NL1020169C2 - Electrische scheidingslas in een spoorstaaf. - Google Patents

Description

Titel: Electrische scheidingslas in een spoorstaaf.

De uitvinding heeft betrekking op een electrische scheidingslas (in het hiernavolgende aan te duiden met "ES-las") in 5 een spoorstaaf (in het hiernavolgende aan te duiden met "rail").

De ES-las in een rail is op zich reeds tientallen jaren bekend. Voorbeelden daarvan zijn te vinden in bijvoorbeeld NL-A-1012078 en US-A-3154250. Belangrijk aspect bij de bekende 10 ES-las is het gebruik van een geïsoleerde overbruggingslas-plaat (in het hiernavolgende aan te duiden met "brugplaat") ter weerszijden van de rail, waarmee de in de ES-las bij elkaar komende kopse railuiteinden krachtoverdragend aan elkaar wórden bevestigd.

15 Overeenkomstig US-A-3154250 is de brugplaat zodanig vormgegeven, dat deze over zijn gehele lengte aan zijn onderkant een van de rail weggekeerde zijdelingse uitstulping heeft die een uitsparing bepaalt waarin de railvoet is opgenomen. De zijdelingse uitstulping bezit aan zijn onderrand een opzij 20 uitstekende richel waarmee de railvoet wordt nagebootst. Hoewel dat niet is geopenbaard, kan worden aangenomen dat met die richel het samenstel van rail en brugplaat op de bij spoorstaven gebruikelijke wijze met klembeugels is gemonteerd bovenop een dwarsligger, zodat de gehele brugplaat zich boven 25 de dwarsligger bevindt. Bovendien worden met deze klembeugels de rail en brugplaat onderling gefixeerd gehouden, waarbij de brugplaat via losliggend galvanisch isolatieplaatmateriaal tegen de kop en voet van de rail drukt. De in de ES-las bij elkaar komende railuiteinden bepalen tussen zich een kopse 30 naad die gevuld is met galvanisch isolatiemateriaal.

Overeenkomstig NL-A-1012078 is de zich geheel boven de railvoet bevindende brugplaat via een galvanisch geïsoleerde lijm- en boutverbinding aan de rail bevestigd. De in de ES-las bij elkaar komende railuiteinden zijn in bovenaanzicht gezien 35 congruent geprofileerd, zodat zij tussen zich een lapnaad bepalen die gevuld is met galvanisch isolatiemateriaal. Deze lapnaad laat een over de rail rollend treinwiel althans in hoofdzaak stootloos passeren, hetgeen o.a. gunstig is voor het

1 n 9 n 1 fi Q

2 reizigersco»fort en de levensduur.

Een nadeel van de bekende ES-las met brugplaat is zijn relatief lage sterkte, hetgeen zich kan vertalen in een relatief korte levensduur tenzij additionele maatregelen worden 5 getroffen aan bijvoorbeeld de omgevende constructie, zoals het ballastbed of de dwarsliggers, hetgeen echter uit o.a. kosten-oogpunt onaantrekkelijk is. Uit de praktijk is het bijvoorbeeld bekend, ter plaatse van de ES-las de steek van de dwarsliggers terug te brengen van een gebruikelijke maat van bij-10 voorbeeld 600 mm naar bijvoorbeeld 480 mm of zelfs 250 mm.

Andere nadelen zijn de gecompliceerdheid, storing- en onder-houdgevoeli ghe i d.

Uitgaande van de stand van de techniek wordt met de uitvinding een verbeterde ES-las met brugplaat beoogd, waarbij 15 een of meer nadelen van de stand van de techniek althans ten dele worden opgelost. Daartoe wordt een uitvoering voorgesteld overeenkomstig de bijgevoegde conclusie.

In een aspect berust de uitvinding op het inzicht, dat de ES-las aanzienlijk kan worden verbeterd door de bewegingsvrij-20 heid van de ES-las t.o.v. de railfunctie, zoals dwarsliggers of railbevestigingspunten in raillangsrichting althans te beperken en bij voorkeur althans in hoofdzaak weg te nemen, hetgeen bereikt kan worden door aanslagmiddelen die in raillangsrichting tegenhoudend samenwerken met de brugplaat of 25 gedeelte daarvan. Overeenkomstig een voorkeursuitvoering is daartoe de brugplaat zodanig vormgegeven dat deze op een plaats tussen zijn uiteinden een onder de railvoet uitstekende uitstulping heeft die onder de bovenzijde van de railfundatie steekt. De aanslagmiddelen kunnen zijn bepaald door een be-30 grenzing, zoals van een dwarsligger, of van een geschikt vormgegeven uitsparing of uitsteeksel aan bijvoorbeeld een doorlopende betonbedding of een ander onderdeel van de railfundatie .

In een ander aspect berust de uitvinding op het inzicht, 35 dat een tot onder de railvoet stekende uitstulping aan de brugplaat de ES-las aanzienlijk verstijft en versterkt. Bovendien komt extra oppervlakte beschikbaar om de brugplaat aan de rail te bevestigen met bijvoorbeeld een hechtmiddel, zoals 1020169’ 3 lijm, en/of- mechanische bevestigingsmiddelen, zoals een bout-verbinding.

De uitvinding is zowel toepasbaar in een doorgelast spoor als in een niet-doorgelast spoor. Bij voorkeur is de lasnaad 5 tussen de in de ES-las bij elkaar komende railuiteinden zodanig uitgevoerd, dat een over de rail rollend treinwiel althans in hoofdzaak stootloos passeert. Hiertoe kunnen die railuiteinden, i.h.b. de railkop, zodanig in vorm aan elkaar zijn aangepast, dat een uitstekend deel aan het ene uiteinde steekt 10 in een teruggenomen deel aan het andere uiteinde, waartoe dat ene uiteinde een althans in hoofdzaak V- of U- of W- vormig uitstekend deel kan hebben of het teruggenomen deel aan het andere uiteinde zich tussen twee op onderlinge afstand althans in hoofdzaak parallelle randen van het respectieve railuitein-15 de bevindt. Ook kunnen beide uiteinden afgeschuind zijn voor een lapnaad.

De ES-las volgens de uitvinding biedt althans één van de volgende voordelen: eenvoudigde uitvoering; gemakkelijk te fabriceren; een hoge drukbelasting en/of trekbelasting die 20 werkzaam is in lengterichting van de rail kan worden doorgeleid; een grote vertikale kracht kan worden doorgeleid (bijvoorbeeld de belasting uit een wielstel van een passerende trein); de noodzaak, de steek van de dwarsliggers bij de scheidingslas te verkleinen is vermeden of verminderd; hoge 25 elektrische en mechanische betrouwbaarheid.

De eventuele lijmverbinding tussen de rail en de brug-plaat zorgt in het bijzonder voor krachtdoorleiding in lengterichting van de spoorstaaf en/of voor doorleiding van vertikale krachten (bijvoorbeeld de belasting uit een wielstel van 30 een passerende trein); Bij afwezigheid van een dergelijke lijmverbinding komt de krachtdoorleiding althans in hoofdzaak voor rekening van mechanische bevestigingsmiddelen, zoals een pen-gatverbinding, zoals een boutverbinding. Deze mechanische bevestigingsmiddelen zijn bij voorkeur werkzaam tussen de rail 35 en de brugplaat. Gebruik van mechanische bevestigingsmiddelen verdient bovendien de voorkeur om uiteenbewegen van onderdelen tegen te gaan.

In het hiernavolgende wordt de uitvinding nader toege- 1020169 4 licht aan de hand van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening. Deze toont in:

Fig. 1 een bovenaanzicht van een gedeelte van een spoor-5 weg met de ES-las volgens de uitvinding;

Fig. 2 het detail II van fig. 1;

Fig. 3 het zijaanzicht van het detail van fig. 1;

Fig. 4 het aanzicht volgens pijl IV in fig. 2;

Fig. 5 het aanzicht volgens de lijn V-V in fig. 2; en 10 Fig. 6 het aanzicht volgens de lijn VI-VI in fig. 3.

De in fig. 1 weergegeven rails 1 hebben een voor bijvoorbeeld trein-, metro, of tramverkeer gebruikelijke uitvoering en lengte voor bijvoorbeeld een trein, metro, of tram, en zijn via de op zich bekende klemmiddelen 18 bevestigd aan de in een 15 ballastbed van stortgoed, zoals grind, ingebedde dwarsliggers 19 van bijvoorbeeld beton of hout. Ook een andere railonder-steuning is denkbaar, zoals aan een doorlopende betonbedding.

Ter plaatse van de ES-las 2 is een galvanische onderbreking in de rail gemaakt, bijvoorbeeld ten behoeve van baanvak-20 signalering. Ten behoeve van het verband tussen de bij elkaar komende railuiteinden 3, 4, strekken zich ter weerszijden van het lijf van de rail een brugplaat 5 uit, die zich onder tussenkomst van geschikte galvanische isolatoren 6, zoals een plaat van hard kunststof (bijvoorbeeld nylon), tegen de rail-25 uiteinden afsteunen. Die brugplaten worden tegen de rail 1 geklemd door geschikte klemmiddelen, zoals bouten, eveneens onder gebruikmaking van geschikte galvanische isolatoren 8, zoals hard kunststof bussen.

In de rail werkzame krachten kunnen enerzijds trek- en/of 30 drukkrachten zijn die in lengterichting van de rail 1 werkzaam zijn, bijvoorbeeld opgewekt door krimpen of uitzetten van de rail 1. Anderzijds kunnen die krachten dwarskrachten zijn die vertikaal gericht zijn, bijvoorbeeld opgewekt door een passerend wiel van een trein. Om deze krachten op te kunnen nemen 35 (ordegrootte bijvoorbeeld 80.000 kgf in lengterichting van de rail bij een zgn. doorgelast spoor) zijn bij voorkeur de brugplaten 5 vastgelijmd aan de rail, bijvoorbeeld door een geschikte twee componenten koudlijm, bijvoorbeeld op epoxy- 1020169 5 basis. Met-deze lijm zijn zowel de rail 1 als de brugplaat 5 aan de zich daartussen bevindende isolatieplaat 6 gehecht.

Eventueel is de isolatieplaat 6 afwezig, zodat de lijm (met geschikte galvanisch isolerende eigenschappen) de ruimte 5 tussen de rail 1 en brugplaat 5 opvult en de isolator 6 vormt. In dat geval verdient het de voorkeur gebruik te maken van geschikte afstandhouders voor het handhaven van de spleet-breedte tijdens het uitharden van de aanvankelijk vormvrije lijm.

10 De lijmhechting heeft bijvoorbeeld een afschuifsterkte van ten minste 10 N/mnr, bij voorkeur ten minste ongeveer 15 N/mm2, zoals ongeveer 18 N/mm2. Bij een dergelijk niveau van de afschuifsterkte hebben de bouten slechts tot doel, de bij de afschuifbelasting optredende afpelkrachten te compenseren.

15 In geval van een niet doorgelast spoor zijn de niveau's van de optredende, krachtdoorleidende, afschuifkrachten voldoende laag om deze krachtdoorleiding via afschuiving althans in hoofdzaak plaats te laten vinden via de bouten. Een lijm-verbinding tussen de rail 1 en brugplaat 5 is dan niet nodig.

20 In deze uitvoering heeft in bovenaanzicht de kop 9 van het ene railuiteinde een althans in hoofdzaak V-vormig uitsteeksel en de kop 9 van het andere railuiteinde een althans in hoofdzaak gelijkvormige uitsparing. De spleetbreedte tussen de railkopuiteinden is bij voorkeur zo constant mogelijk.

25 In de spleet tussen de railuiteinden is een althans over de hoogte van de railkop, bij voorkeur over althans de gehele hoogte van de rail zich uitstrekkende, bij voorkeur geprefabriceerde, bij voorkeur plaatvormige galvanische isolator 10 aangebracht, bijvoorbeeld van hard kunststof zoals nylon of 30 polycarbonaat, bijvoorbeeld met een dikte van enige millime ters, zoals ongeveer 6 mm. Bij althans de kop kan die isolator aan de railuiteinden vastgelijmd zijn. De lijmlaagdikte is bij voorkeur een fractie van een millimeter.

De rail 1 is ter plaatse van de ES-las 2 ter weerszijden 35 uitgerust met een extra versterkte, stalen, massieve, brugplaat 5. Betrokken op zijn lengterichting heeft elke brugplaat 5 een verdikt middendeel 11 en verjongde uiteinden 12. Het verdient de voorkeur dat het middendeel 11 althans 25% dikker = i η 9 Π1 6 9 ^ 6 is dan het-verjongde uiteinde 12. Meer voorkeur verdient het, het deel 11 zo vorm te geven, dat dit over althans in hoofdzaak de gehele hoogte van het raillijf 20 zijdelings voorbij de railvoet 15 uitsteekt.

5 In het deel 11 heeft de brugplaat 5 een uitstulping 17 tot onder de railvoet 15. Deze uitstulping 17 heeft een uitsparing 16 waarin de railvoet 15 althans in hoofdzaak nauwsluitend past, rekening houdend met de benodigde spleetbreedte voor de galvanische isolator 6. De uitstulping 17 is voorts 10 zodanig vormgegeven en bemeten, dat deze steunt tegen de aangrenzende dwarsliggers 19. Zodoende kan in raillangsrich-ting de brugplaat 5 niet bewegen ten opzichte van de aangrenzende dwarsliggers 19.

De brugplaat 5 is in het deel 11 doorboord door vier en 15 in elk deel 12 door één draadeinden 13. Er kan ook een ander, eventueel oneven, maar bij voorkeur even, aantal draadeinden 13 toegepast zijn, zoals twee of zes of acht. Het verdient de voorkeur dat in het deel 11 zowel door de rail 5 en onder de rail 1 lopende mechanische bevestigingsmiddelen zijn gebruikt 20 voor de montage van de brugplaat 5 aan de rail 1.

Met bijvoorbeeld een geschikte bekleding van bijvoorbeeld galvanisch isolerende kunststof, is elk draadeind galvanisch geïsoleerd ten opzichte van de rail 1. De brugplaten 5 ter weerszijden van de rail 1 worden naar elkaar toegetrokken door 25 moeren 14 op de draadeinden 13, met tussen de moeren 14 en de brugplaat 5 bij voorkeur een borgring 20 of vulring.

Nadat de lijm is uitgehard, kunnen de moeren 14 worden aangedraaid zodat de hechtverbinding tussen de rail 1 en de respectieve brugplaat 5 een drukspanning ondervindt die opge-30 wekte afpelkrachten tegenwerkt.

Ook alternatieven, zoals op deze uitvoering gebaseerd, behoren tot de uitvinding. Zo kan de tussenruimte 21 tussen de brugplaten 5 beneden de railvoet 15 zijn opgevuld met een galvanisch isolerend vulstuk, bijvoorbeeld slecht samendruk-35 baar, zoals kunststof.

In de tekeningen gegeven maten zijn in millimeter.

1020169

Claims (4)

1. Spoor met een ES-las, en met middelen waarmee de bewegingsvrijheid van de ES-las t.o.v. de railfunctie, zoals dwarsliggers of railbevestigingspunten in raillangsrichting 5 althans wezenlijk is beperkt en/of althans in hoofdzaak is weggenomen, zoals de in raillangsrichting tegenhoudende samenwerking tussen aanslagmiddelen (bijv. een begrenzing, zoals van een dwarsligger, of van een geschikt vormgegeven uitsparing of uitsteeksel aan bijvoorbeeld een doorlopende beton- 10 bedding of een ander onderdeel van de railfundatie) aan de railfundatie en de brugplaat of gedeelte daarvan.

2. Spoor met een ES-las, met een tot onder de railvoet stekende uitstulping aan de brugplaat van de ES-las om die te verstijven/versterken en/of extra oppervlakte beschikbaar te 15 stellen om de brugplaat aan de rail te bevestigen met bijvoorbeeld lijm of een boutverbinding.

3. Spoor volgens conclusie 1 of 2, met een tot de ES-las behorende, onder de railvoet uitstekende uitstulping (17), waarbij die uitstulping (17) zich aan de isolerend aan de 20 spoorstaaf (1) gemonteerde brugplaat (5) bevindt, waarbij die uitstulping onder de bovenzijde van de railfundatie steekt en samenwerkt met door een begrenzing van de railfundatie gevormde aanslagmiddelen.

4. Spoor volgens één van de voorgaande conclusies, met 25 althans één van de volgende: - de railuiteinden die samenkomen in de ES-las, i.h.b. de railkop, sluiten niet-kops op elkaar aan (bijv. V-, U- of W-vormig); - de brugplaat (5) heeft een verdikt middendeel 11 en ver- 30 jongde uiteinden 12; - het middendeel (11) steekt zijdelings voorbij de railvoet 15 uit; - de brugplaat (5) heeft een uitsparing (16) waarin de railvoet (15) althans in hoofdzaak nauwsluitend past; 35. in het deel (11) zowel door de rail (1) als daaronder lopen de mechanische bevestigingsmiddelen zijn gebruikt voor de montage van de brugplaat (5); - het spoor is wel of niet doorgelast. 1 0 201 89