NL1012078C2 - Spoorstaaf met elektrische scheidingslas, spoorstaafdeel, isolator en overbruggingsmiddel daarvoor, alsmede werkwijze voor de vervaardiging van die spoorstaaf. - Google Patents

Description

Titel: Spoorstaaf met elektrische scheidingslas, spoor staaf deel, isolator en overbruggingsmiddel daarvoor, alsmede werkwijze voor de vervaardiging van die spoorstaaf.

5

Bekende elektrische scheidingslassen voor een spoorstaaf zijn nadelig omdat zij bijvoorbeeld gecompliceerd, storingge-voelig of onderhoudintensief zijn.

De uitvinding stelt een elektrische scheidingslas voor 10 die zowel toepasbaar is in een doorgelast spoor als in een niet-doorgelast spoor. Bij voorkeur wordt daarbij uitgegaan van een zgn. kopse aansluiting van de in eikaars verlengde gelegen spoorstaafdelen, waarbij die aansluiting bij voorkeur zo is vormgegeven, dat een over de spoorstaaf rollend wiel 15 althans in hoofdzaak stootloos passeert.

In een aspect beoogt de uitvinding een elektrische scheidingslas van vereenvoudigde uitvoering. In een aspect beoogt de uitvinding een elektrische scheidingslas die gemakkelijk is te maken. In een aspect beoogt de uitvinding een elektrische 20 scheidingslas die geschikt is voor een hoge drukbelasting en/of trekbelasting die werkzaam is in lengterichting van de spoorstaaf. In een aspect beoogt de uitvinding een elektrische scheidingslas waarmee een grote vertikale kracht kan worden doorgeleid (bijvoorbeeld de belasting uit een wielstel van een 25 passerende trein). In een aspect beoogt de uitvinding een elektrische scheidingslas die een lijmverbinding omvat, in het bijzonder voor krachtdoorleiding in lengterichting van de spoorstaaf en/of voor doorleiding van vertikale krachten (bijvoorbeeld de belasting uit een wielstel van een passerende 30 trein). In een aspect beoogt de uitvinding een elektrische scheidingslas waarbij de krachtdoorleiding althans in hoofdzaak voor rekening komt van een pen-gatverbinding, zoals een boutverbinding. In een aspect beoogt de uitvinding het vermijden of verminderen van de noodzaak, de steek van de dwarslig-35 gers bij de scheidingslas te verkleinen. In een aspect beoogt de uitvinding een elektrische scheidingslas van hoge elektrische en mechanische betrouwbaarheid. In een aspect beoogt de uitvinding een combinatie van een of meer van de hiervoorgaan- 11' · o 7 e 2 de aspecten.

De uitvinding, zoals gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies, is gekenmerkt doordat de spoorstaafeinden die op elkaar aansluiten via de elektrische scheidingslas zodanig in 5 vorm aan elkaar zijn aangepast, dat een uitstekend deel aan het ene einde steekt in een teruggenomen deel aan het andere einde. Bij voorkeur bevindt het teruggenomen deel zich tussen twee tegenoverliggende, althans in hoofdzaak parallelle zijranden van de spoorstaaf. Bij voorkeur heeft het uitstekende 10 deel althans een schuine zijde. Bij voorkeur is het uitstekende deel althans in hoofdzaak symmetrisch van vorm. Bij voorkeur is de vormgeving zodanig gekozen dat sprake is van een geleidelijke overgang tussen de spoorstaafeinden, zodat een over de spoorstaaf rollend wiel die spleet althans in hoofd-15 zaak stootloos passeert.

In het hiernavolgende wordt de uitvinding nader toegelicht aan de hand van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening. Deze toont in: 20 Fig. 1-3 een boven-, uiteengetrokken zij- respectievelijk kops aanzicht van een bij voorkeur stalen spoorstaaf met elektrische scheidingslas volgens de uitvinding;

Fig. 4 een geprefabriceerde galvanische isolator in zijaanzicht; 25 Fig. 5-8 een eerste alternatieve, niet-beperkende, uitvoering van de uitvinding, met in:

Fig. 5 een bovenaanzicht;

Fig. 6 een zij-aanzicht;

Fig. 7 een doorsnede-aanzicht volgens de lijn VII-VII in 30 fig. 5; en

Fig. 8 een doorsnede-aanzicht volgens de lijn VIII-VIII in fig. 5;

Fig. 9 en 10 in een aanzicht overeenkomstig fig. 7 resp. 8 een tweede alternatieve, niet-beperkende uitvoering van de 35 uitvinding;

Fig. 11 en 12 in een aanzicht overeenkomstig fig. 7 resp. 8 een derde alternatieve, niet-beperkende uitvoering van de uitvinding; en 5 0 ; o 7 8 3

Fig. 13 en 14 het vooraanzicht resp. bovenaanzicht van de geprefabriceerde galvanische isolator van fig. 4.

De spoorstaaf 1 heeft een voor bijvoorbeeld trein-, metro, of tramverkeer gebruikelijke uitvoering en lengte. Deze 5 vormt samen met een tweede overeenkomstige, eventueel eveneens met een elektrische scheidingslas uitgeruste, op afstand althans in hoofdzaak parallel daaraan zich uitstrekkende spoorstaaf (niet zichtbaar) een gebruikelijke spoorbaan voor bijvoorbeeld een trein, metro, of tram, waartoe die spoors'ta-10 ven bijvoorbeeld door zich op afstand van elkaar bevindende houten of betonnen dwarsliggers of een doorlopende betonnen bedding aaneen bevestigd zijn.

Ter plaatse van de elektrische scheidingslas 2 is een galvanische onderbreking in de spoorstaaf gemaakt, bijvoor-15 beeld ten behoeve van baanvaksignalering. Ten behoeve van het verband tussen de bij elkaar komende spoorstaafeinden 3, 4, strekken zich ter weerszijden van het lijf van de spoorstaaf een beslagplaat 5 uit, die zich onder tussenkomst van geschikte galvanische isolatoren 16, zoals van hard kunststof (bij-20 voorbeeld nylon), tegen de spoorstaveneinden afsteunen. Die beslagplaten worden tegen aan de spoorstaaf geklemd door geschikte klemmiddelen, zoals bouten 7, eveneens onder gebruikmaking van geschikte galvanische isolatoren 8, zoals hard kunststof bussen.

25 Om de in de spoorstaaf werkzame krachten op te kunnen nemen (ordegrootte bijvoorbeeld 80.000 kgf in lengterichting van de spoorstaaf bij een zgn. doorgelast spoor) zijn bij voorkeur de beslagplaten 5 vastgelijmd aan de spoorstaaf 1 bij de elektrische scheidingslas, bijvoorbeeld door een geschikte 30 twee componenten koudlijm, bijvoorbeeld op epoxy-basis. Deze lijm bevindt zich in de tussenruimte 15. De lijmhechting heeft bijvoorbeeld een afschuifsterkte van ten minste 10 N/mm2, bij voorkeur ten minste ongeveer 15 N/mm2, zoals ongeveer 18 N/mm2. Bij een dergelijk niveau van de afschuifsterkte hebben de 35 bouten 7 slechts tot doel, de bij de afschuifbelasting optredende afpelkrachten te compenseren.

In geval van een niet doorgelast spoor zijn de niveau's van de optredende, krachtdoorleidende, afschuifkrachten vol- 1 0 Ί ά 0 7 8 4 doende laag om deze krachtdoorleiding via afschuiving althans in hoofdzaak plaats te laten vinden via de bouten 7, zodat sprake is van een pen-gatverbinding tussen een beslagplaat 5 en de spoorstaaf 1. De tussenruimte 15 kan dan gevuld zijn met 5 een minder sterke galvanisch isolerende vormvaste vulling, zoals bijvoorbeeld kunststof.

Ten behoeve van een betrouwbare lijmverbinding verdient het de voorkeur, de te lijmen vlakken voorafgaande aan het lijmen geschikt te behandelen, zoals ontvetten en gritstralen. 10 Volgens de uitvinding heeft in bovenaanzicht de kop 9 van het ene spoorstaafeinde een althans in hoofdzaak V-vormig uitsteeksel en de kop 9 van het andere spoorstaaf einde een althans in hoofdzaak gelijkvormige uitsparing. De spleetbreed-te tussen de kopeinden is bij voorkeur zo constant mogelijk.

15 In de spleet tussen de spoorstaafeinden is een althans over de hoogte van de spoorstaafkop, bij voorkeur over althans de gehele hoogte van de spoorstaaf zich uitstrekkende, bij voorkeur geprefabriceerde, bij voorkeur plaatvormige galvanische isolator 10 aangebracht, bijvoorbeeld van hard kunststof 20 zoals nylon, bijvoorbeeld met een dikte van enige millimeters, zoals ongeveer 6 mm. Bij althans de kop kan die isolator aan de spoorstaafeinden vastgelijmd zijn. De lijmlaagdikte is bij voorkeur een fractie van een millimeter.

De in fig. 5-8 getoonde spoorstaaf 1 is ter plaatse van 25 de elektrische scheidingslas 2 ter weerszijden uitgerust met een extra versterkte, stalen, massieve, overbruggingslasplaat 5. Betrokken op zijn lengterichting heeft elke lasplaat 5 een verdikt middendeel 11 en verjongde uiteinden 12.

Het verdient de voorkeur dat het middendeel 11 althans 30 25% dikker is dan het verjongde uiteinde 12.

Op een wijze die overeenstemt met de uitvoering volgens fig. 1-3 is bij deze uitvoering de lasplaat 5 doorboord door vier draadeinden 13. Er kan ook een ander, eventueel oneven, maar bij voorkeur even, aantal draadeinden 13 toegepast zijn, 35 zoals twee of zes of acht. Met bijvoorbeeld een geschikte bekleding van bijvoorbeeld galvanisch isolerende kunststof, is elk draadeind galvanisch geïsoleerd ten opzichte van de spoorstaaf 1. De lasplaten 5 ter weerszijden van de spoorstaaf 1 1 0 1 y 0 7 8 5 worden naar elkaar toegetrokken door moeren 14 op de draadein-den 13, met tussen de moeren 14 en de lasplaat 5 bij voorkeur een borgring 20 of vulring.

Evenals bij fig. 1-3, zijn de lasplaten 5 van fig. 5-8 5 galvanisch geïsoleerd van de spoorstaaf 1 terwijl zij aan althans het lijf van de spoorstaaf 1 zijn vastgelijmd om via die lijmverbinding krachten vanuit het ene spoorstaafeinde op het andere spoorstaafeinde over te dragen. Die krachten kunnen enerzijds trek- en/of drukkrachten zijn die in lengterichting 10 van de spoorstaaf 1 werkzaam zijn, bijvoorbeeld opgewekt door krimpen of uitzetten van de spoorstaaf 1. Anderzijds kunnen die krachten dwarskrachten zijn die vertikaal gericht zijn, bijvoorbeeld opgewekt door een passerend wiel van een trein.

Fig. 7 en 8 tonen hoe de spleet 15 tussen een lasplaat 5 15 en de spoorstaaf 1 geheel is gevuld met een geschikte galvanisch isolerende lijm (in de tekening gearceerd). Zich in lengterichting van de spoorstaaf 1 uitstrekkende geprefabriceerde pezen 6 begrenzen de spleet 15 in lengterichting van de spoorstaaf 1. In combinatie met op verschillende lokaties in 20 de spleet geplaatste galvanisch isolerende, geprefabriceerde lokale afstandhouders 16 zijn deze pezen 6 bestemd voor het handhaven van de spleetbreedte tijdens het uitharden van de aanvankelijk vormvrije lijm. Deze galvanisch isolerende pezen 6 bieden in langsrichting van de spoorstaaf 1 een afdichting 25 van de spleet 15. De lokale afstandhouders zijn bijvoorbeeld dopvormig.

Nadat de lijm is uitgehard, kunnen de moeren 14 worden aangedraaid zodat de hechtverbinding tussen de spoorstaaf 1 en de respectieve lasplaat 5 een drukspanning ondervindt die 30 opgewekte afpelkrachten tegenwerkt.

Fig. 9 en 10 tonen een uitvoering die afwijkt van die van fig. 7 en 8 doordat de pezen 6 weggelaten zijn, en een groter aantal lokale afstandhouders'16 toegepast is. Eventuele lucht-insluitsels in de nog niet uitgeharde lijm kunnen nu ontwij-35 ken.

Fig. 11 en 12 tonen een uitvoering die afwijkt van die van fig. 7 en 8 doordat de pezen 6 en afstandhouders 16 weggelaten zijn, terwijl de spleetbreedte gedeeltelijk is opgevuld 1012078 6 met een geprefabriceerde, bij voorkeur galvanisch isolerende, vormvaste vulling 17, bijvoorbeeld een plaat zoals van poly-carbonaat. Zowel aan de naar de spoorstaaf 1 als de lasplaat 5 toegekeerde zijde is de plaat 17 bedekt met een lijmlaag 19, 5 om aan de spoorstaaf 1 resp. de lasplaat 5 gehecht te zijn. De lijmlagen zijn nu dunner, hetgeen de sterkte van de hechtver-binding ten goede komt.

Fig. 12 toont voorts de op zich bekende klemmiddelen 18 waarmee de spoorstaaf 1 op een zich onder de klemmiddelen 10 bevindende ondergrond, zoals een biels (niet zichtbaar), bevestigd is.

In het bijzonder wegens de extra versterkte overbrug-gingslasplaat 5 is de scheidingslas volgens de uitvoeringen van fig. 5-12 geschikt om uitgevoerd te worden zonder de 15 noodzaak, de aangrenzende dwarsliggers dichter naar elkaar toe te brengen. Bij de bekende oplossing wordt ter plaatse van de scheidingslas de steek van de dwarsliggers teruggebracht van een gebruikelijke maat van bijvoorbeeld 600 mm naar bijvoorbeeld 250 mm, zodat de dwarsliggers dan tegen elkaar liggen. 20 Echter, onder omstandigheden, is het denkbaar dat voor de scheidingslas volgens de uitvinding de dwarsliggers bij de scheidingslas wel dichter naar elkaar toe gebracht worden, bijvoorbeeld tot een steek van bijvoorbeeld 480 mm.

Ook van de hierboven beschreven uitvoering afwijkende 25 varianten behoren tot de uitvinding. Bijvoorbeeld kan de V-vorm worden vervangen door een U- of W-vorm. Bijvoorbeeld zijn de spoorstaafdelen niet aaneen gelijmd, bijvoorbeeld bij toepassing in een niet-doorgelast spoor, zodat de galvanische isolator tussen de koppen daartussen geklemd is, dan wel een 30 laagwaardiger, althans in hoofdzaak geen kracht overdragend kleefmiddel tussen isolator en spoorstaaf is toegepast, waarbij dat kleefmiddel bijvoorbeeld bestemd is om de onderdelen tijdens montage in de gewenste positie ten opzichte van elkaar te houden. De doorkoppeling van de lijven van de spoorstaaf-35 einden kan bijvoorbeeld langs alternatieve weg, bijvoorbeeld door een lijmverbinding.

Ook behoort tot de uitvinding een uitvoeringsvorm die tot stand gekomen is door een of meer kenmerken van een van de 1012078 7 hiervoor beschreven uitvoeringen te combineren met een of meer kenmerken van een of meer andere van de hiervoor beschreven uitvoeringen.

Van belang is, dat twee in eikaars verlengde liggende 5 spoorstaven onder tussenkomst van galvanisch isolatiemateriaal op elkaar aansluiten, waarbij de ene spoorstaaf een uitsteeksel heeft dat is opgenomen in een uitsparing aan de andere.

Een bespreking van een aantal tot de stand van de techniek behorende documenten is als volgt: 10 DE-A-2.951.570, als uitgangspunt van de hierbij gevoegde conclusie 1, openbaart een spoorstaaf met elektrische schei-dingslas waarbij de op elkaar aansluitende spoorstaafeinden naar hun uiteinde toe geleidelijk in breedte afnemend zich naast elkaar uitstrekken. Hierdoor heeft zich weliswaar een 15 lapnaad gevormd, echter is deze elektrische scheidingslas ongeschikt voor een doorgelast spoor terwijl een over de spoorstaaf rollend wiel de las niet stootloos kan passeren. Dit geldt eveneens voor FR-A-1.045.380 en DE-A-3.420.712. De scheidingslas met stootnaad geopenbaard in US-A-5.503.331 of 20 US-A-3.154.250 of US-A-4.466.570 is weliswaar geschikt voor een doorgelast spoor, echter zal een de las passerend wiel een aanzienlijke stoot ondervinden.

CN-A-1.172.879 heeft geen betrekking op een spoorstaaf met elektrische scheidingslas, en is daarom niet relevant voor 25 dit onderwerp. Bovendien ontbreekt enige aanwijzing dat deze openbaarmaking betrekking heeft op een spoorstaaf, laat staan verband houdt met doorgelast spoor.

De overige geciteerde Amerikaanse octrooischriften zijn alleen al wegens hun ouderdom hier niet relevant: gebruiksom-30 standigheden van moderne spoorwegen verschillen aanzienlijk van die van vooroorlogse spoorwegen. Het lijkt daarom niet voor de hand liggend, dergelijke verouderde kennis toe te passen op moderne ontwikkelingen.

1012078

Claims (19)

1. Spoorstaaf met elektrische scheidingslas, met twee in eikaars verlengde liggende spoorstaafdelen waarvan de naar elkaar gekeerde spoorstaafeinden onder tussenkomst van galva- 5 nisch isolatiemateriaal op elkaar aansluiten, waarbij die spoorstaafeinden die op elkaar aansluiten via de elektrische scheidingslas zodanig in vorm aan elkaar zijn aangepast, dat zij een lapnaad vormen, gekenmerkt, doordat een uitstekend deel aan het ene spoorstaafeinde steekt in een teruggenomen 10 deel aan het andere spoorstaafeinde.

2. Spoorstaaf volgens conclusie 1, waarbij het ene spoor-staafeinde een althans in hoofdzaak V- of U- of W- vormig uitstekend deel heeft.

3. Spoorstaaf volgens conclusie 1 of 2, waarbij het terugge-15 nomen deel zich tussen twee op onderlinge afstand althans in hoofdzaak parallelle randen van het respectieve spoorstaafein-de bevinden.

4. Spoorstaaf volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij het uitstekende resp. teruggenomen deel althans in hoofdzaak aan 20 de kop van de spoorstaaf zijn uitgevoerd.

5. Spoorstaaf volgens een van de conclusies 1-4, waarbij een overbruggingsmiddel, zoals een overbruggingslasplaat, in langsrichting van de spoorstaaf lopend galvanisch isolerend aan beide spoorstaafdelen bevestigd is.

6. Spoorstaaf volgens conclusie 5, waarbij van dat overbrug gingsmiddel de dikte naar althans een uiteinde toe afneemt.

7. Spoorstaaf volgens conclusie 5 of 6, waarbij zich ter weerszijden van de spoorstaaf een overbruggingsmiddel bevindt.

8. Spoorstaaf volgens een van de conclusies 5-7, waarbij het 30 overbruggingsmiddel van metaal, in het bijzonder staal, is.

9. Spoorstaaf volgens een van de conclusies 1-8, waarbij de spoorstaafeinden aaneen gelijmd zijn, bij voorkeur met een wezenlijk aan de krachtdoorleiding bijdragend kleefmiddel.

10. Spoorstaaf volgens een van de conclusies 1-9, waarbij de 35 spoorstaafeinden bij voorkeur wezenlijk krachtdoorleidend aan elkaar zijn bevestigd door mechanische verbindingsmiddelen.

11. Spoorstaaf volgens conclusie 10, waarbij die mechanische verbindingsmiddelen een galvanisch geïsoleerde pen-gat verbinding, zoals een boutverbinding omvatten. 1012078

12. Spoorstaaf volgens een van de conclusies 1-11, waarbij althans een van de overbruggingsmiddelen zodanig aan de spoorstaaf gelijmd is, dat de krachtdoorleiding althans in hoofdzaak via die lijmverbinding loopt.

13. Spoorstaaf volgens een van de conclusies 1-12, waarbij tussen het overbruggingsmiddel en de spoorstaaf een spleet gehouden is, die althans ten dele gevuld is met lijm.

14. Spoorstaaf deel voor het maken van een spoorstaaf met elektrische scheidingslas volgens een van de voorgaande con- 10 clusies, waarbij dit bij voorkeur aan althans een uiteinde een uitstekend of teruggenomen deel heeft voor steken in resp. opnemen van een teruggenomen resp. uitstekend deel aan het uiteinde van een volgend spoorstaafdeel.

15. Galvanische isolator, bijvoorbeeld van kunststof, waarvan 15 de vorm althans in hoofdzaak is aangepast voor het althans in hoofdzaak opvullen van de spleet tussen de spoorstaafeinden bij de elektrische scheidingslas van de spoorstaaf volgens een van de conclusies 1-13.

16. Isolator volgens conclusie 15, waarbij deze van hard 20 kunststof, zoals bijvoorbeeld nylon, is.

17. Isolator volgens conclusie 15 of 16, waarbij deze ter weerszijden een opzij uitstekende flap heeft, die onderling een scherpe hoek insluiten.

18. Overbruggingsmiddel voor gebruikt bij de spoorstaaf 25 volgens een van de conclusies 1-13, waarbij deze althans een verjongd uiteinde heeft.

19. Werkwijze voor het vervaardigen van een spoorstaaf met elektrische scheidingslas, waarbij twee spoorstaven in eikaars verlengde gebracht worden zodat de naar elkaar gekeerde spoor- 30 staafeinden onder tussenkomst van galvanisch isolatiemateriaal op elkaar aansluiten, gekenmerkt doordat spoorstaven gebruikt worden waarvan die spoorstaafeinden zodanig in vorm aan elkaar zijn aangepast, dat een uitstekend deel aan het ene einde komt te steken in een teruggenomen deel aan het andere einde. 1 0 12078