DE3923565C1

DE3923565C1 - Hollow dowel for railway sleeper - has pattern of outside projections gripping and bedding into wood

Info

Publication number: DE3923565C1
Application number: DE19893923565
Authority: DE
Inventors: Udo 6993 Creglingen De Wirthwein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1990-12-06
Anticipated expiration: 2009-07-18

Abstract

Hollow dowel comprises two matching half shells each with projections outside and inside walls forming a cavity round the track spike, the shell sides expanding at their top end. The shell (2, 4) sides (22, 24) should be planar and the cavity presents a polygon section in planes normal to its longitudinal axis. The sides (22, 24) open at 0.5-1.5 deg. towards their top end relative the longitudinal axis. The shell material should have an elasticity module of 8500 N/mm2 when dry and 6000 N/mm2 in humid conditions with max deviation of 10%. The impact toughness of the material assuming a double V-notch of 1.5 mm radius should be 30-35 kJ/mm2 when dry and 40-45 kJ/mm2 in humid conditions with max. deviation of 10%. The dowel, is pref. made of fibre reinforced material, e.g. modified polyamide. USE/ADVANTAGE - Railways, permanent way, wooden sleepers. Dowel beds easily into sleeper without spike resistance and related damage.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohldübel für den Eisenbahn bau gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a hollow dowel for the railway Construction according to the specified in the preamble of claim 1 Characteristics.

Aus der GB-PS 64 aus dem Jahre 1898 ist ein derartiger Hohldübel bekannt, der aus zwei Halbschalen besteht. Diese Halbschalen enthalten am oberen Ende eine konische Erweiterung. Das obere Drittel des Hohldübels mit der genannten konischen Erweiterung befindet sich im Bereich einer Befestigungsplatte. Der Hohldübel besteht aus Metall, insbesondere aus Stahl, und durchdringt zumindest teilweise die Befestigungsplatte, um im Bereich der Schwellenoberkante eine Verstärkung zu erhalten und ein Abscheren des Schienennagels zu vermeiden. Der innerhalb der Schwelle befindliche Teil des Hohldübels weist, abgesehen von nach außen gerichteten vorstehenden Teilen, eine gleichmäßige Wandstärke auf. Unterhalb der vorstehend erwähnten konischen Erweiterung, welche über der Schwellenoberkante liegt, verlaufen die Seiten flächen im Inneren des Hohlraumes parallel zur Längsachse, wobei im übrigen die Querschnittsfläche des Hohlraumes im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist. Gegebenenfalls kann am unteren Ende des Hohldübels eine kurze, konische Seitenfläche vorhanden sein, wobei auch das untere Ende des zugeordneten Schienennagels entsprechend ausgebildet ist; der Schienennagel enthält an seiner Spitze ein zusätzliches Teil, das beim Einschlagen zunächst die Halbschalen auseinander drückt und nach dem vollständigen Ein schlagen eine Sicherung des Schienennagels gegen ein Heraus rutschen nach oben ergeben soll. Die aus Stahl bestehenden, praktisch nicht nachgiebigen Halbschalen werden in radialer Richtung vergleichsweise weit auseinander gedrückt, um nach dem vollständigen Einschlagen eine gegenläufige Bewegung in Richtung zur Längsachse durchzuführen. Die Verankerung der Halbschalen in der Schwelle wird hierdurch nachteilig beeinflußt, da die zu nächst weit in die Schwelle eingedrückten Teile nachfolgend wie der radial nach innen zurückbewegt werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel enthält der vorbekannte Hohldübel zwar konische Seitenflächen, welche eine runde Querschnittsfläche umschließen, wobei der Hohldübel jedoch nicht aus zwei Halbscha len, sondern aus gerolltem Stahl besteht und einen seitlichen Schlitz aufweist, welcher sich über einen Teil der Gesamthöhe erstreckt. Ein zweiter diametral angeordneter Schlitz erstreckt sich hingegen über die gesamte Höhe. Die aus der GB-PS vorbekann ten Ausführungsformen mit zwei Halbschalen weisen jedoch keine sich über die gesamte Höhe sich erstreckenden konischen Seiten flächen auf. In sämtlichen Ausführungsformen besteht der vorbe kannte Hohldübel aus Metall, wobei keine partielle Verformung beim Einschlagen eines Schienennagels erfolgt, sondern insgesamt die Halbschalen oder Teile des Hohldübels zur Seite hin bewegt werden. Eine Verbesserung der Verankerung aufgrund stärkerer radialer Einpressung des Hohldübels bedingt eine entsprechende Erhöhung der erforderlichen Einschlagkraft. In der Praxis muß daher ein Kompromiß zwischen den gegenläufigen Forderungen einerseits nach guter radialer Verpressung des Hohldübels und andererseits nach nicht zu großen Einschlagkräften bei der Montage eingegangen werden.Such a hollow plug is from GB-PS 64 from 1898 known, which consists of two half-shells. These half shells contain a conical extension at the top. The top Third of the hollow dowel with the conical extension mentioned is located in the area of a mounting plate. The hollow dowel consists of metal, especially steel, and penetrates at least partially the mounting plate to in the area of Threshold top edge to gain reinforcement and shear to avoid the rail nail. The one within the threshold located part of the hollow dowel points, apart from the outside directed protruding parts, an even wall thickness on. Below the conical extension mentioned above, which lies above the upper edge of the threshold, the sides run surfaces in the interior of the cavity parallel to the longitudinal axis, wherein otherwise the cross-sectional area of the cavity essentially is annular. If necessary, at the bottom A short, conical side surface is available at the end of the hollow dowel be, with the lower end of the associated rail nail is trained accordingly; the rail nail contains on his Tip an additional part that first hits the Half shells pushes apart and after complete on strike a securing of the rail nail against an out should slide upwards. The steel ones practically non-compliant half shells are made in radial Direction comparatively far apart to look for complete an opposing movement in the direction to the longitudinal axis. The anchoring of the half shells in the threshold is hereby adversely affected because the parts pushed in deeply into the threshold below as which are moved back radially inwards. In another The known hollow dowel contains an exemplary embodiment conical side surfaces, which is a round cross-sectional area enclose, but the hollow dowel is not made of two half shells len, but consists of rolled steel and a side Has slot, which extends over part of the total height extends. A second diametrically arranged slot extends however, over the entire height. Which previously known from the GB-PS However, th embodiments with two half shells have none conical sides extending over the entire height surfaces. In all embodiments, the above exists Known hollow dowels made of metal, with no partial deformation when driving in a rail nail, but overall the half-shells or parts of the hollow dowel moved to the side will. An improvement in anchorage due to stronger radial pressing of the hollow dowel requires a corresponding one Increase the required impact force. In practice it must hence a compromise between the opposing demands on the one hand after good radial compression of the hollow dowel and on the other hand after not too large impact forces at the Montage be received.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hohldübel der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Widerstand beim Einschlagen des Schienennagels klein gehalten werden kann und gleichwohl ohne Beschädigung der Hohldübel funktionssicher in die Schwelle eingepreßt wird.Proceeding from this, the invention is based on the object Hollow dowels of the type mentioned to the extent that the Resistance when driving in the rail nail kept small can and without damaging the hollow dowel is reliably pressed into the threshold.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.This problem is solved in accordance with the characteristics of Features specified claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.Advantageous embodiments of the invention are the subject of Claims 2 to 7.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Halbschale, Fig. 1 is a side view of a half-shell,

Fig. 2 eine seitliche Ansicht der beiden Halbschalen des Hohldübels, und zwar in Blickrichtung auf die Tei lungsebene, Fig. 2 is a side view of the two half-shells of the hollow dowel, namely development plane in the direction looking at Tei,

Fig. 3 eine Ansicht mit Blickrichtung auf die Innenseite einer Halbschale, Fig. 3 is a view looking toward the inner side of a half shell,

Fig. 4 eine Ansicht in Blickrichtung IV gemäß Fig. 2 und Fig. 4 is a view in the viewing direction IV of FIG. 2 and

Fig. 5 eine schematische Darstellung bei Einschlagen des Schienennagels. Fig. 5 is a schematic representation when driving the rail nail.

Fig. 1 zeigt von der Seite eine Halbschale 2, welche an ihrer Außenfläche 6 eine Anzahl von vorstehenden Noppen 8, 10 aufweist. Diese Noppen 8, 10 sind jeweils in den senkrecht zur Längsachse 12 verlaufenden Ebenen gegeneinander versetzt angeordnet, wobei die Noppen 10 in Umfangsrichtung eine größere Ausdehnung aufweisen als die Noppen 8. Am oberen Ende der Halbschale 2, das gilt auch für die andere Halbschale, ist ein Ansatz 14 vorhanden, der einen sicheren Abschluß des Bohrlochs der Schienenschwelle gewährleistet. Fig. 1 shows from the side a half-shell 2, which has on its outer surface 6, a plurality of projecting knobs 8, 10. These knobs 8, 10 are each offset from one another in the planes perpendicular to the longitudinal axis 12 , the knobs 10 having a greater extent in the circumferential direction than the knobs 8 . At the upper end of the half-shell 2 , this also applies to the other half-shell, there is an extension 14 which ensures that the borehole of the rail sleeper is securely closed.

Fig. 2 zeigt wiederum in einer Ansicht den Hohldübel, wobei nunmehr beide Halbschalen 2, 4 zu erkennen sind, welche in der Teilungsebene 16 aneinander liegen. Im Bereich der Teilungsebene 16 liegen die größeren Noppen 10 jeweils unmittelbar übereinander, und insgesamt wird durch die Anzahl der Noppen 8, 10 gewährleistet, daß der Hohldübel fest und zuverlässig in einer Holzschwelle verankerbar ist. FIG. 2 again shows the hollow dowel in a view, it now being possible to see both half-shells 2, 4 which lie against one another in the division plane 16 . In the area of the division plane 16 , the larger knobs 10 lie directly one above the other, and overall the number of knobs 8, 10 ensures that the hollow dowel can be firmly and reliably anchored in a wooden sleeper.

Fig. 3 zeigt von der Innenseite her die eine Halbschale 2, die innen den einen Teil des Hohlraumes 20 für den Schienen nagel aufweist. Es sind zwei plane Innenflächen 22, 24 vorhanden, welche bezüglich der Längsachse 12 um jeweils einen Winkel α geneigt sind, wobei dieser Winkel sich nach oben in Richtung zum Ansatz 14 öffnet. Der Winkel a weist eine Größe von einem Winkelgrad plus minus 20 Minuten auf. Die Innenflächen 22, 24 sind in hier nicht weiter dargestellter Weise aufgerauht, wobei eine mittlere Rauhtiefe von 0,05 bis 0,1 mm sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat, um eine zuverlässige Verankerung des Schienennagels zu erhalten. Fig. 3 shows from the inside a half-shell 2 , which has part of the cavity 20 for the rails nail inside. There are two flat inner surfaces 22, 24 which are each inclined by an angle α with respect to the longitudinal axis 12 , this angle opening upwards in the direction of the extension 14 . The angle a is one degree plus minus 20 minutes. The inner surfaces 22, 24 are roughened in a manner not shown here, an average roughness depth of 0.05 to 0.1 mm having proven particularly expedient in order to obtain reliable anchoring of the rail nail.

Fig. 4 zeigt die Aufsicht auf den Hohldübel, dessen beiden Halbschalen 2, 4 in der Teilungsebene 16 aneinanderliegen. Es sind die hier insgesamt vier geneigten, planen Innenflächen 22, 24 gut zu erkennen. Der Hohlraum weist eine quadratische Querschnittsfläche auf, welche zum unteren Ende des Hohldü bels hin kleiner wird. Die Teilungsebene liegt in einer Diagonale dieser quadratischen Grundfläche. FIG. 4 shows the top view of the hollow dowel, the two half-shells 2, 4 of which lie against one another in the division plane 16 . The total of four inclined, flat inner surfaces 22, 24 are clearly visible here. The cavity has a square cross-sectional area, which becomes smaller towards the lower end of the hollow dowel. The division plane lies on a diagonal of this square base.

Die beiden Halbschalen 2, 4 des Hohldübels bestehen aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff, und zwar insbesondere einem modifizierten Polyamid. Der Glasfaseranteil beträgt etwa 30%, wobei auch Ab weichungen um maximal plus minus 20%, zweckmäßig jedoch nur plus minus 10%, zugelassen werden. Der Werkstoff weist eine Kerbschlagzähigkeit, und zwar bei einer Doppel-V-Kerbe mit Radius 1,5 mm, zwischen 30-35 kJ/m² im trockenen Zustand und 40-45 im luftfeuchten Zustand auf. Die Schlagzähigkeit bei 23 Grad C beträgt im trockenen Zustand 40-45 kJ/m² und im feuchten Zustand 55-60 kJ/m². Wesentlich ist darüber hinaus der Elastizitätsmodul von etwa 8500 N/mm² im trockenen und 6000 im luftfeuchten Zustand. Die angegebenen Werte können um plus minus 20%, zweckmäßig um plus minus 10%, abweichen. Ferner weist das Material eine hohe Abriebsfestigkeit auf. Durch die Abstim mung des vergleichsweise hohen Elastizitätsmoduls, der Kerbschlagzähigkeit und/oder der Schlagzähigkeit wird der Hohldübel den Anforderungen beim Einschlagen des Schienennagels ebenso gerecht wie den Anforderungen für die Befestigung der Schiene auf der Holz schwelle.The two half-shells 2, 4 of the hollow dowel consist of a glass fiber reinforced plastic, in particular a modified polyamide. The glass fiber content is around 30%, although deviations of up to plus or minus 20%, but expediently only plus or minus 10%, are permitted. The material has a notched impact strength, namely with a double V-notch with a radius of 1.5 mm, between 30-35 kJ / m² in the dry state and 40-45 in the humid state. The impact strength at 23 degrees C is 40-45 kJ / m² in the dry state and 55-60 kJ / m² in the moist state. Another important factor is the modulus of elasticity of around 8500 N / mm² when dry and 6000 when humid. The stated values can deviate by plus minus 20%, expediently by plus minus 10%. The material also has high abrasion resistance. By coordinating the comparatively high modulus of elasticity, the impact strength and / or the impact strength, the hollow dowel meets the requirements for driving in the rail nail as well as the requirements for fastening the rail to the wooden threshold.

In Fig. 5 ist schematisch das Einschlagen des Schienennagels 30 in den Hohldübel mit den beiden Halbschalen 2, 4 ange deutet. Die beiden Halbschalen 2, 4 sind in das Bohrloch 32 der Holzschwelle 34 eingesetzt. Zum Zwecke der Sanierung wird zuvor die Holzschwelle entsprechend aufgebohrt, daß der Hohldübel, der einen Sanierungs-Hohldübel darstellt, ohne allzu großen Kraftaufwand in das Bohrloch 32 eingesetzt werden kann. Dies erfolgt vor Ort, ohne daß die Holzschwelle 34 bzw. die Schiene 36 voneinander getrennt werden müssen. Wie durch den Pfeil 38 angedeutet, wird der Schienennagel 30 in den Hohlraum des Hohldübels eingesetzt und eingeschlagen. Aufgrund der bereits angegebenen vergleichsweise geringen Neigung der planen Innenflächen kann der Einschlagwiderstand vergleichsweise klein gehalten werden. Wie durch die kleinen radial in die Holzschwelle gerichteten Pfeile 40 angedeutet, werden beim Einschlagen des Schienennagels 30 die beiden Halbschalen 2, 4 in die Holzschwelle 34 radial eingepreßt. Wichtig ist hierbei die Vorgabe des Elastizitätsmoduls des Hohldübels bzw. dessen beiden Halbschalen 2, 4 derart, daß entsprechend der in radialer Richtung unterschiedlich großen Kraftverteilung eine Beschädigung des Hohldübels zuverlässig vermieden wird.In Fig. 5 is schematically the driving of the rail nail 30 in the hollow dowel with the two half-shells 2, 4 indicates. The two half-shells 2, 4 are inserted into the borehole 32 of the wooden sleeper 34 . For the purpose of renovation, the wooden sleeper is drilled beforehand in such a way that the hollow dowel, which is a renovation hollow dowel, can be inserted into the borehole 32 without too much effort. This takes place on site without the wooden sleeper 34 or the rail 36 having to be separated from one another. As indicated by the arrow 38, the rail nail is inserted into the cavity of the hollow dowel 30 and turned. Due to the comparatively low inclination of the planar inner surfaces, the impact resistance can be kept comparatively low. As indicated by the small arrows 40 directed radially into the wooden sleeper, when the rail nail 30 is driven in, the two half-shells 2, 4 are pressed radially into the wooden sleeper 34 . It is important here to specify the modulus of elasticity of the hollow dowel or its two half-shells 2, 4 in such a way that damage to the hollow dowel is reliably avoided in accordance with the force distribution of different sizes in the radial direction.

Um eine besonders gute Befestigung des Schienennagels 30 in dem Hohldübel zu erreichen, können vor dem Einschlagen die Innenflächen des Hohldübels und/oder die Außenflächen des Schienennagels mit einem Klebemittel bestrichen werden. Ferner hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, vor dem Einschlagen des Schienennagels die Innenflächen der beiden Halbschalen mit einem Lösungsmittel oder dergleichen zu erweichen oder anzulösen. Als Lösungsmittel gelangt vor allem Ameisensäure oder eine vergleichbare Säure zum Einsatz. Nach dem Einschlagen des Schienennagels erhärten die erweichten bzw. angelösten Innenflächen wieder und gehen dabei eine gute Verbindung mit der Oberfläche des Schienennagels ein, der folglich zuverlässig in dem Hohldübel verankert bleibt.In order to achieve particularly good fastening of the rail nail 30 in the hollow dowel, the inner surfaces of the hollow dowel and / or the outer surfaces of the rail nail can be coated with an adhesive before driving in. Furthermore, it has proven particularly expedient to soften or dissolve the inner surfaces of the two half-shells with a solvent or the like before the rail nail is driven in. The main solvent used is formic acid or a comparable acid. After the rail nail has been driven in, the softened or detached inner surfaces harden again and thereby form a good connection with the surface of the rail nail, which consequently remains reliably anchored in the hollow dowel.

Claims

1. Hollow dowels for railway construction, in particular for wood swell len, containing two substantially coincidentally formed half-shells, which have protruding parts on their outer surface and which contain a cavity with side surfaces on the inside, against which an impactable rail nail rests in the interior of the hollow dowel , at the upper end of the side surfaces Chen an upwardly opening conical extension connects, characterized in that
that the side surfaces ( 22, 24 ) of the half-shells ( 2, 4 ) are flat,
that the cavity ( 20 ) has planes transverse to the longitudinal axis a polygo nale cross-sectional area,
that the flat side surfaces ( 22, 24 ) are arranged at an angle ( α ) of between 0.5 and 1.5 degrees with respect to the longitudinal axis ( 12 ) opening towards the upper end,
that the half-shells ( 2, 4 ) consist of a material with a modulus of elasticity in the range from 8500 N / mm² in the dry state and 6000 N / mm² in the humid state, with maximum deviations of +/- 20%, in particular 10% be and
that the notched impact strength of the material for a double V notch with a radius of 1.5 mm is in the range of 30-35 kJ / m2 in the dry state or 40-45 kJ / m² in the humid state, with maximum deviations of + / -20% and in particular +/- 10% are observed.

2. Hollow dowel according to claim 1, characterized in that the cavity ( 20 ) in planes transverse to the longitudinal axis ( 12 ) has a rectangular and preferably square cross-sectional area.

3. Hollow dowel according to claim 1 or 2, characterized in that the angle ( α ) between 0.8 and 1.2 degrees, preferably 1 degree, is large.

4. Hollow dowel according to one of claims 1-3, characterized in that the inner surfaces ( 22, 24 ) have a roughened structure, with irregularities and / or depressions of the inner surfaces ( 22, 24 ) between 0.05 to 0.1 mm are great.

5. Hollow dowel according to one of claims 1-4, characterized in that before the rail nail ( 30 ) has been driven in, its outer surfaces or the inner surfaces ( 22, 24 ) have been provided with an adhesive or that before the rail nail ( 30 ) has been driven in the inner surfaces ( 22, 24 ) with a solvent, in particular formic acid or the like, were dissolved and / or softened, so that after hammering in a firm connection between the surface of the rail nail ( 30 ) and the inner surfaces ( 22, 24 ) of the half-shells ( 2, 4 ) is reached.

6. Hollow dowel according to one of claims 1-5, characterized records that it is made of a fiber-reinforced material, in particular a modified polyamide.

7. Hollow dowel according to claim 6, characterized records that the material of the hollow dowel has a glass fiber content is on the order of approximately 30%, with expedient deviations of at most +/- 20%, in particular of +/- 10%, are present.