DE2231131A1

DE2231131A1 - RAIL FASTENING AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF

Info

Publication number: DE2231131A1
Application number: DE19722231131
Authority: DE
Inventors: John Vincent Brown
Original assignee: CELMAC AG
Current assignee: CELMAC AG
Priority date: 1971-07-01
Filing date: 1972-06-26
Publication date: 1973-02-01
Also published as: SE372801B; AT317963B; NO130160B; DD97690A5; GB1338660A

Description

Schienenbefestigung sowie Verfahren
zu deren Herstellung Rail fastening as well as procedure
for their production

Die Erfindung betrifft eine Befestigung von Schienen an
Schwellen unter Verwendung von Bolzen, welche in Holzelementen verankert sind, wie sie allgemein in Betonschwellen eingesetzt werden. Bei einem üblichen Aufbau einer derartigen Schienenbefestigung werden die Bolzen von Ilolzelementen bzw. -büchsen gehalten, welche jeweils in ein Loch in einer Betonschwelle eingesetzt sind. Dabei lehrt die Erfahrung, daß mit der Zeit das Holz verfault, wodurch sich die Bolzen lockern.The invention relates to a fastening of rails
Sleepers using bolts which are anchored in wooden elements, as are generally used in concrete sleepers. In a conventional construction of such a rail fastening, the bolts are held by wooden elements or bushings, which are each inserted into a hole in a concrete sleeper. Experience shows that over time the wood will rot, causing the bolts to loosen.

In der britischen Patentschrift 500 109 findet sich der Vorschlag, derartige Bolzen wieder fest zu verankern, indem man sie herausnimmt, in das Loch eine plastische Masse, vorzugsweise aus Asbestfasern, Zement und Mehl, einbringt, sowie
anschließend den Bolzen wieder hineintreibt, bevor die MasseIn British patent specification 500 109 there is the proposal to firmly anchor such bolts again by taking them out, introducing a plastic mass, preferably of asbestos fibers, cement and flour, into the hole, as well as
then drives the bolt back in before the mass

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abbindet. Dabei ist es von großem Nachteil, daß es wochenlang dauert, bevor die Masse die erforderliche Festigkeit erreicht. Aus der britischen Patentschrift 739 013 ist es weiterhin bekannt, einen Bolzen in einem Holzelement dadurch zu verankern, daß man ein kalthärtendes Harz, insbesondere ein Formaldehydharz, verwendet, welches beim Einsetzen des Bolzens in die Poren des Holzes getrieben wird. Auch hier dauert die Härtung eine bestimmte Zeit, im allgemeinen etwa 4 Stunden, und es kommt hinzu, daß zu Anfang eine ausreichende Festigkeit nicht erreicht wird. Darüber hinaus werden säure- oder alkalihaltige Katalysatoren benötigt, welche den Bolzen oder das Holz in Gegenwart von Feuchtigkeit angreifen.sets. It is a great disadvantage that it takes weeks before the mass reaches the required strength. From British patent specification 739 013 it is also known to anchor a bolt in a wooden element by that a cold-curing resin, in particular a formaldehyde resin, is used, which when the onset of Bolt is driven into the pores of the wood. Here, too, the hardening takes a certain time, generally around 4 hours, and there is also the fact that sufficient strength is not achieved at the beginning. Beyond that acid- or alkali-containing catalysts are required, which attack the bolt or the wood in the presence of moisture.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber eine Schienenbefestigung, insbesondere für Reparaturzwecke, bestehend aus einem Bolzen in einem mit einem Holzelement versehenen Loch in einer Schienenschwelle, wobei das Holzelement durch einen erhärteten Kunststoff verstärkt ist, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Holzelement ganz oder teilweise durch eine Kunststoffbuchse ersetzt ist, welche in dem Loch der Schwelle durch ein rasch abbindendes Kunstharz verankert ist, wobei letzteres mittels eines säurefreien organischen Katalysators ausgehärtet ist.In contrast, the present invention relates to a rail fastening, in particular for repair purposes from a bolt in a hole provided with a wooden element in a rail sleeper, the wooden element is reinforced by a hardened plastic, and which is characterized in that the wooden element is completely or partially replaced by a plastic bushing, which is in the hole of the threshold by a fast-setting Synthetic resin is anchored, the latter being cured by means of an acid-free organic catalyst.

Die Kunststoffbuchse ist vorzugsweise aus Nylon, Polyacetal oder einem ähnlichen Kunststoff vorgefertigt und nur an einen Ende offen, v/ährend das geschlossene Ende im Innern der SchwelleThe plastic bushing is preferably made of nylon, polyacetal or a similar plastic prefabricated and only open at one end, while the closed end is inside the threshold

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angeordnet ist. Vorzugsweise nimmt die Kunststoffbüchse den oberen Teil des Loches in der Schwelle, beispielsweise etwa die Hälfte des Loches in der Längsausdehnung, ein, wobei die Buchse mit am Umfang umlaufenden Rippen versehen sein kann, damit sie sich besser in dem Loch verankern bzw. verkeilen läßt.is arranged. Preferably, the plastic sleeve takes the upper part of the hole in the sleeper, for example about half of the hole in the longitudinal extent, with the Bushing can be provided with circumferential ribs so that they are better anchored or wedged in the hole leaves.

Das Kunstharz und ein dafür bestimmter organischer Katalysator werden vorzugsweise in einer Weise, in der sie nicht miteinander reagieren können, in einem Behälter gehalten, der in dem Loch angeordnet ist und beim Einsetzen der Kunststoff-. buchse aufgebrochen wird/ so daß "der Inhalt freigegeben wird und unter Bildung eines rasch abbindenden Gemisches reagieren kann. Gemäß einer anderen Ausfuhrüngsform werden die Bestandteile an Ort und Stelle miteinander vermischt, worauf die Mischung in die Schwellenbohrung gegossen wird.The synthetic resin and a dedicated organic catalyst are preferably used in a manner in which they are not can react with each other, kept in a container, which is arranged in the hole and when inserting the plastic. socket is broken / so that "the contents are released and react to form a rapidly setting mixture can. According to another embodiment, the components mixed together in place and the mixture poured into the sleeper bore.

Das Kunstharz wird so ausgewählt, daß es sich unter Verwendung eines säurefreien organischen Beschleunigers katalysieren läßt. Dies hat den Vorteil, daß die Gefahr eines Angriffes auf das Holz vermindert und die Wetterfestigkeit verbessert werden. Bei Verwendung eines Polyesterharzes besteht ein weiterer Vorteil darin, daß dieses temperaturfest ist, so daß das Härten des Gemisches selbst bei Temperaturen unter 0⁰C erfolgen kann. Bevorzugte Kunstharze sind u.a. ungesättigte Polyesterharze mit einem Redoxkatalysatorsystem als Härter.The synthetic resin is selected so that it can be catalyzed using an acid-free organic accelerator. This has the advantage that the risk of attack on the wood is reduced and the weather resistance is improved. When using a polyester resin, a further advantage is that this is temperature-resistant so that the curing of the mixture can take place even at temperatures below 0 ⁰ C. Preferred synthetic resins include unsaturated polyester resins with a redox catalyst system as hardener.

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Ein typisches Polyesterharz kann in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von 1 Mol Fumarsäure oder Haieinsäureanhydrid und 1 Mol Phthalsäureanhydrid mit 2,2 Ifol 1,2-Propylenglykol erhalten werden, worauf mit Styrol auf die gewünschte Konzentration, meist auf etwa 65 %, verdünnt wird. Nach Zusatz der Katalysatoren findet eine durch freie Radikale eingeleitete Viny!polymerisation statt, welche zu einem rasch abbindenden Gemisch führt, in das die Kunststoffbuchse in dem Loch eingebettet ist.A typical polyester resin can be used in a manner known per se by reacting 1 mole of fumaric acid or shark anhydride and 1 mole of phthalic anhydride with 2.2 Ifol 1,2-propylene glycol are obtained, whereupon with styrene to the desired concentration, usually to about 65%, is diluted. After addition of the catalysts, a vinyl polymerization initiated by free radicals takes place, which leads to rapid setting mixture in which the plastic bushing is embedded in the hole.

Das Redox-Katalysatorsystem ist vorzugsweise ein System aus einem Benzoylperoxid und einem tertiären Amin oder ein System, welches Kobaltnaphthenat oder ein Naphthenat oder Linoresinat eines anderen mehrwertigen Metalls als Aktivator und Methyläthylketonperoxid oder irgendein anderes Hydroperoxid als Katalysator enthält.The redox catalyst system is preferably a system from a benzoyl peroxide and a tertiary amine or a system which cobalt naphthenate or a naphthenate or Linoresinate of another polyvalent metal as an activator and methyl ethyl ketone peroxide or any other hydroperoxide contains as a catalyst.

Bevorzugte Epoxyharze sind u.a. Shell Epikote 871, Ciba GY oder Dow DER 732. Bevorzugte Härter sind u.a. primäre und sekundäre Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylpolyamine oder heterocyclische Polyamine, Polyaminoamide, Polysulfide, Polymercaptane und Anilin/Formaldehydharze.Preferred epoxy resins include Shell Epikote 871, Ciba GY, or Dow DER 732. Preferred hardeners include primary and secondary alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl or alkaryl polyamines or heterocyclic polyamines, polyaminoamides, polysulfides, polymercaptans and aniline / formaldehyde resins.

Die Harzgemische können ferner Füllstoffe enthalten. Weiterhin können Inhibitoren Verwendung finden, um die Abbindezeiten für Polyesterharze zwischen 30 Sekunden und 3 Slumden einzustellen; Beispiele für geeignete Inhibitoren sindThe resin mixtures can also contain fillers. Furthermore, inhibitors can be used to reduce the setting times for polyester resins between 30 seconds and 3 slumden to discontinue; Examples of suitable inhibitors are

2 0 9 8 8 B / ü 2 4 7 ^{M 0RIGINAL} 2 0 9 8 8 B / ü 2 4 7 ^{M 0RIGINAL}

Hydrochinon oder tert.-Butylkatechin. Für Epoxyharzsysterae läßt sich ein Phenolkatalysator verwenden.Hydroquinone or tert-butyl catechol. For epoxy resin systems a phenolic catalyst can be used.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Schienenbefestigung, insbesondere zur erneuten festen Verankerung eines Bolzens im Loch einer Schwelle nach teilweiser Zerstörung des den Bolzen in dem Loch umgebenden Holzelements durch Herausziehen des Bolzens, Eingießen einer Kunststoffmasse in das Loch und Wiederbefestigung des Bolzens; dieses erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Holzelement teilweise oder vollständig durch eine vorgefertigte Kunststoffbuchse ersetzt, welche mit Hilfe eines rasch abbindenden, durch einen säurefreien organischen Beschleuniger katalysierten Kunstharzes in dem Loch der Schwelle befestigt wird.The invention also relates to a method for producing a rail fastening, in particular for re-anchoring a bolt firmly in the hole of a sleeper after partial destruction of the Bolt in the wooden element surrounding the hole by pulling out the bolt, pouring a plastic compound into it the hole and reattachment of the bolt; this method according to the invention is characterized in that the wooden element is partially or completely replaced by a prefabricated plastic bushing, which with With the help of a fast-setting synthetic resin catalyzed by an acid-free organic accelerator in is attached to the hole in the threshold.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die nachfolgenden Zeichnungen dienen; es zeigen Fig. 1 - eine Teilansicht einer Betonschwelle mit einemThe following drawings are intended to provide a more detailed explanation of the invention; show it Fig. 1 - a partial view of a concrete sleeper with a

zerstörten (verfaulten) Holzelement im Schnitt Fig. 2 und 3 - Schnitte ähnlich der Fig. 1 während zweidestroyed (rotten) wooden element in section Fig. 2 and 3 - sections similar to Fig. 1 during two

Stadien des erfindungsgeraäßen Verfahrens Fig. 4 - einen Schnitt ähnlich der Fig. 1 nach Beendigung der Reparatur.Stages of the method according to the invention FIG. 4 - a section similar to FIG. 1 after completion the repair.

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Wie in Fig.l dargestellt trägt die Betonschwelle 1 eine Schiene 2. Die Schwelle 1 weist eine durchgehende Bohrung auf, in welcher sich ein Holzelement 4 von etwa 50 mm Länge und 40 mm Durchmesser befindet. Das Holzelement 4 nimmt einen Bolzen 5 auf, welcher an einer Platte 6 anliegt, welche ihrerseits die Schiene 2 auf der Schwelle 1 hält. Mit der Zeit verfault das Holzelement 4, so daß der Bolzen 5 aus seiner Lage kommt, was zu einer Lockerung der Schiene 2 führt.As shown in Fig.l, the concrete sleeper 1 carries a Rail 2. The threshold 1 has a through hole in which a wooden element 4 of about 50 mm is located Length and 40 mm in diameter. The wooden element 4 receives a bolt 5, which rests on a plate 6, which in turn holds the rail 2 on the threshold 1. Over time, the wooden element 4 rots, so that the Bolt 5 comes out of its position, which leads to a loosening of the rail 2.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren v/ird der Bolzen 5 mit der Platte 6 herausgezogen, worauf der obere Teil des Holzelements 4 entfernt wird. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird eine dünne Scheibe 7 auf den zurückbleibenden unteren Teil des Holzelements in dem Loch aufgelegt, worauf eine Patrone 8 folgt, welche ein kalthärtendes Kunstharz, vorzugsweise ein Polyesterharz, und ein dafür geeignetes Katalysatorsystem, beispielsweise ein Gemisch aus einem tertiären Amin und Benzoylperoxid in einer solchen Weise enthält, daß die Bestandteile nicht miteinander reagieren können (vgl. britische Patentschrift 1 127 913 und deutsche Auslegeschrift 1 536 024) . Eine an ihrer unteren Seite mit einem dünnen Netz 10 verschlossene Kunststoffbuchse 9 mit einem solchen Durchmesser, daß sie fest in die Bohrung paßt, wird unter Verwendung eines Drehgerätes (nicht dargestellt) eingedreht, wobei gleichzeitig die Patrone 8 bricht, so daß der Inhalt freigesetzt v/irdAccording to the method according to the invention, the bolt 5 with the plate 6 is pulled out, whereupon the upper Part of the wooden element 4 is removed. As shown in Fig. 2, a thin slice 7 is placed on the remaining the lower part of the wooden element is placed in the hole, followed by a cartridge 8 which contains a cold-setting synthetic resin, preferably a polyester resin, and a suitable catalyst system, for example a mixture of one contains tertiary amine and benzoyl peroxide in such a way that the components do not react with one another (see British Patent 1 127 913 and German Auslegeschrift 1 536 024). One on her lower side with a thin net 10 closed plastic bushing 9 with such a diameter that it is firmly in the bore fits, is screwed in using a rotating device (not shown), at the same time the cartridge 8 breaks so that the content is released

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und sich eine rasch härtende Mischung 11 bildet,■ welche die Kunststoffbuchse mit der Bohrung 3 fest verbindet. Die Buchse 9 wird aus einem Kunststoff vorgefertigt, beispielsweise aus Polyamid, Polyacetal, Polypropylen oder Polycarbonat. Nachdem die Kunststoffbuchse 9 auf diese Weise eingesetzt worden ist, wird die Schiene 2 an ihren Platz gebracht, worauf der Bolzen 5 nach Auflegen der Platte 6 durch das brechbare Netz 10 und die Scheibe 7 hindurch in die Buchse hineingetrieben wird, so daß das in Fig. 4 dargestellte Ergebnis erreicht wird. Der Bolzen wird in seiner Stellung festgehalten, wobei die Kunststoffbuchse 9 unter dem Einfluß von Temperaturschwankungen, Vibrationen, Säuren oder Alkalien weder verfault noch bricht.and a rapidly hardening mixture 11 forms, which the plastic bushing with the bore 3 firmly connects. The socket 9 is prefabricated from a plastic, for example made of polyamide, polyacetal, polypropylene or polycarbonate. After the plastic bushing 9 on this Has been used way, the rail 2 is brought into place, whereupon the bolt 5 after placing the Plate 6 is driven through the frangible net 10 and the disc 7 into the socket, so that the result shown in Fig. 4 is achieved. The bolt is held in place with the plastic bushing 9 neither rotted nor rotted under the influence of temperature fluctuations, vibrations, acids or alkalis breaks.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich rasch und wirkungsvoll bei allen üblicherweise herrschenden Temperaturen und auch noch bei Temperaturen unterhalb von O⁰C ausführen. Das verwendete Harzgemisch kann auch an Ort und Stelle gemischt werden, wodurch die Verwendung einer Patrone überflüssig wird. Ferner ist das Verfahren auch dazu geeignet, Bolzen in eine Kunststoffbuchse in einer Betonschwelle einzusetzen, welche kein Holzelement für die Aufnahme des Bolzens aufweist.The inventive method can rapidly and effectively in all usually prevailing temperatures and even at temperatures below ⁰ ° C to run. The resin mix used can also be mixed on-site, eliminating the need for a cartridge. Furthermore, the method is also suitable for inserting bolts into a plastic bushing in a concrete sleeper which does not have a wooden element for receiving the bolt.

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Claims

C I.) Rail fastening, especially for repair purposes, consisting of a bolt in a hole provided with a wooden element in a rail sleeper, whereby the wooden element is reinforced by a hardened plastic, characterized in that the wooden element (4) is completely or partially replaced by a plastic bushing (9) which in the bore (3) of the threshold (1) through a fast-setting synthetic resin is anchored, the latter by means of an acid-free organic catalyst is cured.

2. Rail fastening according to claim 1, characterized in that the plastic bushing 9 at one end by a Network (10) is closed.

3. Rail fastening according to claims 1 or 2, characterized in that the synthetic resin is a polyester resin or an epoxy resin.

4. A method for producing a rail fastening according to claims 1 to 3, characterized in that that the wooden element (4) in the hole (3) of a concrete sleeper (1) completely or partially removed, in the free A plastic bushing (9) and the plastic bushing (9) in the hole (3) of the threshold are inserted into the space

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with the help of a fast-setting synthetic resin, which under the action of an acid-free organic catalyst hardened, fastened.

5. The method according to claim 4, characterized in that the synthetic resin and the acid-free organic catalyst suitable for it in a manner in which the constituents cannot react with each other, in a container (8) which holds in the bore (3) of the threshold is introduced and when inserting the plastic sleeve (9) breaks, so that the content is released and the Components form a rapidly setting mixture with one another.

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