DE2262087A1 - PROCESS FOR PRODUCING CONTACT SURFACES FOR CONNECTING ELECTRIC CONDUCTORS TO RAILS - Google Patents
PROCESS FOR PRODUCING CONTACT SURFACES FOR CONNECTING ELECTRIC CONDUCTORS TO RAILSInfo
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Description
ELEKTRO-THERMIT GmbH, EssenELEKTRO-THERMIT GmbH, Essen
Verfahren zur Herstellung von Kontaktflächen für den Anschluß elektrischer Leiter an Schienen.Process for the production of contact surfaces for the connection of electrical conductors to rails.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktflächen für den Anschluß elektrischer Leiter an Schienen zum Befestigen der elektrischen Leiter aii der Schiene.The invention relates to a method for producing contact surfaces for connecting electrical conductors to rails for fixing the electrical conductors aii of the rail.
Bei elektrisch betriebenen Bahnen wird der elektrische StromIn the case of electrically operated railways, the electric current
über Oberleitungen oder Stromschienen dem Antriebsmotor züge- JPulls the drive motor via overhead lines or busbars - J
führt. Die Rückleitung des elektrischen Stromes geschieht über ' die Schienen und von dort über elektrische Leiter zu den Stromquellen. Diese elektrischen Leiter müssen sicher und ohne ; große Übergangswiderstände mit der Schiene verbunden werden. Auch an anderen Stellen des Gleisnetzes sind Verbindungen : leads. The return of the electrical current occurs via the rails and from there via electrical conductors to the power sources. These electrical conductors must be safe and without ; large contact resistances are connected to the rail. There are also connections at other points on the track network :
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elektrischer Leiter mit der Schiene notwendig, z;B. für Erdungszwecke oder zur Verringerung der Streuströme bei Gleichstrombahnen.electrical conductor with the rail necessary, e.g. for Earthing purposes or to reduce stray currents in direct current railways.
Das Befestigen dieser elektrischen Leiter, die aus Sicherheitsgründen meist einen großen Querschnitt haben müssen, gestaltet sich in der Praxis ziemlich schwierig.Fixing these electrical conductors for safety reasons usually have to have a large cross-section, turns out to be quite difficult in practice.
Nach einem bekannten Verfahren wird ein Loch in den Schienensteg gebohrt. Der elektrische Leiter wird an seinem Ende mit einem Kabelschuh versehen, der mittels Schraube an der Schiene befestigt wird. Hierbei ist das in den Schienensteg gebohrte Loch von besonderem Nachteil, denn es schwächt die Schiene und kann Ausgangspunkt für Rißbildung sein. Da nicht alle Schienen einen völlig ebenen Steg haben, ist die sichere Anlage des Kabelschuhs und damit der gute elektrische Kontakt bei schrägen oder gewölbten Stegen nicht gewährleistet. Das kann zu Schmorkontakten führen, die Kabelschuh und Schiene ; zerstören.According to a known method, a hole is drilled in the rail web. The end of the electrical conductor is provided with a cable lug which is attached to the rail by means of a screw. The hole drilled in the rail web is a particular disadvantage here because it weakens the rail and can be the starting point for cracks to form. Since not all rails have a completely flat web, the secure installation of the cable lug and thus good electrical contact with inclined or curved webs is not guaranteed. This can lead to scorching contacts, the cable lug and rail ; destroy.
Weiter ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Spezialkabelschuh in eine Bohrung im Schienensteg gesteckt wird. Der Kabelschuh hat seinerseits eine Bohrung, in die ein konischer Stift eingeschlagen wird, so daß sich der Kabelschuh weitet und an die Wandung der Bohrung anlegt. Auch hierdurch wird der Schienensteg und dadurch die Schiene geschwächt.A method is also known in which a special cable lug is inserted into a hole in the rail web. Of the The cable lug has a hole in which a conical Pin is hammered in so that the cable lug expands and rests against the wall of the hole. This too is the rail web and thereby the rail weakened.
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Werden die Enden der elektrischen Leiter, die meist mit einem Kabelschuh versehen sind, an den Schienensteg oder -fuß angelötet, führt diese mehr oder weniger punktförmige Anwärmung der Schiene oft zu ungünstigen metallurgischen Veränderungen des Schienenstahlgefüges. Hierdurch können Risse in der Schiene entstehen. Außerdem führt diese Form der Anwärmung zu einem ungünstigen Spannungszustand in der Schiene, so daß daraus Schienenbrüche resultieren können. Geschieht die Ausführung der Lötung nicht sorgfältig, so daß die Verbindungsfläche zwischen Kabelschuh und Schiene zu klein ist, wird diese beim Durchgang großer Ströme erwärmt, die Lötstelle wird weich und das Kupferkabel fällt von der Schiene ab.If the ends of the electrical conductors, which are usually provided with a cable lug, are soldered to the rail web or foot, this more or less punctiform heating of the rail often leads to unfavorable metallurgical changes of the rail steel structure. This can cause cracks in the rail. In addition, this form leads to heating an unfavorable state of tension in the rail, so that this can result in broken rails. If the soldering is not carried out carefully, so that the connection area between the cable lug and the rail is too small, becomes This heats up when large currents pass through, the solder joint becomes soft and the copper cable falls off the rail.
Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen die Kabel oder Kabelschuhe an die Schiene angeschweißt werden. Beim aluminothermischen Anschweißen wird ein heißflüssiges Metall, meist Kupfer, erzeugt, das durch eine Zwangsform auf den elektrischen Leiter und die Schiene gegossen wird, wobei diese durch den großen Wärmeinhalt geschmolzen und miteinander verschweißt werden.Furthermore, methods are known in which the cables or cable lugs are welded to the rail. In the aluminothermic A hot liquid metal, usually copper, is produced by welding, which is forced onto the electrical Head and the rail is cast, these melted by the large heat content and welded together will.
Außerdem kann man elektrische Energie, z.B. bei der Entladung eines Kondensators, dazu benutzen, einen elektrischen Leiter oder einen Kabelschuh und die Schweißstelle an der Schiene zu schmelzen und die Teile zu verschweißen.In addition, electrical energy, e.g. when discharging a capacitor, can be used to create an electrical conductor or to melt a cable lug and the welding point on the rail and weld the parts.
Nächteilig ist bei diesem Anschweißen, daß es zu ungünstigen metallurgischen Veränderungen des Schlenenstahlgefüges führen kann und dadurch die Rißbildung in der Schiene begünstigt wird. Außerdem führt diese Art der Erhitzung zu einem ungünstigen Spannungszustand in der Schiene, so daß Schienenbrüche entstehen können.The disadvantage of this welding is that it is too unfavorable can lead to metallurgical changes in the Schlenen steel structure and thereby favor the formation of cracks in the rail will. In addition, this type of heating leads to an unfavorable state of tension in the rail, so that rail breaks can arise.
Bei einer anderen Art der Verbindung eines Kabelschuhs mit der Schiene bedient man sich der Hilfe von Schockwellen, die einen so großen Druck zwischen den Teilen erzeugen, daß diese zusammenschweißen. Die Schockwellen werden vor allem durch die Explosion von Sprengstoff erzeugt. Von großem Nachteil ist diese Art der Befestigung durch die umweltfeindlichen Geräusche, vor allem in bewohnten Gegenden.Another way of connecting a cable lug to the rail is to use shock waves, which create so much pressure between the parts that they weld together. The shock waves are mainly due to the explosion generated by explosives. This type of attachment is a major disadvantage due to the environmentally harmful noises, especially in inhabited areas.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die obengenannten Nachteile vermeidet und ein rationelles und wirtschaftliches Arbeiten gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Befestigung an einem oder zwei dem Schienensteg angepaßten, zwischen den zu verschweißenden Schienenenden angeordneten, gelochten Stahlstücken erfolgt, die gleichzeitig durch das Verbindungsschweißen der Schienenenden mit eingeschweißt werden.The invention is therefore based on the object of a method to create, which avoids the above-mentioned disadvantages and allows efficient and economical work. This object is achieved according to the invention in that the attachment to one or two of the rail web adapted, perforated steel pieces arranged between the rail ends to be welded are carried out simultaneously be welded in by welding the rail ends together.
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In einer bevorzugten Ausführungsweise werden die gelochten Stahlstücke nach dem .aluminothermischen Einschweißen verzinnt. Dabei werden auftretende übergangswiderstände erheblich reduziert.In a preferred embodiment, the perforated steel pieces are tinned after the .aluminothermal welding. Any contact resistances that occur are significantly reduced.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden zwischen dem elektrischen Leiter und dem Stahlstück Kupferringe bzw. verzinnte Kupferringe eingelegt. Dies dient zur Vergrößerung der Übergangsfläche und führt zu einer weiteren Verminderung der auftretenden übergangswiderstände.In a further preferred embodiment, copper rings or tinned copper rings inlaid. This serves to enlarge the transition area and leads to a further reduction the occurring contact resistance.
Dieses neue Verfahren gestattet bei der Ausführung von Neubau- oder Umbaustrecken die gleichzeitige Herstellung von Kontaktflächen für die Befestigung der elektrischen Leiter beim Verbindungsschweißen der Schienen. Die Schienen werden endlos zusammengeschweißt, und man erhält gleichzeitig an den gewünschten Stellen die Kontaktflächen, die zum Anschluß der elektrischen Leiter dienen. Dabei ist die Form des Schienenstegs ohne Einfluß auf die Güte der Verbindung, und ungünstige metallurgische Veränderungen des Schienenstahls werden vermieden.This new process allows for the construction of new buildings or rebuilding the simultaneous production of contact surfaces for the attachment of the electrical conductors when welding the rails together. The rails are endlessly welded together, and one receives at the same time the desired points the contact surfaces that are used for connection serve the electrical conductor. The shape of the rail web has no influence on the quality of the connection, and unfavorable metallurgical changes to the rail steel are avoided.
Von besonderem Vorteil ist die leichte Demontierbarkeit der elektrischen Leiter, wenn diese für Meßzwecke bei der Inspektion oder der Durcharbeitung des Gleises abgenommen werdenThe ease of dismantling of the electrical conductors is of particular advantage if they are used for measurement purposes during inspection or working through the track
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müssen. Besonders rationell wirkt sich dieses Verfahren im Sinne der Personaleinsparung aus, denn das Einschweißen der. Stahlstücke wird von dem Schweißer vorgenommen, der auch gleichzeitig die beiden Schienenenden aluminothermisch verschweißt. have to. This process has a particularly efficient effect in terms of personnel savings, because the welding of the. Steel pieces are made by the welder, who also aluminothermically welds the two rail ends at the same time.
In den Abbildungen 1-4 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur weiteren Erläuterung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen Vertikalen Schnitt durch die beiden an den Schienen angesetzten Hälften der Gießform, in die mit Bohrungen versehene Stahlstücke eingelegt sind.In Figures 1-4 is the inventive method shown for further explanation. 1 shows a vertical section through the two attached to the rails Halves of the casting mold in which steel pieces provided with holes are inserted.
Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Schienen, die Gießformhälften und die darin eingelegten Stahlstücke.Fig. 2 shows a horizontal section through the rails, the mold halves and the pieces of steel inserted therein.
Fig. 3 zeigt am vertikalen Schnitt durch die Schiene die planparallelen Kontaktflächen der Stahlstücke.3 shows the plane-parallel contact surfaces of the steel pieces on a vertical section through the rail.
Fig. 4 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Verbindung des Kabelschuhs mit der Schiene.Fig. 4 shows a horizontal section through the connection of the cable lug to the rail.
Beim bekannten aluminothermisehen Schmelzschweißverfahren werden die Schienen mit einer definierten Lücke verlegt, die mit Gießformhälften aus gebundenem Quarzsand umgeben wird. Der Gießraum mit den Schienenenden wird üblicherweise von oben durch die Form mit einer Gasflamme vorgewärmt. Beim anschließenden Einguß des heißflüssigen auf aluminothermischem Wege erzeugten Stahls werden die Schienenenden aufgeschmolzenIn the known aluminothermic fusion welding process the rails are laid with a defined gap that is surrounded by casting mold halves made of bonded quartz sand. The casting space with the rail ends is usually preheated from above through the mold with a gas flame. During the subsequent Pouring the hot liquid on aluminothermic The ends of the rails are melted by the steel that is produced
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und verschweißt. x and welded. x
Gemäß Fig. 1 werden die Gießformhälften (2) um die Schiene gelegt. In die Gießform sind die mit Bohrungen versehenen Stahlstücke (3) eingelegt. Die Gießformhälften (2) enthalten für die Vorwärmung und den Gießvorgang notwendige Luftpfeifen (4) und Steiger (5), die mit dem Gießraum in Verbindung stehen. Gemäß Fig. 1 enthalten beide Gießformhälften (2) je ein Stahlstück (3). Sollen die elektrischen Leiter jedoch nur einseitig an die Schiene (1) angeschlossen werden, so Wird eine Gießformhälfte (2) mit Stahlstück (3) verwendet und eine ohne Stahlstück (3), die dann nur aus Sand besteht.According to Fig. 1, the mold halves (2) are around the rail placed. The steel pieces (3) provided with bores are inserted into the casting mold. Contain the mold halves (2) Air pipes (4) and risers (5) necessary for preheating and the casting process, which are in connection with the casting room stand. According to FIG. 1, both mold halves (2) each contain a piece of steel (3). Should the electrical conductors, however can only be connected to the rail (1) on one side, a casting mold half (2) with steel piece (3) is used and one without a piece of steel (3), which then consists only of sand.
Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die mit einer Lücke von etwa 20 mm verlegten Schiene (1), die Gießformhälften (2) und die darin eingelegten Stahlstücke (3). Der so geschaffene Gießraum wird üblicherweise mit einer Gasflamme vorgewärmt. Durch den Einguß eines aluminothermisch erzeugten heißen Stahls in die Gießformen (2) werden gleichzeitig die Schienen (1) und die Stahlstücke (3) miteinander verschweißt. Nach dem Erkalten des eingegossenen Stahls werden die Gießformhälf ten abgenommen. .2 shows a horizontal section through the rail (1) laid with a gap of about 20 mm , the casting mold halves (2) and the steel pieces (3) inserted therein. The casting space created in this way is usually preheated with a gas flame. By pouring an aluminothermically produced hot steel into the casting molds (2), the rails (1) and the steel pieces (3) are welded to one another at the same time. After the cast steel has cooled down, the casting mold halves are removed. .
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Gemäß Fig. 3 werden an den entstandenen planparallelen Kontaktflächen der Stahlstücke (3) die Kabelschuhe (6) mit den elektrischen Leitern (7) über Schrauben (8) angeklemmt. According to Fig. 3, the cable lugs (6) are on the resulting plane-parallel contact surfaces of the steel pieces (3) clamped to the electrical conductors (7) via screws (8).
In Fig. 4 wird zwischen Kabelschuh (6) und Stahlsttick (3) zur Vergrößerung der Übergangsfläche und zur Verminderung der Übergangswiderstände Kupferringe (9) eingelegt.In Fig. 4, between the cable lug (6) and the steel piece (3) Inserted copper rings (9) to enlarge the transition area and to reduce the transition resistance.
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Claims (3)
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| DE19722262087 DE2262087C3 (en) | 1972-12-19 | Process for the production of contact surfaces for the connection of electrical conductors to rails |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |