EP0945919B1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Dauerkontaktes am Steg einer Eisenbahnschiene und mit dem Verfahren hergestellter elektrischer Dauerkontakt - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Dauerkontaktes am Steg einer Eisenbahnschiene und mit dem Verfahren hergestellter elektrischer Dauerkontakt Download PDF

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EP0945919B1
EP0945919B1 EP98105145A EP98105145A EP0945919B1 EP 0945919 B1 EP0945919 B1 EP 0945919B1 EP 98105145 A EP98105145 A EP 98105145A EP 98105145 A EP98105145 A EP 98105145A EP 0945919 B1 EP0945919 B1 EP 0945919B1
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EP
European Patent Office
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cover
web
electrical contact
cylindrical sleeve
cutout
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EP98105145A
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EP0945919A1 (de
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Gualtiero Barezzani
Alessandro Brunelli
Giovanni De Vecchi
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Cembre GmbH
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Cembre GmbH
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/50—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw
    • H01R4/5016—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw using a cone
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member

Definitions

  • the above invention relates to a method for producing a permanent electrical contact on the web of a railway rail, providing a through hole in the web of the rail and inserting a sleeve of electrically conductive material having a through hole.
  • the invention further relates to a permanent, electrical contact, which is produced by the method and consists of a, having a through hole sleeve having a collar at one end and consists of electrically conductive material.
  • the material displaced in a known manner does not form a surface which would be suitable for the production of an electrical contact, since the material displaced during the drawing process is deposited irregularly on the web of the rail.
  • the object of the present invention is to obviate the aforementioned disadvantages of the prior art and to propose a method and a device which makes it possible to produce a permanent, electrical contact which can be used for electrical connections on both sides of the web of a rail body and at the same time excellent and constant, electrical and mechanical features.
  • the inner circumferential wall of the lid is conical.
  • the displaced from the cylindrical sleeve material is brought to the undercut peripheral wall of the conical recess for conditioning.
  • the free end of the sleeve in the circumferential direction has a frustoconical groove formed.
  • the cover In order to allow the calibrated drawing tool of the sleeve to emerge from the cover surrounding the sleeve end after the drawing operation has been carried out, the cover has an opening which is dimensioned larger than the maximum diameter of the drawing tool.
  • the inlet opening in the recess of the lid dimensions that match the diameter of the bore into which the cylindrical sleeve is inserted, match.
  • the inner recess of the lid on an undercut inclined by 10 ° relative to the longitudinal axis of the lid peripheral wall.
  • the material of the cylindrical sleeve displaced during the drawing process which exits the bore of the sleeve during the drawing process, is not subjected to any pronounced deformations during the plastic deformation, and it is possible to fill the recess in the interior of the cover with the displaced material , and to bring this material into close contact with the undercut wall.
  • this lid is made of a copper alloy, which has very good electrical conductivity and increased mechanical resistance.
  • the cover and the cylindrical sleeve made of materials that have the same coefficient of thermal expansion.
  • the cylindrical sleeve and the lid is coated with a tin layer.
  • the cylindrical sleeve communicating with web of the rail and the terminating cap receives a screw, and this screw takes the terminal shoes of the electrical conductors on the flange surface of the cylindrical sleeve and on the flat surface of the attached lid on.
  • a chamber is formed by the inner recess of the end cap, which can accommodate different amounts of displaced during the drawing process and emerging from the through hole of the cylindrical sleeve material.
  • FIGS. 1 and 2 show a cylindrical sleeve and a cover attached to the free end of the sleeve.
  • the cylindrical sleeve 1 has a cylindrical piece 3.
  • the cylindrical sleeve 1 has a molded-on flange 4, which is designed as a contact flange and as an electrical contact.
  • the cylindrical sleeve 1 is penetrated in the axial direction by a bore 102.
  • the flange 4 On the outside, the flange 4 has a slightly convex surface 5.
  • the flange 4 of the cylindrical sleeve 1 has a recess 6 which is adapted to receive the head of a drawing tool 7, with which the drawing operation of the cylindrical sleeve 3 of the component 1 takes place ( Figure 4).
  • the free end of the cylindrical sleeve 3 also has at its front end a recess 10 which is adapted to receive the resulting during the drawing process Materialwall.
  • the recess 10 has advantageously a truncated cone-like shape.
  • the end cover 2 has on one side a flat surface 15 to provide an electrical contact surface.
  • the bore 16 of the lid 2 has a diameter which is greater than the maximum cross section of the pulling head 7.
  • the lid 2 also has an inner recess 20.
  • the inner recess 20 conical and is bounded by a circumferential wall which forms an undercut.
  • the inlet 21 of the recess 20 has a diameter 22 which is slightly larger than the diameter 25 of the cylindrical sleeve 3.
  • the dimensions 22 of the inlet 21 of the inner recess 20 are chosen in accordance with the diameter 27 of the bore 28.
  • the cylindrical sleeve 3 of the part 1 is used for the production of a permanent electrical contact on the web of a rail track.
  • the inner recess 20 has a peripheral wall 30 which is inclined at approximately 10 ° relative to the axis 31 of the cover 2.
  • the inner recess 20 has a depth 32 which is sufficient to define a chamber 33 inside the lid 2.
  • the chamber is designed such that it can accommodate the largest possible amount of material that is displaced during the drawing process of the cylindrical sleeve 1.
  • the cylindrical sleeve 1 is made of electrically conductive material, e.g. made of electrolytic copper.
  • the lid 2 is made of an electrically conductive material having mechanical features sufficient to withstand the compressive forces encountered during the process to record the drawing process.
  • the covers 2 are advantageously made of a copper alloy, e.g. Copper alloyed with beryllium, strontium, zirconium, nickel-silicon.
  • cylindrical sleeve 1 and the cover 2 is made using a material having the same coefficient of thermal expansion.
  • cylindrical sleeve 1 and the cover 2 are coated with a tin layer.
  • tin layer avoids possible electrolysis between the copper material of the cylindrical sleeve and the attached cover and the rail body made of steel. This is due to the fact that tin is electrolytic in one Intermediate position between these two metals.
  • the first step to be carried out is that the web 40 of the rail body is provided with a through bore. It is provided that the diameter of the drilling tool is slightly larger than the dimensions 25 of the circumferential casing 26 of the cylindrical sleeve 3.
  • the bore 28 of the web 40 of the rail body can accommodate the cylindrical sleeve 3 free.
  • the possibility opens, in the bore 28 to use a measuring and control caliber.
  • This caliber has sige design and is supplied together with the mounting device, not shown.
  • the calibrated head 7 of the pulling tool is inserted into the through hole 102 of the cylindrical sleeve 1 from the side of the abutment flange 4.
  • the frustoconically formed part 43 of the calibrated pulling head 7 (in the direction of the arrow 44) is inserted into the inner recess 6 of the cylindrical sleeve 1.
  • a lubricant was introduced into the recess 6 prior to introduction of the drawing tool.
  • An extension of the calibrated head of the drawing tool 7 occurs after insertion into the through hole 102 of the sleeve 1 on the side opposite the bottle 4 side of the sleeve from this.
  • the inner recess 20 of the lid 2 is directed to the web 40 of the rail body (arrow 42).
  • the lid 2 is centered relative to the bore 28 in the web 40 of the rail body and thus relative to the shaft 3 of the cylindrical sleeve. 1
  • the lid 2 is held in abutment with the web 40 of the rail body.
  • the conical portion 43 of the pulling head 7 brings during the expansion pulling operation of the sleeve 1 derenn outer jacket 26 in frictional connection with the wall of the bore 28, whereby an excellent, permanent, electrical contact created becomes.
  • the force caused by the head 43 of the drawing tool deforms the initially spherical surface 5 of the flange 4 of the cylindrical sleeve 1 in a flat surface (arrow 47).
  • the displaced material of the cylindrical sleeve 3 accumulates like a wall during the drawing process and is received in the chamber 33, which is formed by the recess 20 of the cover 2 (arrow 48).
  • the accumulated material flows to the wall 30 of the cover 2 and thus generates the desired electrical contact between the sleeve 1 of the cover 2 and simultaneously forms a positive and positive connection between the cover 2 and the end of the sleeve 1.
  • both lugs are mounted using a single screw 55 and firmly clamped.

Landscapes

  • Insulating Bodies (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Insulators (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Description

  • Die vorstehende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dauerhaften, elektrischen Kontaktes am Steg einer Eisenbahnschiene, unter Vorsehung einer Durchgangsbohrung im Steg der Schiene und Einführen einer Hülse aus elektrisch leitendem Material mit einer Durchgangsbohrung.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen permanenten, elektrischen Kontakt, der mit dem Verfahren hergestellt ist und aus einer, eine Durchgangsbohrung aufweisenden Hülse besteht, die an einem Ende einen Bund aufweist und aus elektrisch leitendem Material besteht.
  • Es ist bekannt, daß vom Stand der Technik her bekannte Kontakte dieser Art keine Möglichkeit eröffnen, equipotenzielle Verbindungen, z.B. für das elektrische Verbinden der Schienen einer Weiche, zu schaffen.
  • Zur Herstellung von equipotenziellen, elektrischen Verbindungen zwischen den Schienen ist es notwendig, elektrische Leiter auf beiden Seiten der Schiene zu befestigen.
  • Im Gegensatz zu bekannten, elektrischen Kontakten dieser Art, die z.B. über einen Ziehvorgang eines hülsenförmigen Körpers hergestellt werden, wird nur eine einzige Kontaktfläche für die Montage elektrischer Bauteile geschaffen.
  • Ein derartige Kontakt ist aus des EP 0 328 948 bekannt.
  • Bei den bekannten Kontakten bewirkt der Ziehvorgang, dem die Bohrung der bekannten Hülse ausgesetzt wird, daß auf der dem Bund der Hülse gegenüberliegenden Seite das während des Ziehvorganges verdrängte Material in regelmäßiger Form austritt.
  • Das auf bekannte Weise verdrängte Material legt sich in diesen Fällen wulstartig auf der gegenüberliegenden Seite des Schienensteges an.
  • Das auf bekannte Weise verdrängte Material bildet also keine Fläche, die für die Herstellung eines elektrischen Kontaktes geeignet wäre, da das während des Ziehvorganges verdrängte Material unregelmäßig am Steg der Schiene abgelagert wird.
  • Mit den bisher bekanntgewordenen, permanenten, elektrischen Kontakten der beschriebenen Art ist es also nicht möglich, eine elektrische Kontaktfläche auf beiden Seiten eines Schienensteges herzustellen.
  • Mit den bekannten, elektrischen Kontakten der beschriebenen Art war es bisher nur möglich, zwei unterschiedliche und nebeneinander angeordnete Kontakte vorzusehen, über die lediglich eine annähernd equipotenzielle, elektrische Verbindung mit ungefähr gleichen, elektrischen Merkmale erzielbar waren.
  • Bisher waren stets zwei getrennte, elektrische, permanente Kontakte erforderlich, um einen Leiter auf der eine Seite des Steges eines Schienenkörpers auszuschließen, und auf der anderen Seite des Steges war ein zweiter Kontakt anzuordnen, um einen zweiten Leiter für eine equipotenzielle Verbindung zu einem zweiten Schienenkörper herzustellen.
  • Da bei der bisher bekanntgewordenen Ausführungsform stets zwei nebeneinander angeordnete Bohrungen vorzusehen waren, wurde der Steg des Schienenkörpers mechanisch geschwächt. Aus diesem Grunde war es in verschiedenen Fällen gar nicht erlaubt, angenäherte und nebeneinanderliegende Bohrungen in den Steg des Schienenkörpers einzubringen.
  • Ferner war es bekannt, daß bei besonderen Anwendungsfällen, z.B. in der Nähe eines Kreuzungspunktes von zwei Schienen, nicht genügend Platz für die Vorsehung und Montage von mehreren nebeneinander liegenden, permanenten, elektrischen Kontakten möglich war.
  • Ein weiterer Nachteil einer bekannten Ausführungsform eines permanenten, elektrischen Kontaktes war darin zu sehen, daß bei Vorsehung von mehreren, nebeneinanderliegenden Kontakten die Bearbeitungszeit für die Herstellung der Durchgangsbohrung und die spätere Montage der verwendeten Bauteile des Kontaktes erheblicher war.
  • Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, einen permanenten, elektrischen Kontakt herzustellen, der für elektrische Anschlüsse auf beiden Seiten des Steges eines Schienenkörpers verwendbar ist und gleichzeitig hervorragende und konstante, elektrische und mechanische Merkmale aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines permanenten, elektrischen Kontaktes am Steg eines Schienenkörpers gemäss Anspruch 1 gelöst.
  • Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich, einen Permanenten, elektrischen Kontankt gemäss Anspruch 2 herzustellen.
  • Um eine sichere, formschlüssige Verbindung zwischen dem Deckel und der dem Ziehvorgang unterzogenen Hülse zu schaffen, ist die innenliegende Umfangswand des Deckels konisch ausgebildet.
  • Um eine kraftschlüssige Verbindung und einen hervorragenden elektrischen Kontakt zwischen dem während des Ziehvorganges aus dem hülsenförmigen Körper verdrängten Materials und dem Deckel zu erreichen, wird das aus der zylinderförmigen Hülse verdrängte Material an der hinterschnittenen Umfangswand der konischen Ausnehmung zur Anlage gebracht.
  • Um ein gleichmäßiges und in einer Ebene fortschreitendes Verdrängen des gezogenen Materiales, das in die Ausnehmung des Deckels eingebracht wird, zu erreichen, weist das frei Ende der Hülse in Umfangsrichtung eine kegelstumpfförmig ausgebildete Nute auf.
  • Um dem kalibrierten Ziehwerkzeug der Hülse zu ermöglichen, aus dem das Hülsenende umgebenden Deckel nach Durchführung des Ziehvorganges auszutreten, weist der Deckel eine öffnung auf, die größer bemessen ist als der maximale Durchmesser des Ziehwerkzeuges.
  • Um scharfwinklige Formänderungen des plastisch verformten Hülsematerials zu vermeiden, welches formschlüssig mit der Ausnehmung des Deckels in Verbindung tritt, weist die Eintrittsöffnung in der Ausnehmung des Deckels Abmessungen auf, die mit dem Durchmesser der Bohrung, in welche die zylinderförmige Hülse eingesetzt ist, übereinstimmen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die innenliegende Ausnehmung des Deckels eine hinterschnittene, um 10° gegenüber der Längsachse des Deckels geneigte Umfangswandung auf.
  • Dadurch wird das während des Ziehvorganges verdrängte Material der zylinderförmigen Hülse, das während des Ziehvorganges aus der Bohrung der Hülse austritt, keiner starken Formänderungen während der plastischen Verformung ausgesetzt, und es besteht die Möglichkeit, die Ausnehmung im Inneren des Deckels mit dem verdrängten Material zu füllen, und dieses Material in engen Kontakt mit der hinterschnittenen Wand zu bringen.
  • Um zu vermeiden, daß die während des Ziehvorganges auftretenden Belastungen die ebene Fläche für die Schaffung des elektrischen Kontaktes am Deckel verformen, wird dieser Deckel aus einer Kupferlegierung hergestellt, die sehr gute elektrische Leitfähigkeit sowie eine erhöhte mechanische Widerstandsfähigkeit aufweist.
  • Um zu vermeiden, daß unterschiedliche Wärmedehnungen ein Ablösen zwischen zylinderförmiger Hülse und dem aufgesetzten Deckel eintritt, ist vorgesehen, daß der Deckel und die zylinderförmige Hülse aus Materialien bestehen, die den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
  • Um einen unerwünschten Elektroelyseeffekt zwischen der zylinderförmigen Hülse sowie dem aufgesetzten Deckel, und dem aus Stahl bestehenden Steg des Schienenkörpers zu vermeiden, wird die zylinderförmige Hülse sowie der Deckel mit einer Zinnschicht ummantelt.
  • Um elektrische Leiter an dem permanenten, elektrischen Kontakt anzuschliessen, nimmt die zylinderförmige Hülse, die mit Steg der Schiene und dem abschließenden Deckel in Verbindung steht, eine Schraube auf, und diese Schraube nimmt die Anschlußschuhe der elektrischen Leiter an der Flanschfläche der zylinderförmigen Hülse sowie an der ebenen Fläche des aufgesetzten Deckels auf.
  • Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß mit einer einzigen Bohrung, die in den Steg des Schienenkörpers eingebracht wird, ein elektrischer Kontakt herstellbar ist, der die Möglichkeit eröffnet, zwei elektrische Leiter, die auf beiden Seiten des Steges des Schienenkörpers angeordnet sind, anzuschließen.
  • Da nur eine Bohrung für den Einbau des Kontaktes vorgesehen ist, wird der Steg des Schienenkörpers nicht übermässig geschwächt und kann die auftretenden Belastungen gefahrlos aufnehmen.
  • Es ist ferner vorteilhaft, daß der permanente, elektrische Kontakt mit einem Verfahren und Werkzeugen herstellbar ist, die auf einfache Weise eingesetzt werden können.
  • In vorteilhafter Weise wird durch die innenliegende Ausnehmung des Abschlußdeckels eine Kammer gebildet, die unterschiedliche Mengen des während des Ziehvorganges verdrängten und aus der Durchgangsbohrung der zylindrischen Hülse austretenden Materials aufnehmen kann.
  • Somit ist es möglich, eine beschränkte Anzahl von zylinderförmigen Hülsen und Deckeln mit vorbestimmten Anfangsabmessungen für Schienenkörper einzusetzen, deren Stege unterschiedliche Dicken sowie Durchgangsbohrungen mit unterschiedlichem Durchmesser aufweisen.
  • Mit dem vorgeschlagenen elektrischen, permanenten Kontakt werden die gewünschten Merkmale hinsichtlich einer hervorragenden, elektrischen Leitfähigkeit durch die schlüssige Verbindung zwischen der Deckel und dem plastisch verformten Material, das aus der zylinderförmigen Hülse verdrängt wird, erreicht.
  • Die Merkmale einer guten elektrischen Leitfähigkeit werden ferner durch eine schlüssige Verbindung zwischen dem Aussenmantel der zylinderförmigen Hülse, die expansionsartig während des Ziehvorganges verformt wird, und der Begrenzungsfläche der Bohrung, die in den Steg des Schienenkörpers eingebracht wurde, erzielt.
  • Die Merkmale einer guten elektrischen Leitfähigkeit bleiben unverändert erhalten, auch wenn Vorrichtungen und
  • Arbeitsverfahren sowie Montagevorgänge eingesetzt werden, deren Einsatz in der Praxis mit erheblichen Tolleranzen durchführbar ist.
  • Es konnte festgestellt werden, daß sich das Material der zylinderförmigen Hülse während der plastischen Verformung an unterschiedliche Formen oder Abmessungen der in den Schienensteg eingebrachten Bohrung und an Ungenauigkeiten in der Verbindung mit dem Deckel anpaßt.
  • Der Erfindungsgegenstand wird nun genauer beschrieben und anhand eines Ausführungsbeispieles in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1 im Schnitt eine zylinderförmige Hülse, vor Bearbeitung durch einen Ziehvorgang;
    • Figur 2 im Schnitt einen am Hülsenende anzubringenden Deckel; Figur 3, 4, 5 im Schnitt drei unterschiedliche Verfahrensschritte während der Herstellung eines dauerhaften, elektrischen Kontaktes;
    • Figur 6 im Schnitt zwei dauerhafte, elektrische Kontakte, die an einem Steg mit unterschiedlicher Dicke angebracht wurden;
    • Figur 7 und 8 in perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt, zwei Seiten eines permanenten, elektrischen Kontaktes mit Kabelschuhen und elektrischen Leitern.
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine zylinderförmige Hülse sowie ein am freien Ende der Hülse angebrachter Deckel dargestellt.
  • Diese Teile sind gesamthaft mit 1 und 2 gekennzeichnet.
  • Die zylinderförmige Hülse 1 weist ein Zylinderstück 3 auf.
  • An einem Ende weist die zylinderförmige Hülse 1 einen angeformten Flansch 4 auf, der als Anlageflansch und als elektrischer Kontakt ausgebildet ist.
  • Die zylinderförmige Hülse 1 wird in Axialrichtung von einer Bohrung 102 durchdrungen.
  • An der Außenseite weist der Flansch 4 eine leicht ballig ausgebildete Fläche 5 auf.
  • Der Flansch 4 der zylinderförmigen Hülse 1 weist eine Ausnehmung 6 auf, die geeignet ist, den Kopf eines Ziehwerkzeuges 7 aufzunehmen, mit dem der Ziehvorgang der zylinderförmigen Hülse 3 des Bauteiles 1 erfolgt (Figur 4).
  • Das freie Ende der zylinderförmigen Hülse 3 weist ferner an seinem stirnseitigen Ende eine Ausnehmung 10 auf, die geeignet ist, dem während des Ziehvorganges entstehenden Materialwall aufzunehmen.
  • Die Ausnehmung 10 hat in vorteilhafter Weise kegelstumpfartige Form.
  • Der Abschlußdeckel 2 weist auf einer Seite eine ebene Fläche 15 auf, um eine elektrische Kontaktfläche zu schaffen.
  • Die Bohrung 16 der Deckels 2 weist einen Durchmesser auf, der größer als der maximale Querschnitt des Ziehkopfes 7 ist. Der Deckel 2 weist ferner eine innenliegende Ausnehmung 20 auf.
  • In vorteilhafter Weise ist die innenliegende Ausnehmung 20 konisch ausgebildet und wird von einer umlaufenden Wand begrenzt, die eine Hinterschneidung bildet.
  • Der Eintritt 21 der Ausnehmung 20 weist einen Durchmesser 22 auf, der etwas größer als der Durchmesser 25 der zylinderförmigen Hülse 3 ist.
  • In vorteilhafter Weise sind die Abmessungen 22 des Eintrittes 21 der innenliegenden Ausnehmung 20 übereinstimmend mit dem Durchmesser 27 der Bohrung 28 gewählt. In diese Bohrungen 28 wird die zylinderförmige Hülse 3 des Teiles 1 für die Herstellung eines permanenten, elektrischen Kontaktes am Steg eines Schienenstranges eingesetzt.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist die innenliegende Ausnehmung 20 eine umlaufende Wand 30 auf, die um ungefähr 10° gegenüber der Achse 31 der Deckel 2 geneigt ist.
  • Die innere Ausnehmung 20 weist eine Tiefe 32 auf, die ausreichend ist, um im Inneren der Deckel 2 eine Kammer 33 zu begrenzen. Die Kammer ist derartig ausgelegt, daß sie eine größtmögliche Materialmenge, die während des Ziehvorganges der zylinderförmigen Hülse 1 verdrängt wird, aufnehmen kann.
  • Die zylinderförmige Hülse 1 besteht aus elektrisch leitendem Material, z.B. aus elektrolytischem Kupfer.
  • Die Deckel 2 ist aus einem elektrisch leitendem Material hergestellt, daß mechanische Merkmale aufweist, die ausreichend sind, um die auftretenden Druckkräften während des Ziehvorganges aufzunehmen.
  • Aus diesem Grunde ist die Deckel 2 in vorteilhafter Weise aus einer Kupferlegierung hergestellt, z.B. Kupfer, das mit Beryllium, Strontium, Zirkonium, Nickel-Silizium legiert wurde.
  • In vorteilhafter Weise ist die zylinderförmige Hülse 1 und die Deckel 2 unter Einsatz eines Materials hergestellt, das gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
  • Auf diese Weise wird die zylinderförmige Hülse und die aufgesetzte Deckel aufgrund thermischer Veränderungen gleichmässig verformt werden, wodurch ein Ablösen zwischen der zylinderförmigen Hülse 1 und der Deckel 2 vermieden wird, und somit Verschlechterung des elektrischen Kontaktes sowie kein gegenseitiges Trennen der Bauteile eintritt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die zylinderförmige Hülse 1 und die Deckel 2 mit einer Zinnschicht ummantelt werden.
  • Die Vorsehung einer Zinnschicht verhindert einen unerwünschten Oxidationsvorgang an Teilen des elektrischen Kontaktes.
  • Ferner wird durch die Vorsehung einer Zinnschicht eine mögliche Elektrolyse zwischen dem Kupfermaterial der zylinderförmigen Hülse sowie dem aufgesetzten Deckel und dem aus Stahl bestehenden Schienenkörper vermieden. Dies aufgrund der Tatsache, daß Zinn elektrolytisch in einer Zwischenposition zwischen diesen beiden Metallen liegt.
  • Den Figuren 3, 4 und 5 können die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung eines doppelten, elektrischen, permanenten Kontaktes, der am Steg 40 eines Schienenkörpers 52 anzubringen ist, entnommen werden.
  • Der erste durchzuführende Verfahrensschritt besteht darin, daß der Steg 40 des Schienenkörpers mit einer durchgehenden Bohrung versehen wird. Dabei ist vorgesehen, daß der Durchmesser des Bohrwerkzeuges geringfügig größer als die Abmessungen 25 des Umfangsmantels 26 der zylinderförmigen Hülse 3 ist.
  • Auf diese Weise kann die Bohrung 28 des Steges 40 des Schienenkörpers die zylinderförmige Hülse 3 frei aufnehmen.
  • Um überprüfen zu können, ob die Bohrung 28 mit dem gewünschten Durchmesser 27 erstellt wurde, eröffnet sich die Möglichkeit, in die Bohrung 28 ein Mess- und Kontrollkaliber einzusetzen.
  • Dieses Kaliber weist geeigte Formgestaltung auf und wird zusammen mit der nicht dargestellten Montageeinrichtung geliefert.
  • Für den Fall, daß die Durchgangsbohrung 28 bereits zu einem früheren Zeitpunkt hergestellt wurde, ist es notwendig zu gewährleisten, daß die Wandfläche der Bohrung 28 frei von Schmutzablagerungen ist, welche die Qualität des herzustellenden elektrischen Kontaktes beeinflussen könnten.
  • Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Fläche einer bereits bestehenden Bohrung 28 einer Nachbearbeitung zu unterziehen.
  • Ist die Bohrung 28 im Steg 40 des Schienenkörpers fertiggestellt, wird es möglich sein, in Richtung des Pfeiles 41 eine zylindrische Hülse 1 in die Bohrung einzusetzen, wobei der Flansch 4 mit der Seitenfläche des Steges 40 des Schienenkörpers in Anlage gebracht wird.
  • Anschließend ist es möglich, in die Durchgangsbohrung 102 der zylinderförmigen Hülse das kalibrierte Kopfstück 7 des Ziehwerkzeuges einzusetzen.
  • Das kalibrierte Kopfstück 7 des Ziehwerkzeuges wird in die Durchgangsbohrung 102 der zylinderförmigen Hülse 1 von der Seite des Anlageflansches 4 eingesetzt.
  • Dabei wird das kegelstumpfförmig ausgebildete Teil 43 des kalibrierten Ziehkopfes 7 (in Richtung des Pfeiles 44) in die innere Ausnehmung 6 der zylinderförmigen Hülse 1 eingesetzt.
  • In vorteilhafter Weise wurde in die Ausnehmung 6 vor Einbringen des Ziehwerkzeuges ein Gleitmittel eingebracht.
  • Eine Verlängerung des kalibrierten Kopfes des Ziehwerkzeuges 7 tritt nach Einsetzen in die Durchgangsbohrung 102 der Hülse 1 auf der dem Flasch 4 gegenüberliegenden Seite der Hülse aus dieser aus.
  • Anschließend erfolgt ein Aufsetzen der Deckel 2 in Übereinstimmung mit dem freien Ende der zylinderförmigen Hülse 3, das aus der Bohrung 28 des Steges 40 des Schienenkörpers 52 austritt.
  • Die innenliegende Ausnehmung 20 der Deckel 2 ist dabei auf den Steg 40 des Schienenkörpers gerichtet (Pfeil 42).
  • Auf diese Weise erfolgt ein Zentrieren der Deckel 2 gegenüber der Bohrung 28 im Steg 40 des Schienenkörpers und somit gegenüber dem Schaft 3 der zylinderförmigen Hülse 1.
  • Es ist nun möglich, das freie Ende des Schaftes des kalibrierten Ziehkopfes 7, der aus der Deckel 2 herausragt, mit einer Ziehvorrichtung (nicht dargestellt) zu verbinden.
  • Bei Durchführung des Ziehvorganges (in Richtung des Pfeiles 45) wird durch den kalibrierten Ziehkopf 7 ein Ziehvorgang in Richtung der Deckel 2 vorgenommen, und es tritt eine Materialverdrängung ein, die zu einem Verschieben des Materials führt, das die Durchgangsbohrung 102 begrenzt.
  • Dem Ziehvorgang wird in geeigneter Weise über die Ziehvorrichtung entgegengewirkt, da diese die auftretenden Kräfte auf die ebene Fläche 15 der Deckel 2 überträgt (Pfeil 46).
  • Die Deckel 2 wird in Anlage mit dem Steg 40 des Schienenkörpers gehalten. Das konische Teilstück 43 des Ziehkopfes 7 bringt während des Expansionsziehvorganges der Hülse 1 derenn äußeren Mantel 26 in kraftschlüssige Verbindung mit der Wandung der Bohrung 28, wodurch ein hervorrangender, dauerhafter, elektrischer Kontakt geschaffen wird.
  • Die durch den Kopf 43 des Ziehwerkzeuges hervorgerufene Krafteinwirkung verformt die anfangs ballig ausgebildete Oberfläche 5 des Flansches 4 der zylinderförmigen Hülse 1 in eine ebene Fläche (Pfeil 47).
  • Das verdrängte Material der zylinderförmigen Hülse 3 häuft sich wallartig während des Ziehvorganges an und wird in der Kammer 33, die von der Ausnehmung 20 der Deckel 2 gebildet ist, (Pfeil 48) aufgenommen.
  • Beim Durchlauf des kalibrierten Ziehkopfes 7 durch die Hülse 3 strömt das angehäufte Material zur Wand 30 der Deckel 2 und erzeugt somit den gewünschten elektrischen Kontakt zwischen Hülse 1 der Deckel 2 und bildet gleichzeitig eine kraftschlüssige und auch formschlüssige Verbindung zwischen Deckel 2 und dem Ende der Hülse 1.
  • Während des Ziehvorganges wird das freie Ende des Schaftes 3, dank der Vorsehung einer kegelförmig ausgebildeten Ausnehmung 10, derartig verformt, daß der kopfseitige Rand eben bleibt. Auf diese Weise wird vermieden, daß das verdrängte Material, das aus der Bohrung 28 austritt, über die Bohrung 16 aus der Deckel austritt und ein Hindernis für die einwandfreie Montage eines Kabelschuhes an der Fläche 15 der Deckel 2 bilden könnte
  • Der Figur 6 kann entnommen werden, daß in vorteilhafter Weise, unter Verwendung eines elektrischen Kontaktes, eine Anordnung an Stegen von Schienenkörpern mit unterschiedlicher Dicke 100, 101 möglich wird.
  • Besonders der Figur 6 kann entnommen werden, daß dank des vorgesehenen Volumens der Kammmer 33, die durch die innere Ausnehmung 20 festgelegt wird, die Möglichkeit besteht, unterschiedliche Materialmengen des verdrängten Materials während des Ziehvorganges, in Abhängigkeit von unterschiedlichen Längen 100, 101 der Bohrung 28, im Steg 40 des Schienenkörpers 52 aufzunehmen.
  • Der Figur 7 und 8 kann entnommen werden, wie zwei elektrische Leiter 50 mit ihren Anschlußschuhen 51 zu beiden Seiten des Steges 40 des Schienenkörpers 52, unter Verwendung einer einzigen Hülse 1, montiert-werden.
  • Sobald der Kabelschuh 53 des Kabelendes 51 an der ebenen Fläche 15 des elektrischen Kontaktes auf der Seite der Deckel 2 sowie auf der Fläche 4 des Flansches 4 der zylinderförmigen Hülse 1 angeordnet sind, werden beide Kabelschuhe unter Verwendung einer einzigen Schraube 55 montiert und fest verspannt.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung eines permanenten, elektrischen Kontaktes am Steg (40) eines Schienenkörpers (52) mittels Durchführung eines Ziehvorganges, wobei in den Steg (40) des Schienenkörpers (52) eine Durchgangsbohrung (28) eingebracht und in diese Durchgangsbohrung (28) eine zylinderförmige Hülse (3) eingesetzt wird, die eine Durchgangsbohrung (102) aufweist und an einem Ende einen Anlageflansch (4) aufweist, der mit einer Seite des Steges (40) des Schienenkörpers (52) zur Anlage gebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am freien Ende der, den Schienensteg durchdringenden, zylinderförmigen Hülse (3) ein Deckel (2) aufgesetzt wird, der mit einer innenliegenden Ausnehmung (20) das Ende der Hülse (3) umgibt und, daß die Durchgangsbohrung (102) einem Ziehvorgang unterzogen wird und das verdrängte Material in die innenliegende Ausnehmung (20) des Deckels (2) eingebracht und an den Wänden (30) der Ausnehmung (20) Kraft-und formschlüssig zur Anlage gebracht wird.
  2. Permanenter, elektrischer Kontakt am Steg (40) eines Schienenkörpers (52), wobei der Kontakt einem Ziehvorgang ausgesetzt wird und der Steg (40) des Schienenkörpers (52) eine Durchgangsbohrung (28) zur Aufnahme einer zylinderförmigen Hülse (3) aufweist, die mit einer Durchgangsbohrung (102) versehen ist und an einem Ende einen Anlageflansch (4) trägt, der an einer Seite des Steges (40) des Schienenkörpers (52) anliegt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf der dem Anlageflansch (4) gegenüberliegenden Seite des Schienensteges (40) ein, das freie Ende der zylinderförmigen Hülse (3), umgreifender Deckel (2) angeordnet ist, der an seiner Aussenseite eine ebene Kontaktfläche (15) aufweist, daß der Deckel (2) auf seiner zum Steg (40) gerichteten Seite eine innenliegende Ausnehmung (20) aufnimmt, die das freie Ende der zylinderförmigen Hülse (3) umgreift, und in die innenliegende Ausnehmung (20) des Deckels (2) das während des Ziehvorganges der Durchgangsbohrung (102) verdrängte Material eingebracht wird und dieses an den Wänden des Ausnehmung (20) kraft-und formschlüssig anliegt.
  3. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (20) des Deckels (2) konische Form aufweist.
  4. Eletrischer Kontakt, nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Durchgangsbohrung (102) der Hülse (3) verdrängte Material, an der eine Hinterschneidung bildenden Wand (30) der Ausnehmung (20) zur Anlage kommt.
  5. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der zylinderförmigen Hülse (3) kopfseitig eine kegelstumpfartige Ausnehmung (10) aufweist.
  6. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) eine Bohrung (16) aufweist, die größeren Durchmesser hat als Kopf des Ziehwerkzeuges (7).
  7. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt (21) der Ausnehmung (20) der Deckel (2) eine Abmessung (22) aufweist, die mit dem Durchmesser (27) der Bohrung (28) im Steg (40) übereinstimmmt.
  8. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Ausnehmung (20) des Deckels (2) eine Wand (30) aufweist, die eine Hinterschneidung begrenzt und die Wand (30) mit einem Winkel von 10° gegenüber der Achse (31) des Deckels (2) angeordnet ist.
  9. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) aus einer Kupferlegierung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht.
  10. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) aus einer Kupferlegierung mit erhöhter mechanischer Festigkeit besteht.
  11. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) und die zylinderförmige Hülse (1) aus einem Material bestehen, daß gleichen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
  12. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Hülse (1) und der Deckel (2) mit einer Zinnschicht ummantelt sind.
  13. Elektrischer Kontakt, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Hülse (1), die mit dem Deckel (2) und dem Steg (40) des Schienenkörpers (52) verbunden ist, eine Schraube (55) aufnimmt und die Schraube (55) die mit Anschlußschuhen (51) versehenen Leiter (50) aufnimmt und diese Anschlußschuhe unter Verwendung von Schraubverbindungen (55) an die Fläche (5) des Flansches (4) der Hülse (1) und an die ebene Fläche (15) des Deckels (2) gepresst sind.
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