ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ Российский патент 2005 года по МПК E01B9/00 E01B9/30 E01B9/48 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для крепления рельсов к железобетонным шпалам.

Известно промежуточное рельсовое скрепление, содержащее анкер, нижней частью закрепленный в подрельсовой опоре, и установленную в верхней его части, выступающей над подрельсовой опорой, упругую клемму, имеющую е-образную в плане форму. Упругая клемма образована шестью участками, из которых первый, третий и пятый расположены параллельно подошве рельса, а второй и четвертый образуют колено под углом до 180 градусов по отношению к упомянутым участкам, шестой участок отходит от пятого и расположен перпендикулярно к нему и направлен к первому участку (патент Украины №26425 “Устройство для крепления железнодорожного рельса на подрельсовой опоре”, Е 01 В 9/30, опубликованный 30.08.1999).

Исходя из назначения рельсовых скреплений, они должны обеспечивать стабильность проектного положения рельсов на подрельсовых опорах в процессе эксплуатации, быть достаточно упругими в вертикальном направлении, допускать исправление пути по уровню (по высоте) в летних и зимних условиях, быть простыми по конструкции, иметь минимальное количество деталей и допускать простые и экономичные способы изготовления.

Недостатками данного промежуточное рельсовое скрепление являются:

- высокая сложность изготовления клеммы заранее заданной формы, имеющей шесть участков, расположенных под различными углами друг к другу, а следовательно, и высокая стоимость клеммы;

- надежная работа при вертикальном ходе рельса только до 4 мм, а при большем ходе упругая деформация клеммы переходит в пластическую деформацию, то есть не обеспечивается необходимая регулировка положения рельсов по высоте до 20 мм включительно при выправке пути с обеспечением необходимого надежного прижатия рельсов, исключающего отрыв и угон рельсов, что особенно важно в зимний период;

- многодетальность конструкции, так как для обеспечения стабильности проектного положения рельсов на подрельсовых опорах в процессе эксплуатации используются дополнительные прокладки между анкером и боковой поверхностью подошвы рельса.

Известно промежуточное рельсовое скрепление, описанное в международной заявке WO 0134911 “Железнодорожный скрепляющий зажим”, Е 01 В 9/30, опубликованной 17.05.2001 и выбранной в качестве прототипа.

Данное промежуточное рельсовое скрепление содержит анкерный зажим и закрепленную в нем упругую клемму, выполненную из двух параллельных прямолинейных протяженных участков, которые расположены параллельно подошве рельса и соединены между собой с помощью U-образной петли, расположенной перпендикулярно протяженным участкам, и выполненную с возможностью упора на подошву рельса.

Данное промежуточное рельсовое скрепление конструктивно просто, но одновременно имеет и следующие недостатки:

- регулировка положения рельсов по высоте возможна до 4 мм, так как участки клеммы, работающие на кручение, малы, а значит, малы и упругие свойства клеммы;

- стабильность проектного положения рельсов на подрельсовых опорах в процессе эксплуатации обеспечивается с помощью непосредственного контакта боковой поверхности анкера с боковой поверхностью подошвы рельса, для чего требуется очень точная установка анкера в подрельсовой опоре, а этот процесс достаточно трудоемок и для его осуществления требуется также и соблюдение высокой точности в размерах анкеров и рельсов, что весьма затруднительно и дорого.

Технической задачей данного изобретения является разработка конструктивно простого промежуточного рельсового скрепления, обеспечивающего стабильность проектного положения рельсов на подрельсовых опорах в процессе эксплуатации, имеющего упругость в вертикальном направлении, достаточную для исправление пути по уровню (по высоте) до 20 мм и более, с обеспечением необходимого прижатия рельсов в летних и зимних условиях, имеющего минимальное количество деталей.

Решением данной задачи является заявляемое промежуточное рельсовое скрепление, содержащее анкер, нижней частью зафиксированный в подрельсовой опоре, и закрепленную в верхней его части, выступающей над подрельсовой опорой, упругую клемму, представляющую собой пружину кручения, содержащую один или несколько прямолинейных протяженных участков, оси которых в состоянии предварительного монтажа расположены относительно друг друга под острым углом или параллельно, причем один из свободных концов клеммы, являющийся продолжением прямолинейного протяженного участка, представляет собой рычаг, выполненный с возможностью упора на подошву рельса и отклонения от вертикальной оси анкера в пределах острого угла в состоянии окончательного монтажа, с возможностью упора на подошву рельса в состоянии окончательного монтажа, а другой свободный конец клеммы выполнен с возможностью крепления в анкере.

Кроме того, в заявляемом промежуточном рельсовом скреплении:

- протяженный участок, заканчивающийся рычагом, может быть закреплен в анкере;

- пружина кручения может состоять, по крайней мере, из одного витка;

- свободный конец клеммы, закрепленный в анкере, может выступать за его пределы и располагаться в плоскости, перпендикулярной боковой поверхности подошвы рельса;

- свободному концу клеммы, закрепленному в анкере, может предшествовать участок, выполненный с возможностью упора в боковую поверхность подошвы рельса;

- свободный конец клеммы, закрепленный в анкере, может выступать за его пределы и располагаться в плоскости, параллельной боковой поверхности подошвы рельса;

- протяженный участок, заканчивающийся рычагом, в состоянии окончательного монтажа может быть расположен под свободным концом клеммы, закрепленным в анкере, выступающим за его пределы и расположенным в плоскости, параллельной боковой поверхности подошвы рельса.

Выполнение упругой клеммы в виде пружины кручения из одного или нескольких прямолинейных протяженных участков, каждый из которых является, по сути, торсионом, то есть простейшей пружиной кручения, значительно увеличивает упругие свойства клеммы, что позволяет ей работать без пластической деформации при вертикальном перемещении вместе с рельсом до 20 мм и более, например при выправке пути путем установки под подошву рельса регулировочных прокладок, с обеспечением усилия прижатия рельсов от 1 до 3 т, исключающего отрыв и угон рельсов. Наличие у клеммы нескольких прямолинейных протяженных участков позволяет уменьшить длину клеммы с сохранением ее рабочих свойств.

Рычаг, являющийся продолжением одного из протяженных участков, выступающий за пределы анкера и выполненный с возможностью отклонения в состоянии окончательного монтажа от вертикальной оси анкера в пределах острого угла, служит для прижатия подошвы рельса к подрельсовой опоре с усилием от 1 до 3 т, восприятия противодействующей силы со стороны подошвы рельса, передачи крутящего момента на протяженные участки клеммы, тем самым автоматически обеспечивая необходимую величину натяжения клеммы при перемещении рельса вверх/вниз. На рабочие свойства клеммы не влияет форма рычага, которая выбирается исходя из конкретных условий и места установки клеммы.

В промежуточном рельсовом скреплении любое расположение осей прямолинейных протяженных участков клеммы в состоянии предварительного монтажа относительно друг друга (параллельное или под острым углом) не изменяет принципа работы упругой клеммы и сохраняет ее рабочие свойства.

Закрепление в анкере свободного конца клеммы, который может выступать за его пределы и располагаться в плоскости, перпендикулярной или параллельной рельса, не ухудшает рабочих, в том числе и упругих, свойств клеммы, а значит, и рельсового скрепления в целом, и любое из расположении свободного конца выбирается из условий и требований эксплуатации рельсового скрепления.

Так, например, если свободный конец клеммы, закрепленный в анкере, выступает за его пределы и расположен в плоскости, параллельной рельса, то заканчивающийся рычагом протяженный участок может быть в состоянии окончательного монтажа зафиксирован в заданном положении путем защелкивания под этот выступающий из анкера конец, что говорит о простоте конструкции и монтажа.

Если свободный конец клеммы, закрепленный в анкере, выступает за его пределы и расположен в плоскости, перпендикулярной боковой поверхности подошвы рельса, то выступающий конец может упираться в боковую поверхность подошвы рельса, обеспечивая тем самым стабильность проектного положения рельсов на подрельсовых опорах.

Для этой же цели используется и участок, выполненный с возможностью упора в боковую поверхность подошвы рельса и предшествующий свободному концу клеммы, закрепленному в анкере.

Таким образом, предлагаемое промежуточное рельсовое скрепление полностью удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям: простота конструкции, обеспечение стабильности проектного положения рельсов, высокая упругость клеммы в вертикальном направлении и минимальное количество деталей.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где схематично изображены:

на фиг.1 - общий вид рельсового скрепления с упругой клеммой, изображенной на фиг.3;

на фиг.2 - вид сбоку рельсового скрепления в сборе с упругой клеммой, изображенной на фиг.7;

на фиг.3 - упругая клемма с одним витком и параллельными протяженными участками (два свободных конца в анкере), вид в плане;

на фиг.4 - упругая клемма с одним витком и параллельными протяженными участками (один свободный конец в анкере), вид в плане;

на фиг.5 - упругая клемма с одним витком и протяженными участками под углом друг другу (два свободных конца в анкере), вид в плане;

на фиг.6 - упругая клемма с одним протяженным участком, вид в плане;

на фиг.7 - упругая клемма с одним витком, свободный конец упирается в боковую поверхность подошвы рельса, вид в плане;

на фиг.8 - упругая клемма с одним витком и участком, упирающимся в боковую поверхность подошвы рельса, вид в плане;

на фиг.9 - упругая клемма с одним витком, протяженные участки расположены один под другим, вид сбоку;

на фиг.10 - то же, вид в плане;

на фиг.11 - упругая клемма с двумя витками;

на фиг.12 - анкер рельсового скрепления.

Промежуточное рельсовое скрепление состоит и анкера 1, закрепленного в подрельсовой опоре 2, и упругой клеммы 3. Клемма 3 представляет собой пружину кручения с одним (фиг.3, 4, 5, 6, 7, 8) или, например, с двумя (фиг.11) витками, каждый из которых содержит хотя бы один протяженный прямолинейный участок 4. Конец 5 является продолжением одного из прямолинейных участков 4 и представляет собой рычаг (далее - рычаг 4), который отклонен в состоянии окончательного монтажа от вертикальной оси анкера в пределах острого угла, например на угол α=45°, и опирается на подошву 6 рельса 7. Анкер 1 представляет собой закладной элемент, разновидностью которого является широко используемый анкерный болт, в верхней части которого выполнены отверстие 8 - для установки рычага 4 (для фиг.3, 5, 6, 8, 9, 11), отверстие 9 - для установки свободного конца 10 клеммы 3 (для фиг.3, 4, 5, 6, 8, 9, 11), паз 11 - для установки свободного конца 10 клеммы 3 (для фиг.7). Нижняя часть анкера 1 имеет Т-образную ножку 12, надежно удерживающую анкер 1 в шпале 2.

Клемма 3 выполнена из стального прутка диаметром 16 мм марки 60С2ХФА. Суммарная длина протяженных участков 4 клеммы 3 равна 600 мм, при этом длина каждого из участков 4 одновитковой клеммы 3 равна 300 мм, а двухвитковой - соответственно по 150 мм. Рычаг 5 имеет плечо L=35 мм. Клемма 3 рассчитана на прижатие подошвы 6 с усилием в 1,1 т и рабочий ход клеммы - 21 мм.

Анкер 1 выполнен из стали марки 45Х и имеет диаметр 30 мм.

В качестве подрельсовой опоры 2 может быть использована стандартная железобетонная шпала (далее - шпала 2), выпускаемая промышленностью для широко используемых в настоящее время типовых скреплений КБ ЖБР, содержащих металлическую или упругую подкладку 13 (см. книгу “Железнодорожный путь” под ред. Т.Г.Яковлевой, М., Транспорт, 2001 г., стр. 33-36).

Монтаж предлагаемого промежуточного рельсового скрепления рассмотрен на примере использования упругой клеммы, представленной на фиг.3. Использование других клемм, представленных на прилагаемых чертежах, не изменяет приведенной ниже технологии монтажа.

Монтаж рельсового скрепления производится на месте сборки рельсошпальной решетки: на шпалу 2 устанавливают подкладку 13, в отверстие (на чертеже не показано) шпалы 2 вставляют анкер 1 и, повернув его на 90°, фиксируют в шпале 2. Затем на шпалу 2 укладывают рельс 7. Затем рычаг 5 клеммы 3 пропускают через отверстие 8 анкера 1 и укладывают сверху на подошву 6 рельса 7, причем рычаг 5 имеет дугообразную форму, обеспечивающую обход вертикальных выступов 14 подкладки 13. После этого конец 10 клеммы 3 защелкивают в отверстие 9 анкера 1 и рельсовое скрепление считается готовым к работе.

При выправке пути под подошву рельса 7 устанавливают регулировочные прокладки (на чертеже не показаны) требуемой толщины. Рельс 7 приподнимается, сила давления подошвы 6 на рычаг 5 увеличивается и передается через него на протяженные участки 4 клеммы 3, которые работают на кручение (угол закручивания участков 4 достигает 23°).

При использовании подкладки 13, на которой отсутствуют вертикальные выступы 14, применяют одну из упругих клемм 3, изображенных на фиг.7 и 8. При использовании клеммы 3, изображенной на фиг.7, после установки рычага 5 в отверстие 8 анкера 1 свободный конец 10 защелкивают в паз 11 и его торцевая часть упирается в боковую поверхность подошвы рельса 7, препятствуя ее смещению от заранее заданного положения. При использовании клеммы 3, изображенной на фиг.8, после установки рычага 5 в отверстие 8 анкера 1, перед защелкиванием свободного конца 10 в отверстие 9 участок 14, предшествующий свободному концу 10 клеммы 3, укладывают вдоль боковой поверхности подошвы 6 рельса 7 для создания препятствия смещению рельса 7 от заранее заданного положения. После этого конец 10 защелкивают в отверстие 9 анкера 1.

Использование предлагаемого простого и дешевого рельсового скрепления позволяет при выправке пути обеспечить регулировку положения рельсов по высоте до 20 мм, а при необходимости и больше, с обеспечением необходимого прижатия рельсов, исключающего отрыв и угон рельсов, упростить монтаж и эксплуатацию скрепления, обеспечить стабильность проектного положения рельсов, что делает данное рельсовое скрепление весьма перспективным.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для крепления рельсов к железобетонным шпалам. Промежуточное рельсовое скрепление содержит анкер, нижней частью зафиксированный в подрельсовой опоре, и закрепленную в верхней его части, выступающей над подрельсовой опорой, упругую клемму. Клемма представляет собой пружину кручения, содержащую один или несколько прямолинейных протяженных участков, оси которых в состоянии предварительного монтажа расположены относительно друг друга под острым углом или параллельно. Один из свободных концов клеммы, являющийся продолжением прямолинейного протяженного участка, представляет собой рычаг, выполненный с возможностью упора на подошву рельса и отклонения от вертикальной оси анкера в пределах острого угла в состоянии окончательного монтажа. Другой свободный конец клеммы выполнен с возможностью крепления в анкере. Техническим результатом изобретения является разработка конструктивно простого промежуточного рельсового скрепления, обеспечивающего стабильность проектного положения рельсов на подрельсовых опорах в процессе эксплуатации, имеющего упругость в вертикальном направлении, достаточную для исправления пути по уровню (по высоте) до 20 мм и более, с обеспечением необходимого прижатия рельсов в летних и зимних условиях, позволяющего иметь минимальное количество деталей. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Промежуточное рельсовое скрепление, содержащее анкер, нижней частью зафиксированный в подрельсовой опоре, и закрепленную в верхней его части, выступающей над подрельсовой опорой, упругую клемму, представляющую собой пружину кручения, содержащую один или несколько прямолинейных протяженных участков, оси которых в состоянии предварительного монтажа расположены относительно друг друга под острым углом или параллельно, причем один из свободных концов клеммы, являющийся продолжением прямолинейного протяженного участка, представляет собой рычаг, выполненный с возможностью упора на подошву рельса и отклонения от вертикальной оси анкера в пределах острого угла в состоянии окончательного монтажа, а другой свободный конец клеммы выполнен с возможностью крепления в анкере.2. Промежуточное рельсовое скрепление по п.1, в котором протяженный участок, заканчивающийся рычагом, закреплен в анкере.3. Промежуточное рельсовое скрепление по п.1, в котором пружина кручения состоит по крайней мере из одного витка.4. Промежуточное рельсовое скрепление по п.1, в котором свободный конец клеммы, закрепленный в анкере, выступает за его пределы и расположен в плоскости, перпендикулярной боковой поверхности подошвы рельса.5. Промежуточное рельсовое скрепление по п.1, в котором свободному концу клеммы, закрепленному в анкере, предшествует участок, выполненный с возможностью упора в боковую поверхность подошвы рельса.6. Промежуточное рельсовое скрепление по п.1, в котором свободный конец клеммы, закрепленный в анкере, выступает за его пределы и расположен в плоскости, параллельной боковой поверхности подошвы рельса.7. Промежуточное рельсовое скрепление по п.1, в котором протяженный участок, заканчивающийся рычагом, в состоянии окончательного монтажа расположен под свободным концом клеммы, закрепленным в анкере, выступающим за его пределы и расположенным в плоскости, параллельной боковой поверхности подошвы рельса.