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Schienenstoßverbindung mittels einer Schienenlasche in Rinnen- oder
U-Form Bei den immer mehr gesteigerten Anforderungen an den Oberbau der Eisenbahnen
haben sich besonders für die Schienenstöße eine Reihe von Forderungen herausgebildet,
,lie besonders den die Stöße verbindenden Laschen bestimmte Aufgaben zuweisen. Hauptsächlich
drei Forderungen sind dabei zu erfüllen: i. sollen die Laschen die Stetigkeit des
Schienenstranges in der Höhe und in der Seitenrichtung sichern; 2. müssen die im
Schienenstrange auftretenden Biege- und Schubspannungen an der Stoßstelle aufgenommen
und von Schiene zu Schiene voll übertragen werden, wobei dem Schienenstrange nach
Möglichkeit eine gleichbleibende Tragfestigkeit verliehen werden muß, ohne die Wärmeausdehnung
der Schienen zu behindern; 3. sollen die Laschen eine Trägerverbindung (Stoßbrücke)
an der Stoßstelle zwischen den Schwellen schaffen und die Schiene dadurch in @@-eitgehendem
Maße entlasten.
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Die erstgenannte Forderung ist bisher mit den übrigen Forderungen
nur schwer in Einklang zu bringen gewesen, und man hat weder mit den bisher bekannten
Laschenkonstruktionen noch mit einer Verbindung der Stoßstelle durch Schweißen eine
vollgültige Lösung der gestellten Aufgaben erzielt. Bei geschweißten Stößen besteht
außerdem die Gefahr der Gleisverwerfung infolge der durch die Wärmeausdehnung auftretenden
hohen inneren Spannungen, so daß die Sicherheit des Betriebes nicht .gewährleistet
ist.
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Bei den durch Flachlaschen hergestellten Verbindungen der Stöße war
bisher eine Stetigkeit des Schienenstranges nur in beschränktem Maße, eine der Tragfähigkeit
der Schienen gleichkommende Trägerverbindung (Stoßbrücke) überhaupt nicht zu erreichen.
Die Stoßstelle blieb bei allen Konstruktionen die schwächste Stelle. des Schienenstranges,
und Stöße und starke Abnutzung der Schienenenden und des rollenden Materials waren
die Folge.
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Man hat durch entsprechende Formgebung der Laschen schon versucht,
ihre Tragfähigkeit zu erhöhen, indem man ihr beispielsweise Winkel-, U- oder ähnliche
Form gegeben hat, jedoch konnte dadurch in keinem Fall die Tragfähigkeit, Biegefestigkeit
und Steifigkeit der geschlossenen Schiene an der Stoßfuge erzielt werden, beispielsweise
betrug das maßgebliche Widerstandsmoment der Lasche nur 30 °o des Widerstandsmomentes
der Schiene.
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Das lag nach der Erkenntnis der vorliegenden Erfindung nicht nur an
der Formgebung der Laschen, sondern mit auch an der Art, wie die Laschen eingesetzt
wurden. Weiterhin sind bei den bisher durch ihre Formgebung von den Normallaschen
abweichenden Winkellaschen usw. insofern die Festigkeitseigenschaften ungünstig
beeinflußt worden, als durch die Rücksichtnahme z. B. auf
Schwellenlage
Teile aus dem Lascliens4ab ausgestanzt werden mußten, was naturgemäß eine Schwächung
der ganzen Stoßstelle mit sich brachte. Außerdem war die Werkstofffestigkeit beschränkt,
weil ja auf die nachträgliche Bearbeitung durch Stanzen R Sicht zu nehmen war.
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Es ist dann noch festzustellen, daßc@`iedritte der genannten Bedingungen
wiederum einschneidend von der zweiten Bedingung beeinflußt wurde, so daß, wenn
die Laschen in ihrer gesamten Ausdehnung nicht gleich in ihren Widerstandswerten
sein konnten, dann auch keine der Tragfähigkeit der Schiene gleichkommende Tragfähigkeit
der Trägerverbindung zu erzielen war. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß Laschenformen
etwa in Form der bekannten Auflauflaschen oder der mit ihrem Steg gegen den Schienensteg
gekehrten U-förmigen Laschen deshalb keine Erfüllung der Forderung bringen konnten.
weil sie außerdem auch noch eine den Lauf hindernde Einrichtung darstellten und
auch nicht allgemein wegen des Spurkranzes der Räder anzuwenden waren. Das gleiche
ist auch von denjenigen Winkellaschen zusagen, die die Auflagerfläche der Schienen
vergrößern sollten.
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Bei einer bekannten Schienenlasche in U-F orm ist ein Flansch zwischen
Kopf und Fuß der Schiene eingespannt, während der andere, parallel dazu verlaufende
Flansch frei abstiebt. Da aber bei dieser Lasche der die beiden Flansche verbindende
Steg dünn, jedenfalls dünner als die Flansche sein niuß für den zu erreichenden
Zweck, kann die Lasche nicht den gemäß der Erfindung zu erfüllenden Bedingungen
entsprechen, mindestens nicht die auftretenden hohen Biege-und Schubspannungen aufnehmen.
Der dünne Steg soll ein Abbiegen des abstiebenden Flansches bis zur Anlage auf der
Schwelle, also unter Verformung ermöglichen, wodurch unter anderem auch das Wandern
der Schiene verhütet .werden soll.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, unter ;Erfüllung
der eingangs gestellten Bedingungen der Lasche ein Widerstandsvermögen zu geben,
das etwa dem i- bis il/2fachen jenes der Schiene in lotrechter Richtung entspricht.
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Da nach der Erfindung die Lasche ebenfalls Rinnen- oder U-Form besitzt,
muß die erforderliche erhebliche Versteifung zur Erzielung des hohen Widerstandsvermögens,
ohne übermäßige Gewichtssteigerung zu bringen, durch zusätzliche Masse erreicht
werden.
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,Nach der Erfindung sind die Massen derart in der Lasche verteilt,
daß ihre neutrale Achse mit ihrer Mitte wenigstens angenähert zusaintnenfällt. Das
bedingt wiederum, daß die Flansche an ihren Enden so viel Masse zugeteilt erhalten,
daß diese zusätzliche Masse einen Ausgleich gegenüber der Masse des an sich dickeren
Steges bildet. Da die Verspannung eines Flansches zwischen Kopf und Fuß der Schiene
eine Zuordnung von Ausgleichsmasse an dieser Stelle ausschließt, muß der abliegende
freie Flansch herangezogen und entsprechend ausgestaltet werden. Diese Ausgestaltung
wird aber noch dadurch beeinflußt, daß nach der Erfindung auch eine sichere Trägerverbindung
gebildet werden muß, also eine Verbindung, die unter Wahrung des hohen Widerstandsvermögens
die durch die Stoßstelle geschaffene Unterbrechung des SchienenNviderstandes auch
in bezug auf Abstützung wieder ausgleicht und die gesamte Lasche an sich versteift.
Bei der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Lasche in U-Form ist zwar ebenfalls
ein Flansch zwischen Kopf und Fuß der Schiene eingespannt, jedoch erhält der der
Schiene abgekehrte Flansch und der Steg - zur Erhöhung der Widerstandskraft kleine
Gurtungen, Leisten usw. in Form von Verdickungen u. dgl.
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Da man es ohne Störung des rollenden Materials und unter Wahrung der
Forderungen, die neutrale Achse der Mitte der Lasche zu nähern, in der Hand hat,
die Masse der Halbgurtung zu vergrößern, kann man also das Widerstandsvermögen der
Lasche noch weiter steigern, indem der Steg der Lasche erheblich stärker als der
von der Schiene abliegende Flansch gemacht wird.
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Mit dieser Verstärkung des Widerstandsvermögens durch Gurtungen, Leisten
usw. kann dann in weiterer Ausgestaltung des Er findungsgedankens auch noch eine
unmittel bare Abstützung der Lasche und dadurch der Schiene verbunden werden, indem
die Leisten usw. zum Auflagern an Schwelle, Unterlegplatte usw. gebracht werden.
Es wird damit eine unbedingt sichere Trägerverbindung geschaffen, die die Schiene
entlastet, die Tragfähigkeit erhöht und gleichzeitig die Ruflagerfläche auf der
Schwelle um etwa ioo °/o vergrößert, wodurch auch eine Verteilung des Flächendrucks
auf Schwelle und Unterbau und damit wiederum geringerer Verschleiß erreicht wird.
Das Ergebnis bildet dann eine Laschenverbindung, die einmal alle Vorteile der lösbaren
Verbindung mit Stoßfuge an der Schiene mit den Vorteilen einer Schweißverbindung
vereinigt, ohne deren Nachteile zu übernehmen.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird diese an Hand der Zeichnungen
beschrieben. In Abb. i ist ein Querschnitt, in Abb. z eine Längsansicht und in Abb.3
ein Grundriß dargestellt, während in Abb. 4 in größerein
Maßstabe
die neue Lasche in ihrer Beziehung zur Schiene veranschaulicht ist.
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Der Aufbau einer Stoßverbindung nach der Erfindung mit der neuen Stoßlasche
erfolgt nach der Zeichnung wie folgt: Symmetrisch zur Schiene io werden die Laschen
i i zu beiden Seiten angesetzt, durch Schraubenbolzen 12 verbunden und durch Hakenschrauben
'i3 gegebenenfalls auf der Schwelle 14 befestigt. Diese Grundform kann bestehen
bleiben, wenn Stahl- oder Holzschwellen und wenn Schienenstühle oder @'nterlegplatten
verwendet werden. Oberhaupt zeichnet sich die neue Stoßverbindung durch ihre überaus
hohe Anpassungsfähigkeit aus. Die neue Lasche erhält die Form eines Rinnen- oder
[)-Eisens, dessen einer dem Schienensteg zugekehrter Flansch c zwischen der Fläche
a. des Schienenkopfes und Fläche b
des Schienenfußes verspannt ist
und init seinen Grenzflächen a.' find b' den Flächen a und b der Schiene
angepaßt -ist. Der andere Flansch d kann eine Arbeits- oder Stützleiste e und eine
gurtungsälinliche Verstärkung /' erhalten, die bezüglich der Leiste e der Verstärkung
und Abstützung, bezüglich der Zusatzgurtung f der Erhöhung des Widerstandsvermögens
dienen. Selbstverständlich wird die Ausdehnung der Lasche in Höhe und Breite entsprechend
den bestehenden Bedingungen, insbesondere in bezug auf ungehindertes Befahren der
Schiene und in bezug auf geschützte Anordnung der Schraubenbolzen und ihrer vorstehenden
Teile usw. gehalten.
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Bei der Darstellung der neuen Stoßverbindung mit den erfindungsgemäß
gestalteten und angeordneten Laschen ist zwar nur die Anordnung von eisernen Schwellen
berücksichtigt, doch kann die neue Lasche auch z. B. bei den die Neigung der Schiene
herbeiführenden L'nterlegplatten, wie sie besonders bei der Verwendung von Holzschwellen
gebräuchlich sind, verwendet werden. In gleichet Weise ist sie für ruhenden wie
für schwebenden Stoß verwendbar, wie auch die Zahl der Verbindungs- oder der Befestigungsbolzen
veränderlich sein und den Verhältnissen angepaßtwerden kann.
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Auch die gleichzeitige Anordnung der Befestigutigsbolzen an der Lasche
ist nicht unbedingt für die Sicherheit der Trägerverbindung erforderlich, da eine
Abstützung der Lasche auf den Schwellen oder Unterlegstücken auch ohne die Anordnung
von spannungserzeugenden Organen eintritt.
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Entsprechend dem oben Gesagten ist dann auch die Anordnung der Verbindungsbolzen
12 und der Befestigungsbolzen 13 nur als Beispiel aufzufassen.
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Bei den Verbindungsbolzen 12 ist bei der Darstellung vor allein davon
ausgegangen, daß ihr Einordnen in die Verbindung sowohl bezüglich des Einführens
wie auch bezüglich des Nachspannens keine Schwierigkeiten bereitet. Das eine Ende
der Verbindungsbolzen 12 trägt demgemäß einen an sich lösbaren, jedoch festlegbaren
Kopf, etwa durch eine Mutter 16 mit Sicherungsdorn 17 gebildet, der nach dem Einführen
des Bolzens in eine Lasche festgelegt wird, während am andern Ende des Bolzens 12
die normale -Mutter 18 mit der Sicherung ig angeordnet werden kann.
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Zur Verhinderung der Verdrehung des Bolzens 12 kann -dieser mit Flächen
an den entsprechenden Durchlässen der Schiene oder der Lasche anliegen. Die Befestigungsbolzen
i-3 können ebenfalls die normalen, dem Unterbau angepaßten sein, also nach der Darstellung
mit dem Hakenkopf 20, Mutter 21 und Sicherung 22 ausgerüstet sein.
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Der Aufbau der Lasche erfolgt unter dein Gesichtspunkt, daß die Laschen
aus Walzstäben gebildet und unbearbeitet bleiben müssen. Demgemäß wird der Einspannflansch
c der Lasche mit seinen Endflächen ä und b' den Anlageflächen a und
b am Schienenkopf und -fuß an.gepaßt, wobei indessen bei der dem Fuß zugekehrten
Fläche b' darauf Bedacht genommen werden kann, daß durch den Bolzen 12 in erster
Linie die sichere Verspannung des als Einspann.stab wirkenden Flansches erfolgt
und eine gewisse Nachspannungsmöglichkeit noch übrigbleibt, ohne daß dadurch die
Stützleiste e an der Ruflagerfläche g an der Schiwelle oder Unterlegplatte abbremst.
Zweckmäßig wird daher die Unterseite des Steges lt der Lasche auch so abgesetzt,
gegebenenfalls durch Zwischenschaltung einer Rinne i., daß auch nach einer Verspannung
der Lasche zwischen den Flächen a und b der Schiene immer nur ein Auflager bei g
ohne Spannung sich ergibt. Zur Verspannung kann dann die gleichzeitige Anordnung
der Befestigungsbolzen dienen, für die naturgemäß in der Lasche das notwendige Spiel
vorgesehen sein muß. Durch diesen Aufbau wird weiterhin auch die sonst bestehende
Schwierigkeit behoben, wenn der Lasche verschiedene Aufgaben zugeteilt werden. Die
Lasche bleibt trotz ihrer möglichen nach zwei Richtungen gehenden Verspannungen
die sichere Trägerverbindung, die wiederholt angestrebt, jedoch nie erreicht worden
ist.