PL187877B1 - Stalowy podkład kolejowy - Google Patents

Abstract

1. Stalowy podklad kolejowy, uksztaltowany z formowanej na zimno wstegi stalowej, zawieraja- cy wydluzony korpus o otwartych koncach i majacy przekrój poprzeczny w postaci odwróconego kana- lu, zawierajacego sciany boczne, które sa pochylo- ne, w kierunku od góry do dolu, od górnej po- wierzchni podpierajacej szyny oraz majacy dwie zasadniczo pionowe plyty koncowe, znamienny tym, ze kazdy koniec krawedzi korpusu podkladu (1) i kazda boczna krawedz kazdej plyty koncowej (4) zawiera uzupelniajace sie elementy laczace mocuja- ce rozlacznie plyty koncowe (4) do otwartych kon- ców korpusu podkladu (1) pod dzialaniem skiero- wanego pionowo do dolu momentu slizgowego odpowiedniej plyty koncowej (4) wzgledem korpu- su podkladu (1) sprzegajacego lub uwalniajacego odpowiednie uzupelniajace elementy laczace, przy czym wysokosc kazdej plyty koncowej (4) jest wieksza niz wysokosc korpusu podkladu (1), zas podczas uzytkowania kazda plyta koncowa (4) wystaje w kierunku do dolu na wieksza odleglosc niz boczne sciany (2) korpusu podkladu (1). F i g . 1 . PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest stalowy podkład kolejowy.

Podkłady są integralną częścią nawierzchni kolejowej. Ich kluczową funkcją jest utrzymywanie właściwej szerokości toru i nachylenia szyn, oraz zapewnienie utrzymania poziomych i pionowych tolerancji wymaganych dla toru. Przenoszą one również obciążenie na podsypkę, a ta z kolei rozkłada je na torowisko podtorza. Podkłady utrzymują stabilność toru podczas przejazdu pociągów oraz stabilność niezależnie od zmian temperatury, przy czym ta ostatnia cecha jest bardziej istotna w przypadku stosowania szyn spawanych.

Mała część obecnie stosowanych podkładów jest wytwarzana ze stali, która dostarcza niższych kosztów instalacji niż w przypadku bardziej tradycyjnych podkładów z betonu lub drewna. Stalowe podkłady mają ogólnie przekrój zbliżony do przekroju pudełka lub odwróconego kanału i są stosunkowo łatwe do transportu, są łatwiejsze do optymalnego zestawienia przy składowaniu, wymagają mniej kosztownego wyposażenia do instalowania, nie potrzebują ponownego podbijania i wymagają mniejszej głębokości podsypki ze względu na swój kształt. Wykorzystanie ich daje krótsze i bardziej przewidywalne czasy budowy toru, a ich mały ciężar ułatwia posługiwanie się nimi i instalowanie w stosunku do bardziej tradycyjnych podkładów z betonu lub drewna. Są również mniej wrażliwe na rozszerzenie prześwitu toru i uszkodzenie w wyniku wykolejenia, mogą być łatwiej naprawiane i mają również pewną wartość jako złom. Tradycyjne podkłady stalowe są wytwarzane przez formowanie na gorąco, co powoduje stosunkowo duże koszty wytwarzania. Wymagane jest zwiększone podbijanie toru w celu uzyskania konsolidacji podsypki. Chociaż uzyskiwana jest duża oporność na poziomy ruch, tor z podkładami stalowymi jest trudniejszy do przesunięcia podczas prac regulacyjnych.

Z opisu patentowego DE-A-2951272 znany jest podkład stalowy o przekroju pudełkowym. Otwarte końce podkładu są zamknięte przez przyspawane płyty stalowe lub formy ze wzmocnionego betonu lub tworzywa sztucznego. Puste wnętrze pudełka jest wypełnione materiałem izolacyjnym, na przykład mieszaniną cementu i wody lub gumowym elastomerem.

Z opisu patentowego WO 89/10450 znany jest stalowy podkład kolejowy o przekroju w kształcie odwróconego kanału, który zawiera elementy ograniczające, przymocowane do i zwisające od dołu z górnej powierzchni podtrzymującej podkładu. Tymi elementami są zwrócone w dół odgałęzienia, które podczas używania podkładu dostarczają jemu poziomej stabilności.

Opisane podkłady posiadają omawiane powyżej wady.

Stalowy podkład kolejowy, według wynalazku, ukształtowany z formowanej na zimno wstęgi stalowej, zawierający wydłużony korpus o otwartych końcach i mający przekrój poprzeczny w postaci odwróconego kanału, zawierającego ściany boczne, które są pochylone, w kierunku od góry do dołu, od górnej powierzchni podpierającej szyny oraz mający dwie zasadniczo pionowe płyty końcowe, charakteryzuje się tym, że każdy koniec krawędzi korpusu podkładu i każda boczna krawędź każdej płyty końcowej zawiera uzupełniające się elementy łączące mocujące rozłącznie płyty końcowe do otwartych końców korpusu podkładu pod działaniem skierowanego pionowo do dołu momentu ślizgowego odpowiedniej płyty końcowej względem korpusu podkładu sprzęgającego lub uwalniającego odpowiednie uzupełniające elementy łączące, przy czym wysokość każdej płyty końcowej jest większa niż wysokość korpusu podkładu, zaś podczas użytkowania każda płyta końcowa wystaje w kierunku do dołu na większą odległość niż boczne ściany korpusu podkładu.

Korzystnym jest gdy elementy łączące zawierają wypusty blokujące wystające z każdej krawędzi końcowej korpusu podkładu i blokujące występy, usytuowane wzdłuż każdej bocznej krawędzi każdej płyty końcowej, dopasowane do wypustów blokujących korpusu podkładu, przy czym każda płyta końcowa jest zamocowana rozłącznie i ślizgowo na korpusie podkładu, zaś wypusty blokujące są usytuowane w blokujących występach gdy płyta końcowa jest zamocowana na korpusie podkładu.

Korzystnie płyty końcowe są ukształtowane z formowanej na zimno taśmy stalowej.

Swobodny koniec ściany bocznej korpusu podkładu jest wywinięty do dołu i do góry i ma postać wręgu.

W górnej części każdej płyty końcowej jest ukształtowany otwór dla podsypki.

Otwór jest uformowany w lub w pobliżu każdego końca korpusu podkładu.

187 877

Korzystnym jest gdy, korpus podkładu ma część przewężoną mającą zredukowaną szerokość, a w szczególności gdy część przewężona jest usytuowana w połowie długości podkładu.

W części środkowej wnętrza podkładu jest umieszczone wypełnienie, które korzystnie jest rozprężoną pianką poliuretanową.

Podkład kolejowy korzystnie zawiera stalowy zacisk mocujący szynę do podkładu, który ma powierzchnię nośną opartą o górną powierzchnię podkładu i drugą powierzchnię nośną w postaci ramienia, opartą o spód powierzchni podkładu podtrzymującej szynę, a pomiędzy powierzchnią nośną i ramieniem jest uformowana pętla, która podczas użytkowania, opiera się o górną powierzchnię kołnierza izolacyjnego stopki szyny oraz narzędzie, zawierające elementy do przykładania siły do powierzchni wewnętrznej pętli zacisku zwiększające odległości między nimi, przy czym wymagane oparcie powierzchni nośnych o szynę i pętli zacisku o kołnierz izolacyjny szyny jest ułatwione po włożeniu materiału izolacyjnego między umieszczone jedna naprzeciw drugiej powierzchnie pętli i kryzy szyny oraz zwolnienie siły przykładanej do narzędzia.

Podkład według wynalazku i/lub płyty końcowe mogą być wytwarzane ze stali miękkiej lub nierdzewnej lub HSLA. Jeśli jest to stal nierdzewna, śrutowanie lub pokrycia antykorozyjne mogą być wykonywane lub dostarczone w celu przeciwdziałania wszelkiej korozji naprężeniowej .

Materiał izolacyjny, którym wypełniony jest podkład może być materiałem dźwiękochłonnym i może zawierać rozprężoną piankę poliuretanową. Alternatywnie lub dodatkowo, wewnętrzne ścianki podkładu mogą być przynajmniej częściowo pokryte materiałem dźwiękochłonnym.

Zacisk może mieć rzut ogólnie w kształcie litery „U”, z częścią środkową „U” definiującą wspomnianą pierwszą powierzchnię nośną, zaś każde ramię „U” definiuje drugie powierzchnie nośne i pętlę.

Zaletą proponowanego rozwiązania jest prosta konstrukcja i prosty sposób wytwarzania. Podkład według wynalazku, poprzez zastosowanie izolacji powoduje, że mniej odczuwa się stukot kół o szyny podczas użytkowania.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładzie wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podkład w widoku z góry, fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny wzdłuż linii II-II oznaczonej na fig. 1, fig. 3 przedstawia widok perspektywiczny końca podkładu z fig. 1 i 2 z zamocowaną selektywnie płytą końcową, fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny w powiększeniu szczegółu podkładu i płyty końcowej z fig. 3, fig. 5 i 6 przedstawiają odpowiednio widok z góry i z boku zacisku mocującego podkład z fig. 1, zaś fig. 7 i 8 przedstawiają alternatywne elementy mocujące w przekroju poprzecznym.

Jak to przedstawiono na fig. 1 i 2, podkład 1 ma przekrój poprzeczny w kształcie odwróconego kanału i ma otwarte końce. Ściany boczne 2 podkładu są pochylone do dołu i na zewnątrz, tworząc kąt dwuścienny, którego żądaniem jest zapewnienie żądanej stabilności podkładu 1 i odpowiedniego oporu na wyrywanie w kierunku pionowym. Kąt dwuścienny jest również dobrany tak, aby zapewnić odpowiednie ułożenie podkładów podczas składowania bez występowania tarcia, które prowadziłoby do zakleszczania się sąsiadujących ze sobą składowanych podkładów. Głębokość każdej ściany bocznej 2 jest większa niż w przypadku bardziej tradycyjnych produktów wytwarzanych przez walcowanie na gorąco, w celu zwiększenia ilości obejmowanej podsypki. Każdy koniec wzdłużnego boku podkładu 1 jest wygięty na zewnątrz i do góry i tworzy wręg 3, Zapewniający zwiększenia sztywności i oporu na wyrywanie w kierunku pionowym.

Jak widać na fig. 3 i 4, otwarte końce podkładu 1 są zamknięte przez oddzielne, w zasadzie pionowe płyty końcowe 4, które są rozdzielnie przymocowane do podkładu 1 przez blokujące występy 5, ukształtowane na każdym boku każdej płyty końcowej 4, które są blokowane przez wypusty blokujące 6, utworzone wzdłuż każdej krawędzi końcowej podkładu 1. Montaż płyty końcowej 4 do podkładu 1 jest wykonywany albo automatycznie, albo przy użyciu specjalnego narzędzia ręcznego. Płyty końcowe 4 mogą zatem być usuwane tylko przy użyciu specjalnego oprzyrządowania, co zabezpiecza je przed manipulacjami przez osoby niepowołane. Otwory 7 są utworzone w płytach końcowych 4 lub w końcach podkładu 1 w celu

187 877 umożliwienia wprowadzania podsypki do wnętrza podkładu 1. Otwory 7 zawierają szczeliny utworzone w wolnych krawędziach górnej powierzchni podkładu 1, podtrzymującej szynę.

Zgodnie z fig. 1, podkład 1 ma środkową przewężoną część 8. Przewężenie zapewnia większe umiejscowienie podsypki wsypywanej do wnętrza podkładu 1 i redukuje ilość podsypki potrzebną do wypełnienia wnętrza podkładu 1. Materiał dźwiękochłonny może być umieszczony na niektórych łub wszystkich powierzchniach wewnętrznych podkładu 1. Podobny materiał może być również umieszczony wewnątrz środkowej części przewężonej 8, nie tylko w celu stłumienia dźwięku, ale również w celu uniknięcia dostawania się podsypki do części przewężonej 8. Takim materiałem jest rozprężona pianka, na przykład z polistyrenu. Otwory 9 są wykonane w górnej powierzchni podkładu 1 w celu umieszczenia w nich zacisków mocujących i zamocowania szyn do podkładu 1. Zostaną one opisane poniżej w odniesieniu do fig. 5 do 8. Położenie szyn podtrzymywanych przez podkład 1 jest oznaczone liniami przerywanymi 10.

Jak to przedstawiono na fig. 3, każda płyta końcowa 4 wystaje w dół na większą odległość niż ścianki boczne 2 podkładu, zwiększając w ten sposób stabilność poprzeczną i redukując ilość podsypki bocznej, przy umożliwieniu regulacji położenia podkładu po prostu przez usunięcie płyt końcowych 4. Przekrój podkładu 1 w kształcie odwróconego kanału jest wytwarzany przez formowanie na zimno taśmy stalowej. W jednym przykładowym sposobie wytwarzania, taśma ze zwijarki podpodłogowej jest przepuszczana przez prostownicę przed cięciem na wymiar, odpowiedni do formowania na zimno. Podkłady mogą być formowane w ten sposób indywidualnie lub jako wielokrotne, albo w kierunku wzdłużnym, albo poprzecznym taśmy. Materiał odcięty podczas cięcia może być przesłany do drugiej prasy formującej, w celu wytworzenia płyt końcowych 4. Alternatywnie, płyty końcowe 4 mogą być wytwarzane przez formowanie na zimno odpowiednio ukształtowanych taśm stalowych. Blokujące występy 5 i wypusty 6 są wytwarzane przez specjalne narzędzia i dodatkowe operacje.

Uniknięcie spawania podczas procesu wytwarzania minimalizuje koszty.

Po zamocowaniu podkładów według wynalazku na przygotowanym podłożu z podsypki, każdy podkład może, ze względu na swój kształt i otwarte końce, być po prostu wsunięty na miejsce. Dokładne umiejscowienie podkładów 1 może być zatem łatwiej uzyskane. Alternatywnie, podkłady 1 z już zamocowanymi płytami końcowymi, mogą być umieszczane w znany sposób na odpowiednio rozłożonej podsypce.

Przed mocowaniem płyt końcowych 4 do podkładu 1, podsypka może być wdmuchnięta do podkładu 1 przez otwarte końce, optymalnym ciśnieniem, w celu wypełnienia wszystkich wnęk pod pochylonymi ścianami bocznymi 2 podkładu 1. W ten sposób unika się dodatkowego podbijania, wymaganego w przypadku tradycyjnych podkładów stalowych. W konsekwencji zwiększona jest trwałość podsypki i unika się uszkodzeń wywoływanych przy pobijaniu. Jeśli płyty końcowe 4 są już zainstalowane, podsypka może być wdmuchnięta do wnętrza podkładu przez otwory 7.

Jak już wspomniano, otwory 9 są wytłoczone w górnej powierzchni podkładu 1, w celu umieszczenia w nich zacisków, przeznaczonych do mocowania szyn 10 do podkładu. Podkład 1 może być zamocowany za pomocą śrub w pobliżu otworów 9 w celu zwiększenia powierzchni i integralności szczątkowych naprężeń. Zwiększa to korzyść z wsuwania podkładów 1 na miejsce, gdyż wszystkie wypusty są wyeliminowane.

Zacisk mocujący przedstawiony na fig. 5 i 6 przyjmuje postać zacisku wykonanego ze sprężystej stali o prostokątnym przekroju poprzecznym. Można przystosować również inne przekroje poprzeczne, jak kołowe lub owalne. Jak widać na fig. 5, w widoku z góry, mocowanie ma kształt przypominający literę „U” i zawiera parę ramion 14 połączonych ze środkową częścią 15 umieszczoną prostopadle do ramion. Jak widać na fig. 6, każde ramię 14 zacisku jest uformowane tak, aby zawierało, kolejno od swojego wolnego końca ramię 16, które rozciąga się w kierunku części środkowej 15, nogę 17, prostopadłą do ramienia 16, pętlę 18, mający szyjkę 13 i część wygiętą 20, która prowadzi do części środkowej 15.

Rozszerzające narzędzie jest wkładane w szyjkę 19 i jest obsługiwane tak, aby zwiększało szerokość szyjki i powodowało wydłużenie nogi 17.

187 877

Szyna 10 podtrzymywana przez podkład 1 jest również przedstawiona na fig. 6. Wstępnie uformowany kołnierz izolacyjny 21 jest umieszczony na stopce szyny 10. Szyna spoczywa na tradycyjnej podkładce izolacyjnej 22.

Po zamontowaniu zacisku na szynie 10 i podkładzie 1, rozszerzalne narzędzie jest wkładane w szyjkę 19 i obsługiwane tak, aby zwiększyć szerokość szyjki 19 i spowodować wydłużenie nogi 11, a przez to zwiększyć odległość między pętlą 18, a stopką szyny 10. Wolny koniec każdego ramienia 14 zacisku jest następnie przekładany przez odpowiedni otwór 9 i zacisk jest przesuwany do położenia pokazanego na fig. 6, w którym ramię 16 opiera się o dolną powierzchnię podkładu, zaś noga 17 styka się ze ścianką otworu. W tej pozycji, część środkowa 15 zacisku opiera się o górną powierzchnię podkładu, a pętla 18 jest umieszczona nad stopką szyny 10 (w tym czasie jeszcze nie ma wstępnie uformowanego kołnierza izolacyjnego 21), Kiedy rozszerzające narzędzie jest na miejscu, wkładany jest kołnierz izolacyjny 21 pomiędzy zacisk a stopkę szyny. Zwolnienie i wyciągnięcie narzędzia pozwala na przyłożenie obciążenia do stopki szyny i utrzymanie właściwego położenia szyny 10. Z tego względu nie są potrzebne inne mocowania, a zacisk jest usuwany po prostu przez włożenie rozszerzającego narzędzia w szyjkę 19 w celu wydłużenia nogi, jak omawiano powyżej i usunięcie kołnierza izolacyjnego 21. Zacisk może być następnie ponownie użyty, w miarę potrzeby.

Można zastosować inne formy i rodzaje zacisków niż pokazane na fig. 5 i 6.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 7, szyna 10 jest połączona z izolacyjną warstwą materiału wiążącego 25 usytuowanego wewnątrz płytkiego zagłębienia, utworzonego w górnej powierzchni podkładu.

Na fig. 8 szyna 10 jest podtrzymywana wewnątrz i mocowana do sprężystego zacisku 27, który jest połączony z powierzchnią podkładu, wewnątrz wnęki podobnej do wnęki pokazanej na fig. 7. Zacisk może być przymocowany bolcami, przyspawany lub związany z podkładem, przy czym między znajdującymi się jedna naprzeciw drugiej powierzchniami stopki szyny i zacisku jest umieszczona podkładka izolacyjna 28.

Opisano tu jedynie jeden przykład wykonania podkładów stalowych, więc oczywistym jest że modyfikacje i ulepszenia mogą być łatwo wprowadzone bez odchodzenia od zakresu wynalazku.

187 877

187 877

Fig.3.

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

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stalowy podkład kolejowy, ukształtowany z formowanej na zimno wstęgi stalowej, zawierający wydłużony korpus o otwartych końcach i mający przekrój poprzeczny w postaci odwróconego kanału, zawierającego ściany boczne, które są pochylone, w kierunku od góry do dołu, od górnej powierzchni podpierającej szyny oraz mający dwie zasadniczo pionowe płyty końcowe, znamienny tym, że każdy koniec krawędzi korpusu podkładu (1) i każda boczna krawędź każdej płyty końcowej (4) zawiera uzupełniające się elementy łączące mocujące rozłącznie płyty końcowe (4) do otwartych końców korpusu podkładu (1) pod działaniem skierowanego pionowo do dołu momentu ślizgowego odpowiedniej płyty końcowej (4) względem korpusu podkładu (1) sprzęgającego lub uwalniającego odpowiednie uzupełniające elementy łączące, przy czym wysokość każdej płyty końcowej (4) jest większa niż wysokość korpusu podkładu (1), zaś podczas użytkowania każda płyta końcowa (4) wystaje w kierunku do dołu na większą odległość niż boczne ściany (2) korpusu podkładu (1).
2. 2. Podkład według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy łączące zawierają wypusty blokujące (6) wystające z każdej krawędzi końcowej korpusu podkładu (1) i blokujące występy (5), usytuowane wzdłuż każdej bocznej krawędzi każdej płyty końcowej (4), dopasowane do wypustów blokujących (6) korpusu podkładu (1), przy czym każda płyta końcowa (4) jest zamocowana rozłącznie i ślizgowo na korpusie podkładu (1), zaś wypusty blokujące (6) są usytuowane w blokujących występach (5) gdy płyta końcowa (4) jest zamocowana na korpusie podkładu (1).
3. 3. Podkład według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że płyty końcowe (4) są ukształtowane z formowanej na zimno taśmy stalowej.
4. 4. Podkład według zastrz. 1, znamienny tym, że swobodny koniec ściany bocznej (2) korpusu podkładu (1) jest wywinięty do dołu i do góry i ma postać wręgu (3).
5. 5. Podkład według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w górnej części każdej płyty końcowej (4) jest ukształtowany otwór (7) dla podsypki.
6. 6. Podkład według zastrz. 5, znamienny tym, że otwór (7) jest uformowany w lub w pobliżu każdego końca korpusu podkładu (1).
7. 7. Podkład według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że korpus podkładu (1) ma część przewężoną (8) mającą zredukowaną szerokość.
8. 8. Podkład według zastrz. 7, znamienny tym, że część przewężona (8) jest usytuowana w połowie długości podkładu.
9. 9. Podkład według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w części środkowej wnętrza podkładu (1) jest umieszczone wypełnienie.
10. 10. Podkład według zastrz. 9, znamienny tym, że wypełnienie jest rozprężoną pianką poliuretanową.
11. 11. Podkład kolejowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera stalowy zacisk mocujący szynę (10) do podkładu (1), który ma powierzchnię nośną (15) opartą o górną powierzchnię podkładu (1) i drugą powierzchnię nośną w postaci ramienia (16), opartą o spód powierzchni podkładu (1) podtrzymującej szynę, a pomiędzy powierzchnią nośną (15) i ramieniem (16) jest uformowana pętla (18), która podczas użytkowania, opiera się o górną powierzchnię kołnierza izolacyjnego (21) stopki szyny (10) oraz narzędzie, zawierające elementy do przykładania siły do powierzchni wewnętrznej pętli (18) zacisku zwiększające odległości między nimi, przy czym wymagane oparcie powierzchni nośnych o szynę (10) i pętli (18) zacisku o kołnierz izolacyjny szyny (10) jest ułatwione po włożeniu materiału izolacyjnego między umieszczone jedna naprzeciw drugiej powierzchnie pętli i kryzy szyny oraz zwolnienie siły przykładanej do narzędzia.

    187 877