EA017401B1 - Устройство для установки железнодорожных рельсов на основании - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для установки железнодорожных рельсов (22) на основании (20; 20а, 20b), содержащим два угловых направляющих элемента (30; 30а, 30b), расположенных по обеим сторонам подошвы (22а) рельса в каждой установочной части; по одному опорному элементу (28), расположенному на стороне каждого углового направляющего элемента (30; 30а, 30b), по отношению к подошве (22а) рельса; опорный узел (26), расположенный под угловыми направляющими элементами (30; 30а, 30b) и опорными элементами (28) указанной установочной части и содержащий два резьбовых болта (42) для закрепления упругих зажимов (32), которые расположены таким образом, что в установленном положении они проходят через отверстия в угловых направляющих элементах (30; 30а, 30b).

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для установки железнодорожных рельсов на основании. Оно также относится к железнодорожным шпалам, расположенным в стрелочной зоне и содержащим устройства указанного типа, так же как и к монолитным путям для участка железной дороги, содержащим несущие опоры с устройствами указанного типа.

Уровень техники

В стрелочной зоне необходимо специфическое рельсовое скрепление, так как подобно монолитному пути невозможно применение шпал, профилированных в верхней части, таким образом, чтобы, с одной стороны, фиксировать осевое положение рельсового скрепления в продольном направлении шпалы, а с другой, благодаря соответствующему профилю, обеспечивать передачу поперечных усилий шпале.

Рельсы, расположенные как в стрелочной зоне, так и на несущих опорах монолитного пути, должны быть закреплены на поверхностях соответствующего уровня. Кроме того, желательно добиться максимальной простоты процесса сборки рельсового скрепления, расположенного как в стрелочной зоне, так и на монолитном пути.

На фиг. 4 показана известная из уровня техники система рельсового скрепления Уо881ой 300\ν согласно \νϋ 2007/082553 А1, в которой для каждой установочной части применены по четыре крепежных винта и по четыре соответствующих дюбеля. По обеим сторонам рельса 11 расположены угловые направляющие 7, каждую из которых с противоположной по отношению к рельсу стороны удерживает опорный уголок 2, закрепленный путевым шурупом 4 и пружинной шайбой 3. При этом путевой шуруп 4 вкручен в винтовой дюбель 1. Угловые направляющие 7 служат для точного расположения упругих зажимов 9. На фиг. 4 упругий зажим 9, показанный справа, находится в несобранном состоянии, а показанный слева - в собранном. Каждый упругий зажим прикреплен к шайбе с помощью дополнительного путевого шурупа 10, вкрученного в винтовой дюбель 1. В зависимости от требуемых величин упругого прогиба головки рельса между подошвой рельса и бетонным основанием 12 могут быть расположены упругая промежуточная пластина 5, опорная пластина 6 и дополнительный промежуточный пластиковый слой 8. В скреплении, показанном на фиг. 4, в основании должно быть предусмотрено четыре дюбеля для четырех показанных путевых шурупов, что усложняет процесс сборки рельсового скрепления, показанного на фиг. 4.

Конструкция рельсового скрепления монолитного пути, показанного на фиг. 5, отчасти аналогична конструкции рельсового скрепления, показанного на фиг. 4, в связи с чем ниже будут описаны только их различия. В варианте реализации согласно фиг. 5, соответствующем системе рельсового скрепления Уо881ой ΌΡΡ 300-1, предусмотрена опорная пластина 13, которая имеет возможность прочного соединения с промежуточной пластиной 15, например склеиванием с ней. Узел, содержащий опорную пластину 13 и промежуточную пластину 15, прикручен при помощи установочных винтов 16, вкрученных насквозь через нижний литой слой 17 в базовый слой 18 монолитного пути, и тем самым прочно закреплен. Угловые направляющие 7 и упругие зажимы 9 прочно закреплены при помощи лапчатых болтов 19, вставленных в опорную пластину 13, на резьбе которых для закрепления и затяжки натяжных винтов установлены крепежные гайки 14.

Несмотря на то, что в основании необходимо закрепить лишь установочные винты 16, процесс сборки конструкции, показанной на фиг. 5, также усложнен, так как все четыре винта необходимо закреплять на месте сборки.

В ΌΕ 29520973 И1 описано скрепление рельсов с железобетонной плитой, которая содержит снабженные дюбелями отверстия, при помощи которых опорная пластина закреплена с промежуточной установкой упругой прокладки. Упругий зажим привинчен к опорной пластине при помощи анкерных болтов. Патент ΌΕ 29520973 И1 представляет собой ближайший уровень техники.

Описание изобретения

Основная задача изобретения - предложить устройство для установки железнодорожных рельсов на основании, обладающее большей вариативностью, и процесс сборки которого упрощен. Данная задача решена при помощи устройства для установки железнодорожных рельсов на основании с признаками по п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты реализации приведены в остальных пунктах формулы.

Согласно изобретению предложено устройство для установки железнодорожных рельсов на основании, содержащее по два угловых направляющих элемента на каждую установочную часть, расположенных по обеим сторонам подошвы рельса, и соответствующие опорные элементы, расположенные на стороне каждого углового направляющего элемента, противоположной по отношению к подошве рельса. Кроме того, предусмотрены: опорный узел, расположенный под угловыми направляющими элементами и опорными элементами указанной установочной части; и два резьбовых болта для закрепления упругих зажимов, которые расположены таким образом, что в установленном положении они проходят через отверстия в угловых направляющих элементах.

Другими словами, опорный узел, расположенный под угловыми направляющими элементами и опорными элементами, несет все рельсовое скрепление. Так как, во-первых, его размеры таковы, что он несет и угловые направляющие элементы, и опорные элементы, расположенные с противоположной по

- 1 017401 отношению к подошве рельса стороны каждого углового направляющего элемента, а во-вторых, он содержит два резьбовых болта, проходящих в установленном положении через отверстия в угловых направляющих элементах и служащих для закрепления и затяжки упругих зажимов. Таким образом, устройство согласно изобретению может быть предварительно собрано на рельсе или же на шпале, и после укладки на такие основания как шпалы, расположенные в стрелочной зоне, или несущей опоры монолитного пути, его необходимо лишь присоединить к основанию.

Предпочтительно упругие зажимы имеют, по существу, ^-образную форму, а их центральная петля частично окружает стержень резьбового болта и упирается в угловой направляющий элемент. Наряду с хорошими упругими свойствами упругие зажимы такого типа, благодаря ^-образной форме, обладают дополнительным преимуществом - в предварительно собранном состоянии упругий зажим неотъемлемо прикреплен к предварительно собранному узлу, так как его центральная петля окружает резьбовой болт настолько плотно, чтобы он не мог самостоятельно отсоединиться.

Кроме того, устройство предпочтительно содержит два путевых шурупа или болтовых соединения, проходящих соответственно через один из опорных элементов и через сквозное отверстие в опорном узле. При помощи указанных путевых шурупов или болтовых соединений всю сборку, согласно изобретению, можно закрепить на соответствующем основании. Таким образом, нет необходимости в дополнительных болтах, которые либо должны быть анкерно закреплены в основании в соответствии с уровнем техники, показанным на фиг. 4, либо должны быть зацеплены по одному в соответствии с уровнем техники, показанным на фиг. 5, и положение которых закрепляется лишь после крепления под нагрузкой.

Согласно одному предпочтительному варианту реализации для прикрепления опорных элементов к опорному узлу в предварительно собранном состоянии опорные элементы содержат крепежный контур, предпочтительно зажимный механизм, взаимодействующий с выполненным взаимодополняющим прикрепляемым контуром опорного узла. Это техническое решение представляет собой простой альтернативный вариант соединения опорных элементов с опорным узлом уже на этапе предварительной сборки. Тем не менее, возможен вариант, в котором путевые шурупы или болтовое соединение будут выполнены таким образом, чтобы они, например, могли быть ввинчены в резьбу, расположенную в опорном узле, и таким образом была бы произведена желаемая предварительная сборка опорных элементов. Предпочтительно может быть предусмотрен зажимный механизм, незначительно усложняющий работы по предварительной сборке и необходимый только для обеспечения необходимой прочности в течение этапа предварительной сборки. Альтернативно зажимному механизму закрепление опорных элементов на опорном узле может быть также реализовано при помощи грибовидного контура.

Кроме того, устройство предпочтительно содержит выступы, которые расположены на опорном узле, проходят вверх в установленном положении и содержат установочные поверхности для упора в противоположные поверхности опорных элементов, расположенные на соответствующей стороне опорного элемента и обращенные к угловому направляющему элементу. Такие выступы могут быть, например, выполнены в виде сплошных ребер, ориентированных в продольном направлении рельса и служащих для того, чтобы передавать возникающие поперечные усилия через подошву рельса и через промежуточные угловые направляющие элементы и опорные элементы, опорному узлу и далее - основанию. Таким образом, выступы заменяют наклонную область заплечиков, предусмотренную в стандартных шпалах для поддерживания угловых направляющих элементов. Наконец, выступы служат также для того, чтобы предотвратить непреднамеренное поворачивание опорных элементов.

Согласно одному предпочтительному варианту реализации резьбовые болты приварены к опорному узлу. Таким образом, на этапе сборки будет уменьшено количество собираемых компонентов и, кроме того, будет предотвращена возможность проворачивания резьбового болта относительно опорного узла при навинчивании крепежной гайки. Разумеется, альтернативно возможно также применение резьбовых болтов в форме потайных винтов, выполненных с возможностью вставки в опорный узел со стороны, противоположной по отношению к угловым направляющим элементам в установленном положении. Преимущества обычных потайных винтов заключаются в том, что, во-первых, они не выступают за нижнюю поверхность опорного узла, а во-вторых, благодаря конической форме головки обладают большой поверхностью трения с опорным узлом, что также способствует предотвращению нежелательного проворачивания резьбовых болтов относительно опорного узла.

Кроме того, устройство согласно изобретению для поддержания рельса дополнительно содержит по меньшей мере один упругий промежуточный слой, расположенный между угловыми направляющими элементами. При помощи надлежащего выбора указанного по меньшей мере одного упругого промежуточного слоя, а также надлежащего выбора подходящего для каждого случая пригодного материала может быть, во-первых, обеспечен требуемый упругий прогиб головки рельса, а во-вторых, реализована электрическая изоляция между рельсом и опорным узлом.

Согласно одному предпочтительному варианту реализации устройство дополнительно содержит жесткую пластину для распределения давления, предпочтительно металлическую или из другого материала, устойчивого на изгиб, и выполненную с возможностью прикрепления к резьбовым болтам опорного узла, и выполненную таким образом и с такими размерами, что она проходит в открытые установочные полости угловых направляющих элементов (30; 30а, 30Ь), обращенные друг к другу. Таким спо

- 2 017401 собом нагрузка, воздействующая на рельс, будет передана через подошву рельса на большую поверхность, чем поверхность подошвы рельса, что приведет к более равномерной передаче нагрузки на основание с небольшим удельным давлением.

В зависимости от желаемого варианта реализации может быть преимущественным выполнение пластины для распределения давления таким образом, чтобы она имела клиновидное поперечное сечение в некоторых частях, если смотреть в продольном направлении рельса, который необходимо установить. Данное техническое решение служит установке специфического наклона рельса.

В связи с этим является преимущественным компенсировать наклон рельса при помощи различия по высоте между угловыми направляющими элементами одной установочной части. Таким образом, желаемый наклон рельса может быть получен лишь посредством выбора выполненной клиновидной пластины для распределения давления, а также выбора соответствующих ей угловых направляющих элементов, в то время как все остальные элементы могут быть стандартными.

Согласно одному предпочтительному варианту реализации устройство дополнительно содержит упругую промежуточную пластину, расположенную между пластиной для распределения давления и опорным узлом.

Дополнительная возможность регулирования точной ширины колеи может заключаться как в применении между подошвой рельса и опорными элементами угловых направляющих элементов с различными размерами, так и в расположении на одной или на обеих сторонах рельса, между угловым направляющим элементом и смежным опорным элементом, промежуточной пластины. Данное техническое решение служит для того, чтобы обеспечить возможность точного регулирования ширины колеи.

Предпочтительно установочная полость в угловых направляющих элементах образована открытым и-образным профилем в предварительно собранном состоянии, а ее высота в свету больше, чем суммарная толщина упругой промежуточной пластины и жесткой пластины для распределения давления. Это не только облегчает сборку, но и обеспечивает то, что усилия, воздействующие от упругих зажимов на угловые направляющие элементы, передаются на опорный узел при непосредственном контакте угловых направляющих элементов с опорным узлом.

Устройство согласно изобретению может применяться как на железнодорожных шпалах, расположенных в стрелочной зоне, так и на несущих опорах монолитного полотна, и дает существенные преимущества в том отношении, что система закрепления выполнена с возможностью предварительной сборки на рельсе без шпалы.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение описано только в качестве примера с использованием прилагаемых чертежей, на которых на фиг. 1 показано в разобранном виде устройство согласно изобретению, расположенное на основании;

на фиг. 2 - установленное рельсовое скрепление, показанное на фиг. 1;

на фиг. 3 - в разрезе рельсовое скрепление, показанное на фиг. 2;

на фиг. 4 - в разрезе система скрепления, известная из уровня техники; и на фиг. 5 - в разрезе еще одна система скрепления, известная из уровня техники.

Варианты реализации изобретения

Ниже описан вариант реализации изобретения со ссылками на фиг. 1-3.

При этом одни и те же конструкционные элементы соответственно обозначены одними и теми же номерами позиций.

В разобранном виде, показанном на фиг. 1, присутствует основание 20, конструкция которого не является существенной для понимания изобретения. Это может быть шпала, расположенная в стрелочной зоне, или же монолитный путь, содержащий нижний первый участок 20а и расположенный над ним литой участок, соответственно обозначенный как 20Ь и выполненный, например, из быстротвердеющего строительного раствора. Тем не менее, таким же образом основание 20 может быть монолитной бетонной шпалой. Существенно, что обращенная к рельсу верхняя сторона основания 20 не профилирована. На чертежах не показаны просверленные отверстия в основании и вставленные в них дюбели для путевых болтов.

Описанный ниже сборочный узел может быть предварительно собран на рельсе 22, так что при расположении рельса вместе с предварительно собранным рельсовым скреплением дополнительно между опорным узлом 26 и верхней стороной основания 20 может быть только еще расположен промежуточный электроизолирующий слой.

Узел, предварительно собранный и уже готовый к прикреплению к рельсу 22, содержит опорный узел 26; опорные элементы 28; угловые направляющие элементы 30; упругие зажимы 32; путевые шурупы 34 и различные элементы, имеющие возможность расположения между рельсовой подошвой 22а и опорным узлом 26 и описанные ниже.

Предпочтительно опорный узел 26 является стальной пластиной, содержащей просверленные отверстия 36 для прохождения путевых шурупов 34 или болтовых соединений и проходящие в продольном направлении рельса ребра 38, в установленном положении взаимодействующие с упорными поверхно

- 3 017401 стями 40 опорных элементов 28. Указанные ребра 38 также, с одной стороны, предотвращают непреднамеренное поворачивание опорных элементов 28, а с другой, могут, по меньшей мере, частично воспринимать поперечные усилия, передаваемые от рельса 22 через его подошву 22а на угловые направляющие элементы и на опорные элементы. Вариант реализации с проходящими ребрами, показанный на фиг. 1, следует рассматривать лишь в качестве примера. Ребра также могут быть образованы отдельными выступами, выполняющими вышеописанные функции.

Вверх от опорного узла 26, перпендикулярно к его плоскости в направлении угловых направляющих в установленном положении проходят резьбовые болты 42, которые можно приварить к опорному узлу 26 или соединить с ним другим способом. Их также можно вставить в опорный узел 26 с нижней стороны - со стороны, обращенной к основанию - через просверленные сквозные отверстия. При применении отдельных винтов, вставленных в опорный узел 26 с нижней стороны, рекомендовано применение потайных винтов с конической головкой, обеспечивающей большую поверхность трения с опорным узлом и, более того, не выступающей за нижнюю сторону опорного узла 26.

В примерном варианте реализации согласно фиг. 1 в рамках предварительной сборки вначале на резьбовые болты надевают упругий промежуточный слой 44 пластика, затем металлическую пластину 46 для распределения давления и затем второй упругий слой, размеры которого таковы, что он расположен только под подошвой 22а рельса - над пластиной 46 для распределения давления. Таким образом, резьбовые болты 42 проходят от опорного узла, через упругий промежуточный слой 44 и пластину 46 для распределения давления и выходят через отверстия 51 соответствующих угловых направляющих элементов 30. Данная конструкция не показана на разобранном виде, показанном на фиг. 1, однако она видна, например, на фиг. 3. Далее резьбовые болты 42 проходят через центральные петли 32а ^-образных упругих зажимов 32, при этом соответствующие стороны центральных петель 32а настолько плотно прижаты к резьбовому болту, что упругие зажимы 32 возможно закрепить при помощи накручивания зажимных гаек 50 и дополнительных промежуточных колец, показанных на чертежах.

Упругий промежуточный слой 44 и пластина 46 для распределения давления имеют размеры, достаточные для прохождения в И-образные выемки угловых направляющих элементов 30, обращенных к подошве 22а рельса, таким образом, даже в случае ослабленного закрепления зажимной гайки 50 на резьбовом болту 42 упругий промежуточный слой 44 и пластина 46 для распределения давления будут неотъемлемо соединены с опорным узлом 26.

Пластина 46 для распределения давления, показанная на фиг. 1, имеет различные части - две боковые части 46а, соответственно имеющие одинаковую высоту, и расположенную между ними центральную часть, поперечное сечение которой в приведенном примере обладает клиновидной формой, для обеспечения предварительно заданного наклона рельса.

Со сторон угловых направляющих элементов 30, обращенных от подошвы 22а рельса, соответственно расположены опорные элементы 28 с угловым поперечным сечением и уже содержащие вышеупомянутую упорную поверхность 40 для опоры соответственно на ребро 38 опорного узла, а также содержащие впускное отверстие 52 для соответствующего путевого шурупа 34.

Как видно на фиг. 1, между угловым направляющим элементом 30 и соответствующим опорным элементом 28 может быть расположена разделительная пластина 54 для регулирования ширины колеи. Такие промежуточные пластины 54 могут быть расположены как на одной, так и на обеих сторонах рельса, однако также возможно получить такой же результат изменяемого регулирования ширины колеи при помощи соответствующих комплектов угловых направляющих элементов.

Предпочтительно угловые направляющие элементы 30 выполняют из пластика, а опорные элементы 28 выполняют из металла или из пластика. Угловые элементы 30, как известно из уровня техники, снабжены упорными заплечиками и углублениями для возможности крепления соответствующего упругого зажима и при предварительной сборке, и в собранном состоянии. Это можно видеть, например, на фиг. 4 и 5, иллюстрирующих уровень техники.

На фиг. 2 показана сборка, согласно фиг. 1, в установленном положении, также показано, каким образом упругий зажим 32 с одной стороны упирается своими свободными пружинными частями в подошву 22а рельса, а с другой упирается в углубления угловой направляющей.

На фиг. 3, во-первых, показано, каким образом упругий промежуточный слой 44 проходит в полости угловых направляющих элементов 30. Во-вторых, на фиг. 3 показано, каким образом клиновидная форма центральной части пластины для распределения давления приводит к наклону головки рельса. На фиг. 3 также видно, что для того, чтобы при наклоне подошвы 22а рельса упругие зажимы 32 были соответственно расположены на высоте, подходящей для закрепления подошвы рельса, размеры угловых направляющих 30а и 30Ь выполнены различными. В соответствии с этим, для обеспечения желаемых значений толщины упругих промежуточных слоев и требуемого наклона рельса резьбовые болты 42 также имеют достаточные размеры. Так как стальная пластина для распределения давления служит также для регулирования по высоте, то при выборе длины резьбовых болтов следует дополнительно учитывать обычные вариации ее толщины.

Преимущество решения согласно изобретению состоит в том, что вся сборка, показанная на фиг. 3, начиная от опорного узла 26 и вплоть до рельса 22, может быть предварительно собрана и лишь после

- 4 017401 укладки на основание 20, при необходимости, с установкой промежуточного слоя 24, всю эту сборку надежно соединяют с основанием 20 при помощи путевых шурупов 34 (на фиг. 3 не показаны). Дополнительно опорные элементы могут быть соединены с опорным узлом при помощи зажимного соединения (на чертежах не показано). Таким образом сложность процесса сборки значительно уменьшена.

Claims (16)

1. Устройство для установки железнодорожных рельсов (22) на основании (20; 20а, 20Ь), каждая установочная часть которого содержит два угловых направляющих элемента (30; 30а, 30Ь), расположенных по обеим сторонам подошвы (22а) рельса;

соответствующие опорные элементы (28), расположенные на стороне каждого углового направляющего элемента (30; 30а, 30Ь), противоположной по отношению к подошве (22а) рельса;

опорный узел (26), расположенный под угловыми направляющими элементами (30; 30а, 30Ь) и опорными элементами (28) указанной установочной части;

два резьбовых болта (42) для закрепления упругих зажимов (32), расположенных таким образом, что в установленном положении они проходят через отверстия в угловых направляющих элементах (30; 30а, 30Ь), причем резьбовые болты (42) соединены с опорным узлом (26).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругие зажимы (32) имеют, по существу, ^образную форму, а их центральная петля (32а) частично окружает стержень резьбового болта (42) и упирается в угловой направляющий элемент (30; 30а, 30Ь).

3. Устройство по п.1, дополнительно содержащее два путевых шурупа (34) или болтовых соединения, проходящих соответственно через один из опорных элементов (28) и через сквозное отверстие (36) в опорном узле (26).

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорные элементы (28) содержат крепежный контур, предпочтительно зажимный механизм, взаимодействующий с взаимодополняющим крепежным контуром опорного узла (26), для прикрепления опорных элементов (28) к опорному узлу (26) в предварительно собранном состоянии.

5. Устройство по п.1, дополнительно содержащее выступы (38), которые расположены на опорном узле (26), проходят вверх в установленном положении и содержат установочные поверхности для упора в противоположные поверхности (40) опорных элементов, расположенные на соответствующей стороне опорного элемента (28) и обращенные к угловому направляющему элементу (30; 30а, 30Ь).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовые болты (42) приварены к опорному узлу (26) или надежно соединены с ним любым другим способом.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовые болты (42) являются винтами с потайной головкой, выполненными с возможностью вставки в опорный узел (26) со стороны, противоположной по отношению к угловым направляющим элементам (30; 30а, 30Ь) в установленном положении, и предпочтительно соединенными с опорным узлом с образованием единого узла.

8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере один упругий промежуточный слой (48), расположенный между угловыми направляющими элементами (30; 30а, 30Ь), для поддержания рельса (22).

9. Устройство по п.1, дополнительно содержащее жесткую пластину (46) для распределения давления, предпочтительно металлическую, выполненную с возможностью прикрепления к резьбовым болтам (42) опорного узла (26) и выполненную таким образом и с такими размерами, что она проходит в открытые установочные полости угловых направляющих элементов (30; 30а, 30Ь), обращенные друг к другу.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что пластина (46) для распределения давления имеет клиновидное поперечное сечение в некоторых частях, если смотреть в продольном направлении рельса, который необходимо установить.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что высота угловых направляющих элементов (30; 30а, 30Ь) одной установочной части различна.

12. Устройство по любому из пп.9-11, дополнительно содержащее упругую промежуточную пластину (44), расположенную между пластиной (46) для распределения давления и опорным узлом (26).

13. Устройство по одному из пп.9-11, отличающееся тем, что указанная установочная полость в угловых направляющих элементах (30; 30а, 30Ь) образована открытым И-образным профилем в предварительно собранном состоянии, а ее высота в свету больше, чем суммарная толщина упругой промежуточной пластины (44) и пластины (46) для распределения давления.

14. Устройство по п.1, дополнительно содержащее разделительную пластину (54), расположенную между угловым направляющим элементом (30; 30а, 30Ь) и смежным опорным элементом (28).

15. Железнодорожная шпала, расположенная в стрелочной зоне и содержащая устройство для установки железнодорожных рельсов по любому из пп.1-14.

16. Монолитный путь для участка железной дороги, содержащий несущие опоры, содержащие по меньшей мере одно устройство для установки железнодорожных рельсов по любому из пп.1-14.