DE3418398A1

DE3418398A1 - Adhesively bonded and insulated railway rail connection

Info

Publication number: DE3418398A1
Application number: DE19843418398
Authority: DE
Inventors: Gyula BALÁZS; Emil Gulyás; József Budapest Makádi
Original assignee: Gepipari Technologiai Intezet; Koho es Gepipari Miniszterium
Current assignee: Gepipari Technologiai Intezet; Koho es Gepipari Miniszterium
Priority date: 1983-05-18
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1984-11-22
Also published as: PL247725A1; HUT34242A; HU187906B; YU81884A; DD223481A5; ATA155184A

Abstract

In an adhesively bonded and insulated large railway rail connection, an insulating insert is provided between the front faces of the rail ends. Arranged around the screws, which draw together, of the plates adhesively bonded onto the side of the rail web are insulating rings which consist of a material which is suitable for absorbing the force effects and has great compression strength and form a gap-free joint. The fatigue limits of the rail connection can thus be considerably widened. <IMAGE>

Description

GEKLEBTE-ISOLIERTE EISENBAHNSCHIENENVERBINDUNG GLUED-INSULATED RAILWAY TRACK CONNECTION

Die Erfindung betrifft geklebte-isolierte Eisenbahnschienenverbindungen bzw. Schienenstöße mit hohem elektrischem Widerstand.The invention relates to glued-insulated railroad track connections or rail joints with high electrical resistance.

In der technischen Praxis sind Ausführungslösungen und technologische Verfahren bekannt, bei deren Anwendung Eisenbahnschienen nach dem die Kontinuität des Schienenstranges unterbrechenden Schnitt mit einem Klebeverband so zusammengefügt werden, daß sie über zur Betätigung von elektrischen Sicherungs- und Signalisierungsvorrichtungen und zur Unterteilung der Gleise in Strecken benötigte elektrische Isolierfähigkeiten verfügen.In technical practice, there are execution solutions and technological Process known, when using railway tracks after the continuity The section interrupting the rail line is joined together with an adhesive bandage that they are about to operate electrical safety and signaling devices and electrical insulation capabilities required to subdivide the tracks into lines feature.

Bei den gegenwärtig verwendeten geklebten-isolierten Schienenverbindungen werden die an den beiden Seiten des Schienenstegs aufgeklebten, gleichzeitig mit hochfesten Schrauben zusammengefaßten Laschen mit einem Mehrschichtglasgewebe und Klebemittel von der Schiene isoliert. Die zum Zusammenhalten dienenden Schrauben werden von der Wand der Durchgangsbohrung des Schienenstegs mit einem PVC-Ring getrennt, während in die Spalte zwischen den frontalen Flächen der Schienenenden ein aus thermoplastischem Kunststoff verfertigter Isoliereinsatz eingelegt wird.In the currently used glued-insulated rail connections are glued on both sides of the rail web, at the same time with high-strength screws summarized tabs with a multilayer glass fabric and Adhesive isolated from the rail. The screws that hold it together are separated from the wall of the through hole of the rail web with a PVC ring, while in the gaps between the frontal surfaces of the rail ends a thermoplastic Plastic-made insulating insert is inserted.

Die zwischen dem Mantel der Schrauben und den Bohrungen des Schienenstegs eingesetzten PVC-Ringe können die zwischen den beiden Flächen vorhandenen Spalte keineswegs ausfüllen. Aus diesem Grunde und infolge der niedrigen Druckfestigkeit kann der Isolierring unter dem Gesichtspunkt der Kraftübergabe zwischen Schiene und Lasche keineswegs als eine einwandfreie konstruktive Lösung be- trachtet werden. Gleichermaßen füllt die zwischen den Stirnflächen der beiden Schienen eingesetzte thermoplastische Stirnplatte die Spalte zwischen den beiden Schienen nicht aus. Die Druckfestigkeit ist zu niedrig, um die beim Biegen des geklebten Systems zwischen den Schienenköpfen auftretende Druckbelastung aufnehmen zu können.The one between the jacket of the screws and the holes in the rail web PVC rings used can close the gap between the two surfaces by no means fill in. For this reason and because of the low compressive strength can the insulating ring from the point of view of the transfer of force between the rail and tab is by no means considered a flawless constructive solution seeks will. The one inserted between the end faces of the two rails fills in the same way thermoplastic faceplate does not cover the gap between the two rails. The compressive strength is too low to achieve that between bending the bonded system to be able to absorb the pressure load occurring on the rail heads.

Demnach sind nur zwei Stahllaschen der im Laufe der Radbelastung auftretenden Biegebelastung ausgesetzt. Deshalb kann eine solche Schienenverbindung nicht als ein dynamisch einheitliches System betrachtet werden.Accordingly, only two steel plates are those that occur in the course of the wheel load Bending load exposed. Therefore, such a rail connection cannot be used as a a dynamically uniform system can be considered.

Das bekannte geklebte-isolierte, elastisch gespannte System ist in der Praxis auch mechanischen und klimatischen Belastungen ausgesetzt. Die mechanische Belastung besteht in der thermischen Dilatation mit statischem Charakter und aus der dynamischen Radbelastung. Die klimatische Belastung setzt sich aus der Sonnenstrahlung, aus der eine kürzere oder längere Zeit dauernden Wirkung eines Niederschlags und aus sonstigen Verunreinigungen der Umgebung zusammen.The well-known glued-insulated, elastically tensioned system is in in practice also exposed to mechanical and climatic loads. The mechanical Load consists of thermal dilation with a static character and from the dynamic wheel load. The climatic load consists of the solar radiation, from the effect of a precipitate, which lasts for a shorter or longer period, and from other contaminants in the environment.

Die Lebensdauer der gegenwärtig verwendeten geklebtenisolierten Großeisenbahnen-Schienenverbindungen ist infolge der Ermüdung - die sich aus dem bei der Radbelastung wiederholend auftretenden Biegen ergibt - äußerst niedrig und bleibt von einer Belastungszahl in Millionengrößenordnung weit zurück.The life of the currently used glued insulated large railroad track connections is due to fatigue - which results from the repetitive occurrence of the wheel load Bending yields - extremely low and remains from a load number in the millions far behind.

Bei den gegenwärtig verwendeten Schienenverbindungen ruft der rostige, aus der Richtung des Schienenkopfes abfließende Niederschlag ein Schadhaftwerden hervor; der Niederschlag haftet an der Isolierschicht und beeinträchtigt deren Isolierfähigkeit, was hinsichtlich der Funktion der Sicherheitseinrichtungen der Eisenbahnen zu Störungen führen kann.With the rail connections currently in use, the rusty, Precipitation flowing down from the direction of the rail head can cause damage forth; the precipitate adheres to the insulating layer and impairs its insulating ability, which leads to disruptions with regard to the functioning of the safety devices of the railways can lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer der momentan verwendeten bekannten Schienenverbindungen zu verlängern, eine betriebssichere Funktion zu gewährleisten und die Bruchzykluszahl zu erhöhen, was eine strukturelle Änderung der gegenwärtigen geklebten Schienenverbindungen erfordert, ohne daß eine kostspielige Umgestaltung der traditionellen Produktion und des Prozesses der Schienenverlegungstechnologie nötig ist.The invention is based on the object, the service life of the moment used to extend known rail connections, a reliable function to ensure and to increase the number of fracture cycles, which is a structural change of current glued rail connections without the need for an expensive one Reshaping the traditional production and process of rail laying technology is necessary.

Erfindungsgemäß werden die Bedingungen und Umstände der Ermüdung der Schienenverbindung wesentlich verbessert, weil aus den miteinander zu verbindenden Schienenenden und den Verbindungslaschen ein einheitliches mechanisches System gestaltet wird, bei welchem die Isoliereinsätze lückenfrei aneinanderstoßen und gleichzeitig die Materialqualität der Einsätze in Richtung der günstigeren Festigkeitsparameter verschoben bzw. modifiziert wird.According to the invention, the conditions and circumstances of the fatigue Rail connection significantly improved, because from the to be connected to each other Rail ends and the connecting straps designed a uniform mechanical system in which the insulating inserts butt against each other without gaps and at the same time the material quality of the inserts in the direction of the more favorable strength parameters is moved or modified.

Auf diese Weise können die dynamisch schwachen Punkte der Verbindung verstärkt und damit der Charakter der bei der Belastung auftretenden Spannungen verändert bzw.In this way, the dynamically weak points of the connection strengthened and with it the character of the stresses occurring during loading changed or

der Wert der Spannungsspitzen verringert werden. Dies betrifft insbesondere die in der Lasche entstehenden Spannungen. Eine Änderung des Laschengrundstoffs für sich ist nur kostspielig. Eine Wärmebehandlung bringt keine. entscheidende Änderung bei den bekannten Konstruktionen.the value of the voltage peaks can be reduced. This applies in particular the stresses arising in the tab. A change in the tab base material in itself is just costly. Heat treatment does not bring any. decisive change in the known constructions.

Die Erfindung liegt in einer neuartigen strukturellen Gestaltung von geklebten-isolierten Großeisenbahnen-Schienenverbindungen, bei der die Einheit der Konstruktion zwischen den verbindenden Schienenenden und den verbindenden Laschen, bzw. den die Laschen zusammenziehenden Schrauben mit lückenfrei eingesetzten flachen Stirneinsätzen bzw. lückenfrei eingesetzten Einsatzringen gewährleistet wird. Die Wahl der zur Verwendung kommenden Kunststoffeinsätze wird so getroffen, daß die Festigkeitscharakteristiken die Übergabe der Krafteinwirkungen zwischen den Elementen der Schienenverbindungen dauerhaft ermöglichen. Dabei muß zur Verringerung der Belastung, die durch die Wirkung der durchrollenden Radbelastung bei den Fahrzeugen entsteht, sowie zum Ausgleich des äußeren Biegemoments innerhalb der Konstruktion ein Widerstandsmoment dadurch erzeugt werden, daß in die Schienenspalte ein hochfester, lückenfrei passender isolierender Schienenendeeinsatz und in die die Schraubenschenkel umschließenden Bohrungen ein die Spalte vollkommen ausfüllendes ebenfalls hochfestes Isoliermaterial eingesetzt wird.The invention resides in a novel structural design of glued-insulated large railways-rail connections, in which the unity of the Construction between the connecting rail ends and the connecting straps, or the screws tightening the tabs with flat screws inserted without gaps Front inserts or insert rings inserted without gaps is guaranteed. the Choice of the one to be used Plastic inserts are hit in such a way that the strength characteristics the transfer of forces between enable the elements of the rail connections to be permanent. It must reduce the load caused by the effect of the rolling wheel load on the vehicles arises, as well as to compensate for the external bending moment within the construction a moment of resistance can be generated by inserting a high-strength, Seamlessly fitting insulating rail end insert and into the screw legs bores surrounding the column, also a high-strength one that completely fills the gap Insulating material is used.

Bei einem so gestalteten isolierten Schienenstoß mit verlängerter Lebensdauer wird der wegen klimatischer und sonstiger Einwirkungen erforderliche elektrische Widerstand dadurch verwirklicht, daß nicht nur die Stahllaschen und der in die Schienenendebohrung gelangende Teil der Schienenschraube gegenüber dem Schienenende isoliert werden, sondern auch die Stahllaschen gegenüber den Verbindungsschrauben isoliert werden.With an insulated rail joint designed in this way with an extended The service life becomes the one required due to climatic and other influences electrical resistance realized in that not only the steel plates and the part of the rail screw that gets into the rail end bore opposite the Rail end are insulated, but also the steel brackets opposite the connecting screws to be isolated.

Auf diese Weise wird erfindungsgemäß eine Schienenverbindung geschaffen, die einen hohen elektrischen Widerstand sichert und der verwendeten Schiene annähernd mechanisch gleichwertig ist. Bei der erfindungsgemäßen Schienenverbindung befindet sich zwischen den Stirnflächen, die von den senkrechten oder geneigten Abschnitten der Schienenenden gebildet werden, eine zweckdienlich ausgewählte, hochfeste, sich lückenfrei schließende Isolierschicht, wobei der lückenfreie Abschluß auch durch Ausfugung erfolgen kann. Außerdem wird in die Schienenbohrungen sowie in die für die hochfesten Schrauben, die zur Befestigung der unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht in die Laschenkammer einge- klebten Stahllaschen und zum Zusammenhalten der Schienenenden dienen, ausgestalteten Bohrungen und zu den Schraubenschenkeln gleichermaßen formschließend passender, eingeklebter Isoliereinsatz eingesetzt. Überdies ist bei dem Schraubenkopf und bei der Mutter ein die technisch erwünschte Gestaltung der Isolierschicht bzw. die zentrische Anordnung der Schrauben in der Bohrung ermöglichender kegeliger Positionierungseinsatz vorgesehen.In this way, a rail connection is created according to the invention, which ensures a high electrical resistance and approximates the rail used is mechanically equivalent. When the rail connection according to the invention is located between the end faces by the vertical or inclined sections of the rail ends are formed, a suitably selected, high-strength, itself gap-free insulating layer, whereby the gap-free closure also through Grouting can be done. In addition, the rail holes and the for the high-strength screws that are used to fasten the with the interposition of a Insulation layer built into the tab chamber stuck steel straps and serve to hold the rail ends together, designed bores and to Glued-in insulating insert that also fits the screw legs used. In addition, the screw head and the nut are technical Desired design of the insulating layer or the central arrangement of the screws Provided in the bore enabling tapered positioning insert.

Unter Anwendung vorgefertigter Isolierelemente vereinfacht die erfindungsgemäße Schienenverbindung den tech-.Using prefabricated insulating elements simplifies the inventive Rail connection the tech.

nologischen Prozeß, die Arbeit wird beschleunigt. Die im Laufe der Verklebung durchzuführende Schichtung wird beseitigt; auf diese Weise wird die Qualität der Verbindung verbessert. Eventuelle Fehler können leichter vermieden werden. Die so erreichten hochfesten Verbindungen mit verlängerter Lebensdauer ermöglichen weitere vorteilhafte strukturelle Änderungen. So kann z.B. eine kürzere, mit vier Stahl schrauben montierbare Lasche verwendet werden, die eine bedeutende Materialersparung mit sich bringt.biological process, the work is accelerated. The over the Stratification to be carried out is eliminated; this way the quality will the connection improved. Any errors can be avoided more easily. the high-strength connections with an extended service life achieved in this way enable further connections advantageous structural changes. For example, a shorter one with four steel screw-mountable bracket can be used, which is a significant material saving brings with it.

Die erfindungsgemäße Schienenverbindung sichert eine mechanische Festigkeit, die zu jener von Schienensträngen mit durchlaufenden Schienen annähernd gleichwertig ist und kann anstelle von geschweißten Schienenverbindungen eingesetzt werden.The rail connection according to the invention ensures mechanical strength, which is approximately equivalent to that of rail tracks with continuous rails is and can be used instead of welded rail connections.

Die Ermüdungsgrenzen der erfindungsgemäßen Schienenverbindung vergrößern sich wesentlich. Mit den üblichen Ermüdungsparametern erfolgt ein Bruch erst bei einer Zyklenzahl in der Größenordnung von fünf Millionen.Increase the fatigue limits of the rail connection according to the invention essential. With the usual fatigue parameters, a break does not occur until a number of cycles on the order of five million.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Schienenverbindung im Schnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht der Schienenverbindung von Fig. 1, Fig. 3 einen Teil der Schraubenverbindung und Fig. 4 ein ausgefugtes Teil.An exemplary embodiment of the invention is illustrated using a drawing explained in more detail. It shows: 1 shows a rail connection in section, FIG. 2 shows a side view of the rail connection of FIG. 1, FIG. 3 shows part of the Screw connection and FIG. 4 shows a grooved part.

Die in der Zeichnung gezeigte Schienenverbindung hat Schienenstränge 1 und 2 und Schienenstirnflächen la und 2a, Schienenkopfteilen lb und 2b, Schienenbohrungen lc und 2c und Laschenkammern ld und 2d. Zwischen den Schienenstirnflächen la und 2a ist ein Isoliereinsatz 3, im Bedarfsfall mit Fugenschichten 18, 19, vorgesehen. An Laschen 10 und 11 sind Laschenisolierungen 4, 5 vorgesehen, in denen sich Bohrungen 10a, lla befinden. Die Laschen 4, 5 werden mit einer Schraube 6, einer Schraubenmutter 8 und den Unterlagen 12, 13 an den Schienen befestigt. Der Isoliereinsatz isoliert den Schenkel der Schraube 6, wobei Schichten 14, 15 die Unterlagen 12 bzw.The rail connection shown in the drawing has rails 1 and 2 and rail end faces la and 2a, rail head parts lb and 2b, rail bores lc and 2c and tab chambers ld and 2d. Between the rail end faces la and 2a, an insulating insert 3, if necessary with joint layers 18, 19, is provided. On tabs 10 and 11 tab insulation 4, 5 are provided in which there are holes 10a, lla are located. The lugs 4, 5 are fastened with a screw 6, a screw nut 8 and the pads 12, 13 attached to the rails. The insulating insert insulates the leg of the screw 6, with layers 14, 15, the washers 12 and

13 isolieren. Eine zentrische Lage der Schraube 6 wird mit Hilfe von Führungselementen 16, 17 erreicht.13 isolate. A central position of the screw 6 is achieved with the help of Guide elements 16, 17 reached.

Zwischen die Stirnflächen la bzw. 2a der ansonsten kontinuierlichen, lasttragenden und bei der Verbindung auf der Schienenachse senkrecht oder schräg abgeschnittenen Schienenstränge 1, 2 wird ein Isoliereinsatz eingelegt (Fig. 2), auf dessen lückenfreiem Stoß im Bedarfsfall nach der Montage mit mit Kunstharz imprägniertem Glasgewebe eine Ausfugungsschicht 18, 19 ausgebildet wird (Fig. 4).Between the end faces la and 2a of the otherwise continuous, load-bearing and at the connection on the rail axis perpendicular or at an angle cut-off rails 1, 2, an insulating insert is inserted (Fig. 2), on its gap-free joint, if necessary after assembly with impregnated with synthetic resin Glass fabric a grouting layer 18, 19 is formed (Fig. 4).

Weiterhin wird eine hochfeste, den Mantel 6a der hochfesten Schrauben 6, die zur festen Befestigung der Schienenenden über die Bohrungen lc und 2c der Schienenstränge 1, 2 und über die Bohrungen der sich mit der Isolierschicht 4, 5 in die Laschenkammer einpassenden Laschen 10, 11 dienen, umschließende sowie die Bohrungen 10a und lla lückenfrei und formschließend ausfüllende Isolierschicht vorgesehen (Fig. 1 und 3).Furthermore, a high-strength, the jacket 6a of the high-strength screws 6, which are used to firmly attach the rail ends via the holes lc and 2c of the Rail strings 1, 2 and through the holes that are connected to the insulating layer 4, 5 tabs that fit into the tab chamber 10, 11 serve, enclosing as well as the bores 10a and lla gap-free and form-fitting filling insulating layer provided (Fig. 1 and 3).

Die Gestaltung kann z.B. so vorgenommen werden, daß während des Zusammenbaus mit dem kegeligen Führungselement 16, 17 am Schraubenkopf bzw. auf der Gewindeseite mit einem auf die Gewindespindel auftreibbaren geeigneten Füllkopf rund um den zentrischen Schraubenschenkel ein Gemisch z.B. aus stückiger Glaswolle und Kunstharz eingepreßt wird.For example, the design can be made so that during assembly with the conical guide element 16, 17 on the screw head or on the thread side with a suitable filling head that can be driven onto the threaded spindle around the central A mixture of lumpy glass wool and synthetic resin is pressed in with the shank of the screw will.

Der hohe elektrische Widerstand wird so erreicht, daß nicht nur die Stahllaschen 10, 11 mit der Isolierschicht 4, 5 gegenüber den Schienensträngen 1, 2 bzw. die Schenkel der Schraube 6 mit dem in die Schienenbohrungen lc und 2c eingesetzten Isolierring isoliert werden, sondern die Isolierschicht 9 in die Bohrungen 10a und lla der Stahllaschen 10 und 11 weitergeführt wird, und zwar bis zu den aus einem Kunststoff gefertigten konischen Führungselementen, die bis zur Fläche 6b des Kopfes der Schraube 6 bzw. bis zur Stirnfläche 8a der Schraubenmutter 8 reichen und die Stahlunterlagen 12, 13 unter dem Schraubenkopf und der Schraubenmutter, sowie die Isolierschicht 14, 15 durchqueren, wobei die letzteren die Stahllaschen 10, 11 gegenüber den Unterlagen 12, 13 elektrisch isolieren.The high electrical resistance is achieved in such a way that not only the Steel straps 10, 11 with the insulating layer 4, 5 opposite the rail tracks 1, 2 or the legs of the screw 6 with the one inserted into the rail bores 1c and 2c Isolierring are isolated, but the insulating layer 9 in the holes 10a and lla of the steel plates 10 and 11 is continued, up to the one from one Plastic-made conical guide elements that extend up to surface 6b of the head the screw 6 or up to the end face 8a of the nut 8 and the Steel washers 12, 13 under the screw head and the screw nut, as well as the Cross the insulating layer 14, 15, the latter facing the steel tabs 10, 11 the pads 12, 13 electrically isolate.

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Claims

GLUED-INSULATED RAILWAY TRACK CONNECTION Patent claims;) Glued-insulated rail connection with high electrical resistance, where an insulating insert is inserted between the end faces of the rail ends is and on both sides of the rail webs, around the tightening screws of the insulated glued-on tabs, insulating rings are used, thereby g e k e n n z e i c h n e t that between the end faces (la, 2a) of the cutting The rail ends (1, 2) that have come about following the rail line have a high compressive strength having insulating layer (3) is inserted, and that around the screws (6), the steel tabs in the bores (10a, lla) of the tab chamber (ld, 2d) (10, 11), which are glued on with the interposition of the high-strength insulating elements have been and are screwed into the bores of the rail webs, made of plastic Manufactured insulating rings with high compressive strength (9) without gaps and form-fitting are glued to fit.

2. Rail connection according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that between the end faces (la, 2a) of the resultant by cutting Rail strings (1, 2) have a high compressive strength, if required the rail head part (1b, 2b) grooved, gap-free, glued-in insulating layer (3) is present, furthermore in the rail bores (lc, 2c) and in the bores (lOa, lla) of the steel tabs (10, 11), the tabs in the tab chamber (ld, 2d) glued in with the interposition of an insulating layer (4, 5) and off the head the screw (6), the screw nut (8) with steel washers (12, 13) and an insulating layer (14, 15) are electrically insulated, which are used to hold the rail ends together and fastening of said tabs serving by the guide elements (16, 17) centered high-strength screws (6) are used to attach the screw legs (6a) in the same way without gaps and form-fitting fitting and glued Isolating insert (9) is used.