Schienenverbindung Es ist technisch zweckmässig, alle Schienenenden eines Schienenstranges :so zu verbinden, dass sie im Betriebe bewegungslos verbleiben. Zusätzlich ergibt sich häufig im Zusammenhang mit dem Betrieb elektrischer Sicherungseinrichtungen die Notwendig keit, aufeinanderfolgende Schienenstücke so zu ver binden, dass kein Stromübergang zwischen ihnen er folgt.
Solche Schienenverbindungen sollten folgende Forderungen erfüllen: unverrückbare Festlegung der Schienenenden, lange Haltbarkeit bei geringstem Unterhaltungsaufwand, leichte Lösbarkeit im Be darfsfalle. Wenn die Schienenverbindungen diesen Forderungen entsprechen, dann sind sie betrieblich brauchbar und wirtschaftlich verwendungsfähig.
Zur Herstellung einer bekannten Schienenverbin dung dienen zwei flache, je aus einer Stahllasche bestehende Laschenkörper. Sie werden mit durch geführten Laschenschrauben zu beiden Seiten des Schienensteges zwischen die Anlageflächen der Unter seite des Schienenkopfes und der Oberseite des Schienenfusses, die keilförmig zueinander geneigt :sind, so in den Laschenkammerraum gepresst, dass zwi schen der zum Schienenstrang parallel laufenden Fläche des Laschenkörpers und dem Schienensteg ein Hohlraum verbleibt.
Bei sogenannten lochlosen Schienenverbindungen sind die Laschenschrauben durch Doppelkeilklemmplatten und Hakenschrauben ersetzt, die quer zur Schienenrichtung auf die keil förmige, Laschenkörper wirken.
Im Falle einer isolierenden Schienenverbindung sind die Laschenkörper aus isolierendem Material oder aber aus Stahl, der schienenseitig mit einer Isolierschicht versehen ist. Auf der Isolierschicht können wiederum zwei nebeneinanderliegende Stahl- bleche so angebracht sein, dass in der Laschenmitte ein den Zwischenraum zwischen den aufeinander folgenden Schienen etwas überragendes Stück von den leitfähigen Schutzplatten freibleibt. Falls Laschen schrauben zum Anziehen der Laschenkörper dienen sollen, werden sie isoliert .durch die Laschenkörper geführt.
Diese Ausführungsformen haben den Nachteil, dass hochfeste Schrauben, mögen sie zum direkten Anziehen der Laschenkörper oder zum Anziehen der Keilklemmplatten dienen, nicht so fest angezogen werden können, wie es ihre Zugfestigkeit zulassen würde. Die Laschenkörper würden sich unter dem Zug der Schrauben bzw. dem Druck der Keilklemm- platten vorher zur Schiene hin durchbiegen. An den Isolierstahllaschen würde zudem an den Anlage flächen des Laschenkörpers am Schienenkopf bzw.
Schienenfuss durch die dort auftretenden starken Scherwirkungen die Isolationsschicht herausgequetscht werden. Dadurch sind bei dieser Anordnung der unverrückbaren Festlegung der Schienenenden Gren zen gesetzt.
Die gleichfalls bekannte zusätzliche Aus füllung der Laschenkammer mit Gummi, der beim Zusammenziehen der Schrauben gepresst wird, bringt zwar eine gewisse Minderung des Anpressdruckes ,am Schienenkopf und Schienenfuss, genügt jedoch nicht, um die Ausnutzung der Zugkraft hochfester Schrauben zuzulassen.
Es sind auch isolierende Schienenverbindungen bekannt geworden, bei denen zur Verhinderung dieses Nachteils die zu verbindenden Schienen zwischen zwei durchgehenden Stahllaschen unter Zwischen- legung einer Isolierschicht eingeklemmt werden, wo bei die Stahllaschen so geformt sind, dass säe ,sich der Schienenhöhlung möglichst genau anpassen, also keine freie Laschenkammer verbleibt.
Soll der Druck gleichmässig auf alle Teile des Laschenkörpers über tragen werden, so bedarf es in diesem Falle einer besonderen Nacharbeitung des Laschenkörpers und der zugehörigen Schienenteile, um sie genügend genau einander anzupassen, was zusätzliche Kosten ver ursacht. Anderenfalls würde .die Hauptbeanspruchung am Schienenkopf und Schienenfuss bestehen bleiben, weil der Schienensteg und der Laschenkörper keine ausreichende Berührungsfläche hätten.
Es sind ferner isolierende Schienenverbindungen entsprechend den im vorhergehenden Abschnitt be schriebenen bekannt, bei idenen jedoch alle zu sammenkommenden Teile vor dem Zusammenbau mit einem @aushärtend.en Kleber versehen und dann sofort mit hohen Vorspannungen durch hochfeste Laschenschrauben zusammengepresst werden. Diese Verbindungsart hat den Nachteil, dass die Laschen kammerräume und die sie ausfüllenden Laschen körper möglichst gleichförmige Anlageflächen haben müssen, um wirksam verklebt werden zu können.
Laschenkammern und Laschenkörper werden durch spanabhebende Bearbeitung aneinander angeglichen, wenn nicht anderenfalls ein Schienenschnitt gemacht wird, um gleiche Laschenkammerräume Du erhalten, in die dann vorbereitete Laschenkörper eingelegt werden. Die Arbeit ist zeit- und kostenaufwendig sowie nur von eingeübten Arbeitern mit besonderen Geräten ausführbar.
Deshalb hat man bisher auch vorwiegend die Schienenverbindung in der Werkstatt an einem zu diesem Zweck zerschnittenen Schienen stück ausgeführt und dann auf der Strecke das vor bereitete Schienenstück eingeschweisst. Es ist klar, dass :dabei die Verschleisserscheinungen der Strecken schienen nicht berücksichtigt werden können, was oberbautechnisch nachteilig ist. Auf der Baustelle kann die Arbeit sogar nur unter Verwendung be sonderer Geräte und Beachtung besonderer Vor sichtsmassnahmen ausgeführt werden.
Eine derartige Verbindung ist im Bedarfsfalle nicht lösbar. Bei Störungen zufolge Verletzung der Klebeschicht muss also in der Regel das früher ein geschweisste Stück gegen ein neu einzuschweissendes vorbereitetes Verbindungsstück ausgetauscht werden.
Aufgabe ,der Erfindung ist es, eine Schienen verbindung zu schaffen, bei welcher die vorgenannten Nachteile vermieden und die Eigenschaften, unver rückbare Festlegung der Schienenenden, lange Halt barkeit bei geringstem Unterhaltungsaufwand und leichte Lösbarkeit im Bedarfsfalle gleichzeitig er füllt sind und das sowohl bei nicht isolierenden als auch bei isolierenden Verbindungen.
Die Lösung geht von einer Schienenverbindung aus, bei der beidseitig des Schienensteges je ein durchgehender Laschenkörper so in die Laschen kammer gepresst ist, dass zwischen der zum Schienen steg parallel laufenden Fläche des Laschenkörpers und dem Schienensteg ein Restraum verbleibt.
Das erfinderische Merkmal besteht darin, @dass dieser Restraum der Laschenkammer mit einer druckfesten, nicht an den Schienen- oder Laschen teilen klebenden, erhärteten Kunstharzmasse ausge füllt ist.
Um mit Sicherheit eine störende Haftung zwi schen der ;druckfesten, erhärteten Kunstharzmasse und den mit ihr in Berührung stehenden Schienen uni Laschenteilen zu vermeiden, befindet sich zweck mässig zwischen der Kunstharzmasse und den ihr anliegenden Teilen eine die Haftung vermindernde bzw. ausschaltende Schicht eines Trennmittels. Als Trennmittel kommen z. B.
Alkali- oder Erdalkalisei- fen, Paraffine in Form von Vaseline oder Paraffinöl, Silikonöl, Talkum u. a. m. in Frage.
Zweckmässig werden als Kunstharze bekannte Stoffe verwendet, die der Gruppe der sogenann ten ungesättigten Polyester oder der sogenannten Epoxydharze angehören.
Bei den ungesättigten Polyestern handelt es sich um chemische Verbindungen, die durch Vereiterung von polymerisierbare Doppelbindungen enthaltenden mehrfunktionellen Säuren mit mehrwertigen Alkoho len hergestellt werden. Sie enthalten mehr als eine polymerisierbare Doppelbindung im Molekül. Bei ihrer Herstellung dient als ungesättigte Säure häufig Mal'einsäure, bzw. deren Anhydrid. Als Alkohol dienen beispielsweise Glykol, Glycerin, Trimethylol- propan, Pentaerythrit sowie deren Gemische u. a. m.
Ferner werden neben hingesättigten Carbonsäuren auch gesättigte wie Phthalsäure, Adipinsäure u. a. m. mit verwendet. Die ungesättigten Polyester sind plastische bis halbfeste Substanzen und werden in der Regel im Gemisch mit anderen, nur eine poly- merisierbare Doppelbindung im Molekül enthalten den Verbindungen verwendet.
Durch diese Zusätze erhält man gut verarbeitbare Massen. 'Üblicherweise verwendet man Styrol, Vinyltoluol, Acrylsäureester oder Methacryl.säureester zu diesem Zweck.
Als Polymerisationskatalysator für die ungesät tigten Polyesterharze können solche Verbindungen verwendet werden, die eine Härtung ohne Zufuhr von Wärme bewirken. Geeignete Katalysatoren sind beispielsweise organische Peroxyde wie Methyl- äthylketonperoxyd, Cyclohexanonperoxyd, Benzol peroxyd, Cumolhydroperoxyd, tert.-Butylhydroper- oxyd, Diisopropylhyd'roperoxyd u. a. m.
Um bei tiefer Temperatur eine genügend rasche Härtung zu er zielen, kann man ausserdem geeignete Härtungs- beschleuniger, wie tertiäre Amine, z. B. Dimethyl- anilin, oder bekannte Sikkative, wie z.
B. Kobalt- oder Kupfernaphthenat und Kobaltlineolat, zusetzen. Durch geeignete Wahl von .Polymerisationskataly- sator und Beschleuniger kann man eine der Tempe ratur und ider gewünschten Verarbeitungsart ange passte Härtungsgeschwindigkeit einstellen. Im allge meinen stellt man die Härtungsgeschwindigkeit so ein,
dass die Durchhärtung nach etwa 1-2 Stunden beendet ist.
Weiterhin können Epoxydharze verwendet wer den. Bei ihnen handelt es sich um bekannte Produkte, die verschiedenen Klassen chemischer Verbindungen angehören. Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass sie im Durchschnitt mehr als eine Epoxydgruppe im Molekül enthalten. Handelsübliche Vertreter dieser Klasse von härtbaren Harzen werden bei spielsweise durch Umsetzung von mehrwertigen Phenolen, z.
B. Diphenylolpropan, mit Epschlor- hydrin in Gegenwart von Alkali hergestellt. Eine andere bekannte Gruppe von Epoxydharzen wird dadurch gewonnen, dass Verbindungen, die min destens zwei Doppelbindungen im Molekül enthal ten, mit Hilfe von Perverbindungen, z. B. Per ameisensäure oder Peressigsäure, epoxydiert werden.
Eine weitere Gruppe von Epoxydharzen, die Eiter- verbindungen enthält, wird durch Umsetzung der Alkalisalze mehrwertiger Carbonsäuren, z. B. Phthal- säure, mit Epichlorhydrin gewonnen.
Zu ähnlichen Harzen gelangt man durch Umsetzung der ent sprechenden freien Säuren mit Epichlorhydrin in Gegenwart von Ionenaustauschern. Die Harze sind ferner witterungs- und in weitem Bereich temperatur beständig.
Als Härter für die Epoxydharze können solche Verbindungen verwendet werden, die eine Härtung ohne Zufuhr äusserer Wärme bewirken und die von der Fachwelt als Kalthärtere bezeichnet werden. Geeignete Härter sind beispielsweise mehrwertige organische Amine, wie Diäthylentriamin, Triäthylen- tetramin und ähnliche. Als geeignet haben sich ferner z. B.
Polyamide erwiesen, die noch freie Anuno- gruppen enthalten und idie aus Iden vorgenannten Polyaminen durch Umsetzung mit mehrwertigen Carbonsäuren hergestellt werden können. Derartige Härter verleihen dem fertigen Gemisch eine ver längerte Härtezeit. Hierdurch bleibt die Masse aus Epoxydharz und Härter über einen längeren Zeit raum gebrauchsfähig, als idies bei der Verwendung der vorstehend erwähnten organischen Amine der Fall wäre.
Den vorstehend beschriebenen Harzmassen wer den zweckmässig noch Füllstoffe zugesetzt. Als solche kommen Sand, Quarzmehl, Gesteinsmehl und Asbest fasern in Frage. Durch ;den Zusatz der Füllstoffe, die im allgemeinen in einer Menge von 100-500 Ge wichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Kunstharz ein gesetzt werden, wird das Druckaufnahmevermögen der ausgehärteten Kunstharzmasse verbessert.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es zweckmässig, die Stellen, ;die mit der Kunstharzmasse in Berührung kommen, vom groben Schmutz bzw. Kunstharzresten zu befreien, beispielsweise mit einer Stahlbürste. Eine Reinigung durch Sandstrahlen bzw. mit einem organischen Lösungsmittel ist nicht erforderlich. Falls jedoch starke Verunreinigungen fettiger bzw. öliger Natur vorhanden sind, sollte man dieselben mit einem für diese Zwecke bekannten handelsüblichen Reinigungs mittel entfernen.
Anschliessend kann, gegebenenfalls nach Auftrag des Trennmittels auf die später mit dem Kunstharz in Berührung kommenden Teile, die Kunstharzmasse in den Restraum der Laschenkammer eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch Aufspach- teln der erfindungsgemäss zu verwendenden, erhär tenden Kunstharzmassen auf den Schienensteg und oder die dem Schienensteg zugewandte Seite erfolgen.
Unmittelbar nach Einbringen der erhärten- den Kunstharzmasse können die durchgesteckten Laschenschrauben mit etwa 20-45 kpm angezogen werden, wobei überschüssige Masse an den Seiten aus dem Restraum austritt. Das endgültige Anziehen der Schrauben mit etwa 80-l20 kpm erfolgt dann nach der endgültigen Aushärtung, die etwa 1 bis 3 Stunden erfordert.
Die erhärtete Masse füllt dann den Raum zwi- schen Schienensteg, Laschenkörper und eventuellen Laschenschrauben sowie die von natürlichen Uneben heiten herrührenden kleinen Hohlräume zwischen dem Schienenkopf bzw. -fuss und den Anlageflächen des Laschenkörpers völlig aus.
Sie nimmt somit an der Übertragung der Kräfte weitgehenden Anteil, und .es wird auch bei starkem Anziehen der Schrau ben bzw. Keile an allen Stellen ein gleichmässiger Flächendruck erreicht. Damit sind gleichzeitig ein Durchbiegen der Laschen und zu hohe spezifische Drücke an den Berührungsflächen zweier Metalle vermieden.
Ausserdem werden die gefährdeten Stellen der Isolierschicht von Isolierstahllaschen am Schienen kopf und Schienenfuss von Scherkräften weitgehend entlastet und die Lebensdauer dieser Schicht erhöht.
Die Herstellung einer Verbindung nimmt nur wenige Minuten in Anspruch, und ein Befahren der Stossstelle ist schon nach dem erstmaligen Anziehen der Schrauben, also vor der endgültigen Aushärtung, möglich, was besonders bei Reparaturen wichtig ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Fig. 1-4. dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungs gemässe Schraubenverbindung, Fig. 2 die Seitenansicht zu Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erfindungs gemässe lochlose Verbindung, Fig. 4 die Seitenansicht zu Fig. 3.
Die durchgehenden Flachlaschen 1, die mit Gummi 2 belegt und mit den Stahlblechen 3 ver sehen sind, werden mit den Schrauben 4, welche sie isoliert durchdringen, zwischen dem Schienen kopf 5 und dem Schienenfuss 6 festgeklemmt. Der Restraum der Laschenkammer 7 ist mit einer er härtenden, isolierenden Masse ausgefüllt.
Die Laschenkeile 8 werden unter Zwischenschal tung eines Isolierfutters 9 mittels Doppelkeilklemm- platten 10 und Hakenschrauben 11 fest zwischen Aden Schienenkopf 12 und den Schienenfuss 13 geklemmt. Der Restraum der Laschenkammer 14 ist mit einer erhärtenden, isolierenden Masse iausgefüllt.
Zwei Beispiele für das Du verwendende Kunst harz und die Durchführung des Verfahrens sind nachstehend aufgeführt. <I>Beispiel 1</I> Ein Gemisch wurde hergestellt aus 1000 g eines handelsüblichen ungesättigten Polyesterharzes (Han delsprodukt oder Firma Farbenfabriken Bayer AG K41 ), 1400 g Sand der mittleren Korngrösse 0,3 mm, 250 g kanadische Asbestfaser und 30 g Benzoylperoxyds (50%ige Lösung in Dimethyl- phthalat)
. Dieses Gemisch wurde auf den Schienen steg und die Laschen aufgespachtelt. Nach Einbau der isolierenden Laschen wurden die Schienenschrau ben durchgesteckt und bis zu einem Drehmoment von 30 kpm angezogen. Die Laschenkammern waren dadurch lunkerfrei gefüllt, und der Schienenstoss war befahrbar, da durch die Berührung von Lasche mit Schienenkopf und -fuss eine provisorisch hinreichende Festigkeit erreicht war.
Nach einer Stunde war die Aushärtung der Polyesterharzmasse beendet, und die Schrauben wurden nun mit einem Drehmoment von 70 kpm angezogen. Die Durchschubfestigkeit be trug 102 t.
<I>Beispiel 2</I> Zu 1000 Teilen eines Epoxydharzes (Epoxyd- wert 0,51), das in bekannter Weise aus Diphenylol- propan und Epichlorhydrin hergestellt wurde, wurden 100 Teile Diäthylentriamin, 1400 Teile Quarzsand der Korngrösse 0,1-0,3 mm und 250 g kanadische Asbestfaser (handelsüblich) zugegeben und vermischt.
Dieses Gemisch wurde auf die Seiten ides Schienensteges und die Laschen aufgespachtelt. Nach Einbau der Laschen, wie nach Beispiel 1, wurden die Schienenschrauben durchgesteckt und bis zu einem Drehmoment von 30 kpm angezogen. Die Laschenkammern waren (dadurch lunkerfrei gefüllt; und der Schienenstoss konnte befahren werden.
Nach drei Stunden war die Aushärtung der Epoxydharz- masse beendet, und die Schrauben wurden nun mit einem Drehmoment von 70 kpm angezogen. Der Stoss hatte dann eine Durchschubfestigkeit von 105 t erreicht.