HU210783B - Ragasztott, villamosán szigetelt sínkapcsolás villamosított üzemű nagyvasúti hézagnélküli vágányban - Google Patents

Abstract

A ragasztott, villamosán szigetelt sínkapcsolás villamosított üzemű nagyvasúti, hézagnélküli vágányban, a vágányon közlekedő vasúti járművek kerekei által vezérelt fényjelzők működtetésére szolgál. A sínkapcsolás két, az illesztendő acélsínek (1) szembenfekvő végeinek profilfelületeit kétoldalról áthidaló, és azokat erőzáróan rögzítő, az acélsínektől (1) villamosán elszigetelt összekötő acélhevederből (3), az összekötő acélhevederekben (3) és a síngerincben (la) lévő furatokon (3a, lb) áthaladó hevedercsavarokból (4), valamint az összekötött acélsínek (1) szembenfekvő profilfelületei közé hézagmentesen beragasztott szigetelő sínvégbetétből áll. Az összekötő acélhevederek (3) és az acélsínek (1) között a ún. sínkamrába beragasztott, villamosán szigetelő hevederalátét (2) található, a hevedercsavarok (4) szárán pedig az acélsín (1) furatai (lb,) falától villamosán elszigetelő réteg van. Az acélsínek (1) illesztendő végeinek környezetében, legalább az összekötő acélheveder (3) hosszának megfelelően a sínfejek (ld) hőkezeléssel keményítettek, az illesztendő acélsínek (1) szembenfekvő profilfelületei közé beragasztott szigetelő sínvégbetét hőre keményedő műanyagból van, az összekötő acélhevederek (3) és a síngerinc (la) közötti sínkamrába beragasztott, villamosán szigetelő hevederalátét (2) kemény, de hőhatással a szükséges mértékben hajlítható műanyagból van, a hevedercsavarok (4) és a síngerincben (la) lévő furatok fala közé pedig hőre keményedő műanyag szigetelőgyűrűk (5) vannak beragasztva.

Description

A találmány tárgya ragasztott, villamosán szigetelt sínkapcsolás villamosított üzemű nagyvasúti, hézagnélküli vágányban, a vágányon közlekedő vasúti járművek kerekei által vezérelt fényjelzők működtetésére, amely sínkapcsolás két, az illesztendő acélsínek szembenfekvő végeinek profilfelületeit kétoldalról áthidaló, és azokat erőzáróan rögzítő, az acélsínektől villamosán elszigetelt öszekötő acélhevederből, az összekötő acélhevederekben és a síngerincben lévő furatokon áthaladó hevedercsavarokból, valamint az összekötött acélsínek szembenfekvő profilfelületei közé hézagmentesen beragasztott szigetelő sínvégbetétből áll, továbbá ahol az összekötő acélhevederek és az acélsínek között sínkamrába beragasztott, villamosán szigetelő hevederalátét található, a hevedercsavarok szárát pedig az acélsín furatai falától villamosán szigetelő réteg szigeteli el.

Ismeretesek olyan villamosán szigetelt sínkapcsolások, amelyeket kisebb terhelésű és kisebb pályasebességre épült villamosított, hagyományos - azaz nem hézagnélküli - vágányokba építenek be.

Ilyen villamosán szigetelt sínkapcsolást ír le a HU 183 344 sz. magyar szabadalmi leírás, ahol a sínvégek között szigetelő sínvégbetét van, a sínvégeket műanyagból készült, a szomszédos sínek szembenfekvő profilfelületei közötti illesztési fugán átnyúló összekötőhevederek rögzítik, így a sínek és a hevederek egymástól való elszigetelésére nincs szükség. A síngerincben lévő furatok falát a hevedereket összefogó hevedercsavarok szárától műanyag szigetelőgyűrűk szigetelik el. Az összekötőhevedernek legalább a sín profilfelületei - a sínkamrában felfekvő felületrészeifüggőleges, egymástól távközökkel elhelyezkedő bordákkal vannak ellátva.

Mint említettük, ennél a megoldásnál az összekötő hevederek műanyagból vannak, emiatt nincs szükség a sínek és hevederek egymástól való elszigetelésére, de a műanyag teherbírása elmarad az acélhevederekétől. Az ilyen sínkötések nem ragasztással készülnek és hézagnélküli vágányokban ma már nem használatosak.

A korszerű vasúti pályákhoz hézagnélküli vágányokat használnak, ahol az egyes, akár többszáz méter hosszú hézagnélküli vágányszakaszok összekötésénél ragasztással készült, villamosán szigetelt sínkapcsolást alkalmaznak. Az ilyen sínkapcsolásnak alkalmasnak kell lennie nagyvasúti vágányokon közlekedő, 30 kN értéket elérő vagy meghaladó tengelyterhelésű vasúti járművek kerékpárjai által vezérelt fényjelzők működtetésére.

Ilyen sínkapcsolás például a PC. Wagner Elektrothermit cég által kifejlesztett ragasztott sínkötés. Ez egy erősebb szelvényű, viszonylag rövid - 60 cm hosszúságú - hevederekkel oldja meg a két sínvég összekapcsolását. Ennél a megoldásnál hátrányként jelentkezik a sínvégek szétlapulása, kicsorbulása, továbbá a két sínvég közötti szigetelőbetét is elhasználódik és viszonylag rövid üzemeltetés után a sínvégeket és hevedereket egymástól elszigetelő anyag a hevedervállaknál kezd kitöredezni.

A sínkapcsolások kialakítása általában úgy történik, hogy az összekötendő sínszálat a tengelyére merőleges síkban elvágják és azelvágott sínvégek gerincébe a hevedercsavarok részére 3-3 db furatot készítenek. Az elvágott sínvégek összefogása 2 db acélhevederrel és 6 db nagyszilárdságú hevedercsavarral történik. A sínvégeket egymástól műanyag szigetelőbetét szigeteli el. A sín és a heveder egymástól való elszigetelésére szigetelő hevederalátét szolgál, a hevedercsavarok szigetelése pedig PVC-csőből darabolt szigetelőgyűrűkkel történik. A sínvégek közötti sínvégbetét 4 mm vastagságú és poliformaldehid granulátumból készült hőrelágyuló műanyagból van. A hevederalátét több - általában négy - rétegből összehajtott és műgyantával ragasztott üvegszövetből áll.

Hasonló sínkapcsolási megoldást ismertet a HU 187 906 sz. magyar szabadalmi leírás. Ennél a sínszálak homlokfelületei között nagy nyomószilárdságú anyagból kialakított, hézagmentesen beragasztott szigetelőbetét van, a hevederek és sínszálak, a hevedercsavarok szára, valamint az ezeket befogadó hevederfuratok és sínfuratok fala között ugyancsak hézagmentesen beragasztott, erő átadására alkalmas szigetelő réteg van. Ezt a szigetelőréteget a hevedercsavarok szára köré a csavarfejnél, illetve a menetes oldalon alkalmas töltőfejjel darabos üveggyapot és műgyanta keverékének besajtolásával hozzák létre.

Ezen ismert megoldások közös hátránya, hogy a sínvégek az áthaladó vasúti jármű kerekek dinamikus hatására viszonylag rövid idő - néhány hónap - alatt szétlapulnak, kicsorbulnak, továbbá hogy a két sínvég közötti szigetelőbetét is elhasználódik, a sínvégeket és hevedereket egymástól elszigetelő anyag pedig a hevedervállaknál kezd kitöredezni. Ebből adódóan a forgalom sűrűségétől függően csak idő kérdése a hevederek repedése, majd törése. További hátrány, hogy ezen sínkapcsolások nem viselik el hosszabb időn keresztül az áthaladó vasúti járművek kerekei által a sínillesztésre átadott hajlító, gördülő, kígyózó, stb. mechanikai hatásokat.

Az. ismert villamos szigetelt sínkapcsolásoknál a sínvégek szétlapulása, legyűrődése miatt rendszeresen végrehajtott sínvég-lereszelés következtében növekszik a két sínvég közötti hézag, ami viszont fokozza a kerekektől a sínvégekre átadott dinamikus hatást, vagyis a sínkapcsolás romlása gyorsuló folyamat.

További hátrány, hogy a sín cs a hevederek elszigetelésére alkalmazott szigetelőréteg rugalmatlan, ezért az átgördülő vasúti jármű-kerekek által keltett dinamikus terhelés hatására a sínvégeknél hamar kitöredezik, ami a sínkapcsolás zárlatossá válásához és a fényjelzők működésében, így a folyamatos vasúti közlekedésben zavarokhoz vezet.

Az US 4 466 570 sz. szabadalmi leírásból olyan megoldás ismert, amely az eddig leírtaktól abban tér el, hogy a két összekötendő sín vég közé egy fém közdarab van elhelyezve, melynek két oldala, valamint a sínvégek homlokoldala között szigetelő anyagból pl. poliuretánból - készült alakos sík betétek vannak. A fém közdarab vastagsága 1”, azaz 25,4 mm, a szigetelő betétek pedig 3/8” - azaz 9,5 mm vastagságúak. Az összekötő fémhevederekben egy-egy sínvéghez leg2

HU 210 783 A alább két furat van kialakítva, melyekben az összefogó fejescsavarok helyezkednek el. A hevedereket műanyaggal bevont üvegszövet-szigetelés - hevederalátét - választja el a sínszálaktól. Ugyancsak szigetelőperselyek vannak a fejescsavarok körül is.

Az US 4 466 570 sz. szabadalmi leírásban ismertetett kialakítású sínkapcsolás, amellett hogy bonyolultabb az eddigieknél, nem oldja meg sem a sínvégek előzőekben említett, hátrányos ellapulásának problémáját, sem pedig azt, hogy a hevederek és a sínek között lévő, műanyaggal bevont üvegszálas szövet az ismétlődő hajlító igénybevételeket csak rövid ideig képes elviselni. Ezen kívül, mivel itt nem egy, hanem két hézag és két, ezekben elhelyezett szigetelő betét nyer alkalmazást, így a korábbiakban már elmondott hibák is kétszeresen jelentkeznek.

Az eddig elmondottakból látható, hogy az ismert, jelenleg használatos szigetelt sínkapcsolások üzemeltetése fokozottan költséges, mivel nagy szakértelmet igénylő folyamatos gondozást tesz szükségessé. A végleg üzemképtelenné vált sínkapcsolások kicserélése jelentős anyagi, bér- és időráfordítással jár, továbbá a cserélés idejére szükséges vágányzár a vasútüzemet zavaró káros hatású.

A találmány elé kitűzött feladat olyan villamosán szigetelt sínkapcsolás létrehozása, amelynél hosszú ideig nem következik be az üzemeltetés során a vasúti jármű-kerekek dinamikus hatására a sínvégek futófelületének szétlapulása, letüremlése, a sínvégeknél a sínfej alsó része és a hevederváll felső része között a két sín végtől jobbra-balra 60-80 mm hosszban a villamos szigetelőanyag kitöredezése, s ebből adódóan sínkapcsolás üzemképtelenné válása.

A találmány alapgondolata az, hogy a sínkapcsolás környezetében hőkezeléssel keményített sínfejű sínt alkalmazunk, amely megakadályozza a sínvégek szétlapulását, legyűrődését. Továbbá a sínkamrában kemény, de hőhatással a szükséges mértékig hajlítható hevederalátétek alkalmazásával mérsékeljük, illetve semlegesítjük a vasúti járművek okozta dinamikus hatást.

Ugyancsak új felismerés, hogy a sínkapcsolásban a két sínvég közé hőre keményedé műanyag sínvégbetét beragasztásával jól biztosítható a sínszál folyamatossága úgy, hogy a vasúti járműkerék által a sínfejre átadódó dinamikus igénybevételt hosszú ideig elviseli, s ezáltal alkalmas nagyvasúti vágányon közlekedő vasúti járművek által vezérelt fényjelzők üzembiztos működtetésére.

A hó'rekeményedő műanyagból készült sínvégbetét és szigetelőgyűrűk alkalmazásának különleges előnyei a technika jelenlegi állásából ismeri műanyagok alkalmazásával szemben az, hogy jó a fáradási szilárdsága, kopásállósága, teherbírása, nem deformálódik, nem veszti el szigelelőképességét, nem törékeny, nem érzékeny a szélsőséges éghajlati viszonyokra, hő hatására nem olvad és nem veszíti el szilárdságát.

A feladatot tehát a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a bevezetőben ismertetett sínkapcsolásnál az illesztendő acélsínek végeinek környezetében legalább az összekötő acélheveder hosszának megfelelően a sínfejek hőkezeléssel keményítettek, továbbá hogy az illesztendő acélsínek szembenfekvő profilfelületei közé hőre keményedé műanyagból készült szigetelő sínvégbetét van beragasztva, az összekötő acélhevederek és a síngerinc közötti sínkamrába, kemény, de hőhatással a szükséges mértékig hajlítható műanyagól készült szigetelő hevederalátét van beragasztva, végül hogy a hevedercsavarok szára és a síngerincben kialakított furatok fala közé hőrekeményedő műanyag szigetelőgyűrűk vannak beragasztva.

Előnyös, ha az illesztendő acélsínek végeinek környezetében a sínfejek futófelülete 33OMOO HB keménységű.

Kedvező, ha a szigetelő sínvégbetét vastagsága legfeljebb 3 mm.

Az összekötő acélhevederek és a hevedercsavarok előnyösen nagyszilárdságú acélból vannak.

Végül, a szigetelő hevederalátét előnyösen kemény, de hó'hatással a szükséges mértékben hajlítható polietilénlemezből van.

A találmány szerinti villamosán szigetelt sínkapcsolásnak a fentiekben leírt kombinációból adódó nagy előnye, hogy az üzemeltetés hatására a hőkezeléssel keményített fejű sínvégek nem verődnek el, nem lapulnak szét és nem gyűrődnek le. Ezért azután nincs szükség a sínvégek legyűrődésének üzemeltetés közbeni levágására, lereszelésére sem, a zárlat megelőzése érdekében. Az illesztendő sínvégek közé beragasztott, hőre keményedő műanyag sínvégbetét csökkenti és igen hosszú ideig elviseli a járműkerék okozta dinamikus hatásokat. Természetesen ilymódon a sínvégek közötti hézag sem növekszik. mivel elmarad az ismételt sín végreszelés. A sín és az acélheveder között alkalmazott rugalmas hevederalátét az üzemeltetés hatására nem töredezik ki, elviseli a dinamikus igénybevételt és nem következik be zárlat. A nagyszilárdságú hevedercsavarok szára és a síngerincben lévő furatok falai közé beragasztott, hőre keményedő műanyag szigetelőgyűrűk tökéletes és igen tartós szigetelést biztosítanak a sínkapcsolás számára. Mindezek figyelembevételével a találmány szerinti sínkapcsolás alkalmas hosszabb távon a vasúti biztosítóberendezések üzembiztos működtetéséhez.

A találmány szerinti sínkapcsolás előállítási költsége kevesebb, de legfeljebb annyi, mint a jelenleg alkalmazott, rövidebb élettartamú sínkapcsolásoké. Az üzemeltetési költség minimális, mivel a találmány szerinti sínkapcsolás tartóssága többszöröse a jelenleg ismeretes és a gyakorlatban használatos, villamos közlekedésre berendezett nagyvasúti vágányokba beépített és üzemeltetett ragasztott szigetelt sínkapcsolásokénak. Kísérleteink azt mutatták, hogy a találmány szerint kialakított sínkapcsolást vágányba építve, a forgalomokozta terhelést olyan jól elviselte, hogy még 4 év elteltével is hibátlanul üzemképes állapotban volt, szemben az ismert és alkalmazott sínkapcsolásokkal, amelyek már 3—4 hónapi üzemelés után javítást igényelnek.

A találmányt a továbbiakban annak példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábrák segítségével, amelyek közül az

1. ábra a sínkapcsolást oldalnézetben mutatja;a

2. ábrán az 1. ábra szerinti sínkapcsolat felülnézetben látható; a

HU 210 783 A

3. ábra a 2. ábra III-III vonala mentén vett metszet, nagyított léptékben

Az 1. és 2. ábrán látható, hogy az 1 acélsín - amely a találmány értelmében hőkezeléssel edzett fejű acélsín - 1c síntalpa a közelebbről nem részletezett, ismert 8 sínrögzítés útján van geoleszorító csavarral a 9 aljhoz erősítve. Az 1 acélsín két illesztendő vége 3 acélhevederek, valamint 4 hevedercsavarok segítségével van egymáshoz kapcsolva. A két sínvég között 7 sínvégbetét található, amely a találmány értelmében hőrekeményedő műanyagból készült és a sínvégek egymástól való elszigetelését biztosítja. A 7 sínvégbetét ellenáll a hőmérséklet emelkedésének hatására a sínszálakban bekövetkező nyomófeszültségeknek is.

A találmány szerinti sínkapcsolást részletesen a 3. ábra mutatja be. Itt lehet látni, hogy az 1 acélsín 1 síngerincében lb furatok vannak kialakítva, a 3 acélhevederekben pedig 3a furatok találhatók, melyek az 1 b furatokkal egytengelyűén helyezkednek el és a 4 hevedercsavarok befogadására szolgálnak. Amint látható, az lb furatok mérete nagyobb, mint a 4 hevedercsavarok szár-átmérője, s azokban 5 szigetelőgyűrű van beragasztva a 4 hevedercsavar szárak és az 1 acélsín la furatainak falától való elszigetelésére. A nagyszilárdságú 3 acélheveder, amelynek profilja a sínkamra profiljába illeszkedően van kialakítva, az elvágott sínszál folyamatosságát biztosítja. Alája a sínkamrába kemény, de hőhatással a szükséges mértékben hajlítható műanyag szigetelő 2 hevederalátét van ragasztással beerősítve, amely a 3 acélhevedereket elszigeteli az 1 acélsíntől.

A 4 hevedercsavarok menetes végére 6 alátét közbejöttével 10 anya van rácsavarva, a 3 acélhevederek sínkamrába való szorítására.

Az 1 acélsín a találmány értelmében a sínkapcsolat környezetében keményített fejű. Ezt vagy úgy érjük el, hogy a szigetelendő sínszálat az elvágás helyéről jobbra és balra kb. 1-1 méternyire hőkezeljük, vagy úgy, hogy a szigetelendő síndarabot egy teljes hosszában hőkezeltfejű sínből vágjuk le a sín tengelyére merőlegesen, vigyázva arra, hogy az elvágás során az előzőleg hőkezelt sínfej lágyulása ne következzék be. Ezeket a hőkezelt síndarabokat azután készreszerelt szigetelt kötésként hegesztéssel egyesítjük a hézagnélküli 1 acélsínhez.

A leírtakból látható, hogy a találmány szerinti sínkapcsolás a már felsorolt előnyei mellett még azzal is kitűnik, hogy nagyüzemi szinten előállítható, így a költségek tovább csökkenthetők.

A találmány szerinti ragasztott, villamosán szigetelt sínkapcsolás, amely két hőkezeltfejű sínvégből, két nagyszilárdságú összekötő acél hevederből, a sínprofilok közé beragasztott hőrekeményedő műanyag sínvégbetétből, kemény de hőhatással a szükséges mértékben hajlítható szigetelő műanyag hevederalátétből, nagyszilárdságú hevedercsavarokból, valamint az ezek szárait és a sínfuratok falát egymástól elszigetelő beragasztott hőrekeményedő műanyag gyűrűkből álló konstrukció olyan sínkötés-egységet és rendszert képez, amely hosszú távon is üzembiztos működéssel viseli el a vonatok terheléséből adódó mechanikus igénybevételeket, valamint a szélsőséges klimatikus hatásokat.

A találmányt a szakember az ábrákon látható kiviteli alaktól eltérő módon is megvalósítja anélkül, hogy az oltalmi körből kilépne. így például az ábrán fejescsavarokként feltüntetett hevedercsavarok lehetnek mindkét végükön menettel ellátott csavarok is, két végükön csavaranyákkal és alátétekkel. Ugyancsak készülhet a sínfuratokban elhelyezett, ill. beragasztott szigetelőgyűrű több darabból is. Előnyös lehet továbbá, ha a szigetelő sínvégbetétet és/vagy a szigetelő hevederalátétet perforálással látjuk el, a ragasztás minőségénekjavítása érdekében.

Claims (5)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Ragasztott, villamosán szigetelt sínkapcsolás villamosított üzemű nagyvasúti, hézagnélküli vágányban, a vágányon közlekedő vasúti járművek kerekei által vezérelt fényjelzők működtetésére, amely sínkapcsolás két, az illesztendő acélsínek szembenfekvő végeinek profilfelületeit kétoldalról áthidaló és azokat erőzáróan rögzítő, az acélsínektől villamosán elszigetelt összekötő acélhevederből, az összekötő acélhevederekben és a síngerincben lévő furatokon áthaladó hevedercsavarokból valamint az összekötött acélsínek szembenfekvő profilfelületei közé hézagmentesen beragasztott szigetelő sínvégbetétből áll, továbbá amelynél az összekötő acélhevederek és az acélsínek között sínkamrába beragasztott, villamosán szigetelő hevederalátét található, a hevedercsavarok szárát pedig az acélsín furatai falától villamosán szigetelő réteg szigeteli el, azzal jellemezve, hogy az acélsínek (1) illesztendő végeinek környezetében, legalább az összekötő acélheveder (3) hosszának megfelelően a sínfejek (ld) hőkezeléssel keményítettek, továbbá hogy az illesztendő acélsínek (1) szembenfekvő profilfelületei közé beragasztott szigetelő sínvégbetét (7) hőre keményedő műanyagból van, az összekötő acélhevederek (3) és a síngerinc (la) közötti sínkamrába beragasztott, villamosán szigetelő hevederalátét (2) kemény, de hőhatással a szükséges mértékben hajlítható műanyagból van, végül hogy a hevedercsavarok (4) és a síngerincben (la) lévő furatok (lb) fala közé pedig hőre keményedő műanyag szigetelőgyűrűk (5) vannak beragasztva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti sínkapcsolás azzal jellemezve, hogy az acélsínek (1) illesztendő végeinek környezetében, legalább az összekötő acélhevederek (3) hosszának megfelelően hőkezeléssel keményített sínfejek (ld) futó felülete 330-400 HB keménységű.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti sínakapcsolás azzal jellemezve, hogy a szigetelő sínvégbetét (7) a két sínvég között legfeljebb 3 mm vastagságú.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti sínkapcsolás azzal jellemezve, hogy a villamosán szigetelő hevederalátét (2) kemény, de hőhatással a szükséges mértékben hajlítható polietilén lemezből van.
5. 5. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti sínkapcsolás azzal jellemezve, hogy az összekötő acélhevederek (3) és a hevedercsavarok (4) nagyszilárdságú acélból vannak.