DE3335311A1

DE3335311A1 - Laschenstoss, insbesondere schienenstoss

Info

Publication number: DE3335311A1
Application number: DE19833335311
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl.-Ing. 8280 Kreuzlingen Heim; Siegfried Dipl.-Ing. 7310 Plochingen Keusch; Karl-Heinz 7758 Daisendorf Schwiede
Original assignee: Schwihag GmbH
Current assignee: Schwihag GmbH
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1984-05-24
Also published as: DE3335311C2

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH -'GE-RD-MÜLLiEft ■ O*. GROSSE · F. POLLMEIER - 7 -

74 029 f .us.

SCHWIHAG Gesellschaft für Eisenbahnoberbau mbH, Hauptstraße 64, CH-8274 Gottlieben / Thurgau

Laschenstoß, insbesondere Schienenstoß

Die Erfindung betrifft einen Laschenstoß zum Verbinden von Profilen, insbesondere einen Schienenstoß zum Verbinden der nicht verschweißten Enden von Eisenbahnschienen, bei dem zwei Laschen in den beidseits der Profil- bzw. Schienenstege zwischen Kopf und Fuß gebildeten Laschenkammern aufgenommen und darin durch mehrere in Löcher der Profil- bzw. Schienenstege und der Laschen eingesetzte, hochfeste Schraubverbindungen verspannbar sowie gegebenenfalls zusätzlich ver-. klebbar sind.

Bei der Errichtung von Metallkonstruktionen unter Verwendung von Profilstäben, -trägem oder dergleichen ist es nicht immer möglich oder wünschenswert, die Enden zweier benachbarter Profile durch Verschweißen miteinander zu verbinden. In solchen Fällen werden dann zur Verbindung der Profile gattungsgemäße Laschenstöße mit hochfesten Schraubverbindungen benutzt. ^e

Auch beim Bau von Gleisanlagen für Eisenbahnen können die Enden der Eisenbahnschienen nicht immer miteinander verschweißt werden. Vielmehr ist es in bestimmten Fällen unumgänglich, die einander zugewendeten Enden aufeinanderfolgender Eisenbahnschienen durch einen Schienenstoß der gattungsgemäßen Art miteinander zu verbinden. Zur Bildung des Schienenstoßes dienen dabei sogenannte Stoßlaschen,die beiderseits des Schienenstegs in den zwischen Schienenkopf und Schienenfuß gebildeten Laschenkammern aufgenommen sind und

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bewährt, weil sie eine stufenlose, nicht atmende, knickfreie und stromdichte Stoßverbindung gewährleisten.

Aus Kostengründen werden jedoch heute die zur lückenlosen isolierten oder auch nicht isolierten Verbindung der unverschweißten Enden von Eisenbahnschienen erforderlichen Schienenstöße auf der Baustelle verlascht und verklebt, d.h., es werden sogenannte Baustellenisolierstöße hergestellt. Hierdurch entfällt zwar der bei der früheren Herstellungsart unvermeidliche Kostenaufwand für das Einschweißen; jedoch haben die

derzeit zum Stand der Technik gehörenden Baustellenisolierstöße erhebliche technische Mängel. Die Ursache hierfür liegt dabei hauptsächlich in der mangelhaften Anpassungsfähigkeit der einzelnen Komponenten dieser Isolierstöße an die in einem getrennten Schienenstrang auftretenden Kräfte. Vielfach werden diese Mangel auch noch dadurch verstärkt, daß eine falsche Lage des Laschenstoßes im Gleis gewählt wird und dieser sozusagen als aufnehmender Stoß wirkt. Es stellen sich dann verschiedene Querschnittsverwölbungen im Bereich der beiden Schienenenden ein, die den sogenannten Sprungschanzeneffekt beim Überfahren des Rades hervorrufen. Dieser hat aber wieder-rum verschiedene Mangel zur Folge, die einen hohen Unterhaltungsaufwand erfordern und insbesondere bei den Isolierstößen eine beträchtliche Verminderung der Lebensdauer nach sich ziehen.

Der Sprungschanzeneffekt beim überfahren des Rades führt zum Brechen der Laschen und/oder der Schienen sowie der Gratbildung am Stoß und macht dazu ein häufiges Nachstopfen der Stoßschwellen erforderlich. ■

Die Hauptursache für den Mangel des Atmens ^des Stoßes beruht darauf, daß die Klebeverbindungen auf der Baustelle nur schlecht reproduzierbar sind, weil dort vielfach die notwendige relativ lange Abbinde- und Aushärtezeit für den Kleber nicht eingehalten werden kann, indem die geklebten Isolierstöße bereits

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durch in Löchern der Schienenstege sowie der Laschen eingesetzte Schraubverbindungen verspannt werden. Solche Schienenstöße werden sowohl als fester Stoß über einer Einzel- oder Kuppelschwelle vorgesehen, aber auch als schwebender Stoß zwischen zwei Schwellen also innerhalb des sogenannten Schwellenfeldes liegend/eingebaut. Besondere Bedeutung "kommt dem geklebten Isolierstoß mit hochfesten Schraubverbindungen zu, weil dieser eine stufenlose, knickfreie und stromdichte Stoßverbindung gewährleistet und daher in der neuzeitlichen Signaltechnik unentbehrlich geworden ist.

Die bekannten Laschenstöße, wie sie ganz allgemein bei der Errichtung von Baukonstruktionen im Stahl-, Brücken- und Eisenbahnbau zum Einsatz gelangen, besonders aber die gattungsgemäßen Schienenstöße zum Verbinden der nicht verschweißten Enden von Eisenbahnschienen, haben den beträchtlichen Nachteil, daß sie den bei hohen Temperaturschwankungen unvermeidlichen Kraftwirkungen nicht dauerhaft standhalten können. Es entstehen daher zwischen den nicht miteinander verschweißten Enden der Profile bzw. Eisenbahnschienen die bekannten Stoßlücken, die sich in ihrer Größe laufend verändern. Aus solchen Stoßlücken zwischen den Schienenenden in Eisenbahngleisen resultieren jedoch beträchtliche Folgeschäden.

Zwecks Vermeidung von Stoßlücken in Gleisanlagen werden bisher, insbesondere bei den in der Signaltechnik unentbehrlichen isolierten Schienenstöße, die Stoßlaschen in die Laschenkammern der Eisenbahnschienen eingeklebt. Die in den Gleisanlagen auftretenden Längszugkräfte werden dabei nicht von den Schrauben, sondern von den miteinander verklebten Flächen der Schienen und der Stoßlaschen übertragen.

Die geklebten Isolierstöße wurden früher regelmäßig in der Gleisbauwerkstatt in mehreren Metern Länge hergestellt und dann - nach genügend langer Aushärtezeit des Klebers - auf der Baustelle in das Gleis eingeschweißt. Diese geklebten Isolierstöße mit hochfesten Schrauben haben sich gut

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während der Abbindezeit, also schon kurz nach ihrer Herstellung, befahren werden müssen.

Nachteilig wirkt sich bei den geklebten Laschenstößen insbesondere Isolierstößen, auch aus, daß eine den auftretenden Kräften nicht genügend angepaßte Laschenform und -qualität benutzt wird. Auch kommt es vor, daß die Stoßlaschen in der Laschenkammer nur am Kopf und am Fuß der Schiene, nicht aber an deren Steg zur Anlage kommen, so daß beim Anziehen der hochfesten Schrauben eine so hohe Spreizkraft erzeugt wird, die besonders bei nicht ordnungsgemäßer Lochentgratung zu Schienenbrüchen führen kann. Schließlich wird auch durch die Verwendung in der Druckfestigkeit nicht ausreichender isolierender Stoßzwischenlagen bei auftretenden Stoßlücken die Gratbildung an den Schienenkopfenden wesentlich gefördert.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der den auf der Baustelle herzustellenden Laschenstößen, insbesondere Isolierstößen, anhaftenden Mängel. Es ist daher das Ziel der Erfindung, einen Laschenstoß, insbesondere Isolierstoß,der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, welcher mit einfachen Mitteln eine dauerhaft sichere gegenseitige mechanische Verriegelung zwischen allen zusammenwirkenden Elementen gewährleistet, also auch bei auftretenden hohen Zugkräften im Bereich des Laschenbzw. Isolierstoßes eine nichtatmende lückenlose.Verbindung zwischen den benachbarten Profil- bzw. Schienenenden aufrechterhält.

Die Lösung dieses Problems wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hauptsächlich dadurch erreicht, daß mindestens je eine der an den benachbarten Profil- bzw. Schienenenden angreifenden Schraubverbindungen aus in die Löcher beider Laschen und ggfs. in die Löcher des Profil- bzw. Schienensteges einsetzbaren Spreizbuchsen mit konischen Innenflächen sowie einem diese durchgreifenden Spannbölzen mit komplementär konischen Mantelflächen-Abschnitten besteht.

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Dabei hat es sich besonders bewährt, wenn nach Anspruch 2
der Spannbolzen mindestens zwei sich in zueinander entgegengesetzten Richtungen und zu den Bolzenenden hin verjüngende, konische Mantelflächen-Abschnitte aufweist und beide Bolzenenden mit Gewinden für Spannmuttern versehen sind. Gemäß Anspruch 3 ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß die beiden konischen Mantelflächen-Abschnitte des Zugbolzens unterschiedliche Länge haben und dabei der längere Mantelflächen-Abschnitt mit der im Profil- bzw. Schienensteg sitzenden
Spreizbuchse sowie der in einer Lasche sitzenden Spreizbuchse in Eingriff bringbar ist, während der kürzere Mantelflächen-Abschnitt nur in die in der anderen Lasche sitzenden Spreizbuchse eingreift.

Ein weiterbildendes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung wird nach Anspruch 4 darin gesehen, daß die in den Profil- bzw.
Schienensteg einsetzbare Spreizbuchse an ihrem den größeren
Innendurchmesser aufweisenden Ende einen radial nach auswärts gerichteten Stützkragen aufweist sowie eine Länge hat, die mindestens der maximalen Stegdicke entspricht. Andererseits wird nach Anspruch 5 ein Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung auch darin gesehen, daß die Länge der in die Laschen einsetzbaren Spreizbuchsen geringer als die Laschendicke ist und ihnen zu den auf die Gewinde des Spannbolzens aufschraubbaren Spannmuttern hin als Widerlager Distanzringe und/oder Federelemente zugeordnet sind.

Besonders bewährt hat es sich erfindungsgemäß, nach Anspruch an den in die Laschen einsetzbaren Spreizbuchsen und/oder an den in die Profil- bzw. Schienenstege einsetzbaren Buchsen
die Innenflächen exzentrisch zu den Außenflächen anzuordnen, weil hierdurch bspw. die Möglichkeit gegeben wird, auf einfache Weise Fertigungstoleranzen in den Löchern und/oder in den Abständen zwischen den Löchern auszugleichen.

Nach Anspruch 7. besteht ein anderes Erfindungsmerkmal darin, daß die Spreizbuchsen mit einem über ihre ganze Länge durch-

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gehenden Schlitz versehen sind.

ein anderes wichtiges Weiterbildungsmerkmal besteht erfindungsgemäß nach Anspruch 8 darin, daß die den Laschenkammern der Profile zugewendeten Kontaktflächen der Laschen eine Beschichtung aus mikroverkapseltem Kleber, insbesondere einem aus Härter und Verbinder bestehenden Zweikomponentenkleber, aufweisen.

Gemäß Anspruch 9 liegt es ferner im Rahmen der Erfindung, die Laschen und/oder die Laschenkammern der Profile bzw. Schienen an ihren Kontaktflächen mit einer Isolierstoffauflage von hoher Druckfestigkeit zu versehen und entweder, entsprechend der Lehre des Anspruchs 10, die Laschen an ihren Kontaktflächen für die Schraubvex"bindung, also an den Lochwandungen und den Lochrändern, mit einer Isolierstoffauflage hoher Druckfestigkeit auszustatten oder aber gemäß Anspruch wenigstens die in den Profil- bzw. Schienensteg einsetzbare Spreizbuchse an ihrer konischen Innenfläche und/oder an ihrem Außenmantel mit einer Isolierstoffauflage hoher Druckfestigkeit auszustatten.

Nach der Erfindung werden die - vorzugsweise in Schwellenfeidmitte getrennten - Schienenabschnitte mittels Stoßlaschen verbunden, die in ihrem Querschnitt zumindest annähernd 50% des Widerstandsmomentes einer ungetrennten Schiene erreichen sollen, so daß sich beim Überfahren des Stoßes keine wesentlich größere Durchbiegung der Schiene als im übrigen Gleis einstellt. Durch die Stoßlage in Schwellenfeidmitte soll dabei verhindert werden, daß sich die beiden Schienenenden zueinander unterschiedlich verwölben und vertikal versetzen. Wie im ungetrennten, normalen Gleis sollen die auftretenden Stöße elastisch abgefangen und jeweils hälftig auf die vor und hinter dem Stoß liegenden Schwelle verteilt werden, so daß keine zusätzliche Unterhaltung der beiden Stoßschwellen durch häufiges Stopfen und Ausrichten notwendig wire

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ORIGfNAL INSPECTED

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-Die üblicherweise zum Einsatz gelangenden Laschenausführungen erreichen jedoch in der Regel lediglich 30% des Widerstandsmomentes der ungetrennten Schiene, so daß häufig unerwünschte Laschenbrüche auftreten. Die Ursache dieser Laschenbrüche ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß der genau in Schwellenfeldmittel liegende, frei schwebende Schienenstoß an den einander zugewendeten Enden der beiden Schienen vertikal stärker elastisch durchgebogen wird, als an den Stellen, wo die freien Enden der Laschen innerhalb der Laschenkammern liegen. Es ergibt sich somit zwischen den voneinander weggerichteten Laschenenden eine,Stützweite für die Laschen, die gleich.ihrer maximalen Länge ist und damit etwa 600 mm beträgt. Aufgrund dieser großen Stützweite ergeben sich an den Laschen bei ihrer unvermeidbaren Durchbiegung Überbeanspruchung im äußeren unteren Zugfaserbereich, die insbesondere bei hoher Belastung zu Laschenbrüchen führen.

Um solchen Laschenbrüchen erfindungsgemäß wirksam begegnen zu können, ist nach Anspruch 12 vorgesehen, daß die Laschen in den Laschenkammern der benachbarten Profile bzw. Schienenenden mit ihren Kontaktflächen an der Unterseite des Schienenkopfes lediglich über einen Längenabschnitt stützend anliegen, der sich auf halber Laschenlänge über einen Bereich erstreckt, welcher durch die beiden am nächsten beieinanderliegenden Löcher an den benachbarten Schienenenden bestimmt ist, während sie mit ihren Kontaktflächen an der Oberseite des Fußes beider Schienen jeweils nur über Längenabschnitte abgestützt sind, die in einem Bereich liegen, der durch den Abstand· zwischen den beiden in der gleichen Schiene befindlichen Löcher bestimmt und gegenüber dem kopfseitig anliegenden Längenabschnitt längsversetzt, angeordnet ist. _v

■Die auf diese Art und Weise modifizierte Laschenausführung führt im Gegensatz zu der bekannten Ausgestaltung bei elastischer

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Durchbiegung des SchionensLoßcs zu ei ihm: wckoii ti irlu>n Roduzlorung der wirksamen Stützweite. Es ergibt sich somit ein eindeutiger Kraftfluß vom Schienenkopf zum Schienenfuß hin bei voller Abdeckung des für die maximale Beanspruchung erforderlichen Widerstands- und Trägheitsmomentes. Den Laschenbrüchen wird auf diese Art und Weise wirksam begegnet. Nach Anspruch 13 schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß der kopfseitig anliegende Längenabschnitt der Laschen eine Länge hat, die dem Abstande zwischen dem am weitesten voneinander entfernten ümfangsbereichen der beiden am nächsten beieinander liegenden Löcher beider Profil- bzw. Schienenabschnitte angepaßt ist.

Gemäß Anspruch 14 hat es sich ferner bewährt, wenn- der dem kopfseitig anliegenden Längenabschnitt der Kontaktfläche der Laschen gegenüberliegende, fußseitige Längenabschnitt von einer Einbuchtung begrenzt wird, um einen genauen Kraftfluß zu gewährleisten.

Des weiteren ist nach Anspruch 15 vorgesehen, daß die dem Schienenkopf und dem Schienenfuß zugewendeten Kontaktflächen der Laschen jeweils von den Stützabschnitten aus zu den Laschenenden hin konvergierend verlaufen und vorzugsweise auf Kreisbogen mit großem Radius liegen. Dabei sollte gemäß Anspruch der größte Abstand zwischen den Kontaktflächen der Laschen sowie den diesen benachbarten Kopf- und Fußflächen'der Schienenabschnitte etwa 1 mm betragen.

Ein.Laschenstoß, welcher die Merkmale der Ansprüche 1, 2 und gegebenenfalls auch die Merkmale irgendeines der Ansprüche 5 bis 10 sowie 12 bis 16 aufweist, kann auch gemäß Anspruch 17 so ausgelegt werden, daß der Spannbolzen zwischen den beiden konischen Mantelflächen-Abschnitten einen zylindrischen Mantelflächen-Abschnitt aufweist, der mit enger Toleranz in das Loch des Schienensteges eingreift. Dabei kann der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt entweder nach Anspruch 18 zentrisch zur Längsachse des Spannbolzens angeordnet sein oder gemäß Anspruch

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auch exzentrisch zu dessen Längsachse. Nach Anspruch 20 kann auch der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt von einer auf dein Spannbolzen sitzenden, eng angepaßten Buchse gebildet sein. Als wesentlich hat es sich hierbei gezeigt, nach Anspruch 21 den zylindrischen Mantelflächen-Abschnitt auf einer Seite durch einen Bund zu begrenzen, der einen größeren Durchmesser aufweist als das Stegloch des Profiles. Auf der dem Bund gegenüberliegenden Seite ist zweckmäßig nach Anspruch 22 eine umlaufende Rille zur Aufnahme eines Ringes aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen vorgesehen, der ein unbeabsichtigtes Herausrutschen der zylindrischen Mantelfläche aus den Steglöchern bei der Laschenmontage verhindert. Als erheblich wurde noch gefunden, gemäß Anspruch 23 die zwischen den Stoßenden der

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Schienen vorgesehene Isolierstoffzwischenlage aus einem Kunststoff herzustellen, dessen Druckfestigkeit etwa gleich groß oder höher ist als die Streckgrenze des üblichen Schienenstahles.

Da der kritische Bereich in der Schwellenfeidmitte, also im · geschnittenen Stoßbereiche der beiden Schienenabschnitte, liegt, sollten die beiden Laschen das Widerstands- und auch das Trägheitsmoment entsprechend der wirklichen Beanspruchung voll abdecken, um Laschenbrüche auch bei höchsten Belastungen zu vermeiden. Da der Kraftfluß von der Fahrfläche des Schienenkopfes aus über 45° nach, unten weitergeleitet■wird, nimmt nur der relativ kurze obere Stützbereich der Laschen die Kräfte auf und setzt sie am Schienenfuß wiederum ausschließlich über die beiden im Abstand voneinander vorgesehenen Stützbereiche ab. Jeder dieser beiden unteren Stützbereiche nimmt dabei jeweils nur die Hälfte der Last aus dem oberen Stützbereich auf. Des weiteren wird aber auch die auftretende Flächenpressung an der Schienenfußauflagefläche in diesen Bereichen beträchtlich reduziert, weil sich oberhalb derselben zwischen der Kontaktfläche der Lasche und dem Schienenkopf ein kleiner Luftspalt befindet. An den Enden der Laschen können überhaupt keine vertikalen Kräfte übertragen werden, weil dort sowohl zum Schienenkopf als auch zum Schienenfuß hin ein genügend großes Spiel vorhanden ist. Die Laschenenden dienen lediglich zur übertragung der

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ORIGINAL INSPECTED

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bei niedriger Temperatur in [.,üngsrichLuiuf au! LreLenden Zugkräfte.

Die Grätbildung an den Stoßenden der Schienen kann nahezu vollkommen ausgeschlossen werden, indem zwischen diese eine isolierende Stoßzwischenlage eingesetzt wird, die nach Anspruch 23 aus einem isolierenden Werkstoff besteht, der eine höhere Druckfestigkeit hat als die Streckgrenze des Schienenstahles. Es ist deshalb möglich, die Dicke der Stoßzwischenlage soweit zu vermindern, wie dies für die Sicherung einer stromdichten Verbindung ohne Berücksichtigung von Gratbildung möglich ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, durch die der mechanischen Verriegelung dienenden Schraubverbindungen über jeden Spannbolzen drei zusammenwirkende Elemente des Laschen- bzw. Schienenstoßes spielfrei miteinander zu verspannen, indem eine optimale Flächenpressung innerhalb der Lochlaibung der Laschenbohrungen und gegebenenfalls der Schienenstegbohrung hervorgerufen wird. Die in die Löcher des Schienensteges einsetzbare Buchse kann auch eine zylindrische Innenfläche aufweisen und auch der Spannbolzen im Stegbereich mit einem zylindrischen Mantelflächen-Abschnitt versehen sein. Es ist möglich, die Bohrung der Stegbuchse konzentrisch oder exzentrisch zum Buchsenmantel anzuordnen. Im letzteren Falle läßt sich durch Drehen der Buchse in der Stegbohrung die den Spannbolzen aufnehmende Buchsenbohrung justieren.

Da die in die Laschen einsetzbaren Spreizbuchsen nicht nur innen konisch und außen zylindrisch konzipiert und mit einem Längsschiit; ausgestattet sind, sondern außerdem eine Exzentrizität von bspw. 0,6 mm ihrer konischen Innenflächen gegen die zylindrischen Außenflächen aufweisen, besteht eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Erzielung eines Toleranzausgleiches. Durch das Aufschieben der konischen Innenflächen der Spreizbuchsen auf die zugeordneten konischen Mantelflächen-Abschnitte des Spannbolzens wird erreicht, daß sich ihr Außendurchmesser in Abhängigkeit

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von der Aufschiebetiefe an den Durchmesser der Laschenbohrungen anpaßt. Beim Einbauen dieser exzentrischen Spreizbuchsen werden diese mit ihrer durch die vorhandene Exzentrizität bedingten dickeren Wandstärke jeweils in einer vorgegebenen Richtung, nämlich in Zugrichtung der Kräfte, eingebaut, so daß es dort zuerst zum Formschluß zwischen Bolzen, exzentrischer Spreizbuchse und Lasche kommt und damit eine der Zugrichtung der Kräfte entgegenwirkende Verspannung aufgebaut wird. Da die konischen Innenflächen der Spreizbuchsen und die ebenfalls konischen Mantelflächen-Abschnitte des Spannbolzens so ausgeführt sind, daß sie innerhalb des Selbsthemmungsbereiches liegen, können die in die Laschen eingesetzten exzentrischen Spreizbuchsen sich, bedingt durch die auftretende Reibung am Bolzen und in der Laschenbohrung, nicht selbsttätig lösen. Da jedoch unter Einfluß von Temperatur und Radlast mit einer wechselnden Belastung zu rechnen ist, wird über den Spannbolzen eine Vorspannung auf das System ausgeübt, um zu verhindern, daß an kalten Wintertagen bei entsprechender Zugbeanspruchung der Schienen ein Lösen der exzentrischen Spreizbuchsen aus ihrer Arbeitsstellung aufzutreten vermag. Die zu erzeugende Vorspannung wird dabei vorzugsweise auf die Hälfte der auftretenden Gesamtbelastung bemessen, um somit den auftretenden Teil der Schwellbelastung von vorneherein zu unterdrücken. Diese Vorspannung kann durch Benutzung einer Hilfsspannmutter erzeugt werden, welche über den Spannbolzen die Spreizbuchsen in ihre Arbeitslage preßt._ Damit die Spreizbuchsen auch bei unsachgemäßer Durchführung der Montagearbeiten in ihrer Arbeitslage gesichert werden, ist ein Federelement zwischen der Spannmutter oder der dieser zugeordneten Unterlegscheibe und der betreffenden Spreizbuchse vorgesehen: Durch die Federkraft' wird sichergestellt, daß auch falsch montierte exzentrische Spreizbuchsen in ihre vorgesehene Stellung geschoben werden und in dieser verbleiben. Da in allen Fällen die Widerstandskraft durch die Reibung größer ist als die Axial<komponente, welche auf die Spreizbuchsen wirkt, kann schon mit cjcringcr Federkraft ein Herausschieben der Spreizbuchsen aus ihrer Arbeitsstellung verhindert werden.

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Durch die eigenartige Ausstattung der Spannbolzen mit den konischen Mantelflächen-Abschnitten wird erreicht, daß beim Verspannen der Spannbolzen mindestens die in einer Stoßlasche sitzende Spreizbuchse gleichzeitig mit der im Profil- bzw. Schienensteg sitzenden Spreizbuchse unter Vorspannung gesetzt werden kann, während sich die in der zweiten Stoßlasche befindende Spreizbuchse unabhängig davon unter Vorspannung setzen läßt.

Um baugleiche Spreizbuchsen in den beiden Stoßlaschen verwenden zu können, sind die Abmessungen der konischen Mantelflächen-Abschnitte am Spannbolzen so gewählt, daß sie im Arbeitsbereich der in den beiden Stoßlaschen befindlichen Spreizbuchsen form- ' gleiche Auslegung haben, während der außerhalb der laschenseitigen Spreizbuchse befindliche Bereich des längeren konischen Mantelflächen-Abschnittes so ausgelegt ist. daß er sicher mit der im Profil- bzw. Schienensteg sitzenden Spreizbuchse zusammenwirkt.

Bei der Montage von Spannbolzen, Spreizbuchsen und Laschen ist so vorzugehen, da.ß zunächst die in Einschubrichtung des Spannbolzens vorne liegende Seite verspannt wird, damit eine Fixierung des Spannbolzens gegenüber dem Profil bzw. der Schiene gesichert ist. Dies gilt sowohl für das Anziehen einer Hilfsspannmutter auf ein vorgegebenes Drehmoment, als auch für das Anziehen der an der Lasche verbleibenden Spannmutter, welche zu einer Verspannung der Spannbolzen bis zu einer Zugkraft von 30 t führt. Da die Verspannung der Laschen über die ihnen zugeordneten Spannmuttern jeweils in Arbeitsrichtung der Spreizbuchsen erfolgt, wird ein zusätzlich, starkes Verspannen der Spreizbuchsen gegenüber den konischen Mantelflächen-Abschnitten des Spannbolzens und den Laschenbohrungen erzielt und somit ein Lösen der Spreizbuchsen aus ihrer Arbeitsstellung vermieden.

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Zur Demontage eines Laschen- bzw. Schienenstoßes werden alle auf den in Einschubrichtung der Spannbolzen vorne liegenden Enden derselben sitzenden Spannmuttern abgeschraubt. Sodann kann die gesamte Konstruktion entgegen der Einschubrichtung der Spannbolzen herausgeschlossen werden. Es ist damit gewährleistet, daß der Laschen- und Schienenstoß im nachhinein jederzeit gelöst werden kann, so daß bspw. für den Fall eines Bruches im Schienensteg an den Laschen oder auch den Spannbolzen problemlos Reparaturen durchgeführt werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Hierbei zeigt

Figur 1 in der Draufsicht und teilweise im Schnitt einen in Schwellenfeidmitte angeordneten Isolierstoß in einer ersten Ausführungsform, wobei die Spannbolzen gegenüber den Laschen isoliert sind,

Figur 2 einen Längsschnitt durch den Isolierstoß nach Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Figur 3 in größerem Maßstab einen Querschnitt entlang der Linie III-III in den Fig. ί und 2 durch den Isolierstoß,

Figur 4 ebenfalls in größerem Maßstab einen Querschnitt durch den Isolierstoß nach den Fig. 1 und 2 entlang der Linie IV-IV,

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Figur 5 oino der Fig. 1 entsprechende Darstellung oincr abgewandelten Bauart eines Isolierstoßes mit isoliertem Stegloch,

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Figur 6 in größerem Maßstab einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI durch den Isolierstoß nach Fig. 5,

Figur 7 einen der Fig. 2 entsprechenden Längsschnitt durch einen Isolierstoß mit modifizierter Ausbildung der Laschen,

Figur 8 in größerem Maßstab einen Querschnitt entlang der Linie VII.I-VIII durch den Isolierstoß nach Fig. 7,

Figur 9 ebenfalls in größerem Maßstab einen Querschnitt durch den Isolierstoß nach Fig. 7 entlang der Linie IX-IX ,

Figur 10 wiederum in größerem Maßstab einen Querschnitt entlang der Linie X-X durch den Isolierstoß nach Fig.7,"

Figur 11 einen den Fign. 6 bzw. 8 entsprechenden Schnitt durch einen weiter modifizierten Isolierstoß.

Innerhalb des sogenannten Schwellenfeldes 1, vorzugsweise in der Mitte dieses Schwellenfeldes 1, zwischen zwei Schwellen 2' und 2" sind zwei' Schienenabschnitte 3¹ und 3" durch einen Isolierstoß 4 fest miteinander verbunden. Dieser Isolierstoß wird dabei einerseits von den einander zugewendeten Enden 5' und 5" der Schienenabschnitte 3' und 3" sowie andererseits von zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten und die En-. den 5' und 5" der Schienenabschnitte 3' und 3" jeweils zur Hälfte überlappenden Stoßlaschen 6¹ und 6" gebildet.

Die beiden Schienenabschnitte 3' und 3" sind im Abstand von ihren in der Mitte des Schwellenfeldes 1 einander zugewendeten Enden 5¹ und 5" in üblicher Weise mit Hilfe des sogenannten Kleineisens 7 auf den Schwellen 2' und 2" befestigt.

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Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die beiden Stoßlaschen 6' und 6" zur Herstellung des Isolierstoßes eine solche Längenabmessung haben, daß sie die Enden 5' und 5" der beiden Schienenabschnitte 3" un*ä 3" über das Schwellenfeld 1 hinweg bis in den Bereich des auf den Schwellen 2' und 2" befindlichen Kleineisens 7 erfassen, indem sie gemäß Fig. 3 und 4 mit ihren Kontakflächen 8 formschlüssig in die Laschenkammern 9 zu beiden Seiten der Schienenabschnitte 3¹ und 3" eingreifen, welcher einerseits vom Schienensteg 10 sowie andererseits von Schienenkopf 11 und vom Schienenfuß 12 begrenzt werden.

Die Stoßlaschen 6' und 6" haben in ihrem Mittelbereich über einen gewissen Längenabschnitt hinweg zur Erhöhung ihres Widerstandsmomentes auch seitlich auskragende Flügel 13' und 13", welche den Schienenfuß 12 übergreifen, wie das den Fig. 1 und 3 entnommen werden kann.

Zur Schaffung einer stromdichten Stoßverbindung innerhalb des.Isolierstoßes 4 ist einerseits zwischen den einander zugewendeten Stirnflächen an den Enden 5' und 5" der Schienenabschnitt 3¹ und 3" eine Isolierstoff-Zwischenlage 14 von hoher Druckfestigkeit vorgesehen, wie das in den Fig. 1 und angedeutet wird. Andererseits sind aber auch die formschlüssig in die Laschenkammcrn 9 der Schienonabschnitte 3¹ und 3" eingreifenden Kontaktflächen 8 der Stoßlaschen 6¹ und 6" und/ oder die betreffenden Flächen der Leischenkammern 9 an den Schienenabschnitten 3¹ und 3" mit einer Isolierstoffauflage 15' und 15" versehen, wie das in'den Fig. 1 und 2 angedeutet und aus den Fig. 3 und 4 deutlich erkennbar ist.

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PATENTANWALfL F.W. HEMMERICH '-"GEH(J MÜLLER ·*ϋ. GROSSE · f'. POLl MLIER -22-

Zur Schaffung eines geklebten Laschenstoßes, insbesondere Isolierstoßes 4, ist es zweckmäßig, die Kontaktflächen 8 der Stoßlaschen 6' und 6" - gegen€nfalls auf ihrer Isolierauflage 15' und 15" -mit mikroverkapseltem Kleber zu beschichten, der vorzugsweise ein Zweikomponentenkleber aus Härter und Verbinder ist. Die den Härter und Verbinder enthaltenden Mikrokapseln werden beim Einpassen der Stoßlaschen 6' und 6" in die Laschenkammern 9 der Schienenabschnitte 3' und 3" zerquetscht, wobei Härter und Verbinder in dem vorgesehenen Mischungsverhältnis frei werden und in relativ kurzer Zeit abbinden und aushärten können» Durch die .besondere . Geometrie der Kontaktflächen 8 an den Stoßlaschen 6' und 6" wird beim Zerquetschen der.Mikrokapseln ein Fließen der KIebermasse zu den oberen und unteren geneigten Flächen am Schienenkopf 11 und Schienenfuß 12 sowie auch in Längsrichtung bewirkt und damit eine innige Vermischung von Härter und Kleber herbeigeführt. " · " " .

Zur mechanischen Verriegelung jedes Laschenstoßes, insbesondere Isolierstoßes 4, dienen mehrere, bspw. vier, hochfeste Schraubverbindungen 16', 17' und 16", 17", welche jeweils Löcher 18' und 18" in den beiden Stoßlaschen 6' und 6" sowie zugehörige Löcher 19 in den Stegen 10 der Schienenabschnitte 3' und 3" durchdringen, wie das den Fig. 1 und 3 entnommen werden kann.

Mindestens die den Enden 5' und 5" der Schienenabschnitte 3'. und 3" unmittelbar benachbarten hochfesten Schraubverbindungen 17' und 17", vorzugsweise aber auch die davon weiter entfernt angeordneten hochfesten Schraubverbindungen 16' und 16",haben eine besondere Ausbildung, die eine sowohl spielfreie als auch

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toleranzüberbrückende mechanische Verriegelung zwischen den beiden Schienenabschnitten 3¹ und 3" und den beiden Stoßlaschen 6' und 6" gewährleisten und damit eine auch den bei niedrigsten Temperaturen auftretenden großen Zugkräften sicher standhaltende, also eine dauerhaft lückenlose, nicht atmende Verbindung zwischen den Enden 5¹ und 5" der benachbarten Schienenabschnitte 3' und 3" sicherstellen.

Wie in Fig. 1 anhand der Schraubverbindungen 17' und 17" sowie in Fig. 3 anhand der Schraubverbindung 17" gezeigt ist, wird die spielfreie und toleranzüberbrückende, mechanische Verriegelung im wesentlichen von drei Spreizbuchsen 20', 20", 21 sowie einem Spannbolzen 22 und zwei zugehörigen Spannmuttern 23' und 23" gebildet. Außerdem umfaßt jede der mechanischen Verriegelung dienende Schraubverbindung 17' und 17" auch zwei den Spannmuttern 23' und 23" zugeordnete Unterlegscheiben 24' und 24", eine Distanzhülse 25 und ein bspw. als Druckfeder ausgebildetes Federelement 26.

Die Spreizbuchsen 20', 20" und 21 sind jeweils mit einem über ihre ganze Länge durchgehenden Schlitz 27 versehen, wie dies in Fig. 1 und 5 angedeutet ist. Die beiden Spreizbuchsen 20' und 20" sind dabei identisch ausgebildet und werden in den Löchern 18' bzw. 18" der Stoßlaschen 6' und 6" aufgenommen. Dabei haben sie einen zylindrischen Außenmantel 28' bzw. 28" und eine konische Innenfläche 29' bzw. 29". Die Spreizbuchse 21 wird vom Loch 19 im Steg 10 der Schienenabschnitte 3' und 3" aufgenommen und ist mit einer zylindrischen Mantelfläche 30 sowie einer konischen Innenfläche 31 versehen. An ihrem den größeren Innendurchmesser aufweisenden Ende hat die Spreizbuchse .21 einen radial nach auswärts gerichteten Kragen 32, . mit dem sie sich in Axialrichtung gegen die Seitenfläche des Schienensteges 10 abstützen kann. In Abweichung von den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen kann anstelle der Spreizbuchse 21 auch ei.no Buchsa mit zylindrischer Außenfläche und zylindrischer Innenfläche Verwendung finden.

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Die konische Innenfläche 31 der Sprcizbuchso 21 isL vorzugsweise konzentrisch zur zylindrischen Außenmantelfläche 30 derselben angeordnet. Die konischen Innenflachen 29' bzw. 29" der Spreizbuchsen 2O' bzw. 20" weisen eine Exzentrizität gegenüber deren Außenmantelflache 28' bzw. 28" auf, wobei diese Exzentrizität bspw. 0,5 oder 0,6 mm betragen kann und die Richtung dieser Exzentrizität zum Längsschlitz 27 hin verläuft, so daß die Spreizbuchse 20' und 20" in ihrem dem Längsschlitz diametral gegenüberliegenden Umfangsbereich die größte Wanddicke aufweisen.

Der Spannbolzen 22 ist mit zwei konischen Mantelflächen-Abschnitten 33 und 34 versehen, die sich in zueinander entgegengesetzten Richtungen und zu den Bolzenanden hin verjüngen. Beide Bolzenenden sind dabei mit je einem Gewindeabschnitt 35 bzw. 36 versehen, auf den die Spannmuttern 23' und 23" aufgeschraubt werden können.

Die beiden konischen Mantelflächen-Abschnitte 33 und 34 des Zugbolzens 22 haben unterschiedliche Längenabmessung, und zwar weist der Mantelflächen-Abschnitt 33 die größere Längenabmessung und der Mantelflächen-Abschnitt 34 die kleinere Längenabmessung auf. Während dabei der konische Mantelflächen-Abschnitt 33 sowohl mit der in das Loch 30 des Schienensteges 10 eingesetzten Spreizbuchse 21 als auch mit der in das Loch 18" der Stoßlasche 6" eingesetzten Spreizbuchse 29" zusammenwirken kann, ist der entgegengesetzt gerichtete, konische Mantelflächen-Abschnitt 34 lediglich für ein Zusammenwirken mit der im Loch. 28' der Stoßlasche 6¹ angeordneten exzentrischen Spreizbuchse 20' ausgelegt. Wird anstelle der Spreizbuchse 21 eine Buchse verwendet, bei der nicht nur die Außen- sondern auch die ^Innenfläche zylindrisch ausgebildet ist, muß selbstverständlich der Mantelflächen-Abschnitt 33 im Bereich des Schienensteges 10 ebenfalls zylindrisch sein.

Beim Zusammenbau des Laschenstoßes, insbesondere des als Iso-

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lierstoß'4 ausgebildeten Schienenstoßes, werden zunächst die Spreizbuchsen 21 in die Löcher 30 des Schienenstoßes 10 eingesetzt. Sie wurden dann beim Eintreiben des Spannbolzens 22 vom hinteren Teil des konischen Mantelflächen-Abschnittes 33 radial aufgespreizt mit ihrem zylindrischen Außenmantel gegen die Laibungsflächen des Loches 19 im Schienensteg 10 verspannt. Das Eintreiben des Spannbolzens 22 kann entweder mit Hilfe eines Hammerschlages auf das den Gewindeabschnitt 36 aufweisende Bolzenende oder aber durch Benutzung einer Hilfsspannmutter bewirkt werden, die sich mit einem begrenzbaren Drehmoment unter Abstützung am SchicmensLeg 10 oder dergleichen auf den Gewindeabschnitt 35 aufschrauben läßt. Gegen die vom Spannbolzen 20 über den konischen Mantelflächen-Abschnitt 33 auf die Spreizbuchse 21 ausgeübte, axiale Kraftkomponente stützt sich die Spreizbuchse 21 über ihren radialen Kragen 32 an der einen Seite des Schienensteges 10 ab, während sie auf der anderen Seite auf ein geringes Maß aus dem Schienen¹ steg 10 herausragt.

Die in die Stoßlaschen 6' und 6" eingesetzten Spreizbuchsen 20' und 20" haben eine Längenabmessung, die geringer ist als die Dicke der Stoßlaschen 6' und 6". Damit trotzdem über den Sapnnbolzen 22 bzw. dessen konische Mantelflächen-Abschnitte 33 und 34 ein radiales Aufspreizen der Spreizbuchsen 20' und 20" mit ihren zylindrischen Außenmantelflächen 28' und 28" gegen die Laibungsflächen der Löcher 18' und 18" in den Stoßlaschen 6' und 6" sicher ermöglicht wird, ist einerseits zwischen der Unterlegscheibe 24" und der Spreizbuchse 20" eine Spannmutter 25 und andererseits zwischen der Unterlegscheibe 24' und der Spreizbuchse 20' eine Druckfeder 26, bspw. in Form einer Tellerfedersäulc, vorgesehen.

Das Aufspreizen der Spreizbuchsen 20' und 20" innerhalb der Löcher 18' und 18" der Stoßlaschen 6' und 6" wird dabei unabhängig voneinander einerseits durch Betätigen der Spannmutter 23' und andererseits durch Betätigen der Spannmutter 23 be-

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wirkt, wobei durch Betätigen der Spannmutter 23" über den konische Mantelflächen-Abschnitt 33 gleichzeitig auch Spreizkräfte auf die Spreizbuchse 21 im Loch 30 des Schienensteges 10 ausgeübt werden. Durch das Zusammenwirken des Spannbolzens 22 über den hinteren Teil seines konischen Mantelflächen-Abschnittes 33 mit der Spreizbuchse 21 wird letztere spielfrei in das Loch 30 des Schienensteges 10 gepreßt. Dadurch wird eine ideale Preßpassung mit homogenem Lochlaibungsdruck erzeugt., welcher dadurch über die gesamte projizierte Fläche der Lochlaibung eine optimale Kraftübertragung im elastischen Bereich des Werkstoffes zuläßt. Zur Vermeidung von relativ hohen Linienbelastungen kann der Bolzen und/oder die Buchse im kritischen Bereiche abgeflacht sein.

Wichtig zur Erzielung einer formschlüssigen und toleranzüberbrückenden mechanischen Verriegelung der zusammenwirkenden Elemente und vor allem einer nichtatmenden Verbindung zwischen den benachbarten Profil- bzw. Schienenenden ist die Tatsache, daß wenigstend die Spreizbuchsen 20 und 20" eine Exzentrizität ihrer konischen Innenflächen 29' und 29" relativ zu ihren zylindrischen Außenmantelflachen 28' und 28" aufweisen. Hierdurch können sie beispielsweise so in die Löcher 18" und 18" der Stoßlaschen 6¹ und 6" eingesetzt werden, daß sie mit ihrer größeren Wandstärke in Richtung der Kraftaufnahme liegen. Die gleiche Wirkung kann auch erzielt werden, wenn die Innenflächen 31 der im Schienensteg 10 sitzenden Spreizbuchsen 21 (oder der an ihrer Stelle verwendeten Buchsen mit zylindrischer Innenfläche) exzentrisch zu den Außenmantelflachen 30 angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl die Spreizbuchsen 20^r. und 20" als auch die Buchsen 21 als Exzenter- · büchsen ausgebildet sind, weil sich dadurch nicht nur die gewünschte Gesamtexzentrizität auf die Buchsen 20' und 20" einerseits und die Buchsen 21 andererseits verteilen läßt, sondern auch Verlagerungen des Soannbolzens 22 rechtwinklig zur Schiene kompensieren lassen. Eine solche Höhenverlagerung des Spannbolzens 22 bspw. gegenüber der Schiene tritt dann auf, wenn die Exzenterachsen der Buchsen 21 ober- oder unterhalb der durch die Mittenachsen der Stegbohrungen 19 verlaufenden Horizontalebene liegen.

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Mit den Spannbolzen 22 werden aber auch die Laschen 6¹, 6" gegenüber der Schiene höhenverlagert, so daß eine formschlüssige Anlage an den Wandungen der Laschenkammern nicht mehr gewährleistet ist. In diesem Fall kann eine Höhenverlagerung der Laschen durch entsprechendes Verdrehen der Spreizbuchsen 20', 20" vermieden werden.

Durch geeignete Krafteinwirkung auf die Spreizbuchsen 20' und . 20" in Axialrichtung, und zwar entweder durch Schlageinwirkung oder aber durch Aufdrehen einer Hilsspannmutter auf die Gewindeabschnitte 35 und 36 der Spannbolzen 2- wird erreicht, daß aus der Paarung des Spannbolzens 22 mit den Spreizbuchsen unter Last nicht zuläßt, wenn der Konuswinkel im selbsthemmenden Bereich liegt und zwischen den zusammenwirkenden Flächen von Stoßlaschen 6', 6" und Spreizbuchsen 20', 20" einerseits sowie Spreizbuchsen 20', 20" und Spannbolzen 20 andererseits eine Reibungskraft entsteht, die größer ist als die aus dem Kegelwinkel resultierende Axialkomponente der anteiligen Verspannungskraft der Schienenabschnitte 3¹ und 3".

Damit die einerseits aus Temperaturschwankungen und andererseits aus den Radlasten resultierende, schwellende Belastung der mechanischen Verriegelung nicht zu einem Lösen der Spreizbuchsen 20', 20" und 21 führt, wird durch die Druckfeder 26 eine Sicherungswirkung ausgeübt. Die Druckfeder 26 übernimmt dabei neben der Positionssicherung für die Spreizbuchse 20' auch noch eine Sicherungswirkung gegen Losdrehen der Spannmutter 23' auf dem Gewindeabschnitt 36 des Spannbolzens 22.

Es hat sich ergeben, daß die an den Schienenabschnitten 3' und 3" auftretenden Längszugkräfte sicher über den Lochlaibungsdruck in den Löchern 19 der Schienenstege aufgefangen werden können. Bei einem Durchmesser der Löcher 19 im Schienensteg 10 von etwa 40 mm kann pro Loch eine Rädialkraft von etwa 45 Mp problemlos und ohne plastische Verformung der .Lochlaibungsflache übertragen werden. Dies bedeutet, daß auch bei

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der Herstellung geklebter Laschenstößo, insbesondere Isolierstöße 4, während der Abbinde- und Aushärtezeit des mikroverkapselten Klebers der Schienenstoß überfahren und eine Schienenlängszugkraft von etwa 90 Mp aufgenommen werden kann, ohne daß während der Abbindezeit oder auch später der ausgehärtete Kleber durch die an der Schiene wirkenden Längszugkräfte zerstört werden kann.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß zur Bildung der für die neuzeitliche Signaltechnik unentbehrlichen Isolierstöße besondere Isolierstoffzwischenlagen 14 und Isolierstoffauflagen 15', 15" im Bereich des Laschenstoßes vorgesehen werden müssen. Die stromdichte Stoßverbindung darf aber auch durch den Einbau der mechanischen Verriegelung im Bereich der Schraubverbindungen 16', 16" und 17', 17" keinesfalls unterbrochen werden.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines geklebten Isolierstoßes 4.sind daher die Laibungsflächen der Löcher 18' und 18" in den Stoßlaschen 6¹ und 6" und auch die Auflageflächen für die Unterlegscheiben 24V und 24" bzw. der Spannmuttern 23' und 23" mit Isolierstoffauflagen bzw. -manschetten von hoher Druckfestigkeit ausgestattet, wie das deutlich der Fig. 3 entnommen werden kann.

Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Isolierstoßes 4 zur Verbindung von Schienenabschnitten 3' und 3" weist grundsätzlich den gleichen Aufbau und die gleiche Wirkungsweise auf, wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4. Lediglich die Sicherstellung der stromdichten Verbindung im Bereich der durch die Schraubverbindungen erzielten mechanischen Verriegelung wird auf andere Art und WEise gewährleistet. Hier ist die in das Loch 3.0 des Schienensteges 10 einzusetzende Spreizbuchse 30 mindestens an ihrer konischen Innenfläche, gegebenenfalls, aber auch an ihrem zylindrischen

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Außenmantel mit einer Isolierstoffauflage hoher Druckfestigkeit versehen. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, daß nicht nur die. beiden Stoßlaschen 6¹ und 6", sondern .auch sämtliche zur mechanischen Verriegelung des Schienenstoßes dienenden Funktionselemente eine stromdichte Trennung gegen die Schienenabschnitte 3¹ und 3" aufweisen. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, zur Erzielung einer stromdichten Stoßverbindung 4 die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 mit der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 zu kombinieren, d.h. beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 auch die Spreizbuchse 21 zusätzlich mit einer Isolierauflage gemäß Fig. 5 und 6 zu versehen.

Die gestellte Aufgabe läßt sich zumindest teilweise auch lösen, wenn anstelle der Spreizbuchsen 20', 20" mit konischen Innenflächen 29", 29" Paßbuchsen mit zylindrischen Innenflächen benutzt werden. In diesem Falle ist es aber unbedingt erforderlich, die Innenflächen der Paßbuchsen exzentrisch zu deren Außenflächen anzuordnen. Die nichtatmende lückenlose Verbindung zwischen den benachbarten Profil- bzw. Schienenenden läßt sich dann durch geeignete Exzentereinstellung erreichen.

In den Fig. 7 bis 10 der Zeichnung ist ein Isolierstoß 104 dargestellt, dessen grundsätzlicher Aufba-u mit dem Isolierstoß übereinstimmt, wie er vorstehend anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert wurde. Deshalb sind den Fig.. 7 bis 10 gleiche Teile auch mit gleichen Bezugsziffern zugeordnet, die jedoch zur besseren Unterscheidung jeweils um 100 erhöht wurden. Modifiziert ist der Isolierstoß 104 gemäß den Fig. 7 bis 10 gegenüber dem Isolierstoß 4 nach den Fig. 1 bis 6 praktisch nur hinsichtlich der Ausbildung der die Schienenabschnitte 103' und 103" jeweils zur Hälfte überlappenden Stoßlaschen 106¹ und 106".

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Die Stoßlaschen 106' und 106" greifen nämlich nicht auf ihrer ganzen Länge formschlüssig mit ihren Kontaktflächen 108 in die Laschenkammern 109 zu beiden Seiten der Schienenabschnitte 103' und 103" ein. Vielmehr liegen die Stoßlaschen 106' und 106" mit ihrer aufwärts gerichteten Kontaktfläche 108' an der Unterseite des Schienenkopfes 111 lediglich über einen mittleren Längenabschnitt stützend an, der sich über einen Bereich 137 erstreckt, welcher durch die beiden am nächsten beieinanderliegondcn Löcher 119' in den Stegen 110 der beiden Schienenabschnitte 103' und 103" bestimmt ist. Andererseits stützen sich die Stoßlaschen 106' und 106" mit ihren Kontaktflächen 108" an der'Oberseite des Schienenfußes 112 beider Schnienenabschnitte 103' und 103" jeweils nur ■ über Längenabschnitte ab, die in Bereichen 138' und 138" liegen, welche durch den Abstand zwischen den beiden im gleichen Schienenabschnitt 103' bzw. 103" befindlichen Löchern 119' und 119" bestimmt wird. Diese Bereiche 138' und 138" sind dabei gegenüber dem über den Bereich 137 an der Unterseite des Schienenkopfes 111 anliegenden Längenabschnitt längsversetzt angeordnet, und zwar dadurch, daß die Stoßlaschen 106' und 106" an ihrer Kontaktfläche 108" eine Einbuchtung 139 hat, die dem Bereich ihres kopfseitig anliegenden Längenabschnittes gegenüberliegt.

Die dem Schienenkopf 111 zugewendeten Kontaktflächen 108' und die dem Schienenfuß 112 zugewendeten Kontaktflächen 108" beider Stoßlaschen 106' und 106" sind so ausgeführt, daß sie von den jeweiligen Stützabschnitten 137 bzw. 138' und 138" aus zu den Laschenenden hin konvergierend verlaufen, und zwar dadurch, daß sie jeweils auf Kreisbogen 140 bzw. 141' und 141" liegen, wie das in Fig. 7 deutlich zu sehen ist.

v. . Der größte Abstand zwischen den Kontaktflächen 108' bzw. 108" der Stoßlaschen 106' und 106" von den diesen benachbarten Flächen des Schienenkopfes 111 und des Schienenfußes 112 sollte

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dabei etwa einen Millimeter betragen.

Aus Fig. 8 kann deutlich entnommen werden, daß bei in den' Laschenkammern 109 der Schienenabschnitte eingesetzten Stoßlaschen 106' und 106" in demjenigen Längenbereich, wo die Kontaktflächen 108' dicht an der Unterseite des Schienenkopfes anliegen zwischen den Kontaktflächen 108" und den benachbarten Flächen des Schienenfußes 112 ein Luftspalt 142 aufrechterhalten ist.

Aus Fig. 9 ist andererseits deutlich zu sehen, daß in denjenigen Längenbereichen, wo die Kontaktflächen 108" der Sitoßlaschen 106' und 106" dicht auf den benachbarten Flächen des Schienenfußes 112 abgestützt sind zwischen den Kontaktflächen 108' und den benachbarten Flächen des Schienenkopfes 111 jeweils ein Luftspalt 143 aufrechterhalten ist.

Schließlich ist aus Fig. 10 noch erkennbar, daß die Luftspalte 142 und 143 sich zu den Enden der Stoßlaschen 106' und 106" hin sowohl zwischen den Kontaktflächen 108" und den benachbarten Flächen des Schienenfußes 112 als auch zwischen den Kontaktflächen 108' und den benachbarten Flächen des Schienenkopfes befinden.

Durch diese Ausgestaltung eines Isolierstoßes 104 wird erreicht, daß die im kritischen Bereich des Isolierstoßes 104, also im sogenannten geschnittenen Stoßbereich wirksam werdenden Kräfte vom Längenabschnitt 137 der beiden Stoßlaschen 106' und 106" aufgenommen und über ihren inneren Bereich durch die beiden Längenabschnitte 138' und 138" in den. Schienenfuß 112 eingeleitet werden. Von der Fahrfläche des Schi^nenkopfcs 111 wird daher der Kraftfluß etwa unter einem Winkel von 45° in den Schienenfuß 112 der beiden Schienenabschnitte 103' und 103"

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so weitergeleitet/ daß.jeder der Schienenfüße 112 nur die Hälfte der oben eingeleiteten Kraft aufzunehmen hat. Dabei wirken die von den Stoßlaschen 106' und 106" im Längenbereich 137 aufgenommenen Kräfte über die Längenboreiche 138' und 138" auf Abschnitte des Schienenfußes 112 der Schienenabschnitte 103' und 103" ein, die einen relativ großen Abstand von den Enden 105' und 105" dieser Schienenabschnitte haben und relativ nah an die beiden Stoßschwellen 102' und 102" heranreichen. Durch das Vorhandensein der Luftspalte -142 und 143 wird gewährleistet, daß die Endbereiche der Stoßlaschen 106' und 106" keine Vertikalkräfte aus dem Schienenkopf 111 in den Schienenfuß übertragen können und dadurch gegen Überbeanspruchungen geschützt werden, die zu einem Laschenbruch führen können.

Der aus Fig. 10 ersichtliche Querschnitt der beiden Stoßlaschen 106' und 106" dient lediglich noch zur übertragung von Längskräften, die bspw. durch niedrige Schienentemperaturen hervorgerufen werden können. Es sei noch erwähnt, daß es zweckmäßig ist, die Luftspalte 142 und 143 auf der Baustelle mittels dauerplastischer Dichtungsmasse zu verschließen, um Feuchtigkeit und Wasser von diesen Spaltbereichen fernzuhalten.

Vorstehend sind zwar die Laschenstöße hauptsächlich in Form von Schienenstößen für Eisenbahngleise erläutert worden. Es ist jedoch ohne weiteres denkbar, solche Laschenstöße auch auf anderen Gebieten der Bautechnik in Benutzung zu nehmen. Sie könnten bspw. auch bei anderen Bauwerken zum Einsatz gelangen, die unter Verwendung von Metallprofilen erstellt werden müssen.

So wären bspw. Laschenstöße der beschriebenen Bauart, die jedoch nicht isoliert sind, auch bei Schienen, Manganhartstahlherzstücken, aber auch bei Masten, Brükken, Stahlbauten oder ähnlichen Tragkonstruktionen

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verwendbar, wie sie im Eisenbahnoberbau, in der Elektrizitätsversorgung, im Stahlhoch- und Brückenbau vielfach zum Einsatz gelangen.

In Fig. 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispicl eines Tsolierstoßes 4 gezeigt, welcher sich von den vorher erläuterten Isolierstößen 4 und 104 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß der Spannoolzen 22 im Bereiche zwischen seinen beiden konischen Mantelflächen-Abschnitten 3 3 und 34 einen zylindrischen Mantelflächen-Abschnitt 37 aufweist. Dieser greift dabei mit enger Passung in das Loch 19 im Schienenstoß 10 r;o ein, daß er praktisch spielfrei mit den Laibungsflächen des Loches 19 Kontakt hat. Ein vorgegebener Sitz läßt sich hierbei erreichen, indem der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt 37 auf einer Seite durch einen Bund 38 begrenzt wird, der einen größeren Durchmesser aufweist als das im Steg 10 vorgesehene Loch 19, und der sich damit seitlich gegen den Stoß abzustützen vermag. Um den Spannbolzen 22 bei der Montage vor ungewolltem Herausgleiten aus dem Loch des Steges zu hindern ist dieser zylindrische Mantelflächen-Abschnitt mit einer umlaufenden Nut 39 versehen, in die ein O-Ring 40 aus elastischem Material, bspw. Kunststoff, Gummi oder dergleichen, so eingelegt wird, daß er sich vorgespannt gegen das Loch 19 legt und damit den Spannbolzen 2 2 während der Montage fixiert. Um das gewünschte enge Umfassen des Mantelflächen-Abschnittes 37 zu erreichen, kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Löcher 19 in den Stegen 10 so vorzubereiten, daß sie noch an der Baustelle, bspw. durch Nacharbeiten mit einer Reibahle, auf die gewünschte enge Passung zum zylindrischen Mantelflächen-Abschnitt 37 nachgearbeitet werden können. Eine derartige Ausgestaltung eines Isolierstoßes 4 eignet sich besonders, auch größere Spannkräfte ohne bleibende Verformungen zu übertragen, weil der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt 37 praktisch auf seinem halben Mantelumfang trägt. Zur Vermeidung plastischer Verformungen im Loch 19 des Steges wird zweckmäßig der Bolzen

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im Bereiche der KonL-aktflache abgeflacht ausgebildet, um auch bei sehr großen aufgenommenen Zugkräften plastische Verformungen nicht zuzulassen. - Wird der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt 37 zentrisch zur Längsachse des Spannbolzens 22 ausgebildet, so wird die Verspannung der Stirnflächen beider Schienen gegen die Isolierzwischenlage 14 ausschließlich durch Verdrehen der exzentrischen Spreizbuchsen 20' und 20" sowie deren axiales Verspannen in den Laschen bewirkt.

Um die gewünschten Spannkräfte auch über das Isoliermaterial übertragen zu können sind die mit' der Spannkraft des Spannbolzens 22 beaufschlagten Isolierscheiben 4 1 aus entsprechendstarkem und widerstandsfähigen Isoliermaterial erstellt. Um die in Längsrichtung der Schienen auftretenden Zugkräfte aufnehmen zu können sind die Isolierbuchsen 42 jeweils mit einem Stahlrohr 43 hoher Festigkeit ausgekleidet; zweckmäßig ist dieses in die Isolierbuchse 42 eingepreßt und vorteilhaft zusätzlich verklebt. Die die Spannbuchsen beaufschlagenden, in axialer Richtung des Spannbolzens 22 bewirkten Kräfte werden definiert durch die Druckfedern 26 aufgebracht.

Beim eine Laschenisolierung aufweisenden Ausführungsbeispiel nach Figur 11 ist es zwar zweckmäßig, den zylindrischen Mantelflächen-Abschnitt 37 einstückig mit dem Spannbolzen 22 zu fertigen. Er kann aber auch eine mit enger Passung auf den Spannbolzen aufgesteckte und/oder aufgeschrumpfte Buchse bilden/ insbesondere wenn es beabsichtigt ist, gegebenenfalls einen zentrischen Mantelflächen-Abschnitt gegen einen exzentrischen oder auch einen exzentrischen gegen einen zentrischen austauschen zu können.

Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GEPD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 28.SEP.i983 f.us. 74 029 SCHWIHAG-Gesellschaft für Eisenbahnoberbau mbH, Hauptstraße 64, CH-8274 Gottlieben / Thurgau Patentansprüche

1. Laschenstoß zur Verbindung von Profilen, insbesondere Schienenstoß zum Verbinden der nicht verschweißten Enden "von Eisenbahnschienen, bei dem zwei Laschen in den beiderseits der Profil- bzw. Schienenstege zwischen Kopf und Fuß gebildeten Laschenkammern aufgenommen und darin durch mehrere in Löcher der Profil- bzw. Schienenstege und der Lasche eingesetzte, hochfeste Schraubverbindungen verspannbar sowie gegebenenfalls zusätzlich verklebbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je eine der an den benachbarten Profilbzw. Schienenenden (5¹, 5") angreifenden Schraubverbindungen (16', 16" und 17", 17") aus in die Löcher (18¹, 18") beider Laschen (6', 6") und gegebenenfalls in die Löcher (19) des Profil- bzw. Schienensteges (10) einsetzbaren Spreizbuchsen (20', 20"; ggfs. 21) mit konischen Innenflächen (29¹, 29"; ggfs. 31) und einem diese durchgreifenden Spannbolzen (22) mit komplementär konischen Mantelflächen-Abschnitten (33, 34) besteht.

2. Laschenstoß nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (22) mindestens zwei sich in zueinander entgegengesetzten Richtungen und zu den Bolzenenden hin verjüngende, konische Mantelflächen-Abschnitte (33, 34) aufweist und beide Bolzenenden mit Gewinde (35, 36) für Spannmuttern (23", 23') versehen sind.

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3- Laschenstoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden konischen Mantelflächen-Abschnitte (33, 34) des Spannbolzens (22) unterschiedliche Länge haben und dabei der längere Mantelflächen-Abschnitt (33) mit der im Profilbzw. Schienensteg (10)- sitzenden Spreizbuchse (21) sowie der in einer Lasche (6") sitzenden Spreizbuchse (20") in Eingriff bringbar ist, während der kürzere Mantelflächen-Abschnitt (34) nur in die in der anderen Lasche (6¹) sitzende Spreizbuchse (20') eingreift.

4. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Profil- bzw. Schienensteg (10) einsetzbare Spreizbuchse (21) an ihrem den größeren Innendurchmesser aufweisenden Ende einen radial nach auswärts gerichteten Stützkragen (32) aufweist sowie eine Länge hat, die mindestens der maximalen Stegdicke entspricht (Fign. 3 und 6).

5. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längender in die Laschen (6', 6") einsetzbaren Spreizbuchsen(20', 20") geringer als die Laschendicke ist und ihnen zu den auf die Gewinde (36, 35) des Spannbolzens (22) schraubbaren Spannmuttern (23*, 23") hin als Widerlager Distanzringe (25) und/oder Federelemente (26) zugeordnet sind (Fig. 3 und 6).

6. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den in die Laschen (6¹, 6") einsetzbaren Spreizbuchsen (20', 20") und/oder an den in die Profil- bzw. Schienenstege (10) einsetzbaren Buchsen (21) die Innenflächen (29¹, 29"; ggfs. 31) exzentrisch zu den Außenflächen (28, 28"; ggfs. 30) angeordnet sind.

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3.

7. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizbuchsen (20', 20"; 21) mit einem über ihre ganze Länge durchgehenden Schlitz (27; Fig. 2) versehen sind.

8. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die den Laschenkammern (9). der Profile bzw. Schienenabschnitte (3', 3") zugewendeten Kontaktflächen (8) der Laschen (6', 6") eine Beschichtung aus mikroverkapseltem Kleber, insbesondere einem aus Härter und Verbinder bestehenden Zweikomponentenkleber, aufweisen. ι

9. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (6', 6") und/oder die Laschenkammern (9) der Profile bzw. Schienen (3¹, 3") an ihren Kontaktflächen (8) eine Isolierstoffauflage (15', 15") von hoher Druckfestigkeit tragen (Fig. 1 bis 6).

10. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (6¹, 6") an ihren Kontaktflächen (8) für die Schraubverbindung (16", 16"; 17', 17"), also an den Wandungen der Löcher (18¹, 18") und an den Lochrändern, mit einer Isolierstoffauflage hoher Druckfestigkeit versehen sind (Fig. 1 und 3).

11. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch- gekenn-zeichnet, daß wenigstens die in den Profil- bzw. Schienensteg (10) einsetzbare Spreizbuchse (21) an ihrer konischen Innenfläche (31) und/oder an ihrem zylindrischen Außenmantel (3Q) mit einer Isolierstoffauflage hoher Druckfestigkeit versehen ist (Fig. 5 und 6).

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12. Laschenstoß zur Verbindung von Profilen, insbesondere Schienenstoß zum Verbinden der nicht verschweißten Enden von Eisenbahnschienen, bei dem zwei Laschen in den.beiderseits der Profil- bzw. Schienenstege zwischen Kopf und Fuß gebildeten Laschenkammern aufgenommen und darin durch mehrere in Löcher der Profil- bzw. Schienenstege und der Lasche eingesetzte, hochfeste Schraubverbindungen verspannbar sowie gegebenenfalls zusätzlich verklebbar sind, insbesondere nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (106', 106") in den Laschenkammern der beiden Profile bzw. Schienenabschnitte (103', 103") mit ihren Kontaktflächen (108') an der Unterseite des Schienenkopfes (111) lediglich über einen Längenabschnitt (137) stützend oben anliegen, der sich auf halber Laschenlänge über einen Bereich erstreckt, welcher durch die beiden am nächsten beieinanderliegenden Löcher (119') an den beiden benachbarten Schienenenden (L03' , 103") bestimmt ist, während sie mit ihren Kontaktflächen (I08") an der Oberseite des Fußes (112) beider Profile bzw. Schienenabschnitte (103*, 103") jeweils nur über Längenäbschnitte (138¹, 138") abgestützt sind, die in einem Bereich liegen, der durch den Abstand zwischen den beiden in der gleichen Schiene (103· bzw. 103") befindlichen Löchern (119' und 119") bestimmt und gegenüber dem kopfseitig anliegenden Längenabschnitt (137) längsversetzt angeordnet ist.

13. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der kopfseitig anliegende Längenabschnitt (137) der Laschen (106¹, 106") eine Länge hat, die dem Abstand zwischen dem am weitesten voneinander entfernten Umfangsbereichen der beiden am nächsten beieinanderliegenden Löcher beider Profile bzw. Schienenabschnitte (103', 103") angepaßt ist.

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14. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dem kopfseitig anliegenden Längenabschnitt (137) der Kontaktflächen (108') der Laschen (106' und 106") gegenüberliegende, fußseitige Längenabschnitt von einer Einbuchtung (139) begrenzt ist.

15. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schienenkopf (111) und dem Schienenfuß (112) zugewendeten Kontaktflächen (108¹, 108") der Laschen (106', 106") jeweils von den Stützabschnitten (137, 138', 138") aus zu den Laschenenden hin konvergierend verlaufen, vorzugsweise auf Kreisbogen (140, 141', 141") mit großem Radius liegen.

16. Laschenstoß nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis. 16, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Abstand zwischen den Kontaktflächen(108', 108") der Laschen (106' und 106") sowie den diesen benachbarten Flächen des Schienenkopfes (111) und des Schienenfußes (112) etwa 1 mm beträgt.

17. Laschenstoß nach einem der Ansprüche 1, 2 und 5 bis 10 sowie 12 bis 16,

d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (22) zwischen beiden konischen Mantelflächen-Abschnitten (33. 34) einen zylindrischen Mantelflächen-Abschnitt (37) aufweist, der mit enger Toleranz in das Loch (19) des Profil- bzw. Schienensteges (10) eingreift (Fig. 11).

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18. Laschenstoß nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt (37) zentrisch zur Längsachse des Spannbolzens (22) angeordnet ist (Fig. 11),

19. Laschenstoß nach Anspruch 17, ; dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt (37) exzentrisch zur Längsachse des Spannbolzens (22) angeordnet ist.

20. Laschenstoß nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt (37) von einer auf dem Spannbolzen (22) sitzenden, eng angepaßten Buchse gebildet ist.

21. Laschenstoß nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeich η e t , daß der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt (37) einseitig durch einen Bund (38) begrenzt ist, der einen größeren Durchmesser aufweist als das ihn aufnehmende, im Stege (I₁O) des Schienenabschnittes vorgesehene Loch (19).

22. Laschenstoß nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantelflächen-Abschnitt (37) auf seiner dem Kragen (38) gegenüberliegenden Seite eine umlaufende Nut (39) zur Aufnahme eines O-Ringes (40) aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen aufweist.

23. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Stoßenden der Schienen (3) vorgesehene Isolierzwischenlage (14) aus einem Kunststoff besteht, des*- sen Druckfestigkeit etwa gleich groß oder höher ist als die Streckgrenze üblichen Schienenstahles.