-
Verfahren zum Verbinden der Schienen von elektrischen Bahnen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbindung der Schienen von elektrischen Bahnen
unter Verwendung mindestens eines Verbinderkabels aus Nichteisenmetall, dessen Enden
durch Hülsen zusammengehalten werden.
-
Bei den bisher in der Praxis bekannten Verfahren dienten die Hülsen
zur mechanischen - und elektrischen Verbindung zwischen Verbinderkabel und Schiene,
und zwar handelte es sich dabei gewöhnlich um Hülsen aus Eisen oder Stahl, einerseits
der starken mechanischen Beanspruchung wegen, andererseits weil es mit den üblichen
elektrischen Schweißverfahren nicht möglich ist, zwischen dem Kupfer, das in der
Regel das Material des Verbinderkabels bildet, und der Schiene eine mechanisch genügend
feste Verbindung herzustellen.
-
Die Einschaltung eines besonderen Übergangsstückes, also z. B. eines
Eisen- oder Stahlstückes in die elektrische Verbindung zwischen Schiene und Verbinderkabel,
hat nun aber wesentliche Nachteile. Der elektrische Widerstand wird stark erhöht,
auch wenn auf guten, engen Kontakt zwischen Hülse und Kabel gesehen wird. Zur Herstellung
eines solchen guten Kontaktes müssen überdies besondere Vorkehrungen getroffen werden,
wobei unter Umständen sehr leicht Verletzungen der das Kabel bildenden feinen Drahtlitzen
entstehen können. Aber selbst wenn ursprünglich ein enger Kontakt vorhanden ist,
so leidet er mit der Zeit infolge der häufigen Bewegung zwischen dem Kabel und der
Schiene beim Überfahren des Schienenstoßes.
-
Haben nun die mit derartigen Verbindern gemachten schlechten Erfahrungen
den Wunsch des unmittelbaren Verschweißens von Kupfer mit Eisen oder Stahl nahegelegt,
so hat andererseits auch die hierfür manchmal verwendete Gasschweißung (autogene
Schweißung) bei der Schienenverbindung mittels Kupferkabel gründlich versagt. Denn
diese Art der Schweißung erfordert ein Erwärmen beider zu verbindender Metalle bis
fast zum Schmelzpunkt, wodurch der Schienenstahl an der Schweißstelle dermaßen ausgeglüht
.wird, daß sich seine Zusammensetzung ändert und die Schiene in diesem Querschnitt
über Gebühr geschwächt wird. Daraus entstandene Schienenbrüche haben verschiedene
große Bahngesellschaften veranlaßt, von dieser Art der Schienenverbindung gänzlich
abzugehen.
-
Will man also Kupfer und Eisen miteinander verschweißen, so ist es
für, eine Schienenverbindung außerordentlich wichtig und eine unumgängliche Vorbedingung,
daß nur das Kupfer wesentlich erhitzt wird. Andererseits muß beim Schweißprozeß
an der Schweißstelle eine ansehnliche Wärmemenge zur Verfügung stehen.
-
Es hat sich nun. gezeigt, daß diesen bei keinem der bisher bekannt
gewordenen Verfahren erfüllten Bedingungen entsprochen werden kann, wenn man das
Kupfer vor dem eigentlichen Schweißprozeß bis mindestens mattrot vorwärmt und dafür
sorgt, daß die
an den Kabelenden erzeugte Wärme nicht in das Kabel
zurückfließt. Solche Vorsorge ist nötig, weil Kupfer die Wärme rascher ableitet
als Eisen. Erfindungsgemäß *erden daher die Kabelenden vor dem eigentlichen Schweißprozeß
auf elektrischem Wege vorgewärmt, und es wird dann die erzeugte Wärme in der Nähe
der Kabelenden in Kupferhülsen von genügender Masse aufgespeichert, das Kabelende
also bis zum Schweißprozeß auf Rotglut erhalten. An die Schienen angeschweißt werden
aber nicht die Hülsen, sondern die über sie vorstehenden, durch Abplatten der Hülsen
zweckmäßig fächerförmig ausgebreiteten Kabelenden. -Die Hülsen haben also bei diesem
Verfahren eine grundsätzlich andere Aufgabe und Bedeutung als bei den obenerwähnten
Verbindern. Sie dienen nicht mehr zur mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen
Schiene und Kabel, sondern zur Wärmespeicherung während des Vorwärmens. Von diesem
neuen Gesichtspunkt aus geschieht die ,Wahl ihrer Abmessungen, denn sie sollen in
erster Linie durch ihre Masse und Wärmekapazität wirken, im Gegensatz zu den Hülsen
der obenerwähnten Verbinder, bei denen eine besondere äußere Gestaltung und enge
Verbindung mit dem Kabel die Hauptsache ist. Die erfindungsgemäß verwendeten Hülsen
können ursprünglich einfache Zylinderform haben, also z.B. von einem Rohre abgestochen
werden. Da sie in der Verbindung nicht mechanisch beansprucht werden, läßt sich
für sie Weichkupfer verwenden. Damit ist Gewähr geboten, daß, wenn die einfach auf
die Kabelenden geschobenen Hülsen zwecks Bildung der Fächerform zusammen mit den
Kabelenden abgeplattet werden, keine Verletzungen von Kabellitzen eintreten. Dieses
Abplatten ergibt die für die Bildung einer verhältnismäßig langen Schweißnaht vorteilhafte
Rechteckform des äußersten Kabelquerschnittes und ermöglicht ein Anlegen der Hülse
an die Schiene auf der ganzen Länge der Schweißnaht, wodurch ein Abfließen von Schweißgut
verhindert ist. Dabei bleibt die Wandstärke der Hülse überall die gleiche, es ergibt
sich also eine gleichförmige Verteilung der in ihr aufgespeicherten Wärme rings
um das anzuschweißende Kabelende. Bei aller Einfachheit zeichnen sich diese Hülsen
also in ihrer Wirkung vor den bekannten in verschiedenen Beziehungen vorteilhaft
aus. Da sie nicht zur Stromüberleitung von der Schiene zum Kabel dienen, ist auch
keine :besonders enge Berührung zwischen ihnen und dem Kabel :erforderlich; damit
fallen die bei den bekannten Verbindern zur Erzielung einer engen Berührung erforderlichen
Vorrichtungen und Maßnahmen mit den damit verbundenen Nachteilen weg.
-
Auf der Zeichnung ist eine nach dem neuen Verfahren ausgeführte Schienenverbindung
in Seitenansicht (Fig. r) und in Stirnansicht (Fig.2) dargestellt.
-
Ein Elektrizität besser als Eisen leitendes rundes Kabel r, beispielsweise
ein Kupferka#bel, das den Leiter bildet, ist an beiden Enden in Hülsen 3 gefaßt,
die am besten ebenfalls aus Kupfer bestehen. Das dem freien Ende des Kabels abgekehrte
Stirnende jeder dieser Hülsen ist, wie das Kabel selbst, rund, das andere Stirnende
dagegen flach und breit entsprechend der Darstellung in Fig. r. Die aus diesen Hülsen
vorstehenden Teile der Kabelenden sind albgeplattet und weisen dementsprechend einen
flachen Querschnitt auf. Sie bilden im angeschweißten Zustand einen Teil der durch
unmittelbare Einwirkung von elektrischem Strom hervorgebrachten Schweißnähte 2 zwischen
dem Leiter z und den miteinander leitend zu verbindenden Schienen.
-
Das Anschweißen kann vorteilhafterweise unter Einwirkung des Lichtbogens
mittels elektrischer Schweißelektroden bewerkstelligt werden. Die Verwendung von
Thermit ist hierbei nicht erforderlich.
-
Selbstverständlich kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch zur
Verbindung von Schienenfüßen sowie zur Ouerverbindungvon nebeneinander herlaufenden
Schienensträngen unter sich Verwendung finden.