SK20899A3 - Crossing assembly for point switches and processing - Google Patents

Description

Srdcovka pre výhybky a križovatky

Oblasť techniky

Vynález sa týka srdcovky pre výhybky a križovatky s dvoma krídlovými koľajnicami a s jedným medzi nimi usporiadaným hrotom, ktorý spolu s krídlovými koľajnicami vytvára v ostrom uhle k sebe prebiehajúce drážky na voľný priechod okolesníka kolesa, pričom obe krídlové koľajnice a hrot srdcovky dosadajú na rebrovanú dosku so zvisle nahor vystupujúcimi rebrami, medzi ktorými je usporiadaná pätka krídlových koľajníc a pätka hrotu srdcovky.

Doterajší stav techniky

Srdcovka tohto druhu je známa z európskeho patentu č. EP O 282 796. Rovnako ako u iných známych srdcoviek, sú podľa tohto patentu krídlové koľajnice udržiavané v odstupe od hrotu srdcovky pomocou vložiek, aby bola zabezpečená potrebná šírka drážky pre okolesník kolesa. Na zabezpečenie určitej pružnosti jednotlivých zložiek prechádza srdcovkou s vôľou objímka, ktorá je na oboch stranách vložiek opretá o rozperné prvky, ktoré zo svojej strany ležia v komorách krídlových koľajníc. Krídlové koľajnice sú navzájom zopnuté pomocou svorníka, vložiek, rozperných prvkov a objímky tak, že spoločne tvoria pevnú jednotku. Vzhľadom na obe krídlové koľajnice sa v rámci danej vôle môže vo vodorovnom a zvislom smere pohybovať len hrot srdcovky. Obe krídlové koľajnice a hroty srdcoviek dosadajú na rebrovanú dosku vybavenú zvisle smerom nahor čnejúcimi rebrami, ktoré slúžia ako dorazy pre pätky krídlových koľajníc, prípadne hrotu srdcovky na vodorovný pohyb, a v dôsledku vôle vo vodorovnom smere umožňujú žiaducu vodorovnú pohyblivosť.

V spise WO 94/02583 je opísaná a znázornená srdcovka zostavená z dvoch nezvarených úsekov koľajníc, ktoré sú spolu zoskrutkované pomocou vložiek a svorníka prechádzajúceho stojinami krídlových koľajníc a srdcovkou. Na udržanie oboch nezvarených častí koľajnice v potrebnej vzájomnej polohe v hrote srdcovky sú časti koľajníc srdcovky bez vôle prestúpené objímkou, alebo sú k sebe smerujúce plochy úsekov srdcovky vybavené profilovaním, napríklad v pozdĺžnom smere usporiadaným ozubením, pričom boky ozubov na seba dosadajú bez vôle a zabezpečujú tak vzájomné spojenie.

Srdcovka podobného vyhotovenia ako podľa EP O 282 796 je tiež známa z európskeho patentu č. EP O 281 880 BI a zo spisu DE 37 08 233 Al.

-2Jednoduché pevné srdcovky bývajú vo výhybkách usporiadané na tých miestach, na ktorých vnútorný okolesník kolies v oblasti križovania koľajníc pretína obe jazdné plochy a zabezpečuje ich bezproblémové prejdenie. Obruče kolies sú tak široké, že prekrývajú šírku drážky a práve ešte nosnú šírku zahrotenej časti srdcovky. Pri tomto voľnom prejazde okolesníka musí obruč kolesa, ktorá prenáša zaťaženie, umožňovať hladké prejdenie križujúcich sa jazdných plôch bez toho, aby došlo k zničeniu úzkej časti hrotu srdcovky.

Jednoduché pevné srdcovky, zostavené z koľajníc a pozostávajúce z troch hlavných dielov, t. j. z oboch krídlových koľajníc a z jednoduchej zahrotenej časti srdcovky, sú navzájom zoskrutkované prostredníctvom vložiek, čo má tiež zabraňovať pozdĺžnemu presúvaniu spôsobenému výkyvmi teploty a brzdením. Tieto spoje, v súčasnej dobe označované ako skrutkové spoje HV (hochfest-verspannte Verschraubungen = vysoko pevne utiahnuté skrutkové spoje) pevných jednoduchých srdcoviek okrem toho, že ich výrobné a udržiavacie náklady sú veľmi vysoké, majú tiež ďalšie technické nedostatky, ktoré najmä nepriaznivo ovplyvňujú životnosť. Vysoké výrobné náklady sú v prvom rade spôsobené tým, že miesto obvyklých normálnych koľajníc, používaných v koľajištiach a vo výhybkách, sa na hrot používajú plné koľajnice príslušného koľajnicového profilu. Aby bolo možné zvariť zvarový prierez oboch zahrotených častí koľajníc z plného materiálu, musia byť tak hlavná zahrotená časť, ako aj prípojná zahrotená časť trieskovo opracované a v kritickej časti musia byť až do polovice odfrézované. Pred zvarením oboch týchto prierezov do tvaru jednoduchého hrotu srdcovky je potrebné túto oblasť, ktorá sa má zvariť, predhriať asi na 400 až 500 °C, aby nedochádzalo k vzniku trhlín pri zváraní vysoko cementovanej koľajnicovej oceli. Túto teplotu je potrebné udržiavať po celú dobu trvania zváracieho procesu. Potrebná teplota sa však väčšinou nedodržiava, takže v zvarovanej oblasti dochádza k tvorbe martenzitu a zvary sa už po krátkom čase trhajú, prípadne sa tiež zahrotené koľajnice zlomia, čo sa dosiaľ často stáva.

Naviac sa oblasť prechodu obruče kolesa od krídlovej koľajnice k hrotu alebo naopak často ešte zušľachťuje alebo tiež perlitizuje, aby sa znížilo opotrebenie. Pri zušľachťovaní alebo perlitizácii však v oblasti začiatku a konca dochádza k dekarbonizácii, ktorá tu znižuje pevnosť, čo v praxi už po krátkom prevádzkovom čase má za následok zvýšené náklady na údržbu pre nutnosť aplikácie tzv. mäkkých bradavkových zvarov.

Zo spisu DE 33 39 442 C1 je tiež známe hrot srdcovky v oblasti najväčšieho opotrebenia, najmä teda v oblasti jeho začiatku, vybavovať vybratím, do ktorého sa upevňuje vložka z tvrdej mangánovej ocele. Táto vložka sa zabezpečuje lisovaným uložením

-3vykonaným pri podchladení. Tento postup síce predlžuje životnosť hrotu srdcovky, je však veľmi prácny a nákladný a jeho výsledkom je prakticky nepružný hrot srdcovky.

Do blokov srdcoviek, ako i do krídlových koľajníc je treba vŕtať diery, čo na jednej strane má za následok zvýšené náklady a na druhej strane vedie k zlomom koľajníc, pokiaľ okraje dier nie sú správne zbavené rozstrapenia. Spojenie, pokiaľ možno bez vôle dosadacích plôch vložiek so styčnicovými komorami krídlových koľajníc, je výrobne veľmi nákladné. Hlavným pôvodcom veľkého opotrebenia a v dôsledku toho tiež relatívne krátkej životnosti, je príliš veľká tuhosť oblasti, cez ktorú prechádza obruč kolesa od krídlovej koľajnice k hrotu a naopak, a to na základe príliš kompaktného prierezu, teda celkového momentu zotrvačnosti okolo osi x a kombinácie súčastí pozostávajúcich z krídlovej koľajnice, hrotu srdcovky a z vložiek. V spise EP 0 282 796 síce už bolo uvedené, že tieto problémy je možné vyriešiť zvýšenou pružnosťou, to znamená pomocou relatívne zvislej posuvnosti medzi hrotom srdcovky a krídlovej koľajnice, čím bude možné zachytiť aj len malé sily v slabej oblasti hrotu srdcovky a vysokej sily v oblastiach vyššieho prierezu koľajníc. Tým, že sú obe krídlové koľajnice navzájom stále rovnako prepojené prostredníctvom hrotu srdcovky, je ich moment zotrvačnosti relatívne stále rovnako vysoký. Ďalej je tam hrot srdcovky za účelom dosiahnutia ohybovej funkcie uložený ako previslý, to znamená, že jeho voľný koniec je možné zvisle vychýliť, zatiaľ čo jeho zadný koniec je upevnený napevno. Pri prejazde sa pritom predná oblasť hrotu srdcovky ohne dole a jazdná plocha je v oblasti fixácie namáhaná v ťahu, čo za krátky čas prevádzky viedlo k lámaniu koľajníc.

Ak sa porovná zotrvačnosť, t. j. moment zotrvačnosti prechodovej oblasti dvoch krídlových koľajníc, dvoch vložiek a pripadne tiež hrotu z plných koľajníc, dá sa ľahko zistiť, že taká prechodová oblasť pôsobí ako tuhý blok, ktorý svojou nepoddajnosťou spôsobuje otlaky v oblasti dosadu. Pokiaľ ďalej vezmeme do úvahy, že železničné kolesá nemajú nikdy presne kruhový tvar, čo je prípadne tiež spôsobené vysokou tuhosťou náporového bodu u jednoduchých srdcoviek ojazdených do hrotu alebo natupo, je zrejmé, že v tejto skutočnosti spočíva ďalšia veľká príčina vysokého opotrebenia. Aby sa vylúčilo toto zvislé opotrebenie otlakom na hrotu srdcovky a na krídlových koľajniciach, vykonáva sa v praxi navarovanie tak hrotových, ako aj krídlových koľajníc. Toto navarovanie často nie je urobené odborne, najmä pokiaľ sa nevykoná dostatočne vysoké predhriatie, takže srdcovka sa už po krátkom čase v dôsledku vytvorenia martenzitu láme a musí byť nahradená. Tiež horizontálna tuhosť, ktorá v dôsledku veľmi vysokého momentu

-4zotrvačnosti celej srdcovky okolo osi y je v porovnaní s jednoduchou koľajnicou niekoľkonásobná, nadmerne namáha prídržné koľajnice. Na zníženie opotrebenia prídržnej koľajnice by krídlová koľajnica mala vlastne byť v horizontálnej rovine vytvorená ako pružná, najmä na narážanie chrbta kolesa.

Z hľadiska techniky rozchodu koľají majú doteraz známe srdcovky najväčší nedostatok v tom, že krídlové koľajnice nie sú vzhľadom na kužeľovitosti tvaru pojazdovej obruče zvýšené. Tým sa pri prejazde hrotu os súkolia pri rovnako vysokých krídlových koľajniciach v zvislom smere značne znižuje a pritom sa veľmi urýchli. Pritom sa dotykový bod obruče kolesa pohybuje ďalej smerom od jazdnej hrany k menším priemerom obruče, čo má za následok výrazne nižšiu obvodovú rýchlosť kolesa na strane privrátenej k srdcovke, zatiaľ čo koleso súkolia, prechádzajúce vnútornou časťou oblúku koľaje, v dôsledku pritiahnutia k prídržnej koľajnici súkolia beží po väčšom priemere dotykového bodu kolesa. Tento jav je tiež možné označiť ako paradoxné, pretože koleso, ktoré prechádza po vonkajšej strane oblúka, beží na značne menšom priemere než koleso, bežiace na vnútornej strane oblúka, čo je spôsobené prídržnou koľajnicou.

Vzhľadom na to, že sú súčasné hroty srdcoviek pri narážaní na hrot smerom od hrotu znížené do jazdnej plochy, dochádza k tomu, že súkolie pri prechode z krídlovej koľajnice na tuhý hrot srdcovky, okrem náhleho prechodu z malého priemeru dotykového bodu kolesa na väčší priemer, teda pri prechode na omnoho väčšie obvodové rýchlosti, je tiež ešte “katapultované” proti smeru doterajšieho zrýchlenia, teda nie dolu, ale v protiľahlom smere šikmo hore. To je tak pre súkolie, ako i pre náporový bod na pevnom hrote srdcovky dôvodom plastického stlačovania jazdnej plochy hrotu a zrejme i dôvodom narušovania kruhového tvaru obruče kolesa.

Pokiaľ ide o pružnosť doterajších konštrukcií srdcoviek, je možné povedať, že srdcovka, väčšinou odlievaná z tvrdej mangánovej ocele a používaná už viac než 100 rokov, ale i zoskrutkovaná srdcovka, leží vo výhybke prakticky ako tuhý kolík, teda ako cudzie teleso. Približne adekvátna pružná konštrukcia, ktorá by sa mala orientovať podľa pružnosti normálnej koľajnice, neexistuje. U zoskrutkovaných srdcoviek leží prevádzacia oblasť ešte na podvale, čím je ešte ďalej zvýšená ich tuhosť. Naviac sú v tejto oblasti tiež usporiadané vložky, takže moment zotrvačnosti okolo osi x, ktorý je pre pružné zvislé prehnutie hrotu srdcovky rozhodujúci, má v náporovom priereze o niečo viac než päťnásobok momentu zotrvačnosti normálnej koľajnice. Podobne alebo ešte horšie sa to prejavuje pri prechode krídlovej koľajnice k hrotu srdcovky u liatych srdcoviek, a ešte horšie je to u blokových

-5srdcoviek, u ktorých moment zotrvačnosti nie je len päťnásobkom, ale často i viac než desaťnásobkom zotrvačnosti normálnej koľajnice.

Všetky vyššie uvedené chyby a nedostatky dosiaľ známych tuhých srdcoviek sú najmä:

príliš vysoká tuhosť v zvislom i vodorovnom smere, teda príliš nízka pružnosť v zvislom a vodorovnom smere;

veľké plytvanie materiálom; nevyužívanie iných možností; príliš malá použiteľnosť tuhých srdcoviek; príliš vysoké náklady;

príliš vysoké náklady na obnovovanie;

žiadne jednoducho upraviteľné prevýšenie;

neodborné spojovacie zváranie a navarovanie a rad ďalších chýb a nedostatkov, ktoré sú odstránené týmto vynálezom.

Podstata vynálezu

Prvoradou úlohou tohto vynálezu je zdokonaliť srdcovku vyššie uvedeného druhu natoľko, aby sa pri nižších výrobných nákladoch a nižšej spotrebe materiálu zvýšila jej životnosť a aby sa dosiahla jej zvýšená použiteľnosť v prevádzke.

Táto úloha je vyriešená prostriedkami, uvedenými ako význaky patentového nároku. Výhodné uskutočnenia a ďalšie vytvorenia vynálezu sú obsiahnuté vo vedľajších nárokoch.

Vynález vychádza z poznatku, že všetky tri hlavné časti, totiž dve krídlové koľajnice a jeden hrot srdcovky môžu byť vzhľadom na svoju hmotnosť, prípadne na svoj moment zotrvačnosti, od seba navzájom celkom odpojené, pokiaľ sa vylúčia vložky a ich skrutkové spojenie. Tým je nielen celkom oddelené spojenie každej z troch hlavných častí, t. j. dvoch krídlových koľajníc a jedného hrotu srdcovky, od ostatných dielov, ale vypustením vložiek a skrutkových spojov sa dodatočne ušetrí na hmotnosti, čím sa tiež ďalej zmenši moment zotrvačnosti. Relatívna poloha týchto troch hlavných častí vo vodorovnom smere je zabezpečená zvisle usporiadanými rebrami rebrovanej dosky, medzi ktorými sú hlavné časti udržiavané prakticky bez vôle v úzkych toleranciách. Zvislá pružná fixácia všetkých troch hlavných častí je uskutočnená pomocou pružných upínacích svoriek, ktoré v zvislom smere pružne upínajú tieto tri časti len v oblasti dosky. Šírka drážky je zabezpečená rebrami rebrovanej dosky, ako i príslušným opracovaním pätiek a hláv krídlových koľajníc a hrotu

-6srdcovky. Rebrované dosky sú zo svojej strany upevnené na podvaloch, najlepšie naskrutkovaním. Tým, že sa každá z troch hlavných častí môže oproti ostatným v prvom rade v zvislom smere celkom voľne tvarovať, je silne zredukovaný dosiaľ veľmi vysoký náporový náraz pri prechode obruče kolesa od krídlovej koľajnice k hrotu alebo naopak, čím je tiež značne zredukované a väčšinou celkom odstránené doterajšie opotrebenie hrotu tuhej srdcovky a krídlových koľajníc.

Ďalším dôležitým hľadiskom vynálezu je, že hrot srdcovky sa skladá z normálnych koľajníc, ktoré sú po celej dĺžke hrotu srdcovky na hlave a pätke navzájom zvarené.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia vynálezu je medzi príslušnou pätkou krídlovej koľajnice, prípadne medzi hrotom srdcovky a dosadacími plochami na rebrovacích doskách, usporiadaná zvlášť pružná podložka. Tak môže každá z troch hlavných častí kmitať odpovedajúcim vlastným kmitočtom, čo zvyšuje pružnosť a tým i komfort jazdy a výrazne sa tiež predlžuje životnosť.

Podľa ďalšieho uskutočnenia vynálezu je možné k týmto pružným podložkám pridávať ďalšie podložky rôznych hrúbok. Tak je možné prídavným uložením týchto ďalších podložiek o určitej hrúbke pod príslušnú oblasť pätky krídlovej koľajnice alebo hrotu srdcovky bezproblémovo a veľmi presne nastaviť požadovanú väčšiu výšku plochy prechádzania. Tým je tiež možné vyrovnať vznikajúce opotrebenie bez toho, aby bolo potrebné uskutočniť navarovanie s nasledujúcim novým profilovaním jazdnej plochy v navarenej oblasti. Tým sa veľmi redukujú náklady na údržbu a predovšetkým sa zvýši využiteľnosť a životnosť predmetu vynálezu pri jeho uložení v prevádzkovej koľaji takmer o 100%.

Podľa stavu techniky sa dosiaľ pomocou upínacích svoriek alebo iných upínacích prvkov zvisle pružne upínali len vonkajšie oblasti pätiek krídlových koľajníc, pričom upínacie sily na každej upínanej strane činia maximálne 10 až 15 kN.

Podľa ďalšieho uskutočnenia vynálezu sa teraz pomocou pružných upínacích svoriek a podobných prvkov upínajú tiež vnútorné oblasti krídlových koľajníc a obe vonkajšie strany pätiek hrotu srdcovky, pričom sa v jednom upínacom bode výhodne dosahuje upínacia sila 10 až 15 kN. Tým sú všetky tri oblasti, t. j. hrot srdcovky a dve krídlové koľajnice, jednotlivo upnuté tak vysokou silou, ako predtým celá tuhá srdcovka. Na základe tejto výhody môže byť potrebná ochrana proti putovaniam, ktoré bránia relatívnemu posúvaniu krídlových koľajníc a hrotu srdcovky v pozdĺžnom smere koľajníc,

-Ί uskutočnená omnoho hospodárnejšie a tiež ľahšie. Ochranné zariadenie proti putovaniu je podrobnejšie opísané v nasledujúcom opise a v závislých nárokoch.

Pri úplnom opotrebení alebo zlomení krídlovej koľajnice a/alebo hrotu srdcovky je možné každý z týchto dielov jednotlivo ľahko a rýchlo vymeniť, čím je pohotovosť použitia predmetu vynálezu u prevádzkových koľají značne zvýšená.

Podľa doterajších skúseností činí životnosť tuhých a silne zaťažených jednoduchých srdcoviek v závislosti na zaťažení 3 až 4 roky, sčasti je tiež o niečo vyššia. U srdcoviek podľa vynálezu je životnosť značne vyššia preto, že tak v konštrukcii, ako i v zvarení oboch hrotových koľajníc, tvoriacich hrot srdcovky, nie sú žiadne slabé miesta, takže pri porovnaní s nákladmi na srdcovku podľa stavu techniky sú obstarávacie náklady na novú srdcovku podľa vynálezu nízke.

Ďalším veľkým prínosom vynálezu je veľmi jednoduchá a hospodárna likvidácia opotrebeného hrotu srdcovky a tiež jednej alebo oboch krídlových koľajníc.

Posunovacie zariadenia, ktoré sú z dôvodov hospodárnosti väčšinou vybavené tuhými jednoduchými srdcovkami, často leží v blízkosti obytných sídlisk. Dokonale pružným uložením operných bodov krídlových koľajníc a hrotu srdcovky podľa vynálezu sa dosiahne silné obmedzenie emisie hluku.

Ďalšou zvláštnou výhodou vynálezu je, že pojazdové plochy oboch krídlových koľajníc, ako i hrotu srdcovky a ochranného zariadenia proti putovaniu, sú na vyrovnanie zvislého opotrebovania ľahko výškovo nastaviteľné. Prispôsobenie upínacích svoriek typu “SKL”, ktoré sa v Nemecku doteraz používajú u koľajníc a výhybiek, je bezproblémové. Podľa vynálezu ležia dosadacie body upínacích svoriek prakticky v rovnakej výške, oproti bežným upínacím svorkám SKL, ktorých dosadacie body sú v rôznych výškach. Na redukovanie vodiacej sily medzi oboma krídlovými koľajnicami a oboma hrotovými koľajnicami, najmä pri prejazde oblúkom, ale tiež vodiacej sily medzi hrotom srdcovky a oboma krídlovými koľajnicami, sa tieto tri hlavné zložky v oblasti príslušných oporných bodov zvisle pružne upnú pomocou čiastočne pozmenených upínacích svoriek. Vzhľadom na to, že tak medzi oboma krídlovými koľajnicami a hrotovými koľajnicami, ako i medzi oboma hrotovými koľajnicami, krídlovými koľajnicami a hrotom srdcovky, sú k dispozícii rovnako vysoké oblasti pätiek, upravia sa doteraz známe upínacie svorky len tak, aby obe ich dosadacie časti boli v rovnakej výške. Tak odpadnú nákladné vložky, ktoré značne zvyšujú tuhosť srdcovky.

-8Aby bolo možné srdcovku podľa vynálezu zabudovať na stavenisku v čase čo najkratšom, dopravuje sa na stavenisko hotovo zmontovaná srdcovka vybavená príslušnými rebrovanými doskami. Týmto spôsobom je možné optimálne jednoducho a bezproblémovo v najkratšom čase srdcovku zabudovať. Náhradné diely, ako sú obe krídlové koľajnice a hroty srdcoviek, je možné udržiavať na sklade, čím je bez potreby veľkého skladiska v krátkom čase zabezpečená prakticky stopercentná pohotovosť predmetu tohto vynálezu v železničnej prevádzke.

K zvislému pružnému upnutiu jednotlivých podporných oblastí je treba poznamenať: Aby bolo možné udržať šírku pätiek oboch krídlových koľajníc, na vnútornej strane, ale tiež hrotu srdcovky, na vonkajšej strane, pokiaľ možno čo najväčšiu, sú vnútorné upínacie rebrá užšie a vyššie než vonkajšie rebrá, a to pri rovnakej únosnosti, aby bolo možné ponechať pätky koľajníc pokiaľ možno veľké a aby bolo možné hákové skrutky v prípade potreby tiež meniť bez demontáže koľajníc. Táto šírka sa riadi normovanou šírkou bežných hákových skrutiek používaných pri upínaní pomocou upínacích svoriek SKL, ktorá činí 24 mm, čo pri vzduchovej medzere 1 mm na oboch stranách rebra dáva celkovú šírku 24 mm. Vzhľadom na to, že stabilita hrotu srdcovky je sama o sebe závislá na šírke pätky koľajnice v oblasti dosky, sú rebrované dosky rozšírené, aby pri upínaní nedochádzalo k ich konkávnemu vyklenutiu, a aby za prevádzky “nepumpovali”, sú konvexné predtvarované a vyrobené z jemnozmnej oceli vyššej pevnosti.

U vysoko zaťažovaných výhybiek by mala byť pätka len vo vnútornej oblasti dosky pre polovičnú šírku rebra trochu zúžená. Vzhľadom na to, že je rebro pozdĺžne vykované z jedného kusa a zvarené so základnou doskou, vysekávajú sa odpovedajúce oblasti pätiek len v dĺžke maximálne 120 mm.

U málo zaťažovaných srdcoviek, napríklad u miestnej dopravy, môžu byť obidve f pätky v súlade s príslušnou šírkou rebier po celej svojej dĺžke zarovnané hoblovaním alebo frézovaním, čo predstavuje ekonomicky výhodnú výrobu.

Najdôležitejšie aspekty a výhody možno ešte raz zhrnúť takto:

Srdcovka a krídlové koľajnice sa pomocou upínacích svoriek SKL pružne zvisle spájajú s rebrovanými doskami podvalov. Doterajšia bloková jednotka, pozostávajúca z tuhej srdcovky a z krídlových koľajníc, je podľa vynálezu rozdelená do jednotlivých koľajníc. Tieto jednotlivé koľajnice majú samé o sebe vlastnú pružnosť a v dôsledku toho sa predmet vynálezu z hľadiska kmitania a tlmenia prakticky chová ako normálna koľajnica. Odpadajú doteraz používané vložky, ako i doteraz používané skrutkovanie.

-9Jednotlivé koľajnice sú ľahšie vymeniteľné. Pod koľajnice je možné dodatočne klásť prídavné plastové podložky, pomocou ktorých je možné plynulé uskutočňovať výškové prestavovanie pojazdových plôch. Odpadajú doterajšie opravy krídlových koľajníc navarovaním. Upínanie sa uskutočňuje v zvislom smere pomocou upínacích svoriek.

Jednotlivé pätky koľajníc majú v oblasti nastavovania vzájomnú stranovú vôľu asi 1 mm. Konce oboch normálnych koľajníc, prechádzajúce celou dĺžkou hrotu srdcovky bez zváraného styku a vytvárajúce hrot, sú spolu zvarené v pokiaľ možno krátkej oblasti hlavy a pätky. Na zváranie prichádzajú do úvahy zváracie metódy ako sú zváranie plameňom pod tlakom, zváranie v ochrannej atmosfére CO2, indukčné zváranie pod tlakom, zváranie zväzkom elektrónov alebo laserové zváranie.

V oblasti prechádzania kolesa od hrotu ku krídlovej koľajnici a naopak je hrot o niečo zvýšený tak, aby sa vyrovnal rozdiel doterajších kužeľovitých profilov obručí kolies.

Hrot srdcovky sa skladá z dvoch normálnych koľajníc, napríklad typu UIC 60, ktoré sú v oblasti hrotu na svojich dosadajúcich častiach hlavy a pätky trieskovo opracované tak, ako to odpovedá zúženiu v oblasti geometrie hrotu, a na hlave a pätke takto vytvoreného hrotu sú zvarené v švoch tvaru V alebo v švoch iného uskutočnenia.

Predná časť hrotu môže tiež byť uskutočnená ako jednodielny kovaný alebo odliaty tvarový kus, ktorý sa privarí k obom častiam hrotu srdcovky, zvareným na hlave a pätke.

Vzhľadom na to, že na krídlovú koľajnicu a hrot srdcovky v dôsledku zmien teploty a brzdenia pôsobia v pozdĺžnom smere veľké sily, musí byť medzi týmito tromi hlavnými dielmi usporiadané ochranné zariadenie proti putovaniu koľajníc, ktoré bráni pozdĺžnemu relatívnemu posuvu hrotu srdcovky a krídlových koľajníc. Toto ochranné zariadenie sa zabudováva pokiaľ možno blízko prejazdovej časti kolesa, pričom je dôležité, aby každá zo stojín krídlových koľajníc a hrotu srdcovky bola veľmi pevne zoskrutkovaná s časťami ochranného zariadenia proti putovaniu.

Nastavenie rôznych výšok krídlových koľajníc je nutné na vyrovnanie opotrebenia hláv krídlových koľajníc, najmä v oblasti prejazdu kolies. Medzi skrutky a zväčšené otvory v stojinách koľajníc ochranného zariadenia proti putovaniu sa ukladajú výstredníkové puzdrá. Ochranné zariadenie je potom na každej strane jednodielne.

Podľa jedného variantu môže byť každá strana ochranného zariadenia vytvorená ako dvojdielna, s väčším počtom kontaktných plôch v pozdĺžnom i priečnom smere, ktoré prenášajú pozdĺžne sily od hrotu na krídlovú koľajnicu a naopak. V pozdĺžnom smere činia tieto sily napríklad asi 600 až 800 kN. Na preklenutie výškového rozdielu pri opotrebení

-10pojazdových plôch krídlových koľajníc sa používajú buď prídavné podložky alebo podložky rôznej hrúbky, ktoré sa ukladajú pod pätky krídlových koľajníc.

Obe k sebe patriace časti možno na výškové nastavenie koľajníc navzájom voči sebe presúvať. Prostredníctvom väčšieho počtu kontaktných plôch sa môžu v pozdĺžnom smere koľajníc prenášať veľké sily, ktoré sú mnohonásobne vyššie než sily bežné u výhybkových jazykov známych ochranných zariadení proti putovaniu. Malá pohybová vôľa medzi kontaktnými plochami môže znižovať prenosné pozdĺžne sily koľajníc. Aj v priečnom smere koľajníc možno obmedziť pohyb pomocou kontaktných plôch s pohybovou vôľou.

Hrebeňovite do seba zasahujúce časti ochranného zariadenia proti putovaniu môžu mať tiež lichobežníkový tvar.

Prehľad obrázkov na výkresoch

V ďalšom texte je vynález bližšie vysvetlený pomocou opisu príkladných uskutočnení a v spojení s pripojenými výkresmi, kde obr. 1 predstavuje pohľad zhora na srdcovku podľa vynálezu, obr. 2 bočný pohľad na hrot srdcovky podľa obr. 1, obr. 3 bočný pohľad na výšku prevádzacej plochy oboch krídlových koľajníc podľa vynálezu u srdcovky podľa obr. 1, obr. 4 rez pozdĺž dosky 249 z obr. 1, obr. 5 pohľad zhora na rez podľa obr. 4, na doske 249, obr. 6 rez pozdĺž dosky 251 na obr. 1, obr. 7 pohľad zhora na rez podľa obr. 6, obr. 8 pohľad zhora na časť srdcovky podľa vynálezu s pohyblivým ochranným zariadením proti putovaniu podľa prvotného príkladného uskutočnenia vynálezu, obr. 9 rez pozdĺž čiary B-B na obr. 8, obr. 10 rez ochranným zariadením proti putovaniu pozdĺž čiary C-C na obr. 8 a podľa prvého príkladného uskutočnenia vynálezu, obr. 11 rôzne pohľady a rezy podľa prvého príkladného uskutočnenia ochranného zariadenia proti putovaniu, obr. 12 pohľad zhora na rez časťou srdcovky podľa druhého príkladného uskutočnenia ochranného zariadenia podľa vynálezu, obr. 13 pohľad zhora na rez časťou srdcovky podľa tretieho príkladného uskutočnenia ochranného zariadenia proti putovaniu podľa vynálezu, obr. 14 rez pozdĺž čiary I-I na obr. 13, obr. 15a až 15c rezy pozdĺž čiar F-F, G-G, prípadne H-H z obr. 13, obr. 16 pohľad zhora na rebrovanú dosku použitú pri realizácii vynálezu, obr. 17 rez podľa čiary E-E z obr. 16, obr. 18 bočný pohľad na vnútorné rebro rebrovanej dosky podľa obr. 16 a 17, obr. 19 bočný pohľad na vonkajšie rebro rebrovanej dosky podľa obr. 16 a 17, obr. 20 priečny rez dvoma časťami koľajníc, ktoré tvoria hrot srdcovky, v priebehu predhrievacieho procesu, pri otvorenom zváraní tlakom, obr. 21 rez podobný ako na obr. 20, avšak po dokončení otvoreného zvárania tlakom, obr. 22 rez podobný ako na

-11obr. 20, znázorňujúci dve časti koľajníc, tvoriace hrot srdcovky v priebehu predhrievacieho procesu pri uzatvorenom zváraní tlakom a obr. 23 rez podľa obr. 22 po dokončení uzatvoreného zvarenia tlakom.

Rovnaké vzťahové značky na jednotlivých obr. označujú rovnaké, prípadne funkčne si navzájom odpovedajúce časti.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je pohľad zhora na srdcovku podľa vynálezu. Obe normálne koľajnice 4 a f

5, ktoré spolu tvoria hrot 3 srdcovky, sú vonkajším smerom predĺžené až cez teoretický bod srdcovky a v prednej časti sú na hlave a pätke zvarené do tvaru hrotu 3. Z oboch strán hrotu 3 srdcovky sú usporiadané krídlové koľajnice 1 a 2, vytvárajúce drážky 11. Uvedené časti koľajnice ležia na rebrovaných doskách 246 až 253, prípadne 223 (tieto značky sú uvedené podľa nomenklatúry používanej v a. s. Deutsche Bahn).

V porovnaní so stavom techniky, časti srdcovky, ako sú krídlová koľajnica 1 a 2 a hrot 3 srdcovky, nie sú natuho navzájom spojené vložkami a skrutkovaním, ale sú vždy zvisle pružne upnuté na príslušnej rebrovanej doske 246 až 253 pomocou upínacích svoriek 26, 27, 28 prípadne 29. Jednotlivo sú krídlové koľajnice 1 a 2 bežným spôsobom upnuté na svojej vonkajšej strane pomocou upínacích svoriek 26, pričom tieto upínacie svorky 26 môžu byť napríklad bežné upínacie svorky typu SKL 12. V oblasti, v ktorej krídlové koľajnice 1, 2 ležia bezprostredne proti sebe, teda na rebrovaných doskách 246 a 247 , je dosiahnuté vnútorné napätie krídlových koľajníc pomocou upínacej svorky 27, ktorá tlačí na dovnútra smerujúce pätky protiľahlých krídlových koľajníc 1 a 2. V oblastiach, v ktorých krídlové koľajnice hrotu srdcovky ležia proti sebe, sú vždy usporiadané upínacie prvky hrotu a krídlových koľajníc v tvare upínacích svoriek 28, ktoré sa jednak opierajú o pätku krídlovej koľajnice, jednak o pätku hrotu srdcovky. V oblasti nezvarenej časti srdcovky, v ktorej koľajnice, vytvárajúce hrot, ležia vo väčšom vzájomnom rozostupe, je vytvorené vnútorné pnutie prostredníctvom upínacej svorky 29, ktorá dosadá na dovnútra smerujúce pätky oboch hrotov.

Všetky zložky koľajníc sú tak v zvislom smere vzhľadom na rebrované dosky pružne upnuté, inak sú však od seba navzájom oddelené. V dôsledku toho sa každý z troch hlavných dielov, t. j. dve krídlové koľajnice a jeden hrot srdcovky, môžu vzhľadom na ostatné diely celkom voľne vykyvovať a môžu sa tiež pružne deformovať v zvislom i vodorovnom smere. Tým je dopadový náraz pri prechode obruče kolesa z krídlovej

- 12koľajnice na hrot srdcovky a naopak silne redukovaný pružnosťou jednotlivých častí, takže prakticky už nedochádza k doterajšiemu opotrebeniu v dôsledku otlaku.

Vzhľadom na to, že hlavné diely sú udržované vo svojej polohe len trecím stykom medzi pätkou koľajnice a rebrovanými doskami a pomocou upínacích svoriek, je treba zabezpečiť, aby sa hlavné diely nemohli relatívne vzhľadom na seba navzájom presúvať buď vôbec alebo len v takom rozsahu, aby šírka drážky 11 zostala zachovaná. Aby sa zabránilo relatívnemu presúvaniu medzi hrotom 3 srdcovky a krídlovými koľajnicami v pozdĺžnom smere koľajníc, je medzi rebrovanou doskou 250 a 251 usporiadané ochranné zariadenie 30 proti putovaniu koľajníc, alternatívne však tiež medzi rebrovanými doskami 249 a 250. Ochranné zariadenie 30 proti putovaniu koľajníc bude ešte podrobnejšie vysvetlené v súvislosti s výkladom k obr. 6 až 11.

Výhodný variant ochranného zariadenia proti putovaniu pôsobí len v pozdĺžnom smere koľajníc, znemožňuje teda zvislé spojenie hlavných zložiek, takže sa ani v tejto oblasti nezvyšuje moment zotrvačnosti. Toto ochranné zariadenie 30 proti putovaniu je naskrutkované do stojín hrotu 3 srdcovky a do príslušnej krídlovej koľajnice 1, prípadne 2. Na tento účel sú v tejto oblasti krídlové koľajnice 1, 2, prípadne hrot opatrené otvormi 31, prípadne 32, ktoré sú zrejmé z obr. 7 a 8.

Na obr. 2 je bočný pohľad na hrot 3 srdcovky, s odfrézovanou oblasťou 6 hrotu. Je tu tiež zrejmá prechodová oblasť 34, ležiaca medzi rebrovanými doskami 248 a 249, v ktorej je pojazdová plocha srdcovky na relatívne krátkej dráhe trochu znížená.

Na obr. 3 je krídlová koľajnica 1 v bočnom pohľade, pričom hlavné časti sú zobrazené na obr. 1, 2 a 3 z hľadiska relatívnej polohy týchto častí a sú znázornené ako vyrovnané v pozdĺžnom smere koľajnice.

Z obr. 1 je tiež možné poznať, že všetky rebrované dosky 246 až 253 a 223 sú pomocou podvalových skrutiek 33 upevnené na neznázomených podvaloch.

Aby sa jednotlivé koľajnice nemohli posúvať priečne vzhľadom na svoj pozdĺžny smer, sú na rebrovaných doskách upravené v zvislom smere hore čnejúce rebrá, medzi ktorými sú koľajnicové diely udržované prakticky bez vôle, v malých toleranciách. V praxi je táto vôľa maximálne asi 0,5 až 1 mm. Tieto rebrované dosky sú jednotlivo podrobnejšie opísané v súvislosti s vysvetlením k obr. 12 až 15.

V súvislosti s obr. 3 je ešte potrebné zmieniť sa o tom, že krídlová koľajnica 1 je v oblasti medzi oboma bodmi 35 vzhľadom na výšku jazdnej plochy hrotu srdcovky nepatrne zvýšená, čo je v súlade s kužeľovitosťou obručí kolies, takže koleso pri prejazde od hrotu

-13srdcovky na krídlovú koľajnicu a naopak ani neklesá, ani sa nedvíha. Výška povrchu krídlovej koľajnice je vzhľadom na jazdnú plochu 37 krídlovej koľajnice znázornená tenšou čiarou 36, rovno prebiehajúcou medzi bodmi 35 v horizontálnej rovine.

Na obr. 4 je rez pozdĺž čiary A-A na rebrovanej doske 249 podľa obr. 1. V tejto oblasti má hrot 3 srdcovky stále ešte svoju plnú výšku a nesie ešte časť zaťaženia kolesa.

Obe prechádzajúce špičkové koľajnice 4 a 5 sú spolu tiež na hlave a pätke spojené zvarením v ochrannej atmosfére CO2.

Rebrovaná doska 249 je vybavená dvoma zvisle dohora čnejúcimi rebrami 39a a 39b a dvoma oproti nim zníženými rebrami 40 a 41. Vzdialenosť medzi rebrami 40 a 39a. prípadne medzi rebrami 39b a 41, odpovedá šírke na tomto mieste sa nachádzajúcej pätky 16 krídlových koľajníc 1 a 2, pričom je tu tiež veľmi malá vôľa, maximálne 0,5 až 1 mm, takže pätka 16 oboch krídlových koľajníc j. a 2 je fixovaná medzi príslušnými rebrami 40 a f

39a. poprípade 41 a 39b v smere priečnom na pozdĺžnu os koľajníc. Obe krídlové koľajnice 1 a 2 stoja na podložkách 42. ktoré majú napríklad hrúbku 9 mm a sú výhodne zhotovené z v pružného materiálu. Ďalej je medzi touto podložkou a dolnou stranou pätky uložená prídavná vložka 43. Pomocou tejto vložky 43 je možné nastavovať vyššie zmienené prevýšenie krídlovej koľajnice vzhľadom na povrch koľajnice hrotu srdcovky. Tieto prídavné vložky 43 je možné ľahko meniť a pri opotrebení jazdnej plochy krídlových koľajníc je možné ich ľahko nahradiť hrubšou vložkou, čím odpadá vyššie opísané doterajšie navarovanie za účelom zlepšenia jazdnej plochy krídlových koľajníc 1 a 2.

Von smerujúce časti pätiek 16' koľajníc sú k hornej strane 38 rebrovanej dosky zvisle pružne upnuté pomocou bežných upínacích svoriek 26. Za týmto účelom je na vonkajších rebrách 40, prípadne 41, rybinovito upevnená háková skrutka 44. Zo skrutkového upevnenia čnie svorník so závitom, na ktorom je naskrutkovaná matica 45 s príložným krúžkom 46, čím sa upínacia svorka 26 upne na jednej strane vzhľadom na rebrovanú dosku 249 a na druhej strane vzhľadom na von smerujúcu pätku 16' príslušnej krídlovej koľajnice 1, prípadne 2. Z obr. 4 je tiež zrejmé, že upínacia svorka 26 dosadá na rebrovanú dosku a na pätku v rôznej výške. Podobným spôsobom sa pomocou vnútornej upínacej svorky 28 upnú na rebrovanú dosku 249 obe vnútorné pätky krídlových koľajníc 1 a 2, pričom je na prostredných rebrách 39a a 39b tiež upevnená háková skrutka s maticou 45 a príložným krúžkom 46, ktorým sa upínajú upínacie svorky 28. Upínacia svorka 28 dosadá na obe pätky 16 a 49 príslušnej krídlovej koľajnice a hrotu srdcovky, a to prakticky v rovnakej výške.

- 14Z obr. 4 je tiež zrejmé, že obe krídlové koľajnice 1 a 2 sú v zvislej rovine od seba celkom oddelené, takže môžu voľne od seba kmitať alebo sa pružne prehýbať. Ako už bolo uvedené, sú vonkajšie upínacie svorky 26 bežné svorky, ktoré sa u a. s. Nemecké dráhy používajú pod označením SKL 12. Upínacie svorky 28 na vnútorné upnutie majú v pohľade zhora na obr. 5 rovnaký tvar ako upínacie svorky 26. V priečnom reze na obr. 4 sa však líšia tým, že obe strany dosadajú v rovnakej výške na vnútorné pätky 16 oboch krídlových koľajníc a hrotu srdcovky.

Na obr. 5 je odpovedajúci pohľad zhora na oblasť rebrovanej dosky 249. Rovnako ako rebrovaná doska 248 má aj táto rebrovaná doska 249 štyri rebrá, t. j. dve vonkajšie nižšie rebrá 40 a 41 a dve vnútorné vyššie rebrá 39a a 39b. Obidve zahrotené koľajnice, ktoré tvoria hrot 3 srdcovky, to znamená normálne koľajnice 4 a 5, sú spolu zvarené na hlave a pätke a majú von smerujúce pätky 49. o ktoré sa opierajú vnútorné upínacie prvky zahrotených krídlových koľajníc, ktoré sú tu tiež vytvorené ako upínacie svorky, ktoré sa však od upínacích svoriek 28 líšia tým, že na pätky 49 hrotu 3 srdcovky dosadajú o niečo nižšie než upínacie svorky dosadajúce na pätky 16 krídlových koľajníc 1 a 2.

Je treba uviesť, že v oblasti rebrovanej dosky 249 sú obe krídlové koľajnice 1 a 2 ďalej zvýšené pomocou hrubej prídavnej podložky 43, čo je zrejmé z čiary 37 na obr. 4, ktorá znázorňuje výšku jazdnej plochy krídlových koľajníc 1 a 2 oproti zníženej jazdnej ploche 36 hrotu 3 srdcovky.

Na obr. 6 je znázornený rez rebrovanou doskou 251 v oblasti, v ktorej normálne koľajnice 4 a 5 z oddelenej oblasti hrotu práve prechádzajú do zvarenej oblasti hrotu srdcovky, čo je zrejmé zo zvaru 51 na obr. 7. Rebrovaná doska tu má celkom päť rebier, a to dve vonkajšie rebrá 40 a 41, obidve rebrá 39a a 39b na upnutie zahrotených krídlových koľajníc a jedno prostredné úzke rebro 52, ktoré leží medzi hrotovou koľajnicou 4 a 5 a udržiava obidva tieto diely hrotu vo vzájomnom odstupe, priečne vzhľadom na pozdĺžny smer koľajníc. Vzhľadom na to, že v tejto oblasti majú vonkajšie pätky hrotových koľajníc 4 a 5 ešte do značnej miery profil normálnej koľajnice, sú upínacie svorky 28 na upínanie vnútorných hrotových koľajníc vytvorené tak, že majú na oboch stranách rovnakú dosadaciu výšku. Je teda možné použiť rovnaké upínacie svorky, ako sú svorky znázornené na obr. 4 a 5 na upnutie vnútorných krídlových koľajníc. Je treba ešte poznamenať, že obidve krídlové koľajnice podľa predmetu vynálezu končia už za rebrovanou doskou 251. zatiaľ čo krídlové koľajnice podľa známeho stavu techniky končia až za rebrovanou doskou

-15253. Skrátenie bolo umožnené značne vyššou horizontálnou pružnosťou oboch krídlových koľajníc, upnutých len na pätke.

Na obr. 7 je pohľad zhora na rez podľa obr. 6. Tu je zrejmá najmä prechodová oblasť od zvarenej časti hrotu 3 srdcovky zvarom 51 k normálnym koľajniciam 4 a 5, ako aj užšie rebro 52.

Na obr. 8 je v pohľade zhora prvé príkladné uskutočnenie ochranného zariadenia 30 proti putovaniu koľajníc, s piatimi skrutkami (porovnaj obr. 1), bez znázornenia hláv hrotových a krídlových koľajníc. Toto ochranné zariadenie 30 leží v oblasti hrotu srdcovky medzi rebrovanými doskami 250 a 251, teda v oblasti, v ktorej sú už obidve hrotové koľajnice navzájom zvarené na hlave a na pätke. Ochranné zariadenie 30 proti putovaniu koľajníc pozostáva z dvoch dvojíc ochranných prvkov 57 a 58, z ktorých je vonkajšia dvojica upnutá na krídlovej koľajnici 1, prípadne 2 a vnútorná dvojica ochranných prvkov 58 je upnutá na priradenom hrote 3 srdcovky. Upevnenie sa s výhodou uskutočňuje pomocou skrutiek 59, prechádzajúcich otvormi 32 (obr. 3) krídlovej koľajnice a tiež pomocou skrutiek 60, prechádzajúcich otvormi oboch hrotových koľajníc 4 a 5. Obidva ochranné prvky 57 a 58 jednej dvojice pozostávajú zo základného telesa 62, prípadne 63, zasahujúceho do komory 218 krídlových koľajníc 1, prípadne 2, alebo do komory 61 hrotových koľajníc 4 a 5. Základné teleso 62. prípadne 63, je usporiadané rovnobežne s príslušnou stojinou koľajnice a je upnuté do komory a k stojine koľajnice pomocou skrutiek 59, prípadne 60. Ďalej je každý ochranný prvok 57 a 58 v zvislom smere vzhľadom na pozdĺžnu os koľajníc vybavený dorazovými prvkami 64 vodorovne odstávajúcimi od základného telesa 62, prípadne 63, ktoré sú v pozdĺžnom smere koľajníc voči sebe navzájom presadené tak, že dorazové prvky 64 a 65 jednej dvojice ochranných prvkov 57, 58 do seba hrebeňovite zasahujú a vytvárajú tak v pozdĺžnom smere koľajníc dorazy proti relatívnemu pozdĺžnemu posuvu susediacich koľajníc 1, 4, prípadne 5, 2. Dorazové prvky 64, 65 sú tiež vhodným spôsobom tvarované tak, že pri ukladaní koľajníc sa na rebrované dosky najskôr nasadia hrotové koľajnice 4 a 5 s naskrutkovanými ochrannými prvkami 58 a potom sa zvisle zhora spustí krídlová koľajnica s naskrutkovanými ochrannými prvkami 57. Pritom do seba hrebeňovite zapadnú dorazové prvky 57 a 58 a zabezpečí sa tak relatívne vyrovnanie koľajníc v ich pozdĺžnom smere. Ako je zrejmé z obr. 9, dorazové prvky 64 alebo 65 jednotlivých ochranných prvkov 57 a 58 tvoria hrniec 73 otvorený smerom na protiľahlú koľajnicu, aby bolo možné zasadiť skrutku 59 a uložiť jeho hlavu.

- 16Ako je zrejmé z ľavej strany obr. 8 a najmä z obr. 9, na zabezpečenie vzájomnej vzdialenosti koľajníc a tým aj šírky drážky, majú dorazové prvky zvisle prebiehajúce stenové úseky 67 a 68, ktoré do seba zasahujú a vytvárajú tak doraz v smere y kolmom na pozdĺžnu os koľajníc. Tieto zvislé stenové úseky 67 a 68 prebiehajú len asi do polovice dĺžky dorazových prvkov 64 a 65, meranej v zvislom smere vzhľadom na pozdĺžnu os koľajníc a začínajú na voľnom konci dorazových prvkov 64. 65. Pritom zvislé dorazové prvky 67, spojené s normálnymi koľajnicami 4, prípadne 5, prebiehajú zdola nahor, to znamená od pätky koľajnice v smere k hlave koľajnice, zatiaľ čo naopak zvislé stenové úseky 68 prebiehajú zhora nadol, teda od hlavy koľajnice smerom k jej pätke, aby bolo možné krídlové koľajnice s ich ochrannými prvkami proti putovaniu usádzať zhora.

Hoci susediace koľajnice 1 a 4, prípadne 5 a 2 sú navzájom spojené prostredníctvom ochranných prvkov proti putovaniu, napriek tomu nedochádza k žiadnemu tuhému spojeniu ako napríklad s doteraz používanými bežnými vložkami. Naopak, diely koľajníc sa vždy môžu v zvislom smere navzájom nezávisle prehýbať, pohybovať alebo kmitať a sú tak, pokiaľ ide o moment zotrvačnosti, v zvislej rovine od seba dokonale oddelené, pretože sú svojou hlavnou osou usporiadané v blízkosti neutrálnej osi x.

Z obr. 11 je ešte lepšie zrejmé zariadenie na ochranu koľajníc proti putovaniu. Každý ochranný prvok 57 a 58 má dorazové prvky 64 a 65, medzi ktorými sú vybratia 75, v ktorých sú dorazové prvky 64, prípadne 65, usporiadané tak, že tieto ochranné prvky 57, 58 do seba hrebeňovite zasahujú. Dorazové prvky 64 a 65, odstávajúce od príslušného základného telesa 62 a 63, sú vybavené valcovitým otvorom 73, v dne ktorého je diera 74 na prechod upevňovacej skrutky. Obidva koncové dorazy každého ochranného prvku 57 a 58 sú vybavené zvislými ramenami 67 a 68, ktorá tiež do seba zasahujú (porovnaj rez a-a-), čím krídlová koľajnica a hrot srdcovky sú tiež pri sebe udržiavané v priečnom smere vzhľadom na pozdĺžnu os koľajníc, to znamená, že sú pri sebe udržiavané v smere y, a tým je dosiahnuté zabezpečenie koľajníc proti nakloneniu. Tu je zvlášť vhodné zdôrazniť, že tu nie je žiadne spojenie v zvislom smere, takže sa všetky koľajnice, to znamená hrot srdcovky a obidve krídlové koľajnice, môžu voľne pohybovať v zvislej rovine vo vzťahu k ostatným koľajniciam a z tohto hľadiska je tiež účinný len moment zotrvačnosti jednotlivej koľajnice, čim je výrazne zvýšená zvislá pružnosť.

Ďalšie podrobnosti sú pre odborníka ľahko pochopiteľné z obr. 9 až 11.

Na obr. 12 je znázornený variant ochranného zariadenia proti putovaniu koľajníc, s tromi skrutkami v reze a v pohľade zhora. Tiež sa tu skladá ochranné zariadenie z dvoch

-17dvojíc ochranných prvkov 57 a 58, z ktorých vonkajší ochranný prvok 57 je upnutý pomocou troch skrutiek na stojine krídlovej koľajnice 1, prípadne 2, a vnútorný ochranný prvok 58 je tiež pomocou troch skrutiek 60 upnutý na stojinách 4 a 5 normálnych koľajníc, tvoriacich hrot srdcovky. Zmienené stojiny sú vybavené otvormi na uloženie skrutiek. I tu majú obidva ochranné prvky 57 a 58 jednej dvojice po jednom do komory krídlových prípadne hrotových koľajníc zasahujúce a súbežne s príslušnou stojinou koľajnice orientované základné teleso 62, prípadne 63. z ktorého vyčnievajú ozuby 93 až 98 slúžiace ako dorazové prvky, ktoré do seba navzájom hrebeňovite zapadajú. Ochranný prvok 57, upevnený na krídlovej koľajnici 1, prípadne 2, je pritom vybavený dvoma v pozdĺžnom smere koľajníc navzájom presadene usporiadanými ozubamí 93 a 94, zatiaľ čo ochranný prvok 58, upevnený na normálnej koľajnici 4, je vybavený dvoma dvojicami ozubov 95, 96 a 97, 98, medzi ktorými je vždy uložený ozub 93, prípadne 94. U príkladného uskutočnenia podľa obr. 12 majú ozuby 93 a 94. znázornené v pohľade zhora, lichobežníkový tvar s rozšíreným koreňom ozubov, čím môžu ozuby zachycovať väčšie sily. Voľné miesto medzi ozubami 95 a 96, prípadne medzi ozubami 97 a 98, má tiež odpovedajúci lichobežníkový tvar, takže ochranné prvky do seba zasahujú s malou vôľou v hodnote 2 až 3 mm.

r

Vzhľadom na to, že pri vzniku síl pôsobiacich v pozdĺžnom smere koľajníc, vzniká v dôsledku lichobežníkových tvarov ozubov tiež silová zložka prebiehajúca priečne vzhľadom na pozdĺžny smer koľajníc, sú na oboch koncoch jednej dvojice ochranných prvkov 57, 58 usporiadané do seba zasahujúce háky 67, 68, ktoré pohlcujú tieto priečne sily.

Variant podľa obr. 13 sa od variantu podľa obr. 12 líši tým, že ozuby 93 až 98 majú v pohľade zhora pravouhlý profil a preto sú tu tiež vypustené uvedené háky.

Ako je zrejmé z rezov znázornených na obr. 15a a 15b, sú jednotlivé ozuby ochranného prvku navzájom spojené prostredníctvom stien 99, prípadne 100, pričom tieto steny sú rovnobežné s jazdnou rovinou a sú navzájom voči sebe usporiadané presadene. U znázorneného príkladného uskutočnenia leží stena 99 ochranného prvku 58 nad stenou 100 ochranného prvku 57, spojeného s krídlovou koľajnicou. Tak môže byť srdcovka pri už upevnenej krídlovej koľajnici uložená zhora.

Na obr. 15c je priečny rez hákmi, ktoré zachycujú priečne sily.

Na obr. 14 je ešte raz a jasnejšie znázornený rez pozdĺž čiary I-I na obr. 13, z ktorého je zrejmé, ako do seba hrebeňovite zasahujú ozuby 93 až 98 a steny 99 a 100, premosťujúce tieto ozuby 93 až 98.

-18Na obr. 16 je pohľad zhora a na obr. 17 priečny rez rebrovanou doskou používanou pri realizácii tohto vynálezu. Tu znázornené príkladné uskutočnenie so štyrmi rebrami prichádza do úvahy na použitie u rebrovanej dosky 250 a 251 podľa obr. 1, pričom je treba poukázať na to, že na obr. 12 a 15 prebiehajú rebrá navzájom rovnobežne a v pravom uhle k okraju rebrovanej dosky, zatiaľ čo v praxi (porovnaj obr. 1) musí samozrejme byť vyrovnané v ostrom uhle, v ktorom prebiehajú koľajnice. Rebrovaná doska pozostáva z pozdĺžnej obdĺžnikovej rovinnej dosky 83. z ktorej horného povrchu zvisle vyčnievajú rebrá

40, 39a, 39b a 41. Vzdialenosť medzi protiľahlými plochami rebier 40 a 39a. ako aj 39b a

41, odpovedá vo vonkajšom smere polovičnej šírke pätky a v smere dovnútra skrátenej pätke krídlových koľajníc, a vzdialenosť medzi proti sebe ležiacimi stranami rebier 39a a 39b odpovedá prispôsobenej šírke pätky oboch spolu zvarených hrotových koľajníc srdcovky. Ďalej sú rebrované dosky na oboch stranách vybavené otvormi 85, ktorými je možné na spojenie s podvalom prestrčiť upevňovacie skrutky, napríklad podvaly skrutky 33 na drevené podvaly podľa obr. 1 alebo tiež zasúvacie skrutky na betónové podvaly.

Rebrá 40 a 41 na jednej strane a 39a a 39b na druhej strane majú rozdielnu výšku a odpovedajú tak rozdielnym výškam dosadacích bodov upínacích svoriek. Rebrá majú základné teleso tvaru kvádra a sú upevnené na doske 83 buď privarením alebo zavarením v diere tak, že sa napríklad vykované krátke valcovité kolíky 86, vykované na rebrách, zasadia do otvorov vytvorených v doske 83.

Na obr. 18 a 19 sú znázornené bočné pohľady na rebrá 39a. prípadne 41. Všetky rebrá majú na svojej hornej strane 87 pravouhlý otvor 88, zrejmý tiež v pohľade zhora na obr. 16, ktorý sa dolu smerom k doske 83 rozširuje do tvaru rybinovitého vybratia 89. Prostredníctvom týchto rybinovitých vybratí 89 sú na rebrovanej doske udržiavané hákové skrutky 44 (obr. 4.).

Na obr. 20 je znázornený rez dvoma normálnymi koľajnicami, tvoriacimi hrot srdcovky, pred “otvoreným” zvarením. Rez je pritom vedený približne medzi rebrovanými doskami 249 a 250. znázornenými na obr. 1. Hrotové koľajnice 4 a 5, ktoré sa majú zvariť, sú na k sebe privrátených plochách hlavy 15, pätky 16 a stojiny 17 predbežne obrobené, pričom sa tu koľajnice navzájom zvárajú len na plochách 52 v oblasti hlavy a 53 v oblasti pätky 16. U príkladných uskutočnení znázornených na obr. 20 a 21, ide o tzv. otvorené zváranie, pri ktorom plochy 52-52 a 53-53, ktoré sa majú spolu zvariť, majú v horizontálnej rovine vzdialenosť, do ktorej sa zasunie acetyleno-kyslíkový horák alebo indukčný ohrievač 54. prípadne 54\ Týmito horákmi alebo ohrievacími zariadeniami sa

-19plochy, ktoré sa majú zvariť, ohrievajú na zváraciu teplotu. Potom sa horáky alebo ohrievače 54 a 54' z tejto oblasti odstránia, prípadne vykývnu, a obidve oblasti koľajnice sa na seba dotlačia, čím vzniknú zvary 55 a 56. Toto otvorené zváranie tlakom vykazuje relatívne malé prevýšenie zvaru. Ďalej sa dosahuje to, že obidve stojiny 17 ležia relatívne blízko pri sebe a ich vzdialenosť 56' je maximálne asi 3 až 4 mm, čím je výrazne zvýšená stabilita najmä v prednej oblasti hrotu 3 srdcovky.

Na obr. 21 je znázornený hrot srdcovky po zvarení na pätke zvarom 56 a na hlave zvarom 55.

Na obr. 22 a 23 je podobné vyobrazenie ako na obr. 20 a 21, pritom však ide o uzatvorené tlakové zváranie. Agregáty ohrievačov 54 a 54' sú usporiadané nad hlavou 15 a pod pätkou 49 hrotových koľajníc 4 a 5, a plochy 52 a 53, ktoré sa majú navzájom zvariť, sú k sebe dotlačované s určitým pretlakom. Ku zvareniu potom dochádza automaticky potom, čo došlo k predhriatiu a k poklesu tlaku v dôsledku zmäknutia materiálu.

f t

Zvary môžu mať značnú dĺžku 1 až 2 m alebo aj viac. Napriek tejto dĺžke vykazujú tlakom uskutočnené zvary z hľadiska materiálu vynikajúcu akosť, pretože sa nepoužíva žiadny prídavný zvárací materiál a prakticky odpadá kritické prídavné predhriatie, ktoré je inak podľa stavu techniky nutné pri zváraní v ochrannej atmosfére CO2.

Z obr. 23 je zrejmé, že zvar 56 pri uzatvorenom zváraní je trochu väčší než pri otvorenom zváraní tlakom. Na vonkajších stranách hlavy a pätky sa tento prevýšený zvar odstraňuje napríklad odbrúsením, čo už bolo uskutočnené na koľajnici znázornenej na obr.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Srdcovka pre výhybky a križovatky s dvoma krídlovými koľajnicami a s jedným medzi nimi usporiadaným hrotom, ktorý spolu s krídlovými koľajnicami vytvára v ostrom uhle k sebe prebiehajúce drážky na voľný prechod okolesníka kolesa, pričom obidve krídlové koľajnice a hrot srdcovky dosadajú na rebrovanú dosku so zvisle nahor vystupujúcimi rebrami, medzi ktorými je usporiadaná pätka krídlových koľajníc a pätka hrotu srdcovky, a

   vyznačujúca sa tým, že krídlové koľajnice (1, 2) a hrot (3, 4, 5, 6) srdcovky • sú v zvislom smere pružne upnuté na rebrovanej doske (247 až 253) pomocou zvisle pružných upínacích svoriek (26, 27, 28, 29), pričom relatívne vodorovná poloha krídlových koľajníc (1, 2) a hrotu (3, 4, 5, 6) srdcovky a tým aj šírka drážky (11) je zabezpečená výlučne prostredníctvom rebier (39, 39a, 39b, 40, 41), medzi ktorými sú takmer bez vôle udržiavané pätky krídlových koľajníc, prípadne pätky hrotu srdcovky.
2. 2. Srdcovka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že krídlové koľajnice (1, 2) a hrot (3, 4, 5, 6) srdcovky sú uložené na podložkách (42, 43), usporiadaných medzi pätkou príslušnej koľajnice a rebrovanou doskou (247 až 253).
3. 3. Srdcovka podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že podložky (42, 43) sú uskutočnené z elastomeru.
4. 4. Srdcovka podľa nárokov 2 alebo 3, vyznačujúca sa tým, že krídlové koľajnice (1, 2) sú v oblasti prechádzania kolesa zo srdcovky na krídlovú koľajnicu a naopak vzhľadom na výšku hornej plochy koľajnice hrotu srdcovky zvýšené, a to pomocou podložiek (42, 43) rôznej hrúbky v súlade s kužeľovitosťou obruče kolesa.
5. 5. Srdcovka podľa niektorého z nárokov laž 4, vyznačujúca sa tým, že pružné upinacie svorky medzi dovnútra smerujúce časti pätky (16) krídlovej koľajnice a protiľahlou pätkou srdcovky vždy len dosadajú na zmienené pätky koľajníc a sú upevnené na príslušnom rebre (39a, 39b).
6. 6. Srdcovka podľa niektorého z nárokov laž4, vyznačujúca sa tým, že upinacie svorky (28) v odfrézovanej prednej časti (6) hrotu srdcovky dosadajú na hornú stranu zníženej časti v oblasti (6) hrotu a susediacej pätky (16) krídlových koľajníc (1 prípadne 2), pričom sú upevnené na rebrách (39a, 39b).
7. 7. Srdcovka podľa niektorého z nárokov laž 6, vyznačujúca sa tým, že vnútri ležiace upínacie svorky (27, 28, 19) pôsobia na každé miesto dosadu upinacou silou 10 až 15 kN.
8. 8. Srdcovka podľa niektorého z nárokov laž7, vyznačujúca sa tým, že rebrované dosky (247 až 253) sú predtvarované konvexné vzhľadom na smer koľajníc.
9. 9. Srdcovka podľa niektorého z nárokov laž 8, vyznačujúca sa tým, že rebrá (39, 39a, 40, 41) rebrovaných dosiek (247 až 253) sú užšie než vonkajšie rebrá (40, 41).
10. 10. Srdcovka podľa niektorého z nárokov laž 9, vyznačujúca sa tým, že za oblasťou prejazdu kolesa od krídlovej koľajnice k srdcovke a naopak je na proti sebe ležiacich častiach koľajníc usporiadané ochranné zariadenie (30) proti putovaniu koľajníc, ktoré znemožňuje vzájomný relatívny posuv častí koľajníc v pozdĺžnom smere, pripúšťa však zvislé prehýbame alebo kmitanie častí koľajníc.
11. 11. Srdcovka podľa nároku 10, vyznačujúca sa tým, že ochranné zariadenie (30) proti putovaniu koľajníc je tvorené dvojicou dorazových prvkov (64, 65), ktoré sú upevnené na stojine priradenej koľajnice (1, 4; 2, 5) a v pozdĺžnom smere koľajnice do seba navzájom hrebeňovite zasahujú.
12. 12. Srdcovka podľa nároku 11, vyznačujúca sa tým, že dorazové prvky (64, 65) sú vybavené zvislým ramenom (68, 65) odstávajúcim od voľného konca príslušného dorazového prvku, pričom zvislé stenové úseky (67, 68) sú za seba navzájom striedavo zachytené a tým tvoria doraz v smere priečnom na pozdĺžnu os koľajnice.
13. 13. Jednoduchá tuhá srdcovka pre výhybky a križovatky s dvoma krídlovými koľajnicami a s jedným medzi nimi usporiadaným hrotom, ktorý spolu s krídlovými koľajnicami vytvára v ostrom uhle k sebe prebiehajúce drážky na voľný prechod okolesníka kolesa, vyznačujúca sa tým, že častí koľajníc, vytvárajúce hrot (3, 6), sú po celej dĺžke hrotu srdcovky vytvorené z normálnych koľajníc navzájom zvarených na hlave a pätke.
14. 14. Srdcovka podľa nároku 13, vyznačujúca sa tým, že časti koľajníc, ktoré sa majú navzájom zvariť, sú spojené otvoreným tlakovým zváraním, pri ktorom sú časti koľajníc, ktoré majú byť zvarené, usporiadané vo vzájomnom rozstupe a do medzery tohto rozstupu je zavedený ohrievací agregát (54), ktorý sa po dosiahnutí zváracej «

    teploty odstráni a časti koľajníc, ktoré sa majú zvarením spojiť, sa navzájom k sebe ' pritlačia.
15. 15. Srdcovka podľa nároku 13, vyznačujúca sa tým, že časti koľajníc, ktoré sa majú navzájom zvariť, sú spojené uzavretým tlakovým zváraním, pri ktorom sú časti koľajníc, ktoré sa majú zvariť, navzájom k sebe pritlačené a v oblasti miesta zvaru je usporiadaný ohrievací agregát (54).
16. 16. Srdcovka podľa niektorého z nárokov 13 až 15, vyznačujúca sa tým, že zváranie tlakom je zváranie plameňom pod tlakom alebo indukčné zváranie tlakom.
17. 17. Srdcovka podľa niektorého z nárokov 13 až 16, vyznačujúca sa tým, že zváranie tlakom je zváranie plameňom pod tlakom alebo zváranie laserom pod tlakom, s vyrovnávacou fóliou.