PL185096B1 - Urządzenie do sprężystego mocowania szyn kolejowych na standardowych podkładach betonowych - Google Patents

Abstract

I . Urzadzenie do sprezystego m ocow ania szyn kolejo- wych na standardowych podkladach betonow ych, na podlozu tluczniowym jak tez na twardym podtorzu, obejm ujace w kaz- dym punkcie zamocowania szyny na standardowym podkladzie betonowym po dwie katowe plytki prow adzace, które umiesz- czone sa z obu stron stopki szynowej dla jej bocznego prowa- dzenia, a kazda plytka prowadzaca wyposazona jest w przecho- dzaca przez te plytke srube mocujaca, która dociska sprezysty zacisk do stopki szynowej, a stopke szynow a 1 katow a plytke prow adzaca do podkladu betonow ego, przynajmniej jedna elastyczna przekladke um ieszczona m iedzy stopka szynowa 1 podkladem betonowym, przy czym osie obrotu srub mocuja- cych sa nachylone pod katem do linii pionow ej, znam ienne tym, ze konce katowych plytek prowadzacych (30) wyposazonych v' sruby mocujace (40), na stronie przeciwleglej do szyny (12), sa uksztaltowane w postaci pierwszej pow ierzchni (24) 1 drugiej powierzchni (28), przy czym pierwsza powierzchnia (24) jest ustawiona skosnie do linii pionowej 1 przylega do powierzchni skosnej (44) zaglebienia (22) standardowego podkladu betono- wego (16) a od góry przechodzi w druga powierzchnie (28), która jest ukierunkowana pionowo i wznosi sie ponad po- wierzchnie góm a standardowego podkladu betonowego (16), przy czym, pomiedzy stopka szynow a (14) 1 standardowym podkladem betonowym (16) um ieszczona jest plytka rozkladaja- ca nacisk (54) Fig 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do sprężystego mocowania szyn kolejowych na standardowych podkładach betonowych na podłożu tłuczniowym jak też na twardym podtorzu.

Istnieją dwa oddzielne systemy urządzeń do mocowania szyn kolejowych. Jeden służy do mocowania podkładów albo legarów na podłożu tłuczniowym a drugim jest nawierzchnia dla twardego podtorza, to znaczy zamocowanie szynowe dla nawierzchni beztłuczniowej. Nawierzchnia na twardym podtorzu zyskuje coraz większe znaczenie w miarę wzrostu obciążeń na oś i prędkości jazdy, przy czym dla nawierzchni na twardym podtorzu istotne jest osiągnięcie wymaganego ugięcia sprężystego toru.

185 096

Jednak również tory na podsypce tłuczniowej wyposażone w standardową nawierzchnię mają często zbyt małe wartości ugięcia sprężystego szyn z punktu widzenia wymagań ruchu z dużymi prędkościami na nowo budowanych liniach. Elastyczność tłucznia pozwala na ugięcie sprężyste toru, które dopuszcza obniżenie główki szyny o około 0,6 mm. Takie sprężynowanie jest znacznie niższe od wymaganego dziś obniżenia główki szyny o 1,5 mm.

Używane w stanie techniki przekładki elastyczne, nawet zastosowanie tak zwanych „miękkich” przekładek o współczynniku sprężystości statycznej c = 50-70 kN/mm, poprawiają ugięcie sprężyste toru pozwalając na obniżenie główki szyny tylko o około 1,0 mm (w powiązaniu z warstwą tłucznia).

W EP 0 295 685 opisane jest urządzenie do mocowania szyn kolejowych na twardym podtorzu. Aby uzyskać dobre ugięcie sprężyste toru, między stopką szyny i betonowym podkładem kolejowym umieszczono elastyczną przekładkę, która ma zapewnić dostateczne sprężynowanie. Nad przekładką elastyczną znajduje się płytka rozkładająca nacisk, która jest zwymiarowana tak, że podobnie jak ta przekładka wystaje z boku poza stopkę szyny. Z obu stron stopki szyny umieszczone są kątowe płytki prowadzące, które stanowią oparcie dla zacisków sprężystych do mocowania szyn i dociskają je za pośrednictwem śruby podkładowej do stopki szyny. Kątowe płytki prowadzące tworzą kanał szynowy, przejmują siły poziome i przekazują je na podkład betonowy za pośrednictwem skośnych powierzchni stykowych. Płytki te mają wnęki komorowe, w które mogą wchodzić wystające obustronnie poza szerokość stopki szyny: płytka rozkładająca nacisk i przekładka elastyczna. Podkłady betonowe opisane w EP 0 295 685 są przeznaczone specjalnie do wykorzystania na twardym podtorzu i mają w strefie zamocowania bardzo głębokie wcięcie, które mieści całkowicie kątowe płytki prowadzące.

U podstaw wynalazku leży zadanie polegające na tym, aby wykorzystując standardowe elementy i standardowe podkłady betonowe zbudować zamocowanie szynowe, za pomocą którego można uzyskać wysokie wartości ugięcia sprężystego szyny.

Zadanie to zgodnie z wynalazkiem zostało rozwiązane przez to, że opisane na wstępie urządzenie do sprężystego mocowania szyn kolejowych, obejmujące w każdym punkcie zamocowania szyny na standardowym podkładzie betonowym po dwie kątowe płytki prowadzące, które umieszczone są z obu stron stopki szynowej dla jej bocznego prowadzenia; a każda, płytka prowadząca wyposażona jest w przechodzącą przez tę płytkę śrubę mocującą, która dociska sprężysty zacisk do stopki szynowej, a stopkę szynową i kątową płytkę prowadzącą do standardowego podkładu betonowego; przynajmniej jedną elastyczną przekładkę umieszczoną między stopką szynową i standardowym podkładem betonowym, przy czym osie obrotu śrub mocujących są nachylone pod kątem do linii pionowej, charakteryzuje się tym, że końce kątowych płytek prowadzących wyposażonych w śruby mocujące, na stronie przeciwległej do szyny są ukształtowane w postaci pierwszej powierzchni i drugiej powierzchni, przy czym pierwsza powierzchnia jest ustawiona skośnie do linii pionowej i przylega do powierzchni skośnej zagłębienia standardowego podkładu betonowego, a od góry przechodzi w drugą powierzchnię, która jest ukierunkowana w zasadzie pionowo i wznosi się ponad powierzchnię górną standardowego podkładu betonowego, przy czym, pomiędzy stopką szynową i standardowym podkładem betonowym umieszczona jest płytka rozkładająca nacisk.

Korzystnie, kątowe płytki prowadzące mają wnęki, z których każda jest otwarta ku stopce szynowej.

W kierunku wzdłużnym standardowego podkładu betonowego przynajmniej jedna elastyczna przekładka rozciąga się poza stopkę szynową tak, że wystaje z obu stron poza jej szerokość i wchodzi we wnęki kątowych płytek prowadzących.

Korzystnie również, płytka rozkładająca nacisk rozciąga się w kierunku wzdłużnym podkładu betonowego poza stopkę szynową tak, że wystaje z obu stron stopki poza jej szerokość i wchodzi we wnęki kątowych płytek prowadzących.

Zgodnie z wynalazkiem, śruby mocujące są zakotwione w wymiennych dyblach z tworzywa sztucznego, dla standardowych podkładów betonowych a kątowe płytki prowadzące są zamocowane do stopki szynowej za pomocą standardowego zacisku sprężystego.

185 096

Korzystnie wreszcie, kątowe płytki prowadzące są wymienne, i mają zmienny wymiar poziomy w kierunku wzdłużnym standardowego podkładu betonowego.

Dzięki wykorzystaniu kątowych płytek prowadzących, które można włożyć niemal całkowicie w zagłębienie podkładu betonowego, mimo zastosowania standardowych podkładów można umieścić między szyną i podkładem zarówno przekładkę elastyczną jak i płytkę rozkładającą nacisk i przekładkę z tworzywa sztucznego, przy czym jest możliwe wykorzystanie standardowego zacisku sprężystego.

W rozwiązaniu według wynalazku zalet należy upatrywać w tym, że płytka rozkładająca nacisk rozprowadza siły przenoszone na nią ze stopki na większą powierzchnię i przekazuje je równomiernie poprzez przekładkę elastyczną na standardowy podkład betonowy. Ponadto zaletą takiego wykonania jest to, że przy dostawie wstępnie zamontowanych na podkładzie przyrządów mocujących zarówno przekładka elastyczna jak i płytka rozkładająca nacisk są zabezpieczone przed zgubieniem między dwiema kątowymi płytkami prowadzącymi stanowiącymi jeden punkt zamocowania.

Zakotwienie śrub mocujących w wymiennych dyblach gwintowanych z tworzywa sztucznego z jednej strony umożliwia szybkie wykonanie prac konserwacyjnych wymagających wymiany dybla gwintowanego, a z drugiej strony pozwala wykorzystać różne standardowe zaciski sprężyste oraz szybko i niezawodnie dopasować podkład betonowy do stosowanych w danych warunkach śrub podkładowych.

Elastyczna przekładka jest tak dobrana, że ugięcie sprężyste szyny wynosi co najmniej

1,5 mm.

Zgodnie z wynalazkiem, można posłużyć się maksymalną ilością elementów standardowych i wykonać przezbrojenie istniejących urządzeń torowych możliwie bez wymiany zacisków sprężystych.

Wymienne kątowe płytki prowadzące pozwalają zmieniać położenie kanału szynowego utworzonego między dwiema płytkami prowadzącymi i umożliwiają nastawianie lub korygowanie toru w zadanych ramach.

Nachylone pod kątem do linii pionowej osie obrotu śrub mocujących są ułatwiają znacznie wstawienie szyny w kanał szynowy utworzony między kątowymi płytkami prowadzącymi.

Wynalazek w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym pokazany jest półprzekrój symetrycznie ukształtowanego urządzenia 10 do mocowania szyny 12. Szyna 12 wraz z drugą szyną 12 tworzy tor kolejowy. Urządzenie 10 służy do zamocowania stopki szyny 14 do legara, którego oś wzdłużna przebiega poprzecznie do kierunku wzdłużnego szyny 12.

Legar jest wykonany korzystnie z betonu i stanowi standardowy podkład betonowy 16, taki, na przykład, jaki stosuje Deutschen Bahn AG pod nazwą DB Standard-Betonschwelle B70 W60. Taki podkład betonowy wykorzystuje się dotąd w nawierzchni tłuczniowej, ale nie na twardym podtorzu.

Standardowy podkład betonowy 16, zwany dalej w skrócie podkładem betonowym 16, w strefie osadzenia każdej z szyn 12 posiada przebiegające prostopadle do osi wzdłużnej podkładu obniżenie 18, które składa się z płaskiej przylgi 20 i żłobkowych zagłębień 22. Zagłębienia żłobkowe przebiegają w kierunku wzdłużnym szyny 12 i rozciągają się na całej lub na części szerokości podkładu. Zagłębienie 22 ma skos 24 po stronie przeciwległej do szyny 12.

Ponadto w podkładzie betonowym 16 dla każdego urządzenia mocującego 10 znajduje się w strefie płaskiej powierzchni ustalającej 20 dybel z tworzywa sztucznego (nie pokazany na rysunku), którego oś wzdłużna 26 w położeniu zamontowania jest nachylona względem linii pionowej. Kąt nachylenia w przedstawionym przykładzie wykonania wynosi około 5°.

Z boku stopki szynowej 14 zarówno na płaską przylgę 20 jak i w żłobkowe zagłębienie 22 włożona jest kątowa płytka prowadząca 30, która z kątową płytką prowadzącą 30 po drugiej stronie szyny tworzy dokładny kanał szynowy. Ponadto te płytki prowadzące służą do przenoszenia sił poziomych i pomieszczenia wstępnie zamontowanego zamocowania szynowego.

Kątowa płytka prowadząca 30 posiada powierzchnię 32, prowadzącą stopkę szynową 14, która w położeniu zamontowanym znajduje się korzystnie w małym odstępie od boku

185 096 stopki 14. Pozwala to na obniżenie główki szyny, jakie jest wymagane w postaci zadanej wartości ugięcia sprężystego szyny. Kształt i funkcja górnej, w położeniu zamontowanym, powierzchni płytki 30, od strony zacisku sprężystego 34 są dostosowane do kształtu używanego w danym przypadku zacisku 34. W tym przypadku kątowa płytka prowadząca 30 ma korytko prowadzące 36 mieszczące tylny kabłąk podporowy zacisku 34, otwór 38 na śrubę mocującą 40 i korytko prowadzące 42 na wewnętrzne ramię zacisku 34. Po stronie zwróconej w położeniu zamontowanym do podkładu betonowego 16, płytka 30 jest ukształtowana odpowiednio do kształtu tego podkładu. Powierzchnia skośna 24 płytki 30 jest tak ukształtowana, że występuje możliwie całkowite przyleganie do powierzchni skośnej 44 podkładu, a więc występujące siły poziome mogą być przenoszone możliwie równomiernie na podkład betonowy 16. W obrębie płaskiej przylgi 20 podkładu utworzone są opory 46, które przenoszą na podkład 16 siły pionowe występujące przy dociąganiu zacisku sprężystego 34.

Kątowa płytka prowadząca 30 posiada, widziany w przekroju pionowym, równoległy do osi wzdłużnej szyny, profil ceowy, którego ramiona są utworzone przez opory 46. W związku z tym, między górną przylgą 20 podkładu betonowego i przebiegającym poprzecznie elementem profilu ceowego z jednej strony oraz między dwiema oporami 46 z drugiej strony powstaje komorowa wnęka 48, która służy do pomieszczenia niżej opisanych elementów rozmieszczonych między stroną dolną 50 szyny 12 i płaską przylgą 20.

Na przeciwległym do szyny 12 końcu płytki 30 łączy się z powierzchnią skośną 44 przebiegająca pionowo druga powierzchnia 28, która wystaje poza stronę górną 29 podkładu 16 poza obniżeniem 18.

Aby zarówno przy twardym podtorzu jak i przy podłożu tłuczniowym, którego elastyczność pozwala na obniżenie główki szyny tylko o około 0,6 mm, uzyskać wymagane obniżenie główki szyny, wkłada się na płaską przylgę 20 podkładu betonowego, a więc między stronę dolną 50 szyny i podkład, elastyczną przekładkę 52. Przekładka 52 jest wykonana z elastomeru i posiada statyczną sztywność sprężyny, którą można regulować stosownie do wymagań.

Na elastyczną przekładkę 52 zakłada się płytkę rozkładającą nacisk 54, która ma płaski kształt i może być wykonana łatwo ze stali walcowanej. Płytka 54 jak też przekładka 52 rozpościerają się w kierunku wzdłużnym podkładu betonowego na odległość większą niż szerokość szyny 12 na jej stronie dolnej 50. Dlatego każda z płytek 54 i 52 wystaje w bok poza stopkę 14 szyny.

Elastyczna przekładka 52 oraz płytka rozkładająca nacisk 54 sięgają do komorowych wnęk 48 umieszczonych po obu stronach szyny kątowych płytek prowadzących 30 i każda z nich jest wyposażona w otwór wzdłużny zorientowany w kierunku osi wzdłużnej podkładu. Korzystnie, elastyczna przekładka 52 i płytka rozkładająca nacisk 54 przylegają ciasno na zasadzie połączenia kształtowego do przebiegających w kierunku wzdłużnym podkładu ścianek wzdłużnych wnęki 48. Wysokość w świetle wnęki 48 jest większa od całkowitej grubości elastycznej przekładki 52 i płytki rozkładającej nacisk 54, tak, że można w zasadzie uniknąć ściśnięcia płytek 52 i 54 przy nacisku kątowej płytki prowadzącej 30 na podkład betonowy

16. Siła wywierana przez zacisk sprężysty 34 jest przenoszona przez kątową płytkę prowadzącą 30 w zasadzie bezpośrednio na podkład betonowy 16, dzięki czemu można zachować wymaganą dokładność kąta pochylenia szyny nawet wtedy, gdy dwa zaciski sprężyste punktu zamocowania mają ewentualnie nierówne naprężenie wstępne.

Elastyczna przekładka 52 o dużej elastyczności pozwala szynie na niezbędne obniżenie pionowe i można ją dobrać tak, aby uzyskać pożądane ugięcie sprężyste szyny. Stalowa płytka rozkładająca nacisk 54 rozkłada równomiernie na dużą powierzchnię siły pionowe działające na szynę. Tak więc płytka rozkładająca nacisk 54 działa jak sztuczne rozszerzenie stopki szyny.

Między płytką rozkładającą nacisk 54 i stroną dolną 50 szyny 12 umieszczona jest dodatkowo przekładka 56 z tworzywa sztucznego.

W urządzeniu 10 do mocowania szyn kolejowych na podłożu tłuczniowym jak też na twardym podtorzu mogą być stosowane różne, znane w technice zaciski sprężyste 34 i śruby mocujące 40. W tym przypadku szyna jest zamocowana zaciskiem sprężystym SKL 14 stosowanym tradycyjnie przy nawierzchni tłuczniowej. Oba wolne ramiona sprężynujące 58

185 096 zacisku 34 przylegają przy tym do stopki szyny. Ponadto nad stopkę szyny wystaje jarzmo środkowe działające jako zabezpieczenie przed przechyleniem. Szyna jest mocowana pionowo przez dokręcenie śruby podkładowej 40, która jest zakotwiona w wymiennych dyblach z tworzywa sztucznego. Po dokręceniu śruby 40 oba wolne ramiona 58 zacisku sprężystego 34 wywierają na szynę siłę około 2 x 10 kN przy sprężystym ugięciu około 13 mm.

Zamocowanie szyny może być dostarczone z wstępnym zamocowaniem na podkładzie. Wówczas zaciski sprężyste znajdują się w położeniu wstępnego zamontowania, które dla zacisku SKL 14 przedstawionego na rysunku jest opisane w patencie DE 39 18 091. Śruba podkładowa 40 jest wkręcona tylko na kilka obrotów w dybel z tworzywa sztucznego i pozwala to na wstępne zamocowanie zacisku 34 z przesunięciem w lewo względem położenia zamontowanego pokazanego na rysunku, to znaczy jest on odsunięty z miejsca późniejszego osadzenia szyny. Do tego zacisk sprężysty 34 nie znajduje się już w korytku prowadzącym 36 kątowej płytki 30.

Za pośrednictwem śruby podkładowej 40 ustalone jest położenie montażowe z jednej strony zacisku sprężystego 34 i kątowej płytki prowadzącej 30, ale z drugiej strony także elastycznej przekładki 52 i płytki rozkładającej nacisk 54 na podkład betonowy 16. Podczas montażu szyny wystarczy tylko włożyć przekładkę 56 z tworzywa sztucznego między stronę dolną 50 szyny 12 i płytkę rozkładającą nacisk 54, przesunąć zacisk 34 w kierunku stopki szyny tak, aby wolne ramiona sprężynujące 58 przylegały do stopki szynowej 14 i wreszcie dokręcić śrubę podkładową 40.

W stanie zamontowanym umieszczone z obu stron szyny 12 kątowe płytki prowadzące 30 tworzą kanał szynowy i przenoszą siły poziome na podkład 16 stykając się skośnymi powierzchniami 44 i 24. Ponadto, część występujących sił poziomych jest przekazywana na podkład betonowy poprzez nachylone pod pewnym kątem do linii pionowej osie 26 śrub podkładowych 40.

Układ zamocowania 10 jest zaprojektowany tak, że możliwa jest regulacja wysokości do 5 mm bez podbijania. Poza tym w razie potrzeby reguluje się szerokość toru w granicach do ± 10 mm stosując specjalnie ukształtowane płytki prowadzące 30, których współdziałanie z obu stron szyny 12 pozwala celowo przesunąć kanał szynowy w kierunku wzdłużnym podkładu betonowego 16.

Elastyczna przekładka 52 pozwala na wymagane, duże sprężynowanie szyn w postaci zadanego obniżenia główki szyny o około 1,5 mm, dzięki czemu opisane zamocowanie szynowe nadaje się również do zastosowania na nowo budowanych liniach dla pociągów o wysokiej prędkości. Tak więc istniejący tor na podłożu tłuczniowym i na standardowych podkładach betonowych można przezbroić na system zamocowania według wynalazku, dzięki czemu będzie on mógł być wykorzystany do ruchu z wysokimi prędkościami.

Ponadto istnieje możliwość zalania wnęk podsypki tłuczniowej betonem, asfaltem lub podobnym materiałem, co pozwala dalej wykorzystywać istniejący system zamocowania na twardym podtorzu, ponieważ zamocowanie szynowe według wynalazku również bez udziału podsypki tłuczniowej w ogólnej sprężystości uzyskuje wymagane wysokie wartości ugięcia sprężystego.

185 096

185 096

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zt

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do sprężystego mocowania szyn kolejowych na standardowych podkładach betonowych, na podłożu tłuczniowym jak też na twardym podtorzu, obejmujące w każdym punkcie zamocowania szyny na standardowym podkładzie betonowym po dwie kątowe płytki prowadzące, które umieszczone są z obu stron stopki szynowej dla jej bocznego prowadzenia; a każda płytka prowadząca wyposażona jest w przechodzącą przez tę płytkę śrubę mocującą, która dociska sprężysty zacisk do stopki szynowej, a stopkę szynową, i kątową płytkę prowadzącą do podkładu betonowego; przynajmniej jedną elastyczną przekładkę umieszczoną między stopką szynową i podkładem betonowym, przy czym osie obrotu śrub mocujących są nachylone pod kątem do linii pionowej, znamienne tym, że końce kątowych płytek prowadzących (30) wyposażonych w śruby mocujące (40), na stronie przeciwległej do szyny (12), są ukształtowane w postaci pierwszej powierzchni (24) i drugiej powierzchni (28), przy czym pierwsza powierzchnia (24) jest ustawiona skośnie do linii pionowej i przylega do powierzchni skośnej (44) zagłębienia (22) standardowego podkładu betonowego (16) a od góry przechodzi w drugą powierzchnię (28), która jest ukierunkowana pionowo i wznosi się ponad powierzchnię górną standardowego podkładu betonowego (16), przy czym, pomiędzy stopką szynową (14) i standardowym podkładem betonowym (16) umieszczona jest płytka rozkładająca nacisk (54).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kątowe płytki prowadzące (30) mają wnęki (48), z których każda jest otwarta ku stopce szynowej (14).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że w kierunku wzdłużnym standardowego podkładu betonowego (16) przynajmniej jedna elastyczna przekładka (52) rozciąga się poza stopkę szynową (14) tak, że wystaje z obu stron poza jej szerokość i wchodzi we wnęki (48) kątowych płytek prowadzących (30).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że płytka rozkładająca nacisk (54) rozciąga się w kierunku wzdłużnym podkładu betonowego (16) poza stopkę szynową (14) tak, że wystaje z obu stron stopki (14) poza jej szerokość i wchodzi we wnęki (48) kątowych płytek prowadzących (30).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że śruby mocujące (40) są zakotwione w wymiennych dyblach z tworzywa sztucznego, dla standardowych podkładów betonowych (16).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kątowe płytki prowadzące (30) są zamocowane do stopki szynowej (14) za pomocą standardowego zacisku sprężystego (34).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kątowe płytki prowadzące (30) są wymienne, i mają zmienny wymiar poziomy w kierunku wzdłużnym standardowego podkładu betonowego (16).