EA010041B1

EA010041B1 - Упорный вкладыш и система рельсового скрепления

Info

Publication number: EA010041B1
Application number: EA200602070A
Authority: EA
Inventors: Дирк Фордербрюкк; Винфрид Бёстерлинг
Original assignee: Фоссло-Верке Гмбх
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2008-06-30
Also published as: EP1761673A1; BRPI0418935A; MXPA06014936A; CA2571704A1; WO2006002682A1; EA200602070A1; US20080257972A1; CA2571704C; AU2004321203A1

Abstract

В изобретении описан упорный вкладыш (4) для прикрепления рельсов (2) для рельсовых транспортных средств к шпалам, имеющий опорную поверхность (13), которой он в своем смонтированном состоянии опирается на твердое основание, а также описана содержащая такой упорный вкладыш система рельсового скрепления и, в частности, система, в которой на упорный вкладыш (4) в смонтированном состоянии опирается упругий элемент (6), обеспечивающий приложение к рельсу (2) необходимого, удерживающего его усилия. Задача изобретения состояла в минимизации известного из уровня техники абразивного износа упорного вкладыша (4) или твердого основания (3). Достигается это благодаря наличию упругой подкладки (5), которая, по меньшей мере, на отдельных участках покрывает опорную поверхность (13) упорного вкладыша.

Description

Настоящее изобретение относится к упорному вкладышу для прикрепления рельсов для рельсовых транспортных средств к шпалам, имеющему опорную поверхность, которой он в своем смонтированном состоянии опирается на твердое основание. Изобретение относится также к системе рельсового скрепления, предназначенной для прикрепления рельса для рельсовых транспортных средств к шпалам и содержащей помещаемый своей опорной поверхностью на основание упорный вкладыш, на который в смонтированном состоянии опирается упругий элемент, обеспечивающий приложение к рельсу необходимого, удерживающего его усилия. Подобные упорные вкладыши и системы рельсового скрепления известны самых разнообразных конструкций (см., например, ИКЬ 1Шр://\у\у\у.уо551о11-гаП-5У51с1П5.бс/ или ΌΕ-Ά8 1954008, ЕР 0231304 В1, ΌΕ 3334119 А1).

Упорные вкладыши в окончательно смонтированном состоянии служат опорой для упругого элемента, прикладывающего к подошве рельса необходимое удерживающее его упругое усилие. Одновременно с этим упорный вкладыш образует боковую опору для подошвы рельса, которой (опорой) рельс фиксируется от боковых смещений и удерживается в заданной продольной ориентации. Для выполнения упорным вкладышем подобной функции необходима прочная, точно выверенная его посадка на соответствующем основании.

Известные упорные вкладыши и оснащенные ими системы рельсового скрепления хорошо зарекомендовали себя на практике. Однако при определенных условиях эксплуатации в зоне опорной поверхности упорного вкладыша, которой он опирается на твердое основание, служащее опорой для всей конструкции, состоящей из рельса и системы рельсового скрепления, наблюдался повышенный износ. Такой износ проявляется в удалении материала с опорной поверхности упорного вкладыша и/или опорной поверхности твердого основания, на которую он опирается.

Выявленной причиной подобного повышенного износа являются твердые частицы, попадающие в промежуток между опорной поверхностью упорного вкладыша и опорной поверхностью твердого основания. Особенно интенсивный износ подобного типа наблюдается при этом в системах рельсового скрепления, которые используются для прикрепления рельсов к железобетонным шпалам и применяются в районах с интенсивным пылеобразованием, а также с возможным образованием песчаных заносов и т.д.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать упорный вкладыш, который позволял бы минимизировать опасность возникновения абразивного износа в зоне своей опорной поверхности. Еще одна задача изобретения состояла в разработке системы рельсового скрепления, которая позволяла бы простыми средствами свести к минимуму опасность возникновения абразивного износа в зоне упорного вкладыша даже в неблагоприятных условиях эксплуатации.

В отношении упорного вкладыша для прикрепления рельсов для рельсовых транспортных средств к шпалам, имеющего опорную поверхность, которой он в своем смонтированном состоянии опирается на твердое основание, указанная задача решается благодаря тому, что опорная поверхность упорного вкладыша, по меньшей мере, на отдельных участках покрыта упругой подкладкой.

Предлагаемый в изобретении упорный вкладыш имеет в зоне своей опорной поверхности упругий слой, через который он в своем смонтированном состоянии опирается на опорную поверхность поддерживающего его твердого основания. Подобная упругая подкладка предотвращает также образование сравнительно широкого зазора между опорной поверхностью упорного вкладыша и опорной поверхностью твердого основания, когда при проезде рельсового транспортного средства по рельсу упорный вкладыш из-за большого веса рельсового транспортного средства и обусловленных этим весом перемещений рельса перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях относительно твердого основания.

При создании изобретения неожиданно было установлено, что упругая подкладка позволяет длительно предотвращать проникновение твердых частиц в промежуток между упорным вкладышем и твердым основанием и благодаря этому воспрепятствовать износу их опорных поверхностей. Помимо этого такая упругая подкладка ослабляет отрицательное воздействие тех твердых частиц, которые, несмотря на обеспечиваемое изобретением уплотнение промежутка между упорным вкладышем и твердым основанием, все же проникают между ними. Тем самым, предлагаемое в настоящем изобретении решение в целом позволяет минимизировать известный из уровня техники абразивный износ упорного вкладыша или твердого основания.

В соответствии с этим в отношении системы рельсового скрепления, предназначенной для прикрепления рельса для рельсовых транспортных средств к шпалам и содержащей помещаемый своей опорной поверхностью на основание упорный вкладыш, на который в смонтированном состоянии опирается упругий элемент, обеспечивающий приложение к рельсу необходимого, удерживающего его усилия, указанная выше задача решается с помощью предусмотренной в ней упругой подкладки, помещаемой между опорной поверхностью упорного вкладыша и твердым основанием.

Результаты проведенных испытаний свидетельствуют о том, что в имеющей подобное исполнение системе рельсового скрепления предусмотренная в ней упругая подкладка, расположенная между упорным вкладышем и твердым основанием, не оказывает никакого отрицательного влияния на устойчивость рельса или на надежность и точность его крепления, а лишь способствует увеличению срока службы подобной предлагаемой в изобретении системы рельсового скрепления. Упругая подкладка, поскольку она

- 1 010041 предназначена исключительно для перекрытия и уплотнения возможно образующегося в процессе эксплуатации зазора между упорным вкладышем и твердым основанием, должна обладать такими свойствами, при которых она в смонтированном состоянии системы рельсового скрепления, в которой она используется, практически не оказывает никакого влияния на ее податливость или упругость.

Поэтому в зависимости от особенностей конкретного переработанного в упругую подкладку материала обычно вполне достаточно использовать тонкую упругую подкладку, толщина которой существенно меньше толщины упорного вкладыша в зоне его опорной поверхности. Так, в частности, толщину упругой подкладки можно ограничить величиной, составляющей, например, максимум 10% от средней толщины упорного вкладыша в зоне его опорной поверхности.

Помимо этого упругая подкладка, поскольку она не выполняет никакую амортизирующую функцию, предпочтительно должна находиться в полностью смонтированной системе рельсового скрепления в сжатом в максимально возможной степени состоянии под действием усилий, действующих на упорный вкладыш в его смонтированном состоянии. Так, в частности, наибольшая эффективность от применения упругой подкладки обеспечивается в том случае, когда при окончательно смонтированном упорном вкладыше она находится в полностью или, по меньшей мере, практически полностью сжатом состоянии.

Обычно опорную поверхность упорного вкладыша вполне достаточно покрывать упругой подкладкой в тех местах, где в процессе эксплуатации системы рельсового скрепления возможно образование зазоров между опорной поверхностью упорного вкладыша и опорной поверхностью твердого основания. Так, например, упругой подкладкой в виде тонкой упругой полосы можно покрывать только краевые участки опорной поверхности упорного вкладыша, вдоль которых преимущественно и происходит образование указанных зазоров. Однако наиболее эффективная передача усилий, действующих на упорный вкладыш при монтаже системы рельсового скрепления и в процессе ее эксплуатации, обеспечивается в том случае, когда упругая подкладка целиком покрывает опорную поверхность упорного вкладыша.

Для изготовления упругой подкладки пригодны все те материалы, которые даже после продолжительного нахождения в сжатом состоянии все еще сохраняют свою упругость. В соответствии с этим упругую подкладку предпочтительно изготавливать из полиуретана, резины, каучука или иного эластомерного материала. Такие материалы помимо своей невысокой стоимости способны достаточно быстро упруго удлиняться даже при кратковременном образовании зазора между упорным вкладышем и твердым основанием и предотвращать благодаря этому попадание в промежуток между ними твердых частиц, например пыли или песка.

Упругую подкладку с целью упростить монтаж предлагаемого в изобретении упорного вкладыша можно прочно соединять с ним. Для этого можно использовать, например, соответствующие фасонные элементы и т.д., обеспечивающие закрепление упругой подкладки на упорном вкладыше с геометрическим и/или силовым замыканием. Однако наиболее эффективным является неразъемное соединение упругой подкладки с опорной поверхностью упорного вкладыша, например, приклеиванием или вулканизацией. Благодаря такому неразъемному соединению упругой подкладки с упорным вкладышем дополнительно удается воспрепятствовать попаданию твердых частиц в промежуток между упругой подкладкой и опорной поверхностью упорного вкладыша и их износу в этом месте.

Настоящее изобретение наиболее целесообразно использовать в тех системах рельсового скрепления, которые предназначены для прикрепления рельсов к шпале, образующей твердое основание для упорного вкладыша. Сказанное относится прежде всего к изготовленной из бетона шпале. Преимущества, связанные с предлагаемым в изобретении размещением упругой подкладки между упорным вкладышем и шпалой, наиболее ярко проявляются именно в случае железобетонных шпал или шпал, изготовленных из аналогичных, особо подверженных абразивному износу материалов.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - продольный разрез системы рельсового скрепления и на фиг. 2 - вид снизу упорного вкладыша.

Система 1 рельсового скрепления предназначена для скрепления рельса 2, из всего профиля которого на фиг. 1 показан только обращенный к системе 1 рельсового скрепления край его подошвы. Система 1 рельсового скрепления состоит из железобетонной шпалы 3, упорного вкладыша 4, упругой подкладки 5, упругой клеммы 6, служащей упругим элементом для создания необходимого удерживающего рельс усилия, и болта 7 для закрепления упругой клеммы 6.

Железобетонная шпала 3 имеет плоскую опорную поверхность 8 с выполненным в ней в зоне ее бокового края желобком 9. Примыкающая к желобку 9 боковая краевая зона опорной поверхности 8 шпалы образует при этом участок, на который в своем смонтированном состоянии опирается упорный вкладыш

4. В центральной части в этой краевой зоне выполнено углубление, в которое вставлен пластмассовый дюбель 10, в который ввернут болт 7.

Изготовленный известным способом упорный вкладыш 4 имеет со своей верхней стороны фасонные элементы 11, которыми упругая клемма 6 в своем смонтированном состоянии удерживается в заданном положении и которые обеспечивают надежную передачу удерживающих усилий на подошву рельса

2. В упорном вкладыше 4 дополнительно выполнено сквозное отверстие 12, через которое при монтаже

- 2 010041 также уже известным образом пропускается болт 7, ввинчиваемый в пластмассовый дюбель 10 в шпале 3 и обеспечивающий таким путем закрепление упругой клеммы 6.

С нижней стороны упорного вкладыша 4 образована плоская опорная поверхность 13, которая на своем обращенном в смонтированном состоянии от рельса 2 крае ограничена проходящей вдоль этого края выпуклой частью 14. На этой выпуклой части 14 дополнительно предусмотрены выступы 15, профиль которых согласован с профилем желобка 9.

На опорную поверхность 13 наклеена тонкая упругая подкладка 5, которая практически полностью покрывает опорную поверхность 13 за исключением сквозного отверстия 12 и выемок 16. Выемки 16 выполнены в опорной поверхности 13 со стороны того ее края, который в смонтированном состоянии упорного вкладыша обращен к рельсу 2.

Упругая подкладка 5 изготовлена из мелкопористого пенополиуретана с высокой упругостью, благодаря которой он даже при мгновенном снятии нагрузки после продолжительного нахождения в полностью сжатом состоянии немедленно самостоятельно разжимается и вновь восстанавливается до исходной толщины упругой подкладки 5. Эта исходная толщина упругой подкладки составляет максимум 8% от средней толщины упорного вкладыша 4 в зоне его опорной поверхности 13.

Для монтажа системы 1 рельсового скрепления упорный вкладыш 4 помещают на опорную поверхность 8 шпалы в положение, в котором выполненные с нижней стороны упорного вкладыша 4 выступы 15 входят с геометрическим замыканием в желобок 9 и благодаря этому фиксируют упорный вкладыш 4 от перемещения в продольном направлении шпалы 3. В этом положении, в котором у помещенного на место упорного вкладыша 4 его опорная поверхность 13 опирается через упругую подкладку 5 на краевую зону опорной поверхности 8 шпалы, сквозное отверстие 12 в упорном вкладыше располагается на одной оси с дюбелем 10, находящемся в шпале 3.

Затем на упорный вкладыш 4 помещают упругую клемму 6 обычной ^-образной формы в положение, в котором ее скрепляющие (прижимные) части 17 своими свободными (консольными) концами прилегают к подошве рельса 2. После этого в дюбель 10 ввертывают болт 7, который продолжают затягивать, зажимая им упругую клемму 6, до создания требуемого упругого удерживающего усилия, приложенного к подошве рельса 2.

В процессе зажима упругой клеммы 6 упругая подкладка 5 целиком сжимается до такой степени, что ее упругость перестает влиять на общую упругость системы 1 рельсового скрепления. При приподнятии упорного вкладыша 4 от опорной поверхности 8 железобетонной шпалы 3 из-за относительных перемещений деталей системы 1 рельсового скрепления, возникающих при проезде по рельсу 2 не показанного на чертеже рельсового транспортного средства, упругая подкладка 5 расширяется и полностью заполняет собой зазор, образующийся в этом случае между опорной поверхностью 8 шпалы и опорной поверхностью 13 упорного вкладыша 4. Таким путем предотвращается попадание в промежуток между упорным вкладышем 4 и железобетонной шпалой 3 твердых частиц, вызывающих их абразивный износ в этом месте.

Предлагаемая в изобретении система 1 рельсового скрепления благодаря обеспечиваемому упругой подкладкой 5 уплотнению промежутка между упорным вкладышем 4 и железобетонной шпалой 3 пригодна прежде всего для скрепления рельсов 2 в районах с сухим климатом, где железнодорожное полотно, в котором используются рельсы 2 и системы 1 рельсового скрепления, подвергается интенсивному воздействию переносимого ветром песка или переносимой ветром пыли.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Упорный вкладыш для прикрепления рельсов (2) для рельсовых транспортных средств к шпалам, имеющий опорную поверхность (13), которой он в своем смонтированном состоянии опирается на твердое основание, отличающийся тем, что опорная поверхность (13), по меньшей мере, на отдельных участках покрыта упругой подкладкой (5).
2. Упорный вкладыш по п.1, отличающийся тем, что толщина упругой подкладки (5) составляет максимум 10% от средней толщины упорного вкладыша (4) в зоне его опорной поверхности (13).
3. Упорный вкладыш по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упругая подкладка (5) под действием усилий, приложенных к упорному вкладышу (4) в его смонтированном состоянии, в основном полностью сжата.
4. Упорный вкладыш по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упругая подкладка (5) полностью покрывает опорную поверхность (13) упорного вкладыша.
5. Упорный вкладыш по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упругая подкладка (5) изготовлена из полиуретана, резины, каучука или иного эластомерного материала.
6. Упорный вкладыш по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упругая подкладка (5) неразъемно соединена с опорной поверхностью (13) упорного вкладыша (4).
7. Система рельсового скрепления, предназначенная для прикрепления рельса (2) для рельсовых транспортных средств к шпалам и содержащая помещаемый своей опорной поверхностью (13) на основание упорный вкладыш (4), на который в смонтированном состоянии опирается упругий элемент, обес

- 3 010041 печивающий приложение к рельсу (2) необходимого, удерживающего его усилия, отличающаяся наличием упругой подкладки (5), помещаемой между опорной поверхностью (13) упорного вкладыша (4) и твердым основанием.
8. Система рельсового скрепления по п.7, отличающаяся тем, что упругая подкладка (5) имеет упругость, при которой она в полностью смонтированной системе (1) рельсового скрепления находится в основном в полностью сжатом состоянии.
9. Система рельсового скрепления по п.7 или 8, отличающаяся тем, что она содержит шпалу (3), образующую твердое основание для упорного вкладыша (4).
10. Система рельсового скрепления по п.9, отличающаяся тем, что шпала (3) изготовлена из бетона.
11. Применение выполненного по одному из пп.1-6 упорного вкладыша (4) в выполненной по одному из пп.7-10 системе (1) рельсового скрепления.