Herstellung
von zehn oder noch mehr Klemmen gleichzeitig ermöglichen.
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Die Kosten für die Lagerung und Versand sind weit geringer, weil die
Wanderschutzklemmen nach der Erfindung nur ein Viertel von dem wiegen, was Klemmen
aus Stahl wiegen. Die Versandkosten dürfen nicht unterschätzt werden, weil die Herstellung
von Wanderschutzklemmen verhältnismäßig spezialisiert ist und weil ein Hersteller
gewöhnlich nur eine einzelne Fabrik unterhält, von der die Klemmen an alle Eisenbahnen
eines Landes verschickt werden ebenso wie an die Eisenbahnen in anderen Ländern
der Welt. Bedeutungsvoll ist weiterhin, daß die Wanderschutzklemme nach der Erfindung
ein elektrisch nichtleitendes, nichtmagnetisches und nicht der Korrosion unterworfenes
Element darstellt.
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Der Kunststoff der Wanderschutzklemme kann beispielsweise ein Äthoxylenharz
sein. Die Glasfaserstränge verlaufen vorzugsweise so, daß sie einander im Mittelteil
des Hakens kreuzen. Sie können einander außerdem im Mittelteil des Basiskörpers
kreuzen. Vorzugsweise ist der Querschnitt der Wanderschutzklemme in an sich bekannter
Weise rechteckig. Er kann aber auch in an sich bekannter Weise T-Form haben.
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Ein vorzugsweises Verfahren zum Herstellen einer Wanderschutzklemme
gemäß der Erfindung besteht darin, daß mit Kunstharz ummantelte Glasfaserstränge
in durchgehenden Schlaufen, vorzugsweise unter ein- oder mehrmaligem Kreuzen der
Stränge, um eine Form gewickelt werden, deren äußerer Umriß annähernd dem inneren
Umriß der Wanderschutzklemme entspricht, und daß die fertiggewickelte Wanderschutzklemme
durch Anwendung von Wärme auf der Form ausgehärtet und dann von der Form abgenommen
wird. Vorzugsweise werden hierzu vor dem Wickeln durch Bohrungen an den beiden Enden
der Form Stifte gesteckt, die beim Wickeln die Endwiderlager für die kunststoffummantelten
Glasfaserstränge an den Wendepunkten der Schlaufen bilden und die nach dem Aushärten
der Wanderschutzklemme aus der Form herausgezogen werden. Anschließend wird die
fertige Wanderschutzklemme aus der Form entfernt.
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An Hand der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt F i g. 1 eine Schrägansicht der Wanderschutzklemme, F i g. 2 eine Seitenansicht
der Klemme,
F i g. 3 eine Seitenansicht der Klemme mit geschnittener
Form und mit angedeutetem Schienenfuß, F i g. 4 eine Seitenansicht der gewickelten
Klemme auf der Form vor dem Aushärten, F i g. 5 eine Draufsicht zu F i g. 4, F i
g. 6 eine Vorderansicht zu F i g. 4 und F i g. 7 eine Variante für den Querschnitt
der Wanderschutzklemme.
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Bezüglich der Zeichnung ist zu sagen, daß der Querschnitt der Wanderschutzklemme
rechteckig oder U-förmig oder T-förmig sein kann.
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Die Wanderschutzklemme A nach den F i g. 1 und 2 hat den üblichen
Haken 1, an dessen unteres Ende sich der Basiskörper anschließt, welcher an seinem
freien Ende in einer Nase 3 endet.
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F i g. 2 zeigt die Wanderschutzklemme in Verbindung mit einer Schiene
R, die einen Schienenfuß 4, 5 hat. Die Wanderschutzklemmeist mit einer Schulter
6 versehen, die an dem Schienenfuß auf der einen Seite 5 anschlägt, wenn die Nase
3 über die Außenkante der gegenüberliegenden Schienenfußseite 4 schnappt. Die Schienenfußseite
5 ist dann zwischen dem oberen Ende 7 des Hakens 1 und dem Buckel
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eingespannt. Unterhalb des Steges W der Schiene ist der Basiskörper an der
Stelle 9 abwärts gewölbt.
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Bei der Herstellung einer Wanderschutzklemme aus Kunststoff liegt
der kritische Punkt hinsichtlich der Beanspruchung an der Stelle zwischen dem Hakenende
7 und dem Buckel B. Deshalb muß man dort eine ausreichende Verstärkung des Kunststoffes
vorsehen.
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Es wurde gefunden, daß die Verstärkung in der gewünschten Weise erreicht
wird durch die Verwendung eines Füllstoffes in Form von Glasfasersträngen. Zahlreiche
glasfaserverstärkte Äthoxylenharze, die für die Erfindung gebraucht worden sind,
sind im Handel erhältlich. Diese imprägnierten Glasfaserstränge werden handelsüblich
auf Spulen fertig zum Gebrauch vom Hersteller geliefert. Von ihnen wurde allgemeiner
Gebrauch gemacht zum Wickeln von Drähten in der Elektroindustrie.sowie für Druckgefäße,
Raketengehäuse und Rohr- oder Behälterkonstruktionen. Die größte Festigkeit erreicht
man bei einem Gewichtsverhältnis von etwa 70% Glasgespinst zu 30% Äthoxylenharz.
Als Äthoxylenharze kommen beispielsweise in Frage Phenole, Polyamide und Polysulfide.
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Ein Beispiel für die Zusammensetzung von Glasgespinst ist 24% Siliziumdioxyd,
24% Aluminiumoxyd, 10'% Magnesiumoxyd. Diese Zusammensetzung ergibt ein wenig alkalisches
Magnesium-Aluminium-Silizium-Glas von außerordentlich hoher Zerreißfestigkeit. In
Verbindung mit ausgesuchten Äthoxylenharzen hat das Äthoxylenharz mit Glasfaserverstärkung
eine Zerreißfestigkeit von 135 kg/mm.
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Die Herstellung einer Wanderschutzklemme, wie sie in den F i g. 1
und 2 dargestellt ist, wird an Hand der F i g. 3 bis 7 geschildert, um eine genauere
Darstellung der Anordnung der Stränge in der Klemme zu geben.
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In F i g. 3 ist im Schnitt eine Form zu sehen, die allgemein mit 11
bezeichnet ist und die einen Körper 12 hat. Der Körper 12 der Form hat einen Umriß
entsprechend dem inneren Umriß der Wanderschutzklemme A.
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Die F i g. 3 ist mit dem Fuß der Schiene R überzeichnet. Ein Ende
13 der Form befindet sich in der gleichen Lage wie die Schienenfußseite
4, während das gegenüberliegende Ende 14 der Form der Innenfläche
des Hakens 1 entsprechend gestaltet ist und sich nur an einem Punkt mit dem
Rand der Schienenfußseite 5 deckt. Dieser Punkt liegt so, daß die Schulter 6 an
die Kante des Schienenfußes anstößt. Auch ist der Abstand zwischen der Stelle 16
auf der Oberseite der Form und der entgegengesetzt liegenden Stelle 15 an der Unterseite
geringer als der entsprechende Abstand zwischen den entsprechenden Punkten des Schienenfußes,
wie aus F i g. 3 zu ersehen ist.
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Die Form 11 kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden,
das beständig ist und nicht durch die Einwirkung von Temperaturen im Bereich zwischen
148 und 260° C verändert wird. Die Form hat zwei Bohrungen 17 und 18, die von oben
bis unten durchgehen. In die Bohrungen 17 und 18 werden Wickelstifte 19 und
20 hineingesteckt, die beide auf beiden Seiten aus der Form um ein Stück herausragen,
wenn sie eingesteckt sind. Dabei bilden sie die oberen und unteren Längen
19 a, 20 a bzw. 19 b, 20 b. Der Stift 19, der an dem Hakenende der
Form liegt, ist genau senkrecht quer zur Längsachse der Form durchgesteckt, während
der Stift 20 schräg durchgesteckt ist.
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Zur Herstellung einer Wanderschutzklemme nach der Erfindung werden
mit Äthoxylenharz ummantelte Glasfaserstränge um die Stifte 19 und
20 gewunden. Zur Aufwindung der Stränge 21 kann jede brauchbare Wickelmaschine
benutzt werden. Solche Maschinen sind wohl bekannt zum Gebrauch bei der Wicklung
von Fäden in der Elektrotechnik, von Motorwicklungen und Armaturenwicklungen, und
sie können so eingerichtet werden, daß sie selbsttätig arbeiten. Es ist jedoch belanglos,
welche Mittel benutzt werden, um die Stränge 21 in der Form aufzuwickeln,
wenn nur das gewünschte Muster erreicht wird, wie im folgenden beschrieben. Bevor
der ummantelte Glasfaserstrang in der Form 11 aufgewickelt wird, werden die Oberflächen
der Form und der Stifte 19 und 20 mit einem geeigneten Trennmittel bestrichen, beispielsweise
mit Silikon, so daß die Wanderschutzklemme nach dem Wickeln und Aushärten auf einfachste
Weise aus der Form genommen werden kann, wenn die Stifte 19 und
20 entfernt sind.
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Zum Wickeln der Wanderschutzklemme in der Form wird das freie Ende
des Glasfaserstranges 21 zweckentsprechend in der Form verankert, beispielsweise
durch Schlingen einer Schlaufe um die untere Länge 20 b des Stiftes 20 nahe dem
Körper 12 der Form. Danach wird der endlose Strang 21 des Materials in Achtform
gewickelt, wobei man bei der Stiftlänge 20 b anfängt, an einem Punkt am Boden der
Form zwischen den Stiftlängen 19 b und 20 b kreuzt, an der unteren
Länge 19 b des Stiftes 19 vorbeigeht und wiederum im Mittelteil des Hakens 1 kreuzt,
bevbr man um die obere Länge 19a des Stiftes 19 herumgeht. Beim Wickeln in Richtung
rückwärts folgt der Strang 21 einem Weg, der dem entgegengesetzt ist, den er vorher
vom Stift 20 zum Stift 19 genommen hat. Auf diese Weise kreuzen sich die Stranglagen
gegenseitig mit jedem Hinüberwechseln vom Stift 20 zum Stift 19 am Punkt 22 in der
Mitte des Hakens 1 und wiederum am Punkt 23 in der Mitte zwischen den Stiftlängen
19 b und 20 b.
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Um die zahlreichen Schlaufen der Stränge 21 zusammenzuhalten, werden
zweckentsprechende Seitenbleche
24 und 25 an den Seiten des Formkörpers
12 irgendwie befestigt, so daß man sie schnell lösen kann. Diese Seitenbleche erstrecken
sich senkrecht in einem Abstand voneinander über eine Höhe, die mindestens so groß
ist wie die vertikale Höhe der Wanderschutzklemme und über eine Länge, die mindestens
so groß ist wie die Gesamtlänge der Klemme. So werden die Schlaufen des Stranges
21 innerhalb der Begrenzung durch die Seitenbleche 24 und 25 gehalten, wobei die
Weite der Form 11 von der gewünschten Dicke der fertigen Wanderschutzklemme A bestimmt
ist. Einer der Vorteile, die man durch die Verwendung der Seitenbleche 24 und 25
hat, ist, daß nach dem Aushärten, wenn die einzelnen imprägnierten Stränge 21 sich
verfestigt haben, die fertige Klemme genau senkrechte Seitenwände hat, was bei ihrer
Verwendung sehr nützlich ist, weil die Seitenwände die abstützenden Berührungsflächen
gegenüber der Schwelle T bilden.
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Wenn eine ausreichende Anzahl von Schlaufen des Stranges entsprechend
der gewünschten Größe der Wanderschutzklemme in der Form aufgewickelt ist, wird
das Ganze durch Erhitzen ausgehärtet. Manche thermoplastischen Harze können durch
einmaliges Erwärmen ausgehärtet werden, während andere eine Nachbehandlung brauchen,
um zu den gewünschten physikalischen Eigenschaften zu gelangen. Ein beispielsweiser
Aushärtevorgang, der bei der Herstellung der Wanderschutzklemme nach der Erfindung
unter Verwendung eines Äthoxylenharzes Anwendung gefunden hat, ist der folgende:
Aushärtebehandlung: 1 Stunde bei 82 bis 93° C_; Nachbehandlung: 1 Stunde bei 120
bis 148° C.
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Nach ausreichendem Aushärten wird die Klemme aus der Form herausgenommen
und ist unmittelbar für den Gebrauch fertig. Manche Äthoxylenharze brauchen allerdings
zur Erhöhung ihrer Festigkeit etwa 21 Tage und sollten deshalb noch solange gelagert
werden.
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In F i g. 7 ist gezeigt, daß die Seitenbleche 24 und 25 zusätzlich
mit Formstücken 26 und 27 versehen werden können, die leicht entfernbar an der Innenwand
der Bleche 24 und 25 befestigt werden und so einen T-förmigen Querschnitt für die
Wanderschutzklemme ergeben. Eine Wanderschutzklemme mit diesem Querschnitt ist brauchbar,
wenn Schwellen mit Unterlagplatten Verwendung finden.
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Beim Herstellen einer Wanderschutzklemme mit T-förmigem Querschnitt
wird eine Mehrzahl von Schlaufen in die Form gelegt, wie zuvor beschrieben, und
zwar so lange, bis der Bereich 28 mit dem Strangmaterial ausgefüllt ist. Erst jetzt
werden die Formstücke 26 und 27 eingefügt, weil es schwierig wäre, Wicklungen in
dem Bereich 28 durchzuführen, wenn die Formstücke dauernd an den Seitenblechen 24
und 25 angebracht wären. Nach der Befestigung der Formstücke 26 und 27 wird das
Wickeln fortgesetzt, bis der Bereich 29 zwischen den Formstücken in entsprechender
Weise ausgefüllt ist, worauf die Klemme in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben,
ausgehärtet wird.