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Schienenstoßverbindung nut Gewindedruckregelung und fester, langer
Stoßbrücke Bei den bisher bekannten Eisenbahnschienenverbindungen mit Verschraubung
der Verbindungsteile war der durch die gewöhnlichen Schrauben und Muttern erzielbare
Gewindedruck nicht regelbar. Diese Schrauben und Muttern wurden allgemein so yveit
angezogen, als es z. Art und Hebellänge .der Schraubenschlüssel, 2. Körperkraft
der anziehenden Arbeiter und 3. Zerreißfestigkeit des Schrauben- und Mutternwerkstoffes
zuließ.
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Die sich daraus ergebenden Nachteile bilden den eigentlichen Kern
des bis jetzt noch ungelösten Schienenstoßproblems.
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Schwacher Gewindedruck in Gestalt weniger gewöhnlicher Schrauben,
wie z. B. beim reinen Laschenstoß ohne Stoßbrücke, macht die Verbindungen bald lose
und klapprig.
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Die in den letzten Jahren getätigte Verwendung kurzer, also etwa nur
q.o cm langer Stoßbrücken (mit noch erheblich verkürzter eigentlicher Auflagefläche),
auch in Gestalt zusammenhängender eiserner Doppelschwellen, stellte zweifellos einen
kleinenFortschritt dar, der jedoch infolge der immer stärker werdenden Beanspruchung
des Oberbaues durch das immer schwerer werdende rollende Material, durch die immer
dichter werdende Zugfolge und durch die immer mehr gesteigerteFahrgeschwindigkeit
schon längstwieder aufgehoben ist.
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Die naheliegende Verstärkung und Verlängerung der Stoßbrücken, das
an sich schon bekannte einfachste und praktisch einzige Mittel zur Aufhebung der
Durchbiegungsstöße und damit des Stampfens und Schlingerns während der Fahrt, ist
aber, wie auch bekannt, mit gewöhnlichen Schrauben nicht durchführbar. Würden diese
gewöhnlichen Schrauben, wie dann unbedingt nötig, auch in etwas vermehrter Anzahl
angewendet, so würde der völlig unregelbare Gewindedruck dermaßen stark und die
Verbindungen dermaßen fest werden, daß infolge des Atmens der Schienen mit Sicherheit
gefährlichste Gleisverwerfungen auftreten würden. _ Ganz besonders wäre dies der
Fall bei Verwendung länger oder sehr langer Schienen, also etwa bei 30 m
oder gar, wie schon angewendet, bei 6o m Schienenlänge.
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Alle mehr oder minder umfangreichen Versuche, das ungelöste Schienenstoßproblem
durch Aufhebung oder Herabsetzung oder gar durch bewußtes Außerachtlassen des Atmens
der -Schienen zu lösen, haben zu keinem endgültigen Erfolge geführt, also z. B.
die Versuche zur Herstellung eines Schienenwerkstoffes mitgeringeremAusdehnungskoeffizienten
durch kostspielige Zusätze von Metallen, wie Wolfram, Nickel, Chrom usw., und -die,
Versuche, die Schienen durchgehend ezu schweißen.
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Das gleiche gilt für Teilversuche auf einigen Schnellbahnstrecken,
wo man durch nahezu stoßlückenfreies Verlegen der Schienen ihre Wärmeausdehnung
schon tatsächlich bewußt vernachlässigt hat.
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Alle diese Versuche mußten scheitern, einerseits, soweit ihre praktische
Ausführung
an sich te hniÄc.l-h z;f,-Teil möglich war, darum, weil
`diese Aüsführüng viel zu kostspielig und völlig unwirtschaftlich gewesen wäre,
und andererseits darum, weil ein Naturgesetz wie die Temperaturausdehnung und -zusämmenziahurng
des Schien-enwerkstöffes nicht außer acht gelassen werden kann.
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Die Grundbedingung zur Lösung des Schienenstoßproblems und auch der
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist deshalb, das bisherige rohe und gänzlich
unkontrollierbare Verfahren zur Gewindedruckherstellung mittels gewöhnlicher Schrauben
durch neue technische Mittel so umzugestalten, daß der auf die Verbindungsteile
wirkende. Gewindedruck fein einstellbar wird. Die Regelbarkeit ergibt sich: i. aus
den kegelförmigen Anlageflächen der Stoßlaschen, z. aus der Federwirkung der Klemmteile
und 3. aus der niemals mathematisch genauen Gradlinigkeit der gewalzten Einzelteile.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung in drei Einzelfiguren
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Querschnitt durch die Verlaschung mit Schraubengewindedruckregelung
einschließlich Stoßbrücke, Fig.2 einen Querschnitt durch die Schienenbefestigung
auf der Stoßbrücke mit Gewindedruckregelung und Fig.3 die Gesamtansicht der Stoßverbindung
gemäß der Erfindung.
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In Fig. i ist die Gewindedruckregelung bei der Verschraubung der Stoßlaschen
c c finit den Schienenenden a und bim. Querschnitt dargestellt. Die zur Anwendung
kommenden Schraubenbolzen e haben hier außer dem normalen Schraubenschaft mit günstigstem
Querschnitt (bestehend aus Gewindestück und glatter gleich starker Fortsetzung)
einen diesem gegenüber verdickten Schaft, dessen Länge genau genormt ist. Über den
glatten Teil des eigentlichen Schraubenschaftes ist ein Stahlring g gesteckt, der
den gleichen Durchmesser hat wie der verdickte Schaft. Durch planmäßige Veränderung
der Höhe dieses Stahlringes g - in der Praxis also durch Vorrätighalten von mehreren
Sorten in .der Höhe um etwa o, i mm abgestufter -und entsprechend gestempelter Stahlringe
- ist nun leicht und sicher vom alleräußersten Gewindedruck bis zur- leichtesten
Dehnbarkeit aller Verbindungsteile jeder gewünschte Gewindedruck zu erzielen.
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Bis zum gewünschten Betriebs.gewindedrÜck drückt die angezogene Mutter
über die aus praktischen Gründen immer angewendete kräftige Unterlegscheibe f die
Verbindungsteile zusammen gegen den Schraubenkopf. Ist dieser gewünschte Betriebsdruck
erreicht, so nimmt der Stahlring, also der Regelteil g, den weiteren Gewindedruck
auf und gibt ihn an den verdickten Bolzenschaft selbst weiter, so daß also trotz
des aus Betriebssicherheitsgründen erfolgenden weiteren kräftigen Anziehens der
Mutter niemals mehr Gewindedruck auf die Verbindungsteile wirken kann, als beabsichtigt
ist.
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Auch ein späteres Nachregeln, z. B. ein Verstärken des Gewindedruckes,
ist leicht möglich durch Austausch des bisher benutzten Regelteiles gegen ein solches
von geringerer Höhe.
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Werden die Regelteile ganz weggelassen, so ergibt sich ohne die geringsten
Umstände eine äußerst feste Verbindung, wie sie an manchen besonderen. Stellender
Strecke, z. B. in der Nähe von Weichen, nötig sein kann.
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Die schon bisher gegen das Lockerwerden der Muttern irnBetriebe angewendeten
Sicherungen können auch hier ohne weiteres verwendet werden. Auf der Zeichnung sind
die am meisten gebräuchlichen Federringe h dargestellt.
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Fig. 2 zeigt die Gewindedruckregelung bei der Verschraubung des Schienenfußes
a oder, b
auf der verstärkten -und beliebig langen, in der Regel sich
über mindestens vier Schwellen erstreckenden Stoßbrücke d mit der bekannten und
sehr gebräuchlichen Verwendung von Schraubenbolzen, deren entsprechend geformter
Kopf in schwalbenschwanzartige Einschnitte der Führungsrippenteile der Brücke eingesetzt
.ist. Der genormte verdickte Schaft der bei Fig. i verwendeten Schraubenbolzen wird
hier durch den Führungsrippenteil der Stoßbrücke gebildet, welcher in genau derselben
Weise den überschüssigen Gewindedruck aufnimmt. Die in Fig. i verwendete Unterlegscheibe
f ist hier als entsprechend geformter Klemmbügel f ausgebildet, und der Regelteil
g hat hier bei gleicher Wirkung die den Verbindungsteilen angepaßte Form eines rechteckigen
Stahlplättchens mit Durchgangsloch für den Schraubenbolzen.
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Die praktische Anwendung der Erfindung geschieht wie folgt: Das Legen
bzw. das- Auswechseln der Gleise geschieht in der bisher üblichen Weise und in der
bisher üblichen Jahreszeit. Alle Schrauben werden zunächst ohne Regelteile eingebaut
und die Muttern dann kräftig angezogen.
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Nachdem dann die Verbindungen mindestens einige Tage betriebsmäßig
voll befahren worden sind und sich dadurch alle Verbindungsteile zueinander richtig
eingestellt haben, werden in einer passenden Betriebspause zunächst alle Muttern
noch einmal kräftig angezogen. Die auf diese Weise hergestellte Stellung der Verbindungsteile
ist dann die Äußerste Betriebsstellung, von der aus das Regeln des Gewindedruckes
zu erfolgen hat.
Je nach Anwendungsart wird dann durch einfaches
Meßgerät diese Äußerste Betriebsstellung gemessen, also bei Anwendung nach Fig.
i -die genaue Entfernung zwischen den beiden äußeren Laschenwänden, auf d-nen einerseits
die Schraubenköpfe und anderei-#eits die Schraubenmuttern .drücken, und bei Anwendung
nach Fig. 2 mittels Kaliberplättchen die genaue Entfernung zwischen der oberen Führungsrippenkante
und dem frei darüber greifenden Klemmbügel f. Bei anderen Bauarten wird sinngemäß
verfahren.
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Das Einbauen der Regelteile g erfolgt dann nach einer Tabelle, die
den ausführenden Arbeitern -seitens der Betriebsleitung zur Verfügung gestellt wird,
und nach genauer Anweisung, auf welche Druckstufe die Verbindungen jeweilseinzustellen
sind. iL\Tachstehend das Beispiel einer
| Anwendungs- und Wirkungstabelle |
| (Äuß. B. ist die laut Beschreibung vor dem endgültigen Regeln
festgestellte |
| Äußerste Betriebsstellung) |
| Druckstufe Anwendung Wirkung |
| Nr. |
| x Ohne Regelteile . . . . . . . . . . . . . . . . = völlig
fest, nicht dehnbar |
| 2 Eingestellt a. genaue Äuß. B. . . . = sehr fest, nicht dehnbar |
| 3 - - Äuß. B. -- o,x mm = sehr fest, nicht dehnbar |
| - - - - -f- o,2 - = noch sehr fest, kaum dehnbar |
| 5 - - - - -f- 0,3 - = fest, schwer dehnbar |
| 6 - - - - + 0,4 - - fest, gut dehnbar |
| 7 - - - - + 0,5 - = genügend fest, leichter dehnbar |
| 8 - - -, - + o,6 - = noch genügend fest, leicht dehnbar |
| USW. USW. |
Soll in besonderen Fällen das Regeln sofort beim Legen der Gleise erfolgen, so ist
mit Rücksicht auf das fehlende mehrtägige Einfahren eine Druckstufe zu wählen, die
ein bis zwei Nummern höher liegt, als endgültig beabsichtigt ist.
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Die Erfindung ergibt also gegenüber den bisherigen Schienenstoßverbindungen
mit gewöhnlicher Verschraubung folgende Fortschritte: i. Unbedenkliche Anwendung
stärkster und beliebig langer gemeinsamer Stoßbrücken unter beliebiger Vermehrung
der Schraubenbolzen. dadurch Gegeneinanderaufheb.en der verschiedenen Durchbiegungslinien,
Aufhebung aller Durchbiegungsstöße und Herbeiführung einer völlig gleichmäßigen
Fahrt ohne Einsinken an den Verbindungsstellen, Entlastung der Stoßlaschen; 2. bei
schwalbenschwanzartigem Befestigen der Schrauben auf der Stoßbrücke: Steigerung
der Festigkeit dadurch, daß nach dem Anziehen der Muttern Stoßbrücke, Regelteil
und Klemmbügel ein fest verbundenes Ganzes bilden; 3. im Gegensatz zu dem jetzigen
unsicheren Zustande wirklich sichere Verwendung langer Schienen, viel bessere Möglichkeit
zur Überbrückung der bei tiefen Temperaturen entstehenden Stoßlücken durch zweckmäßig
geformten Schienenstoß; 4. Lösung des Schienenstoßproblems durch Schaffung einer
einfachen und billigen Verbindung, welche zugleich durchbiegungsfest und in der
Längsrichtung dehnbar ist.