CZ278680B6 - Resilient fastening of a rail to a sleeper - Google Patents

Description

Vynález se týká pružného upevnění železničních kolejnic k jejich tuhým nosičům a zejména spojů dlouhých svařovaných kolejnicových úseků s betonovými pražci.

Vzhledem k silným namáháním a vibracím, které koleje musí snést, je zapotřebí vkládat mezi kolejnici a její nosič pružnou podložku, obvykle z pryže, jejíž poddajnost dovoluje relativní pohyby kolejnice vzhledem k jejímu nosiči. Kolejnice k tomuto nosiči je přidržována pružnými svěrkami, které sledují všechny svislé pohyby. Zbývají však vodorovné složky pohybů, které vyvolávají opotřebení kolejnice a jejích svěrek. Bylo proto usilováno o to, aby se mezi svěrku a kolejnici vkládala vložka, vyznačující se určitou elasticitou. Jelikož tato vložka rovněž přispívá jednak k elektrické izolaci kolejnice a jednak k udržování přesné polohy kolejnice na pražci, zhotovuje se obvykle z plastické hmoty, vyznačující se současně dobrou mechanickou odolností a dostatečnou elasticitou.

Dosud známé vložky, nebo přesněji sestavy známých pružných svěrek a vložek, však nepřinášejí plně uspokojivé výsledky, takže často dochází u známých vložek ke zlomům, svěrky nedostatečně vzdorují tak zvanému putování kolejnic a známé systémy proto mohou být používány pouze pro upevňování krátkých úseků, kolejí v tunelu, apod.

Ukládání dlouhých svařovaných kolejnic, které je v praxi běžné na hlavních tratích, se může provádět pouze za určitých teplotních podmínek, aby se zabránilo vzniku nadměrných napětí v kolejnicích v důsledku dilatací. Je-li okolní teplota příliš nízká, je zapotřebí kolejnice zahřívat pomocí hořáků, přičemž žádná z plastických hmot, jaké se používají pro zhotovování vložek, není schopna odolávat plameni těchto hořáků. Také z těchto důvodů se na dlouhých kolejových úsecích sestavy pružných svěrek s vložkami obvykle v praxi nepoužívají.

Vynález si klade za úkol odstranit tyto nevýhody a zejména umožnit použití vložek z plastické hmoty pro pružné upevňování dlouhých kolejnicových úseků.

Podstatou vynálezu je pružné upevnění kolejnice k pražci, obsahující pružnou podložku, vloženou mezi kolejnici a pražec, a po každé straně kolejnice upevňovací prostředek, obsahující elektroizolační vložku, dosedající k okraji paty kolejnice, který překrývá, a k nosiči, svěrný prostředek, prostupující tuto vložku a svěrku v podobě ploché pružiny, umístěnou mimo dotyk s kolejnicí, překrývající vložku a mající podélné okraje rovnoběžné s kolejnicí, které se podle vynálezu vyznačuje tím, že svérka přesahuje vložku alespoň nad patou kolejnice a má podélný okraj, přivrácený ke kolejnici, v uvolněném stavu prohnutý rovnoběžně s kolejnicí s konkávní stranou obrácenou k patě .kolejnice, a v sevřeném stavu zploštělý s malým odstupem nad kolejnicí, přičemž svěrka je přitlačována do dotyku s celou částí vložky, která překrývá okraj paty kolejnice.

V důsledku tohoto uspořádání je vložka chráněna proti teplu, vyvíjenému hořáky nebo jinými ohřevovými prostředky, svěrkou, která ji překrývá, a to zejména v části nad patou kolejnice. Mimo to zajišťuje obzvláštní tvar této svěrky rovnoměrné a pružné

-1CZ 278680 B6 svěrné přitlačení vložky k povrchu paty kolejnice. Přitom se vytvoří spoj, který umožňuje vodorovné a svislé posuny paty kolejnice v důsledku namáhání, kterým je kolejnice vystavena, avšak brání opotřebení této paty, které s sebou nese nebezpečí zlomu.

Podle výhodného provedení vynálezu mohou jednak vložka a jednak pružná svěrka mít obzvláštní charakteristické tvary, které umožňují dosáhnout nej lepších výsledků.

Nejvýhodnějším uspořádáním vložky je to, při kterém má vložka střední základní těleso, opatřené otvorem, a dvě ramena. Toto střední těleso je určeno k tomu, aby dosedlo jednak na osazení, vytvořené v pražci, a jednak na okraj paty kolejnice, a ramena slouží k tomu, aby vybíhala jedno nad patu kolejnice a druhé nad horní povrch osazení v pražci.

S výhodou je vložka prodloužena na straně svěrky, odlehlé od paty kolejnice, přesahem, zakončeným opěrným dorazem svěrky pro její fixaci proti otáčení.

Obvyklý tvar vložky, například při pohledu shora, je v podstatě lichoběžníkový, přičemž delší z obou rovnoběžných základen lichoběžníka je vytvářena koncem ramene vložky, určené k dosednutí na patu kolejnice. Kratší základnou je naproti tomu ta strana vložky, která se opírá o osazení v pražci. V praxi je pro úsporu materiálu vložky možné, aby vložka měla tvar, vyplývající ze sestavení lichoběžníkové části, jejíž základnou je okraj ramene vložky na straně kolejnice a kratší základna leží ve středové oblasti vložky, a části všeobecně obdélníkové, vytvářející úsek vložky na straně odvrácené od kolejnice. Tento lichoběžníkový tvar vložky je důležitý, nebot umožňuje, aby na kolejnici vznikly dva poměrně vzdálené opěrné body, v nichž vložka na kolejnici dosedá, a kde zajišťuje lepší přenos bočních sil, přenášených z kolejnice při přejezdu vlaků, a kde překvapivě zvyšuje odolnost kolejnice proti tak zvanému putování.

Je samozřejmě žádoucí, aby tato vložka byla rozumně dimenzovaná pro dosažení výše uvedených výsledků. Při použití známých řešení, v nichž se kombinuje svěrka ve formě lamely, prohnuté kolmo na kolejnici, s odpovídající vložkou, má tato vložka obvykle šířku, tj. rozměr rovnoběžný s kolejnicí, okolo 6 cm, zatímco při použití vložky v pružném upevnění podle vynálezu se zjistilo, že má vložka mít šířku, tj. délku delší základny lichoběžníka, s výhodou alespoň 10 cm a nejlépe 12 až 15 cm.

Navíc je horní povrch vložky v podstatě rovinný a má v sobě vytvořenu na konci, spočívajícím na osazení v pražci, drážku otevřeného tvaru s alespoň jednou zarážkou. Při obzvláštním provedení vynálezu je tato zarážka vytvářena dvěma dílčími zarážkami , umístěnými na obou koncích drážky.

Je žádoucí, aby svislé plochy této vložky, které dosednou na patu kolejnice a na osazení v pražci, měly přibližně stejné velikosti dosedacích plošek. Tyto dosedací plošky mají v podstatě obdélníkový tvar. Jelikož délky obou obdélníků jsou při výhodném provedení vynálezu odlišné v důsledku všeobecně lichoběžníkového tvaru vložky, budou odlišné i šířky obdélníků (v podstatě výšky, neboť při osazení vložky jsou dosedací plošky v podstatě svislé),

-2CZ 278680 B6 tj. šířka dosedací plošky, dosedající na osazení v pražci, bude větší, než šířka plošky, dosedající na patu kolejnice. V důsledku této vhodné volby rozměrů dosedacích plošek se zajistí lepší rozdělování napětí uvnitř vložky.

Plochá pružina svěrky je v detailním řešení prohnutá s prohnutím, rovnoběžným s kolejnicí, přičemž tvar prohnutí je takový, že zasahuje pouze přední část svěrky, tj. část, spočívající na patě kolejnice. V přední části, kde přes vložku dosedá na patu kolejnice, má svěrka tvar elipsoidu s maximálním prohnutím na svém konci, přivráceném ke kolejnici, zatímco v zadní části má prohnutí nulové. V této zadní části má svěrka vytvořenu otevřenou drážku o tvaru, přesně odpovídajícím tvaru drážky, vytvořené ve vložce, takže za každé situace, tj. před i po sevření svěrky se zadní část svěrky opírá po celé ploše drážky o odpovídající drážku vložky. Svěrka je dále ve své zadní části opatřena prostředkem, spolupůsobícím se zarážkou nebo zarážkami, vytvořenými na zadní části vložky, jejichž účelem je zabránit, aby svěrka během svírání na vložce klouzala. Je-li tedy zarážka vložky vytvářena dvěma dílčími zarážkami, uloženými na obou koncích drážky, odpovídajícím prostředkem, spolupůsobícím se zarážkou, může být jednoduše samotná šířka svěrky, která ve své zadní části odpovídá šířce drážky a svěrka se tak zasune mezi obě zarážky.

Je samozřejmé, že svěrka je ve své prohnuté části opatřena otvorem, odpovídajícím přesně otvoru ve vložce. Jak bylo již řečeno, je tento otvor určen pro průchod svěrného prostředku ve formě kotevního šroubu, zakotveného do pražce, na nějž je našroubována matice, jejíž funkcí je při utahování přitlačovat pružnou svěrku k vložce. Během utahování se svěrka, opírající se o dvě plošky, ležící u konců vložky, deformuje a postupně se zplošťuje do dotyku s touto vložkou.

Tento způsob deformování svěrky, která je zpočátku prohnutá, pro její postupné uvádění do stavu, ve kterém je v podstatě plochá, byl shledán výhodnějším než všechny ostatní způsoby, spočívající kupříkladu v použití vložky s horním povrchem prohnutým a svěrky, která je zpočátku plochá a která se prohýbá až při utahování svěrné matice.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 až 7 nejvýhodnější provedení vynálezu a obr. 8 až 11 další varianty jeho provedení, a to obr. 1 příčný řez pružným upevněním podle vynálezu, který je sestaven, avšak nesevřen, obr. 2 půdorysný pohled na vložku spoje podle vynálezu, obr. 3 příčný řez vložkou ve směru kolmém na kolejnici, obr. 4 čelní pohled na vložku směrem od kolejnice, obr. 5 půdorysný pohled na pružnou svěrku, obr. 6 příčný řez svěrkou ve směru kolmém na kolejnici, obr. 7 čelní pohled na svěrku smlrnm od kolejnice, obr. 8 příčný řez pružným upevněním podle dalšího provedení vynálezu, obr. 9 pohled shora na spoj podle obr. 8, obr. 10 příčný řez pružným spojem podle ještě dalšího provedení vynálezu, obr. 11 řez rovinou II-II z obr. 10, ukazující svěrný prostředek před jeho sevřením.

Na obr. 1 je v příčném řezu, vedeném kolejnicí, znázorněna pata kolejnice 1, betonový pražec 2 s příčným vybráním 3, a pod

-3CZ 278680 B6 ložka 4 z pružného materiálu, např. z pryže, prostřednictvím které kolejnice spočívá na dně příčného vybrání 3_. Jak je z obr. 1 dále patrno, sestává pružné upevňovací ústrojí z vložky 5, o níž se opírá svěrka 6. ve formě ploché pružiny, která je přitlačována k vložce 5 svěrným prostředkem ve formě kotevního šroubu 7, kotveného do pražce 2, a opatřeného maticí 15, našroubovanou na závitovanou část dříku šroubu 7. Na obr. 1 je matice 15 znázorněna v neutažené poloze a taktéž svěrka 6 je v klidovém stavu.

Vložka 5 sestává ze středního tělesa 9, které na jedné straně se dotýká paty kolejnice 1 a na druhé osazení 10 na okraji vybrání 3 v pražci 2, a ze dvou ramének, z nichž jedno spočine na patě kolejnice 1 a druhé má tvar, odpovídající pražci v místě osazení 10.

Vložka 5 je detailně znázorněna na obr. 2, 3 a 4. Na obr. 2, kde je vložka 5 znázorněna v půdorysném pohledu shora, je patrno, že má v podstatě lichoběžníkový tvar, sestávající z lichoběžníkové části 11 a obdélníkové části 12· Lichoběžníková část 11 odpovídá ramenu vložky 5, které se opírá o patu kolejnice 1, přičemž její delší základna tvoří okraj vložky 5 o délce přibližně 14 cm. V oblasti středu vložky 5 je patrný otvor 13 pro průchod kotevního šroubu 7.

Z obr. 3 je patrné, že horní líc vložky 5 je v podstatě rovinný, avšak na straně odvrácené vzhledem k místu dosednutí na patu kolejnice 1 je opatřen otevřenou drážkou 14. Jak je patrno z obr. 2, je tato drážka 14 na svých koncích zakončena zarážkami 14A.

Obr. 4 znázorňuje čelní pohled na vložku 5 ze strany od kolejnice.

Obr. 5 ukazuje půdorysný pohled na pružnou svěrku 6, která je zhotovena z oceli a má lichoběžníkovitý tvar. Jako materiál je použita pružinová ocel a tloušťka lamely je 4 až 5 mm. Oblast u větší základny 30 lichoběžníka se uloží nad patu kolejnice 1, zatímco část 17, odpovídající kratší základně, se uloží nad pražec 2. Tato část 17 má ve skutečnosti válcovitý tvar, jak je zřejmé z obr. 6, přičemž její spodní povrch 18 dosedne po celé délce svých tvořících křivek přesně na odpovídající povrch otevřené drážky 14 ve vložce 5, jak je znázorněno na obr. 2 a 3. Vychází-li se z popsaného uložení svěrky 6 vzhledem k vložce 5, jsou rozměry svěrky 6 takové, že lamela přesahuje vložku 5 nad patou kolejnice 1 a částečné i po stranách vložky 5. Svěrka 6 je na svém podélném okraji 19 v části, přivrácené ke kolejnici, prohnutá a v zadní části 20 má prohnutí nulové, takže má tvar části elipsoidu. Svěrka 6 je samozřejmě opatřena otvorem 21, odpovídajícím otvoru 13 ve vložce 5.

Obr. 8 a 9 a dále obr. 10 a 11 znázorňují další příklady provedení vynálezu.

Na obr. 8 a 9 je kolejnice 1 nesena pražcem 2 z betonu, opatřeným příčným vybráním 3_. Kolejnice 1 spočívá na dně vybrání 2 na podložce 4 z pružného materiálu, např. pryže, a je přidržována k pražci 2 pružnými upevněními podle vynálezu, uloženými po obou jejích stranách při koncích vybrání χ.

-4CZ 278680 B6

Každé z těchto upevnění zahrnuje vložku 8 z poddajného materiálu, např. z plastické hmoty, řešenou jako protáhlé těleso, dosedající jednak na okraj vybrání 2 ^a jednak na okraj 10 paty kolejnice 1. Těleso vložky 8 je v její horní části prodlouženo s podélným přesahem 12.; opírajícím se o patu kolejnice 1. Vložkou 2 prochází svěrný prostředek, který je ve znázorněném příkladě provedení vytvářen šroubem 7, kotveným do pražce 2, a na tomto šroubu 7 je našroubována matice 15.

Horní povrch vložky 8, tj. plocha orientovaná k matici 15, je překryt pružnou svěrkou 16, uloženou rovnoběžně s kolejnicí

1. Svěrka 16, která má s výhodou obdélníkový tvar, přesahuje přes vložku 8 alespoň po celém obvodě nad přesahem 12, tj. nad patou kolejnice 1. S výhodou tato svěrka 16 přesahuje rovněž protilehlý konec vložky 8, tj. nad pražcem 2, jak je zřejmé z obr. 9.

Svěrka 16 je kromě toho ve směru rovnoběžném s kolejnicí 1 prohnuta, a to alespoň v části nad přesahem 12 vložky 2 ^a zejména podél jejího podélného okraje .18, odpovídajícího jejímu největšímu rozměru. Konkávní strana lamely 16 je obrácena směrem k hornímu povrchu 11 paty kolejnice 1, takže bez sevření svěrka 16 zaujme tvar obdobný tvaru, znázorněnému na obr. 11, a bude se opírat pouze o postranní okraje vložky 2·

Při utahování matice 15 zplošťuje svěrku 16., která se tak rovnoměrně opře o horní povrch vložky 8. Svěrka 16 je tak udržována v malém odstupu jednak od povrchu 11 paty kolejnice 1 a jednak od pražce 2.

Je samozřejmé, že svěrka 16 může být prohnuta ve směru své šířky, kdy vytváří část válcové plochy s povrchovými křivkami, kolmými na směr kolejnice 1.

Svěrka 16., která přesahuje poměrně značně za okraj přesahu 12 vložky 8 směrem ke kolejnici 1, může na opačné straně, tj. nad pražcem 2, přesahovat vložku 8 poměrně málo, jak je znázorněno na levé části obr. 8, anebo naopak mít velký přesah, jak ukazuje pravá část obr. 8. V obou případech svěrka 16 plně překrývá alespoň část vložky 8, která se nachází ve vybrání 2 ^a nad horním povrchem 11 paty kolejnice χ. V důsledku toho svěrka 16 izoluje vložku 8 od jakýchkoli zahřívacích zařízení, jako hořáků, kterých by se mohlo používat při ukládání kolejnice 1 pro její uvádění na teplotu vyšší, než je teplota okolí.

Podle varianty provedení, znázorněné na obr. 10, zahrnuje pružné upevnění vložku .20, prodlouženou nad pražec 2 přesahem 22, obdobným jako je přesah 12 pro dosednutí na patu kolejnice 1. Svěrka 16 je rovněž prodloužena nad tento přesah 22. Přesah 22 je v tomto případě s výhodou opatřen krajním podélným žebrem, vytvářejícím obraz 24 pro svěrku <.6. Svěrka 16 je tak zajištěna proti otáčení, což je důležité zejména při utahování matice 15 na šroubu 14.

V tomto případě provedení vynálezu zajišťuje sestava, podobně jako v předchozích provedeních v důsledku kombinace vložky 2 nebo 20 s pružnou svěrkou 16 a v důsledku zvláštního tvaru těchto prvků, pružné a současně pevné dosednutí na povrch paty kolejnice 1 při konstantním svěrném tlaku, aniž by přitom došlo k jakémuko-5CZ 278680 B6 li dotyku mezi kovovou svěrkou 16 a patou kolejnice 1, který by mohl vyvolávat nebezpečí opotřebení kolejnice 1 a začátek jejího zlomu. Uvedené pružné upevnění se proto obzvláště hodí pro použití u dlouhých svařovaných kolejnic 1, neboť vložka 8., 20 je izolována od plamene hořáků nebo od jakýchkoli jiných ohřevových prostředků, přičemž jakékoli pohyby, ať jsou svislé nebo vodorovné, mohou být tlumeny přítomností jednak pružné podložky 4 a jednak pevně přidržované poddajné vložky 8, 20♦

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Pružné upevnění kolejnice k pražci, obsahující pružnou podložku, vloženou mezi kolejnici a pražec, a po každé straně kolejnice upevňovací prostředek, obsahující elektroizolační vložku, dosedající k okraji paty kolejnice, který překrývá, a k pražci, svěrný prostředek, prostupující tuto vložku a svěrku v podobě ploché pružiny, umístěnou mimo dotyk s kolejnicí, překrývající vložku a mající podélné okraje rovnoběžné s kolejnicí, vyznačené tím, že svěrka (6, 16) přesahuje vložku (5, 8, 20) alespoň nad patou kolejnice (1) a má podélný okraj (19), přivrácený ke kolejnici (1), v uvolněném stavu prohnutý s konkávní stranou, obrácenou k patě kolejnice (1), a v sevřeném stavu je zploštělý s malým odstupem nad kolejnicí (1), přičemž svěrka (6, 16) je přitlačována do dotyku s celou částí vložky (5, 8, 20), která překrývá okraj paty kolejnice (1).
2. 2. Pružné upevnění kolejnice podle nároku 1, vyznačené tím, že vložka (20) je prodloužena na straně svěrky (16), odlehlé od paty kolejnice (1), přesahem (22), zakončeným opěrným dorazem (24) svěrky (16) pro její fixaci proti otáčení.
3. 3. Pružné uložení kolejnice podle nároku 2, vyznačené tím, že vložka (5) a svěrka (6) mají v půdorysu lichoběžníkový tvar, přičemž větší základna (30) lichoběžníka je uložena nad patou kolejnice (1).