SK285115B6 - Zariadenie na vysoko pružné upevnenie železničných koľajníc na štandardné betónové podvaly - Google Patents

Abstract

Zariadenie na vysoko pružné upevnenie železničných koľajníc (12) na pevnej jazdnej dráhe zahŕňa štandardný betónový podval (16) používaný na štrkovú koľaj. Železničné koľajnice (12) sú vedené vždy medzi dvoma uhlovými vodiacimi doskami a tlačené sú upínacou svorkou (34) proti betónovému podvalu (16). Medzi pätkou (14) koľajnice a štandardným betónovým podvalom (16) je umiestnená pružná medzidoska (52) a uhlové vodiace dosky (30) majú na konci odvrátenom od koľajnice (12) prvú plochu (24) a druhú plochu (28), pričom prvá plocha (24) v zmontovanej polohe je sklonená šikmo na vertikalu a prilieha zodpovedajúcim spôsobom k tvarovanej šikmej ploche (44) štandardného betónového podvalu (16) a druhá plocha (28) je umiestnená v podstate vertikálne a vyčnieva nad hornú stranu štandardného betónového podvalu (16).

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na vysoko pružné upevnenie železničných koľajníc na štrkovom lôžku, ako aj na pevnej jazdnej dráhe.

Doterajší stav techniky

Ako zariadenie na upevnenie železničných koľajníc existujú dva oddelené systémy. Jedným je upevnenie na podvaly alebo nosiče na štrkovom lôžku a druhým vrchná stavba na pevnú jazdnú dráhu, t. j. upevnenie koľajníc na vrchnú stavbu bez štrku. Vrchná stavba na pevnej jazdnej dráhe získava stále väčší význam so zväčšovaním zaťaženia osí a cestovných rýchlostí, pričom je podstatné pre vrchnú stavbu na pevnej jazdnej dráhe, že sa dosiahne podpora odpruženia koľajnice.

Ale tiež štrkové koľajnice, ktoré sú vybavené štandardnou vrchnou stavbou, majú často príliš nízke hodnoty odpruženia pri nasadení v prevádzke s vysokými rýchlosťami na nových stavbách tratí. Pružnosť štrku dovoľuje odpruženie koľajníc, ktoré vedie k poklesu hlavy koľajnice o asi 0,6 mm. Toto odpruženie koľajníc leží zreteľne pod dnes vyžadovaným poklesom hlavy koľajnice 1,5 mm.

Pružné medzivrstvy, používané v dnešnom stave techniky, samo nasadenie takzvaných „mäkkých“ medzivrstiev so statickými hodnotami odpruženia c = 50 až 70 kN/mm zlepšujú odpruženie koľajníc len na zníženie asi 1,0 mm (v spojení s štrkovým lôžkom).

V EP 0 295 685 je opísané zariadenie na upevnenie železničných koľajníc na pevnej jazdnej dráhe. Aby sa dosiahlo dobré odpruženie koľajníc, je medzi pätkou koľajnice a betónovým železničným podvalom umiestnená pružná medzidoska, ktorá zabezpečuje postačujúce odpruženie. Nad pružnou medzidoskou je umiestnená doska rozdeľujúca tlak, ktorá je dimenzovaná tak, že rovnako ako pružná medzidoska prečnieva do strán pätky koľajnice. Na oboch stranách pätky koľajnice sú umiestnené uhlové vodiace dosky, ktoré tvoria oporu pre upínacie svorky na upevnenie koľajníc a tlačia ich prostredníctvom podvalovej skrutky proti pätku koľajnice. Uhlové vodiace dosky tvoria kanál koľajnice, preberajú horizontálne sily a vedú ich cez šikmé plochy do kontaktu s betónovým podvalom a prevádzajú ich do neho. Uhlové vodiace dosky majú komorové vybrania, do ktorých môžu vyčnievať na obe strany cez šírku pätky koľajnice prečnievajúca tlak rozdeľujúca doska a pružná medzidoska. Betónové podvaly, opísané v EP 0 295 685 sú špeciálne vyladené na použitie na pevnú jazdnú dráhu a majú v oblasti upevňovania veľmi hlboké vybranie, ktoré úplne pojme uhlové vodiace dosky.

Cieľom vynálezu je s použitím štandardných prvkov a s použitím štandardných betónových podvalov získať upevnenie koľajníc, s ktorým sa dosiahnu vysoké hodnoty odpruženia koľajníc.

Podstata vynálezu

Tento cieľ sa dosahuje zariadením na vysoko pružné upevnenie železničných koľajníc na štrkovom lôžku i na pevnej jazdnej dráhe, zahrnujúcim v každom upevňovacom bode železničnej koľajnice na betónovom podvale dve uhlové vodiace dosky, ktoré sú umiestnené z oboch strán pätky koľajnice na jej stranové vedenie, pričom každou uhlovou vodiacou doskou prechádza upevňovacia skrutka, ktorá pritláča upínaciu svorku na pätku koľajnice a pätku koľaj nice s uhlovou vodiacou doskou tlačí proti betónovému podvalu, a medzi pätkou koľajnice a betónovým podvalom je umiestnená najmenej jedna pružná medzidoska, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že betónový podval je štandardný betónový podval na štrkovú koľaj a uhlové vodiace dosky majú na svojom konci, odvrátenom od koľajnice, prvú plochu a druhú plochu, pričom prvá plocha je v zmontovanej polohe sklonená šikmo k vertikále a prilieha k zodpovedajúcim spôsobom tvarovanej šikmej ploche štandardného betónového podvalu a druhá plocha je umiestnená v podstate vertikálne a vyčnieva nad hornú stranu štandardného betónového podvalu.

Keď sa použijú uhlové vodiace dosky, ktoré môžu byť skoro úplne vložené do vyhĺbenia betónového podvalu, môžu sa napriek použitiu štandardných betónových podvalov umiestniť medzi koľajnicou a betónovým podvalom tak pružná medzidoska, ako aj tlak rozdeľujúca doska a plastová medzivrstva, pričom je napriek tomu možné použitie štandardnej upínacej svorky.

Výhodné uskutočnenia sú definované závislými nárokmi.

Keď uhlové vodiace dosky majú úložné priestory, ktoré sú aktuálne v zmontovanej polohe otvorené na pätky koľajníc, môže pružná medzidoska, rovnako ako tiež tlak rozdeľujúca doska, prečnievať von na obe strany cez šírku pätky koľajnice a vyčnievať do úložných priestorov uhlových vodiacich dosiek umiestnených na oboch stranách koľajnice.

Výhodne majú tak pružná medzidoska, ako aj tlak rozdeľujúca doska v smere dĺžky štandardného betónového podvalu väčšiu šírku ako pätka koľajnice a vyčnievajú preto na oboch stranách cez jej šírku von a dovnútra do úložných priestorov uhlových vodiacich dosiek. Tým tlak rozdeľujúca doska rozdeľuje na ňu prenášané sily na veľkú plochu a vedie ich rovnomerne cez pružnú medzidosku do štandardného betónového podvalu. Toto uskutočnenie má ďalej tú výhodu, že pri predmontovanej dodávke upevňovacích zariadení sú nestratiteľne umiestnené na podvale tak pružná medzidoska, ako aj tlak rozdeľujúca doska medzi oboma uhlovými vodiacimi doskami tvoriacimi upevňovací bod.

Výhodne sa upevňovacie skrutky ukotvia vo vymeniteľných plastových príchytkách, ktoré sú v štandardných betónových podvaloch. Tým je možné na jednej strane rýchlo vykonať potrebné údržbové práce, ktoré vyžadujú výmenu skrutkovej príchytky, na druhej strane pripustiť použitie rôznych štandardných upínacích svoriek a prispôsobiť rýchlo a spoľahlivo betónový podval príslušným, na to používaným, podvalovým skrutkám.

Podľa výhodného uskutočnenia je tvar uhlových vodiacich dosiek prispôsobený použitiu štandardnej upínacej svorky na upevnenie pätky koľajnice, ako jc opísané napr. v DE 39 18 091. Tým sa môže použiť najväčší možný počet doterajších štandardných prvkov a premontovávanie terajších koľajových zariadenie vykonať, pokiaľ možno bez výmeny upínacích svoriek.

Výhodne sú použiteľné rôzne uhlové vodiace dosky, ktoré v zamontovanej polohe majú rozdielny horizontálny rozmer v smere dĺžky štandardného betónového podvalu. Tým sa vrstva koľajnicového kanálu, ktorý je vytvorený medzi dvoma uhlovými vodiacimi doskami, vytvára ako premenlivá a rozchod sa môže nastaviť, prípadne korigovať vo vopred danom rozsahu.

Výhodne sú rotačné osi upevňovacích skrutiek sklonené o určitý uhol od vertikály. Tým sa podstatne uľahčí vkladanie koľajnice do koľajnicového kanálu, ktorý je vytvorený medzi uhlovými vodiacimi doskami.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený na príklade uskutočnenia, ktorý je znázornený na obr. 1.

Príklady uskutočnení vynálezu

Na obr. 1 je znázornený polovičný rez symetricky vytvoreného zariadenia 10 na upevnenie koľajnice 12. Koľajnica 12 tvorí s druhou koľajnicou 12 železničnú koľaj. Zariadenie 10 slúži na upnutie pätky 14 koľajnice vzhľadom na nosič 16, ktorý prebieha svojou dĺžkou priečne na smer dĺžky koľajnice 12.

Nosič 16 je výhodne zhotovený z betónu a predstavuje napríklad štandardný betónový podval, ako sa používa na nemeckých železniciach pod označením „DB štandardný betónový podval B70 W60“. Tento štandardný betónový podval sa používa už dlho v spojení so štrkovou hornou stavbou, nie však na pevnej jazdnej dráhe.

Štandardný betónový podval 16, v ďalšom krátko označovaný ako betónový podval, má v oblasti, v ktorej sa ukladá vždy jedna koľajnica 12 páru koľajníc, vyhĺbenie 18, prebiehajúce kolmo na pozdĺžnu os podvalu, ktoré pozostáva z rovnej dosadacej plochy 20 a vyhĺbenia 22 v podobe vrúbku. Vyhĺbenia v tvare vrúbku prebiehajú v pozdĺžnom smere koľajnice a siahajú cez celú šírku koľajnice alebo jej časť. Vrúbkovité vyhĺbenie 22 má na strane odvrátenej od koľajnice 12 šikmú plochu 24.

Ďalej je v betónovom podvale 16 na každé upevňovacie zariadenie 10 v oblasti rovnej dosadacej plochy 20 hmoždinka z plastu (neznázomené), ktorej pozdĺžna os 26 je v zmontovanej polohe sklonená proti vertikále. Uhol sklonu je v znázornenom príklade uskutočnenia asi 5°.

Po strane pätky 14 koľajnice prilieha k rovnej dosadacej ploche 20 príslušná uhlová vodiaca doska 30, ktorá je tiež vložená do vrúbkovitého vyhĺbenia 22, a ktorá tvorí s uhlovou vodiacou doskou na druhej strane koľajnice presný koľajnicový kanál. Uhlové vodiace dosky slúžia dodatkovo aj na to, aby prenášali vodorovné sily a aby umožňovali predmontovateľné upevnenie koľajnice.

Uhlová vodiaca doska 30 má vodiacu plochu 32 na pätku 14 koľajnice, ktorá má v montážnej polohe výhodne malý odstup od privrátenej strany pätky 14 koľajnice. Tým sa umožni zníženie hlavy koľajnice, ako je podporované vo forme vopred danej hodnoty odpruženia koľajnice. Horná strana uhlovej vodiace dosky 30, privrátená v montážnej polohe k upínacej svorke 34, je prispôsobená forme a funkcii práve použitej upínacej svorky 34. V predloženom príklade má uhlová vodiaca doska vodiaci žliabok 36 na uloženie zadného podporného oblúku upínacej svorky 34, vŕtanie 38 na podvalovú skrutku 40 a vodiaci žliabok 42 na vnútorné rameno upínacej svorky 34. Na strane privrátenej v zmontovanej polohe k betónovému podvalu 16, je uhlová vodiaca doska 30 tvarovaná tak, aby to korešpondovalo s betónovým podvalom. Šikmá plocha 44 uhlovej vodiacej dosky 30 je tvarovaná tak, aby nastalo čo najdokonalejšie dosadnutie na šikmú plochu 24 betónového podvalu a tým sa mohli prenášať vznikajúce vodorovné sily čo najrovnomemejšie na betónový podval.

V oblasti rovnej dosadacej plochy 20 betónového podvalu sú vytvorené oporné prvky 46, ktoré prenášajú do betónového podvalu 16 vertikálne sily, vznikajúce pri uťahovaní upínacej svorky 34. Uhlová vodiaca doska 30 má smerom ku koľajnici 12 vo vertikálnom reze, videné rovnobežne s pozdĺžnou osou, profil tvaru U, ktorého ramená sú tvorené opornými prvkami 46. Tým vzniká medzi rovnou do sadacou plochou 20 betónového podvalu a naprieč prebiehajúcim prvkom profilu U na jednej strane a medzi oboma opornými prvkami 46 na druhej strane, komorový úložný priestor 48, ktorý slúži na uloženie ďalej opísaných prvkov, ktoré sú umiestnené medzi dolnou stranou 50 koľajnice 12 a rovnou dosadacou plochou 20.

Na konci uhlovej vodiacej dosky 30, smerujúcej od koľajnice 12, nadväzuje na šikmú plochu 44 v podstate vertikálne prebiehajúca vonkajšia závemá plocha 28, ktorá prečnieva cez hornú stranu 29 betónového podvalu 16 zvonku vyhĺbenia 18.

Aby sa dosiahlo žiadané zníženie hlavy koľajnice tak na pevnej jazdnej dráhe, ako aj na štrkovom lôžku, ktorého pružnosť dovoľuje zníženie hlavy koľajnice len asi 0,6 mm, vloží sa na rovnú dosadaciu plochu 20 betónového podvalu, a tým medzi spodnú stranu 50 koľajnice a betónový podval, pružná medzidoska 52. Pružná medzidoska 52 je svojím zložením elastomérom a má statickú hodnotu odpruženia, ktoráje nastaviteľná tak, aby to zodpovedalo požiadavkám.

Cez pružnú medzidosku 52 sa položí tlak rozdeľujúca doska 54, ktorá je vyhotovená ako plochá a je vyrobiteľná jednoduchým spôsobom z valcovej ocele. Tlak rozdeľujúca doska 54 a tiež pružná medzidoska 52 presahujú v smere dĺžky betónového podvalu šírku koľajnice 12 na jej spodnej strane 50. Tým je spôsobené, že tlak rozdeľujúca doska 54 a tiež pružná medzidoska 52 prečnievajú von do strán pätky 14 koľajnice.

Pružná medzidoska 52 aj tlak rozdeľujúca doska 54 vyčnievajú dovnútra do komorových úložných priestorov 48 uhlových vodiacich dosiek 30, umiestnených na oboch stranách koľajnice a sú vybavené vždy pozdĺžnou dierou, orientovanou v pozdĺžnej osi podvalu. Výhodne leží pružná medzidoska 52 a tlak rozdeľujúca doska 54 na stenách úložného priestoru 48, prebiehajúcich v smere dĺžky, v zákryte. Svetlá výška úložného priestoru 48 je dimenzovaná väčšia než celková hrúbka pružnej medzidosky 52 a tlak rozdeľujúcej dosky 54, takže sa v podstate zabraňuje stlačeniu koncových častí dosiek 52 a 54 dohromady pri pritlačení uhlovej vodiacej dosky 30 na betónový podval 16. Sila prenesená z upínacej svorky 34 sa prenáša cez uhlovú vodiacu dosku v podstate priamo na betónový podval 16, čím sa dodrží uhol sklonu koľajnice v požadovanej presnosti aj vtedy, keď sa eventuálne utiahnu nerovnako dve upínacie svorky jedného upevňovacieho bodu.

Vysoko pružná medzivrstva 52 dovoľuje koľajnici potrebné vertikálne zníženie a môže byť zvolená tak, že sa dosiahne požadované odpruženie. Oceľová, tlak rozdeľujúca, doska 54 rozdeľuje vertikálne sily, ktoré pôsobia na koľajnicu, rovnomerne na veľkú plochu. Tým pôsobí tlak rozdeľujúca doska 54 ako umelé rozšírenie pätky koľajnice. Medzi tlak rozdeľujúcou doskou 54 a spodnou stranou 50 koľajnice 12 je dodatočne umiestnená plastová medzivrstva 56.

V zariadení 10 na upevnenie železničných koľajníc na štrkové lôžko aj na pevnú jazdnú dráhu môžu byť použité rôzne, v technike známe, upínacie svorky 34 a podvalové skrutky 40.

V predloženom príklade je koľajnica upnutá v štrkovom lôžku obvyklou pružnou upínacou svorkou SKL 14. Pritom priliehajú obe voľné pružné ramená 58 upínacej svorky 34 k pätke koľajnice. Dodatočne prečnieva pätku koľajnice prostredné oko, ktoré pôsobí ako ochrana proti nakláňaniu. Vertikálne upnutie koľajnice nastáva utiahnutím podvalovej skrutky 40, ktorá je ukotvená vo vymeniteľných plastových hmoždinkách. Po utiahnutí upínacej skrutky 40 vyvodzujú obe voľné pružinové ramená 58 upí nacej svorky 34 na koľajnicu silu asi 2 x 10 kN pri dráhe pruženia asi 13 mm.

Upevnenie koľajníc môže byť dodávané ako predmontované na podvale. Na tento účel sú upínacie svorky v predmontovanej polohe, ktorá je znázornená pre upinaciu svorku SKL 14 na obr. 1 v uvedenom DE 39 18 091. Podvalová skrutka 40 je zaskrutkovaná len niekoľko otáčok v plastových hmoždinkách a to dovoľuje, že upínacia svorka 34 je proti montážnej polohe, znázornenej na obr. 1, posunutá v predmontovanom stave doľava, t. j. od miesta neskôr nasadenej koľajnice posunutá preč. Na tento účel nie je upinacia svorka 34 už vo vodiacom žliabku 36 uhlovej vodiacej dosky 30.

Podvalovou skrutkou 40 sú na betónovom podvale 16 polohovo fixované v montážnej polohe na jednej strane upínacia svorka 34 a uhlová vodiaca doska 30, na druhej strane ale tiež pružná medzidoska 52 aj tlak rozdeľujúca doska 54. Pri montáži koľajnice sa musí len vložiť medzi spodnú stranu 50 koľajnice 12 a tlak rozdeľujúcu dosku 54 plastová medzivrstva 56, upínacia svorka 34 posunúť v smere pätky koľajnice, takže voľné ramená 58 priľahnú k pätke 14 koľajnice a konečne sa musí pevne utiahnuť podvalová skrutka 40.

V montážnom stave tvoria uhlové vodiace dosky 30, umiestnené na oboch stranách koľajnice 12 koľajnicový kanál a prenášajú vodorovné sily cez kontakt šikmých plôch 44 a 24 do betónového podvalu 16. Dodatočne sa zavádza časť vznikajúcich vodorovných síl osami 26 podvalových skrutiek, sklonenými o určitý uhol k vertikále, do betónového podvalu 40.

Upevňovací systém 10 je dimenzovaný tak, že je možná výšková regulácia až do 5 mm bez ubíjacej práce. Ďalej sa môže vykonávať, pokiaľ je to požadované, stopová regulácia od až k +/-10 mm, nasadením špeciálne tvarovaných uhlových vodiacich dosiek 10, ktorých spolupôsobenie na oboch stranách koľajnice 12 posúva koľajnicový kanál cielene v smere dĺžky betónového podvalu 16.

Keď pružná medzidoska 52 dovoľuje požadované vysoké odpruženie koľajnice vo forme vopred daného zníženia hlavy koľajnice asi 1,5 mm, je opísané upevnenie koľajnice vhodné aj na zavedenie vlakov s vysokými rýchlosťami na novobudovaných tratiach. Tým je možné premontovať doterajšiu štrkovú koľaj pri ďalšom použití štandardných betónových podvalov na upevňovací systém podľa vynálezu, čim sa stane vhodnou aj na zavedenie prevádzky s vysokými rýchlosťami.

Ďalej existuje možnosť vyliať duté priestory štrkového lôžka betónom, asfaltom alebo podobne, a tým bez výmeny upevňovacieho systému ho ďalej používať na pevnej jazdnej dráhe, pretože upevnenie koľajníc podľa vynálezu dosahuje vysoké hodnoty odpruženia aj bez prínosu štrkovej spodnej stavby pre celkovú pružnosť.

jedna pružná medzidoska (52), vyznačujúce sa t ý m , že betónový podval je štandardný betónový podval (16) na štrkovú koľaj a uhlové vodiace dosky (30) majú na svojom konci, odvrátenom od koľajnice (12), prvú plochu (24) a druhú plochu (28), pričom prvá plocha (24) je v zmontovanej polohe sklonená šikmo na vertikálu a prilieha k zodpovedajúcim spôsobom tvarovanej šikmej ploche (44) štandardného betónového podvalu (16) a druhá plocha (28) je umiestnená v podstate vertikálne a vyčnieva nad hornú stranu štandardného betónového podvalu (16).

2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m, že uhlové vodiace dosky (30) majú úložné priestory (48), ktoré sú v zmontovanej polohe otvorené smerom k pätke (14) koľajnice.

3. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa t ý m , že najmenej jedna pružná medzidoska (52) má v pozdĺžnom smere štandardného betónového podvalu (16) väčší rozmer než pätka koľajnice (14) a na oboch stranách prečnieva von cez jej šírku a vyčnieva dovnútra do úložných priestorov (48) uhlových vodiacich dosiek (30).

4. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa t ý m , že medzi pätkou (14) koľajnice a štandardným betónovým podvalom (16) je umiestnená tlak rozdeľujúca doska (54), ktorá má v pozdĺžnom smere štandardného betónového podvalu (16) väčší rozmer než pätka (14) koľajnice a na oboch stranách pätky (14) koľajnice prečnieva cez jej šírku a vyčnieva dovnútra do úložných priestorov (48) uhlových vodiacich dosiek (30).

5. Zariadenie podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že upevňovacie skrutky (40) sú ukotvené vo vymeniteľných plastových skrutkových príchytkách, ktoré sú umiestnené v štandardných betónových podvaloch (16).

6. Zariadenie podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že tvar uhlových vodiacich dosiek (30) je prispôsobený tvaru štandardných upínacích svoriek (34) na upevnenie pätky (14) koľajnice.

7. Zariadenie podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že uhlové vodiace dosky (30) majú v zmontovanej polohe rozdielne horizontálne rozmery v pozdĺžnom smere štandardného betónového podvalu (16).

8. Zariadenie podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že upevňovacie skrutky (40) majú rotačné osi (26) sklonené vzhľadom na vertikálu.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie na vysoko pružné upevnenie železničných koľajníc (12) na štrkovom lôžku aj na pevnej jazdnej dráhe, zahrnujúce v každom upevňovacom bode železničnej koľajnice (12) na betónovom podvale (16) dve uhlové vodiace dosky (30), ktoré sú umiestnené z oboch strán pätky (14) koľajnice na jej stranové vedenie, pričom každou uhlovou vodiacou doskou (30) prechádza upevňovacia skrutka (40), ktorá pritláča upinaciu svorku (34) na pätku (14) koľajnice a pätku (14) koľajnice s uhlovou vodiacou doskou (30) tlačí proti betónovému podvalu (16), a medzi pätkou (14) koľajnice a betónovým podvalom (16) je umiestnená najmenej