DE3636863A1 - Gleisbau-isolier-schienenstoss - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleisbau-Isolier-Schienenstoß mit Laschen zum Verbinden der Schienen im Bereich dieses Isolier-Schienenstoßes, die auf beiden Seiten der Schiene zwischen Schienenkopf und Schienenfuß derart mittels Schraubenbolzen an die Schienenenden festgeklemmt sind, daß sie den Isolierstoß übergreifen, welche Lasche im wesentlichen aus Metall, und hier insbesondere Stahl, besteht, und der elektrische Übergang zwischen den Schienenenden über die Lasche und/oder die Schraubenbolzen isoliert ist.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf eine Lasche, eine Hülse und eine Beilagscheibe für einen derartigen Gleisbau-Isolier-Schienenstoß.

Gleisbau-Isolier-Schienenstöße und zugehörige Laschen sind in erheblichem Umfang auch im Zusammenhang mit veröffentlichten Patentanmeldungen bekannt. Dabei wird stets von einer Isolierung ausgegangen, gemäß der eine Isolierschicht zwischen Schienenende und Schienenlasche derart vorgesehen ist, daß ein isolierendes Material beigelegt oder ein isolierendes Material aufgeschichtet ist.

Die Problematik der Isolier-Schienenstöße ergibt sich umfassend aus der Veröffentlichung "Der Eisenbau-Ingenieur", Heft. 3/1985, Seite 99 mit dem Aufsatz von J. Eisenmann / E. Leykauf "Isolierstoß, Stör- und Schwachstelle im Gleis".

Der Nachteil all dieser verbliebenen Verbindungen besteht darin, daß alle bekannten Isolier-Schienenstöße beim Überrollen durch die Achskraft des Fahrzeuges die Schieneneinsenkung je nach Untergrundsteifigkeit größer und unzulässig hoch wird, so daß der Untergrund unter der zyklischen Verkehrslast verschleißt und die Schieneneinsenkung größer wird, und damit durch permanente Wiederholung des Vorganges der Untergrund so nachhaltig zerstört wird, daß er laufender Wartung bedarf. Jede Schienenlaschen-Verbindung ist durch die Verringerung des Widerstandsmomentes biegeschwächer als das Widerstandsmoment der ungetrennten Schiene, wenn Isolierschichten der zuvor beschriebenen Art verwendet werden, verstärkt durch die Unmöglichkeit, mit Isoliermaterial, gleich welcher Art, den gleichen Elastizitätsmodul wie von Stahl zu erreichen. Daher ist es Zweck der Erfindung, die Schieneneinsenkung auf das Maß bei Einbau einer Stahl-Schienenlasche zu senken.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gleisbau-Isolier-Schienenstoß und insbesondere eine Lasche hierfür entsprechend der eingangs genannten Art zu schaffen, und dabei bei normalem Gewicht der Lasche im Gegensatz zu den bisher bekannten Laschen eine lange Lebensdauer des Isolier-Schienenstoßes bei geringem Wartungsaufwand des Unterbaus zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stahl-Schienenlasche selbst als Isolierung in der Art eines Gleichrichters ausgebildet ist, der eine Stromflußrichtung sperrt. Dies bedeutet, daß bei dem Gleisbau-Isolier-Schienenstoß die Isolierung durch mindestens eine, elektrisch wirksame Sperrschicht aus Selen, Silicium oder dgl. gebildet ist.

Derartige Gleichrichter sind für sich aus der Elektrotechnik hinreichend bekannt. Sie bestehen aus einer Platte aus Selen oder Silicium, die in ihrem Inneren eine Grenzschicht bilden, so daß der Stromfluß nur in einer Richtung möglich ist, nicht aber in der anderen Richtung.

Grundsätzlich reicht es aus, wenn eine derartige Gleichrichterplatte mit einer Sperrschicht verwendet wird, um einen Stromfluß von einem Schienenende zum anderen Schienenende zu verhindern, wenn die erfindungsgemäße Lasche eingesetzt wird.

Es können auch zwei in entgegengesetzten Stromflußrichtungen sperrende Sperrschichten oder Gleichrichterplatten vorgesehen sein, so daß die Schienenlasche an der jeweiligen Kontaktstelle unmittelbar als Isolator wirkt, d.h. einen Stromfluß in der einen wie in der anderen Richtung verhindert.

Vorzugsweise ist mindestens eine Sperrschicht zwischen dem Schienensteg und dem Schraubenbolzen angeordnet bzw. ist mindestens eine Sperrschicht an den Klemmflächen der Lasche mit der Schiene angeordnet, um einen Stromfluß zwischen den Schienenenden über die Lasche zu verhindern.

Dadurch, daß für die Isolierung kein zwischengeschichtetes Isoliermaterial verwendet wird, sondern Selen oder Silicium als relativ hartes Material, erfolgt durch die Isoliermaßnahme keine Schwächung der Lasche im Bereich des Isolierschienenstoßes, was zu einer verminderten Schieneneinsenkung gegenüber bekannten Isolierschienenstößen führt.

Zumindestens eine Sperrschicht kann auch zusätzlich zwischen dem Kopf des Schraubenbolzens bzw. der Mutter des Schraubenbolzens und der Lasche angeordnet sein.

Um zu verhindern, daß die Sperrschicht, d.h. die Selen- oder Siliciumschicht, abplatzt, wenn die Laschen grob gehandhabt werden und möglicherweise auf harte Gegenstände fallen. Daher ist vorzugsweise auf die Sperrschicht bzw. die Selen- oder Siliciumschicht eine schlagfeste Schutzschicht aufgebracht.

Wenn die Gleichrichtersperrschicht auf die Klemmfläche der Lasche mit der Schiene aufgebracht ist, ist vorzugsweise die Sperrschicht quer zur Längserstreckung der Lasche unterbrochen, damit innerhalb der Schicht vor der eigentlichen Sperrgrenzschicht eine Unterbrechung des Stromflusses sicher gewährleistet ist.

Vorzugsweise ist auch die Hülse zwischen Schraubenbolzen und Schienensteg nicht aus dem üblichen Isoliermaterial hergestellt, sondern ist mit der vorerwähnten Sperrschicht versehen oder bildet selbst als Ganzes eine Sperrschicht in Form eines Gleichrichters.

Dasselbe kann auch für eine Beilagscheibe gelten, die zwischen dem Kopf bzw. der Mutter des Schraubenbolzens und der Lasche angeordnet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Gleisbau-Isolier-Schienenstoßes;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch einen Abschnitt der Schienenenden, der Gleichrichterschicht und der Lasche gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform, und

Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht mit drei anderen Ausführungsvarianten.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Isolier-Schienenstoßes (10) mit einer zwischen den Schienenenden (12 und 14) befindlichen Schienenlücke (16). Die Schienenenden liegen auf dem schematisch dargestellten Schienenbett (18). Die Schienenenden sind über eine auf beiden Seiten der Schiene in eine nicht näher bezeichnete Laschenkammer eingesetzte Laschen (20) miteinander verbunden, und zwar derart, daß auf möglichst optimale Weise die Überrollkräfte aufgenommen werden. Dabei liegen die Laschen am Schienensteg (22) sowie am Schienenkopf (24) und am Schienenfuß (26) an. Die Laschen werden durch die beiden Laschen hindurchragende Schraubenbolzen (28) gegen die Schiene geklemmt. Dieser Schraubenbolzen weist einen Kopf (30) und eine Mutter (32) auf, wobei zwischen der einen Lasche (20) und dem Kopf (30) eine Beilagscheibe (34) und zwischen der Mutter (32) und der anderen Lasche (20) eine Beilagscheibe (36) angeordnet ist. Zwischen der Klemmfläche (38) und der Lasche (20), mit der die Lasche gegen die Schiene gedrückt wird, und der Schiene, d.h. dem entsprechenden Teil des Schienenkopfes (24), des Schienensteges (22) und des Schienenfußes (26), befindet sich eine Sperrschicht (40) in Form eines Gleichrichters derart, daß entweder in Richtung von der Schiene auf die Lasche oder umgekehrt ein Stromfluß möglich ist, so daß ein Stromfluß zwischen den Schienenenden (12 und 14) über die Lasche und über die Sperrschicht (40) nicht möglich ist. Diese Sperrschicht ist eine Selen- oder Siliciumschicht, funktionierend als an sich bekannter Gleichrichter. Dies bedeutet, daß diese Isolierschicht (40) nicht aus dem bisher üblichen Weichenmaterial besteht und daher die Verbindung zwischen Lasche und Schiene nicht geschwächt wird.

Vorzugsweise befindet sich über der Selenschicht eine schlagfeste Schutzschicht, so daß auch bei einem groben Handhaben der Lasche oder durch ein Stoßen derselben durch harte Gegenstände die Selenschicht nicht zerstört werden kann.

Zwischen dem Schraubenbolzen (28) und dem Schienensteg (40), d.h. in den im Schienensteg befindlichen Durchtrittsöffnungen für den Schraubenbolzen, befindet sich jeweils noch eine Hülse (42). Da auch hier große Belastungen auftreten, die ein normales Isoliermaterial nicht auffangen kann, besteht auch diese Hülse aus einem Metallkern und ist mit der Selen- oder Siliciumschicht versehen oder kann selbst aus Selen oder Silicium als Gleichrichterelement ausgebildet sein.

Die Selen- oder Siliciumschicht kann von einer auf angeschweißten, angeschraubten oder angeklebten Selen- oder Siliciumplatte bestehen. Allerdings kann auch die Selen- oder Siliciumschicht aufgedampft sein. Natürlich kann auch die gesamte Oberfläche der Lasche (20) mit einer derartigen Schicht versehen sein, um das Herstellungsverfahren zu vereinfachen.

Fig. 3 und 4 zeigen mechanisch die Sperrfunktion anhand der Diodensymbole. Die Gleichrichterschicht (40) ist in Fig. 3 und 4 quer zur Längserstreckung der Lasche auf der Höhe der Schienenlücke (16) unterbrochen, so daß ein Stromfluß in Längsrichtung der Gleichrichterschicht vermieden ist.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 unterscheidet sich von dem der Fig. 3 dadurch, daß zwei Gleichrichter-Sperrschichten (40 und 40′) vorgesehen sind, die eine entgegengesetzte Durchlässigkeit haben, so daß an jedem Schienenende (12 und 14) gegenüber der Lasche (20) eine doppelseitige Sperrung erfolgt, so daß die Stahl-Schienenlasche als Isolator wirkt. Dies erbringt einen erhöhten Sicherheitsfaktor.

Auch die Beilagscheiben (34 und 36) können anstatt aus üblichem Isoliermaterial aus Stahl mit der zuvor beschriebenen Sperrschicht bestehen. Auch kann die Beilagscheibe insgesamt von einer Gleichrichterplatte gebildet sein.

Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, nur die Klemmfläche der Lasche mit der Gleichrichter-Selen- oder Siliciumschicht zu versehen und die Hülse (42) und die Beilagscheiben (34 und 36) aus herkömmlichem Isoliermaterial herzustellen.

Aus Fig. 5 sind weitere Ausführungsvarianten der Anbringung der bereits beschriebenen Sperrschicht dargestellt. So zeigt die rechte Hälfte der Zeichnung eine Variante, der Sektor links oben eine zweite und der Sektor links unten eine dritte Variante.

Gemäß der ersten Variante ist lose zwischen Lasche (20) und Schiene (22, 24, 26) eine Zwischeneinlage (46) vorgesehen, deren Material so beschaffen ist, daß beispielsweise als Sperrschicht eine Selenschicht aufgedampft werden kann. Dies eignet sich insbesondere dann, wenn eine derartige Schicht auf die Lasche selbst wegen des dort verwendeten Materials nicht aufgedampft werden kann oder wenn die Gefahr besteht, daß bei der Handhabung der Lasche die aufgedampfte Selenschicht abplatzt.

Bei der zweiten Variante links oben in der Zeichnung ist einerseits diese Zwischeneinlage (46) in der beschriebenen Weise vorgesehen, aber zusätzlich noch eine Schicht (44) aus einem anderen Material als das Material der Sperrschicht, weil gegebenenfalls diese Schicht besser auf die Lasche aufgebracht werden kann.

Bei der dritten Version links unten in der Zeichnung ist nur die auf die Lasche aufgebrachte Schicht (44) anderen Materials vorgesehen, auf der die Sperrschicht, beispielsweise eine Selenschicht, aufgedampft ist, wenn dies unmittelbar auf die Lasche nicht möglich ist.

Fig. 5 zeigt auch noch Isoliereinlagen (48) im Bereich der Distanzhülsen (36) für den Bereich des Bolzens.

Claims (20)

1. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß mit Laschen zum Verbinden der Schienen im Bereich dieses Isolier-Schienenstoßes, die auf beiden Seiten der Schiene zwischen Schienenkopf und Schienenfuß derart mittels Schraubenbolzen an die Schienenenden festgeklemmt sind, daß sie den Isolierstoß übergreifen, welche Lasche im wesentlichen aus Metall, und hier insbesondere Stahl, besteht, und der elektrische Übergang zwischen den Schienenenden über die Lasche und/oder die Schraubenbolzen isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung durch mindestens eine elektrisch wirksame Sperrschicht (40) aus Selen, Silicium oder dgl. gebildet ist.

2. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in entgegengesetzten Stromflußrichtungen sperrende Sperrschichten (40, 40′) vorgesehen sind.

3. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Sperrschicht (42) zwischen dem Schienensteg (22) und dem Schraubenbolzen (28) angeordnet ist.

4. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Sperrschicht (40; 40′) an den Klemmflächen der Lasche (20) mit der Schiene (12, 14) angeordnet ist.

5. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Sperrschicht (34, 36) zwischen dem Kopf (30) des Schraubenbolzens (28) bzw. der Mutter (32) des Schraubenbolzens (28) und der Lasche (20) angeordnet ist.

6. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sperrschicht (40) eine schlagfeste Schutzschicht aufgebracht ist.

7. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lasche (20) eine Materialschicht (44) befestigt ist, auf die eine Selenschicht aufgedampft ist.

8. Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schiene (24, 22, 26) und Lasche (20) eine Zwischenlage (46) frei eingelegt ist, auf die eine Selenschicht aufgedampft ist.

9. Lasche für den Gleisbau-Isolier-Schienenstoß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einen Teil ihrer Oberfläche zumindest eine den Stromfluß in einer bestimmten Richtung sperrende Sperrschicht (40) aus Selen, Silicium oder dgl. aufgebracht ist.

10. Lasche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (40) auf die Klemmfläche (38) der Lasche (20) mit der Schiene (12, 14) aufgebracht ist.

11. Lasche nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in entgegengesetzten Richtungen sperrende Sperrschichten (40; 40′) vorgesehen und einander zugeordnet sind.

12. Lasche nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Sperrschicht (40; 40′) quer zur Längserstreckung der Lasche (20) unterbrochen ist.

13. Lasche nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (40) von einer an der betreffenden Stelle der Lasche (20) angebrachten Gleichrichterplatte gebildet ist.

14. Lasche nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht an der betreffenden Stelle oder über die gesamte Lasche als Gleichrichterschicht aus Selen, Silicium oder dgl. aufgedampft ist.

15. Lasche nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Sperrschicht (40; 40′) eine schlagfeste Schutzschicht aufgebracht ist.

16. Lasche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lasche (20) eine Materialschicht (44) befestigt ist, auf die die Sperrschicht als Selenschicht aufgedampft ist.

17. Hülse für den Gleisbau-Isolier-Schienenstoß, angeordnet zwischen dem Schraubenbolzen und dem Schienensteg, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese (42) mit einer Gleichrichtersperrschicht versehen ist.

18. Hülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese selbst als Gleichrichter aus Selen, Silicium oder dgl. ausgebildet ist.

19. Beilagscheibe für den Gleisbau-Isolier-Schienenstoß, angeordnet zwischen dem Kopf bzw. der Mutter des Schraubenbolzens und der Lasche, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einer Gleichrichter-Sperrschicht versehen ist.

20. Beilagscheibe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß diese selbst (34, 36) als Gleichrichter aus Selen, Silicium oder dgl. ausgebildet ist.