DEC0002001MA

DEC0002001MA - Electrical rail joint insulation

Info

Publication number: DEC0002001MA
Authority: DE
Inventors: Robert Hannover Köhler
Original assignee: Continental Gummi-Werke AG, Hannover
Publication date: 1951-02-08

Description

Die elektrische Beeinflussung von Zügen auf Schienenbahnen macht es erforderlich, die Schienenstöße elektrisch zu isolieren. Es ist dabei auf die Veränderlichkeit des Spaltes zwischen den Schienenköpfen infolge der wechselnden Wärmedehnung der Schienen zu achten und darauf Rücksicht zu nehmen, dass bei hohem Temperaturstand grösste Druckkräfte im Schienenstoß auftreten können. Weiterhin ist aber auch zu berücksichtigen, dass die Schienenköpfe eine Relativbewegung zueinander ausführen beim Darüberrollen von Fahrzeugen.The electrical influence of trains on railways makes it necessary to electrically isolate the rail joints. Attention must be paid to the variability of the gap between the rail heads as a result of the changing thermal expansion of the rails and it must be taken into account that the greatest compressive forces can occur in the rail joint when the temperature is high. However, it must also be taken into account that the rail heads move relative to one another when vehicles roll over them.

Es würde verhältnismässig naheliegen als isolierende Masse Gummi einer verhältnismässig weichen Qualität und in einer möglichst grossen Schichtdicke vorzusehen in der Auffassung, die unterschiedliche Wärmedehnung der Schienen wie auch die Relativbewegung der Schienenköpfe beim Darüberfahren eines Zuges durch elastische Verformung der Gummizwischenschicht aufzunehmen und zwar die Wärmedehnung durch Druckverformung der Gummischicht, die Relativbewegung unter Schubverformung des Gummis. Sofern man daran denkt die Gummischicht beiderseits mit aufgehafteten Metallplatten zu versehen, würde man entsprechend der hier skizzierten Auffassung bei gegebener Gesamtdicke die beiden Metallplatten also möglichst dünn und die Gummizwischenschicht möglichst dick machen.It would be relatively obvious to use rubber of a relatively soft quality and in the greatest possible layer thickness as an insulating mass in the view of absorbing the different thermal expansion of the rails as well as the relative movement of the rail heads when a train passes over them by elastic deformation of the rubber intermediate layer, namely the thermal expansion by compression deformation the rubber layer, the relative movement under shear deformation of the rubber. If one thinks of providing the rubber layer on both sides with bonded metal plates, one would make the two metal plates as thin as possible and the rubber intermediate layer as thick as possible, in accordance with the conception outlined here for a given total thickness.

Die Erfindung löst sich von diesen Gedankengängen und besteht darin, dass zwischen zwei Metallblechen eine dünne Gummischicht festhaftend eingefügt ist. Die Gummischicht soll nur eine Stärke bis etwa 2 mm besitzen und auch verhältnismässig hartThe invention breaks away from these lines of thought and consists in the fact that a thin rubber layer is firmly adhered between two metal sheets. The rubber layer should only have a thickness of up to about 2 mm and should also be relatively hard

(härter als DVM-Weichheitsgrad 40) sein. Da die Gesamtdicke des Baukörpers durch den Abstand zwischen den Schienenköpfen gegeben ist, können bei der erfindungsgemässen Ausführung die Metallbleche verhältnismässig dick sein. Bei einer Gesamtstärke von 12 mm wird man z.B. zwei 5 mm dicke Blechausschnitte vom Schienenumriss nehmen und dazwischen eine Gummischicht von 2 mm Stärke einvulkanisieren. Eine solche Isolation besitzt zwar noch eine gewisse Elastizität, sie ist aber andererseits so steif, dass sie der Druckverformung durch die sich bei steigender Temperatur dehnenden Schienen einen sehr grossen Widerstand entgegensetzt, sodass die Wärmedehnung der Schienen nicht ausschliesslich sondern nur zu einem sehr geringen Teil durch die Gummizwischenschicht aufgenommen wird, während der übrige Anteil von den Schienen selbst aufgenommen werden muss, ähnlich wie es bei verschweissten Schienensträngen geschieht. Auch die Auf- und Abbewegung der Schienenköpfe gegeneinander wird nunmehr nicht durch Verzerren der Gummischicht aufgenommen sondern es muss ein Gleiten zwischen den Blechen der Stoßisolation und den Schienenköpfen stattfinden. In beiden Fällen tritt nunmehr keine wesentliche Auslenkung der zwischen den beiden Blechen gedachten Gummifasern ein, sodass auch keine Entstehungsursache für grosse Scherbeanspruchungen zwischen dem Gummi und den Metallblechen in der Nähe der Haftflächen besteht, wie es bei der eingangs skizzierten Ausführung mit einer dicken Gummischicht der Fall sein würde. Wird eine solche dicke und weiche Gummischicht unter Druck gesetzt, so wird, das der Gummi in seinem Volumen nicht zusammendrückbar ist, ein Teil der Gummischicht nach aussen gedrängt, was sich durch eine starke Auswölbung der freiliegenden Gummiflächen bemerkbar macht. Dementsprechend werden alle zwischen den beiden Blechen gedachten Gummifasern sich stark auslenken, besonders aber in den Randzonen der Gummizwischenschicht. Bei grosser Beanspruchung ist es nicht zu vermeiden, dass ein Abscheren des Gummis von seinen Haftflächen eintritt, womit dann die Zerstörung des Isolierkörpers gegeben oder zumindest eingeleitet ist. Bei einer dünnen und ausreichend harten Gummischicht können derartig grosse Faserauslenkungen mit der Folge der Abscherung nicht erfolgen, da die sehr drucksteife Gummischicht wesentliche Verformungen garnicht zulässt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und zwar zeigen die Abb. 1 und 2 eine Längs- bzw. Seitenansicht der Isolation.(harder than DVM softness grade 40). Since the total thickness of the structure is given by the distance between the rail heads, the metal sheets can be relatively thick in the embodiment according to the invention. With a total thickness of 12 mm, for example, you will take two 5 mm thick sheet metal cutouts from the rail outline and vulcanize a rubber layer 2 mm thick between them. Such an insulation still has a certain elasticity, but on the other hand it is so stiff that it opposes the pressure deformation caused by the rails that expand as the temperature rises, so that the thermal expansion of the rails is not exclusively but only to a very small extent the rubber intermediate layer is absorbed, while the remaining part has to be absorbed by the rails themselves, similar to what happens with welded rails. The up and down movement of the rail heads against each other is no longer absorbed by distortion of the rubber layer, but rather there has to be a sliding between the metal sheets of the shock insulation and the rail heads. In both cases, there is now no significant deflection of the rubber fibers imagined between the two sheets, so that there is no cause for large shear stresses between the rubber and the metal sheets in the vicinity of the adhesive surfaces, as is the case with the version outlined at the beginning with a thick rubber layer would be. If such a thick and soft rubber layer is put under pressure, the rubber is not compressible in its volume, a part of the rubber layer is pushed outwards, which is caused by a strong bulge of the exposed rubber surfaces makes noticeable. Accordingly, all the rubber fibers imagined between the two sheets will deflect strongly, but especially in the edge zones of the rubber intermediate layer. In the case of heavy use, it cannot be avoided that the rubber shears off its adhesive surfaces, which then results in or at least initiates the destruction of the insulating body. With a thin and sufficiently hard rubber layer, such large fiber deflections with the consequence of shearing cannot occur, since the very rigid rubber layer does not allow any significant deformations at all. In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown, namely, Figs. 1 and 2 show a longitudinal and side view of the insulation.

Diese ist in ihrem Aufbau sehr einfach und besteht aus den beiden Stahlblechen 1 und 2, deren Umriss dem Schienenquerschnitt oder einem Teil des Querschnittes entspricht sowie der zwischen die beiden Stahlbleche festhaftend einvulkanisierten Gummischicht 3, die verhältnismässig dünn und von grosser Härte ist.This is very simple in its structure and consists of the two steel sheets 1 and 2, the outline of which corresponds to the rail cross-section or part of the cross-section, and the rubber layer 3, which is firmly bonded between the two steel sheets, which is relatively thin and extremely hard.

Um den Kriechweg der Isolation zu vergrössern, kann die Gummischicht am Rande des Isolierkörpers etwas dicker gehalten sein, indem dort die Bleche abgerundet, abgeschrägt oder sonstwie zurückspringend ausgebildet sind. Die Haftverbindung zwischen dem Gummi und dem Metall wird mittels an sich bekannter Haftmittel und Verfahren erreicht. In neuerer Zeit finden hierzu kunstharzartige Produkte oder solche Komponenten Verwendung, die unter der Vulkanisationswärme kunstharzartige Produkte ergeben. Diese Stoffe sind elektrisch isolierend und auch verhältnismässig elastisch. Wenn man die Gummischicht sehr dünn macht, kann man schliesslich auch daran denken, sie so dünn zu machen, dass sie garnicht mehr in Erscheinung tritt, d.h. die isolierende Verbindung der beiden Bleche allein den Haftmittelschichten zu übertragen.In order to increase the creepage distance of the insulation, the rubber layer on the edge of the insulating body can be made somewhat thicker, in that the metal sheets are rounded, beveled or otherwise set back. The adhesive bond between the rubber and the metal is achieved by means of adhesives and methods known per se. More recently, synthetic resin-like products or such components have been used for this purpose, which are synthetic resin-like products under the heat of vulcanization result. These substances are electrically insulating and also relatively elastic. If you make the rubber layer very thin, you can finally think of making it so thin that it is no longer visible, i.e. only transferring the insulating connection between the two sheets to the adhesive layers.

Claims

1.) Electrical rail joint insulation, characterized in that a thin rubber layer (up to 2 mm thick) is firmly inserted between two metal sheets.

2.) Electrical rail joint insulation according to claim 1, characterized in that the rubber layer is harder than DVM degree of softness 40.

3.) Electrical rail joint insulation according to claim 1 and 2, characterized in that the layer thickness of the rubber layer is increased at the edge of the insulating body.

4.) Electrical rail joint insulation according to claims 1 to 3, characterized in that the rubber layer is omitted and the connection between the metal sheets is effected solely by the synthetic resin-like adhesive layers.