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Elektrisch isolierende Stoßverbindungen für Fahrzeugschienen Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch
isolierenden, insbesondere für hochbelastete Fahrzeugschienen vorgesehenen Stoßverbindung,
die im wesentlichen aus einem dem Schienenprofil angepaßten, zwischen den beiden
angrenzenden Schienenstößen eingefügten isolierenden Zwischenstück und aus zwei
bei der seits der Schienen in den Laschenkammern angeordneten Laschen besteht, welche
mit Isolierkörpern verbunden und mit den Schienen verklebt sowie verschraubt sind0
Ferner betrifft die Erfindung Isolierkörper, die zur Durchführung dieses Verfahrens
besonders geeignet sind.
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Derartige Isolier-Stoßvcrbindungen werden beispielsweise
in
Zusammenhang mit Schaltungen zur automatischen Zugbeeinflußung, zur Betätigung und
Steuerung von Signalen und derglo benötigt, Bei der Herstellung oder Erneuerung
solcher Isolierstoßverbindungen kann im allgemeinen nur eine sehr kurze Unterbrechung
des Zugbetriebes in Kauf genommen werden. Dies führt zu erheblichen Schwierigkeiten,
weil die bekannten für derartige Belastungen infragekommends Kleber eine temperaturabhängige
Mindestaushärtungszeit benötigen, bevor die verklebten Flächen belastet werden dürfen
Da sich diese Aushärtungszeit mit steigender Temperatur reduziert, wird bei einem
bekannten Verfahren die Verklebung mit Hilfe von heißhärtenden Klebemittel auf der
Basis von Phenolharz/Polyvinylazetat durchgeführt, wobei der Schienenstoß auf Temperaturen
von 150 bis 1750C und höher für mindestens 10 Minuten erhitzt wird (österreichische
Patentschrift 274 881)o Eine solche Erwärmung ist jedoch nur mit verhältnismäßig
hohem Aufwand durchführbar0 Außerdem ist auch hierbei für die Versehraubung der
Laschen, Aufheizen und Einhalten der Aushärtungstemperatur insgesamt eine relativ
große Zeitspanne erforderlich0 Um die Schwierigkeiten des Klebens auf der Baustelle
zu umgehen, ist man auch schon dazu übergegangen, den gesamten Isolierstoß, d.h.
isolierend miteinander verschraubte
und verklebte Schienenstücke,
in der Werkstatt fertigzustellen und nach Ausschneiden eines entsprechenden Abschnittes
in den Schienenstrang einzuschweißen0 Dadurch läßt sich zwar eine kürzere Arbeitszeit
auf der Baustelle und damit eine kürzere Betriebsunterbrechung erreichen, doch sind
pro Isolierstoß zwei Schweißstellen erforderlich. Unter Berücksichtigung der Arbeit
in der Werkstatt muß also ein relativ hoher Gesamtaufwand in Kauf genommen werden0
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die allgemeine Aufgabe zugrunde, die Herstellung
eines Isolierstoßes zu vereinfachen und zu verkürzeno Insbesondere sollte die Herstellung
der Stoßverbindung auf der Baustelle in der zur Verfügung stehenden Zeitspanne ermöglicht
werden.
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Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe mit einem überraschend
einfachen Verfahren gelöst werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zunächst
in einer Vorfertigungsstufe lediglich die Laschen mit Isolierkörpern verbunden werden,
die auf ihren späteren Verbindungsflächen mit den Schienen fest eingebettete, sich
durch den beim Verschrauben der Laschen mit den Schienen entstehenden Druck in die
Auflage- und Verbindungsflächen der Schienen eindrückende Partikel enthalten, und
daß außerdem unmittelbar vor dem Herstellen bzw0 Verschrauben der Stoßverbindung
- auf der Baustelle - zusätzlich ein Kleber auf die Verbindungsflächen der Isolierkörper
mit den Schienen aufgebracht wird0
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird erreicht, daß auf der Baustelle eine isolierende Stoßverbindung hergestellt
werden kann, die sofort nach dem Verschrauben der Laschen mit den Schienen befahrbar
isto Die Aushärtung des Klebers muß nämlich vor der Belastung der Stoßverbindung
nicht abgewartet werden, da sich bereits nach dem Verschrauben der Verbindung infolge
der sich in die Verbindungsfläche eindrückenden Partikel etwa zwei Drittel und mehr
der Endfestigkeit der Stoßverbindung eingestellt hat, Die Erfindung beruht also
auf der Erkenntnis, daß die auf derartige isolierende Stoßverbindungen einwirkenden
Kräfte, die auf das Befahren der Schienen sowie auf Temperaturänderungen in relativ
kurzen Zeitspannen von einigen Tagen zurückgehen, durch die Verwendung eines Isolierkörpers
aufgefangen werden können, dessen Verbindungsflächen sich beim Verschrauben der
Laschen mit den Schienen 'verzahnen'lO Die extremen Belastungen solcher Stoßverbindungen
treten dagegen nur bei den extremen Temperaturänderungen von maximal etwa 1000C
auf, die sich nur durch den Wechsel der Jahreszeiten - Sommer/Winter - ergeben können.
Daher wird durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zunächst eine vorläufige,
jedoch sofort nach dem Verschrauben vorhandene und für die innerhalb der nächsten
Tagen auftretende Belastungen vollständig ausreichende Festigkeit erreicht, während
sich die extreme Festigkeit langsam durch das unter ungünstigsten Umständen, insbesondere
bei sehr geringer Außentemperatur, einige Tage benötigende Aushärten des Klebers
einstellt. Es ist
also praktisch unmöglich, daß die theoretisch
mögliche extreme Belastung der Stoßverbindung vor dem völligen Aushärten des Klebers
auftritt.
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Die für die Herstellung dieser Stoßverbindung erforderlichen Isolierkörper
sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie auf ihren Verbindungsflächen
mit den Schienen fest eingebettete Partikel enthalten, die sich beim Verschrauben
in die Auflage- und Verbindungsflächen der Schienen in der Laschenkammer eindrücken.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung bestehen die
Isolierkörper aus mehreren zu den Auflage- und Verbindungsflächen parallelen Schichten,
von denen mindestens eine gummielastisch ausgebildet ist. Dadurch wird die Anpassungsfähigkeit
der Isolierkörper an die Auflageflächen in der Laschenkammer erhöht und ein gleichmäßiges
Eindrücken der Partikel gewährleistet. Die gummielastische Schicht kann andererseits
bereits in der Werkstatt mit der Lasche durch Vulkanisieren oder auf ähnliche Weise
fest verbunden werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung sind die Partikel
mit Kunststoff auf einer Unterlage aus Stahlblech oder dergl. befestigt.
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Ferner können die Partikel vorteilhafterweise aus hartem, zähelastischem
Material, wie 14prozentigem Ferrosilicium, bestehen.
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Schließlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Partikel annähernd
kugelförmig und mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1,2 mm, vorzugsweise von etwa
1 mm, auszuführen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
gehen aus der folgenden Darstellung anhand der beigefügten Abbildungen eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung hervor Es zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße
Stoßverbindung von Eisenbahnschienen, Fig0 2 in Teildarstellung eine Aufsicht auf
die Auflage-und Verbindungsflächen einer mit Isolierkörpern versehenen Lasche, und
Fig0 3 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Lasche entlang der Linie A-A
in Fig. 2.
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Nach Fig0 1 besteht eine elektrisch isolierende Stoßverbindung von
Eisenbahnschienen 1 aus zwei beiderseits der Schienen in deren Laschenkammern 2
angeordneten Laschen 3, die mit den Schienen 1 verklebt und verschraubt sind. Ein
Schraubbolzen mit Mutter ist in der Fig. 1 mit 4 bezeichnet.
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Nicht dargestellt ist in Fig. 1 das zwischen den Schienenstößen in
bekannter Weise eingefügte isolierende Zwischenstück, das in seiner Form dem Profil
der Schienen angepaßt ist und eine Dicke von einigen Millimetern besitzt.
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Auf den Auflage- bzw0 Verbindungsflächen der Laschen 3 mit den Schienen
1 befinden sich Isolierkörper 5 und 6, welche, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist,
aus mehreren, zu den Verbindungsflächen mit den Schienen parallelen Schichten 7,
8 und 9 bestehen. In der abgebildeten Ausführungsart der Erfindung besteht die innere
Schicht 7 aus einer auf der Lasche 3 durch Vulkanisieren aufgebrachten Gummischicht
von beispielsweise 2 mm Dicke, auf der sich eine etwa 0,5 mm dicke Stahlblech-Schicht
8 befindet, Die sich mit der Schiene 1 verbindende äußere Schicht 9 besteht beispielsweise
aus dicht und gleichmäßig in Kunststoff eingebetreten Kugeln 12 mit einem Durchmesser
von ca. 1 mm.
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Mit ihren aus der Einbettung herausragenden Teilen drücken sich die
Kugeln 12 bei dem Verschrauben der Laschen 3 mit den Schienen 1 innerhalb der Laschenkammern
2 in die Auflagefläche der Schienen 1 ein und erzeugen dadurch gewissermaßen eine
Verzahnung, die eine - wie dies bereits ausgeführt wurde - ausreichende Festigkeit
gegenüber den in den nächsten Stunden und Tagen auftretenden Belastungen hervorruft.
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Vor dem Verschrauben der Laschen 3 wird jedoch erfindungsgemäß auf
die Verbindungsflächen bzw. auf die Kugelschicht 9 der Isolierkörper 5, 6 zusätzlich
ein kalthärtender Kleber aufgetragen, der nach dem Aushärten zu der geforderten
Endfestigkeit führt, die auch den extremen, durch sehr hohe Temperaturdifferenzen
bedingten Belastungen widerstcllt.
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Aus Fig0 2 ist zu ersehen, daß sich bei der hier gezeigten vorteilhaften
Ausführungsart der Erfindung die isolierende Gummischicht 7 über die gesamte Auflagefläche
in der Laschenkammer 2 mit Ausnahme der beidseitigen Krümmungsbereiche 10 erstreckt.
Die elektrisch leitende Stahlblechschicht 8 mit den Kugeln 12 bzw0 mit der Kugelschicht
9 ist dagegen in einem Bereich 11, der der Lage des isolierenden (nicht gezeigten)
Zwischenstückes zwischen den Schienenstößen entspricht, unterbrochen, um die elektrische
Isolierung der anstoßenden Schienen nicht zu gefährden.
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Die von Isolierkörpern freien Krümmungsbereiche 10 der Laschen 3 dienen
als Dehnungsfugen zur Aufnahme des bei der Herstellung und/oder beim Verschrauben
der Stoßverbindung freiwerdenden überflüssigen Gummis.
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Anstelle der Kugeln 12 können auch spitze, kegelförmige oder ähnlich
geformte Partikel aus hartem, zähelastischem Material die erfindungsgemäß vorgesehene
"Verzahnung" hervorrufen.
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Das Herstellen oder Erneuern einer elektrisch isolierenden Stoßverbindung
erfolgt mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in wenigen Minuten, so daß die
Stoßverbindung auf der Baustelle hergestellt werden kann, ohne daß eine Unterbrechung
des Zugbetriebes erforderlich ist. Dies ist zusammen mit den geringen Herstellungskosten
der Isolierkörper bzw. der mit Isolierkörper versehenen Laschen der
wesentlichste
Vorteil der vorliegenden Erfindung Von Bedeutung ist außerdem, daß die Stoßverbindung
erfindungsgemäß praktisch zu jeder Jahreszeit bzw. bei jedem Wetter hergestellt
werden kann, ohne daß eine Minderung der vorläufigen oder der Endfestigkeit zu befürchten
ist0