CZ35711U1 - Sestava koleje, železničního pražce a pražcové kotvy - Google Patents

Description

Sestava koleje, železničního pražce a pražcové kotvy

Oblast techniky

Jedná se o konstrukční řešení pražcové kotvy, která zvyšuje stabilitu bezstykové železniční koleje, která se osazuje na příčný železniční pražec.

Dosavadní stav techniky

Zřizování bezstykové koleje v obloucích, především v obloucích o poloměrech menších než 300 m, je podmíněno zajištěním stability kolejového roštu. To je mimo jiné umožněno osazováním pražcových kotev.

Výhodnost bezstykové koleje spočívá ve snížení dynamických rázů při působení kola vozidel na kolejnici a tím v ekonomickém přínosu snížení nákladů na udržování železniční dopravní cesty, ve snížení nákladů na údržbu kolejových vozidel a ve zvýšení komfortu cestování. Použití pražcových kotev na kolejích Správy železnic je legislativně uloženo předpisem SZDC S3/2.

Existuje několik různých typů pražcových kotev. Kupříkladu lopatková kotva s horním třmenem a dlouhými spojovacími šrouby, které při ověřováním zkušební laboratoři VUZ nevykazovaly potřebnou držebnost na pražci. Dále j e to dvoulopatková kotva podle německého patentového spisu DE 3411277, jejíž nevýhodyjsou v tom, že nelze přes takovou kotvu pojíždět některými traťovými mechanismy a v tom, že aktivní pracovní plochy kotvy zabírají v kolejovém loži mimo konsolidovanou část lože (lavička pod pražcem), čímž je snížena jejich účinnost. Navrženy byly i kotvy s použitím plastických hmot, především na lopatku kotvy. Pro některé nevýhody (mrazuvzdomost, ekonomické nároky) nebyly tyto kotvy v praxi použity. Některé kotvy jako pojistného konstrukčního prvku použily pružné ocelové kroužky, které rychle korodovaly, a po jejich destrukci se pražcová kotva stala nefunkční

Nedostatky uvedených kotev eliminuje technické řešení jednolopatkové pražcové kotvy podle užitných vzorů CZ 474, CZ 12836 a CZ 23909, kde kotva sestává z lopatky se svislou kotvicí částí a vodorovnou upevňovací částí, na jejíchž stranách vystupují vzhůru upevňovací šrouby a samojisticí matice s plastovým pouzdrem, které k lopatce připevňují třmen, těsně obepínající pražec.

Cílem předloženého technického řešení je uspořádání kotvy, osazené na pražec pro zabránění posunu kolejového roštu vertikálním směrem, se zvýšeným účinkem proti bočnímu posunu, spolupůsobením i proti svislému pohybu pražce a celého kolejového roštu a ke zvýšení stability bezstykové koleje.

Podstata technického řešení

Technické řešení se týká sestavy koleje, železničního pražce a pražcové kotvy pro zajištění stability bezstykové koleje v obloucích, kde pražcová kotva je, pro zvýšení příčného odporu železničních pražců proti vysunutí z kolejového lože, tvořena lopatkou se třmenem. Podstata technického řešení spočívá v tom, že lopatka sestává z kotvicí čelní části a z upevňovací části, kde v upevňovací části kotvy jsou v horní přírubě lopatky spojovací šrouby pro připevnění lopatky ke třmenu, který těsně obepíná pražec v jeho středové oblasti mezi kolejnicemi, přičemž úhel, který svírá kotvicí čelní část lopatky se spodní úložnou plochou pražce ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku, je v rozsahu od 80° do 90°, přičemž kotvicí čelní část lopatky je tvořena rovinatou plochou, neboje ve svislém směru nejméně jednou zalomená nebo prohnutá ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku.

-1CZ 35711 UI

Lopatka může být tvořena profilem tvaru U otevřeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku nebo profilem tvaru Z s dolní přírubou, zalomeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku.

Lopatka může být opatřena bočnicemi vyčnívajícími do stran, nebo ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku.

Bočnice jsou s výhodou přivařeny k lopatce kotvy pod úhlem od 0° do 90°, který- svírá plocha čelní části lopatky a bočnice.

Lopatka v jednom svém provedení může být ve vodorovném směru tvarovaná do oblouku, otevřeného ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku.

V dalším možném provedení může být lopatka ve vodorovném směru zalomená do křídel ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku.

V jiném provedení může být lopatka, která je tvořena profilem tvaru Z s dolní přírubou, zalomeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku, opatřena bočnicemi, přivařenými k čelní části i k dolní přírubě profilu tvaru Z, a to pro zajištění účinného zvýšení příčného odporu kolejového roštu proti vysunutí z kolejového lože v horizontálním i vertikálním směru.

V dalším provedení lopatka, která je tvořena profilem U otevřeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku, je opatřena bočnicemi přivařenými k čelní části, k dolní přírubě a horní přírubě profilu tvaru U, a to pro zajištění účinného zvýšení příčného odporu kolejového roštu proti vysunutí z kolejového lože v horizontálním i vertikálním směru.

Třmen je tvořen ocelovou pásnicí ve tvaru obráceného U, jehož konce jsou vyhnuty a opatřeny otvory, kterými prochází upevňovací šrouby se samojisticími maticemi s plastovými pouzdry. Třmen kotvy je připevněn k lopatce s vůlí od 1 do 20 mm.

Otvory v horní přírubě lopatky pro upevňovací šrouby mohou být umístěny excentricky a jsou posunuty směrem k čelní ploše lopatky.

Základem nového řešení je pražcová kotva zajišťující především stabilitu kolejového roštu v obloucích o poloměrech menších než 300 m, a to tím, že zvyšuje účinnost ke zvýšení příčného odporu pražců proti jejich vysunutí z kolejového lože. Tato pražcová kotva má kotvicí část tvořenou lopatkou a upevňovací části připevňující kotvu k pražci. Upevňovací části jsou třmen obepínající pražec a spojovací šrouby stahující lopatku kotvy ke třmenu. Celo lopatky je opatřeno bočnicemi, které zvyšují objem a tím i hmotnost kolejového lože před lopatkou kotvy. Zvýšení objemu a hmotnosti kolejového lože před kotvou může být vytvořeno i prohnutím lopatky do oblouku ve zvoleném poloměru. Případně může být vytvořeno horizontálním zalomením lopatky ve zvoleném úhlu proti převýšenému kolejnicovému pásu. Bočnice lopatky kotvy mohou být přivařeny k lopatce kotvy pod úhlem, který svírá čelní plocha lopatky a bočnice v rozmezí 0° až 90°. Toto zvýšení objemu a hmotnosti štěrku v aktivní zóně má význam zejména po osazení kotvy na pražec v nekonsolidovaném kolejovém loži, kupř. po strojním čištění kolejového lože či po nové pokládce železničního svršku a zejména na regionálních málo provozovaných tratích, kde ke konsolidaci kolejového lože železničním provozem dochází až po delší době. Při šířce bočnice 100 mm, se zvýší objem a hmotnost kolejového lože v aktivní zóně před kotvou cca o 50 % a tím se zvýší i účinnost kotvy (obr. 3a). Nej výhodnější řešení pražcové kotvy, u které by bylo dosaženo maximální zvýšení účinnosti stabilizace kolejového roštu proti vysunutí z kolejové lože v horizontálním i vertikálním směru, je tvar lopatky tvořený profilem Z zalomeným směrem k převýšenému kolejnicovému pásu s přidanými bočnicemi po stranách lopatky. Tedy vytvoření polorámové konstrukce lopatky (obr. 4).

-2CZ 35711 UI

Třmen pražcové kotvy obepíná pražec a je tvořen ocelovou pásnicí ve tvaru obráceného U. Konce této pásnice jsou vyhnuty a opatřeny otvory. Upevňovací šrouby jsou protaženy otvory v horní přírubě lopatky a jsou zespodu přivařeny. Na tyto šrouby se nasazuje třmen s připravenými otvory a je zajištěn samojisticími maticemi s plastovým pouzdrem. Otvory v horní přírubě lopatky nejsou umístěny centricky uprostřed plochy, ale jsou posunuty směrem k svislé čelní ploše lopatky, aby se zvýšil odporový moment proti překlopení lopatky. Třmen pražcové kotvy nedoléhá na horní přírubu kotvy, ale je zde ponechána vůle od 1 do 20 mm. Při dotažení matice vyšším utahovacím momentem tak dochází k těsnému obepnutí pražce třmenem a tím k určitému předepnutí přítlačné síly kotvy na pražci.

Pražcovou kotvu lze využít na všechny typy dřevěných a betonových železničních příčných pražců včetně výhybkových. Nedoporučuje se tuto kotvu použít na příčné pražce ocelové a nelze ji použít na ocelové pražce tvaru Y.

Objasnění výkresů

Příklady provedení technického řešení jsou znázorněny na připojených výkresech. Základní sestava pražcové kotvy je zobrazena na obr. 1 v čelním pohledu, v půdorysném pohledu a v bočním pohledu. Na obr. 2a, 2b, 2c, 2d a 2e jsou příklady tvarování čela lopatky pražcové kotvy ve vertikálním směru, na obr. 3a je lopatka s přivařenými bočnicemi, na obr. 3b lopatka prohnutá v horizontálním směru, na obr. 3c lopatka zalomená v horizontálním směru. Na obr. 4 je znázorněno umístění kotvy na pražci.

Příklady uskutečnění technického řešení

Předmětná pražcová kotva je využitelná pro všechny příčné železniční pražce 10 dřevěné i betonové. Sestává z lopatky 7, ke které je spojovacími šrouby připevněn pásový třmen 1. Ocelovou lopatku kotvy 7 tvoří ocelový nerovnoramenný úhelník délky 400 mm, profilu 150/100/10, případně 150/100/12 mm, nebo 160/100/10 mm, z oceli třídy 11 375. Na styčné ploše s pražcem je horní příruba lopatky zdrsněna podélnými dvěma, případně i více návary 8, v délce odpovídající šířce úložné plochy kotvy na pražci. V horní přírubě 6 lopatky 7 jsou zhotoveny otvory, kterými vzhůru vystupují upevňovací šrouby 3, jejichž hlavy jsou zespodu přivařeny k lopatce 7. Tyto otvory pro upevňovací šrouby 3 nejsou umístěny uprostřed horní příruby 6 lopatky 7, ale jsou posunuty směrem k svislé čelní ploše 9 lopatky 7, aby se zvýšil odpor proti překlopení lopatky 7. Ocelový třmen J_ kotvy je tvořen pásnicí ve tvaru obráceného U, jehož konce 2 jsou vyhnuty a opatřeny otvory, kterými procházejí upevňovací šrouby 3 se samojisticími maticemi 4 s plastovými pouzdry. Tvar bočních pásnic třmenu j. je dán typem a příčným tvarem pražce 10. Mohou být šikmé nebo kolmé k lopatce 7, tak aby došlo k plnému obepnutí třmenu na pražci bez možnosti příčného posunu kotvy po pražci při respektování výrobních tolerancí v rozměrech pražců 10. Předpokladem správné funkce pražcové kotvy je zachování určité minimální vzdálenosti mezi třmenem J_ a lopatkou 7, která je v rozmezí od 1 do 20 mm. Přitom třmen 1 musí co nejtěsněji obepínat pražec 10. Pražcová kotva musí splňovat požadavky odolnosti proti síle působící v příčném směru koleje na pražec.

Pražcové kotvy se osazují do střední části pražce 10 do míst, kde jsou minimální ohybové momenty z působení sil na pražec a dále tak, aby nezasahovaly do prostoru podbíjecích kladiv strojních podbíječek, to je minimálně 45 cm od pojízdné hrany vnitřního kolejnicového pásu. Uhel, který svírá čelní kotvicí část 9 lopatky 7 se spodní plochou pražce 10, je v rozsahu 85° až 90°. Pokud by tento úhel byl menší, tak při nižších teplotách v zimním období může v kolejovém oblouku při tahovému napětí v kolejnicových pásech docházet k posunu kolejového roštu dovnitř oblouku a k nežádoucímu nadzdvižení pražce. Tento úhel však nesmí být větší než 90°.

-3CZ 35711 UI

Kotvicí čelní část 9 lopatky 7 může být vertikálně zalomená či prohnutá směrem k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku. Lopatku kotvy může tvořit U profil otevřený směrem k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku, případně Z profil (konvenční úhelník) ve spodní části zalomený směrem k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku.

K bočním hranám lopatky 7 mohou být přivařeny bočnice 11, které zvyšují objem a hmotnost kolejového lože před kotvou a tím zvyšují účinnost této kotvy, zejména u nového, neulehlého kolejového lože. Tyto bočnice 11 jsou přivařeny k lopatce 7 pod úhlem 0° až 90°. Alternativně může být lopatka 7 kotvy prohnutá či zalomená v horizontálním směru, čímž se v prostoru takto prohnuté či zalomené lopatky 7 zvýší hmotnost kolejového lože. Optimální tvar lopatky zajišťující zvýšený odpor pražce proti příčnému horizontálnímu i vertikálnímu vysunutí je tvar lopatky tvořený profilem Z s přivařenými bočnicemi 11. případně profil U rovněž s přivařenými bočnicemi 11. Tyto bočnice 11 v tomto případě jsou přivařeny nejen k čelní části 9 lopatky 7, ale i k dolní přírubě 12 profilu Z, případně U. Tedy se jedná o vytvoření rámové konstrukce.

Pražcová kotva podle uvedeného technického řešení má zvýšený účinek proti bočnímu posunu, spolupůsobí i proti svislému pohybu pražce a celého kolejového roštu a tím přispívá ke zvýšení stability bezstykové koleje.

Průmyslová využitelnost

Pražcová kotva podle předloženého technického řešení je využitelná pro všechny typy a tvary příčných dřevěných a betonových železničních pražců.

Claims (11)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Sestava koleje, železničního pražce a pražcové kotvy pro zajištění stability bezstykové koleje v obloucích, kde pražcová kotva je, pro zvýšení příčného odporu železničních pražců proti vysunutí z kolejového lože, tvořena lopatkou (7) se třmenem (1), vyznačující se tím, že lopatka (7) sestává z kotvicí čelní části (9) a z upevňovací části (6), kde v upevňovací části (6) kotvy jsou v horní přírubě lopatky (7) spojovací šrouby (3) pro připevnění lopatky (7) ke třmenu (1), který těsně obepíná pražec (10) v jeho středové oblasti mezi kolejnicemi, přičemž úhel, který svírá kotvicí čelní část (9) lopatky (7) se spodní úložnou plochou pražce (10) ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku, je v rozsahu od 80° do 90°, přičemž kotvicí čelní část (9) lopatky (7) je tvořena rovinatou plochou, nebo je ve svislém směru nejméně jednou zalomená nebo prohnutá ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku.
2. 2. Sestava podle nároku 1, vyznačující se tím, že lopatka (7) je tvořena profilem tvaru U otevřeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku nebo profilem tvaru Z s dolní přírubou (12), zalomeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku.
3. 3. Sestava podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že lopatka (7) je opatřena bočnicemi (11) vyčnívajícími do stran, nebo ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v oblouku.
4. 4. Sestava podle nároku 3, vyznačující se tím, že bočnice (11) jsou přivařeny k lopatce kotvy (7) pod úhlem od 0° do 90°, který svírá plocha čelní části (9) lopatky (7) a bočnice (11).
5. 5. Sestava podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že lopatka (7) je ve vodorovném směru tvarovaná do oblouku, otevřeného ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku.
6. 6. Sestava podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že lopatka (7) je ve vodorovném směru zalomená do křídel ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku.
7. 7. Sestava podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že lopatka (7), která je tvořena profilem tvaru Z s dolní přírubou (12), zalomeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku, je opatřena bočnicemi (11), přivařenými k čelní části (9) i k dolní přírubě (12) profilu tvaru Z, a to pro zajištění účinného zvýšení příčného odporu kolejového roštu proti vysunutí z kolejového lože v horizontálním i vertikálním směru.
8. 8. Sestava podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že lopatka (7), která je tvořena profilem U otevřeným ve směru k vnějšímu kolejnicovému pásu v kolejovém oblouku, je opatřena bočnicemi (11) přivařenými k čelní části (9), k dolní přírubě (12) a horní přírubě profilu tvaru U, a to pro zajištění účinného zvýšení příčného odporu kolejového roštu proti vysunutí z kolejového lože v horizontálním i vertikálním směru.
9. 9. Sestava podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že třmen (1) je tvořen ocelovou pásnicí ve tvaru obráceného U, jehož konce (2) jsou vyhnuty a opatřeny otvory, kterými prochází upevňovací šrouby (3) se samojisticími maticemi (4) s plastovými pouzdry.
10. 10. Sestava podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že třmen (1) kotvy je připevněn k lopatce (7) s vůlí od 1 do 20 mm.
11. 11. Sestava podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že otvory v horní přírubě lopatky (7) pro upevňovací šrouby (3), jsou umístěny excentricky a jsou posunuty směrem k čelní ploše lopatky (7).