КЛЕММА И АНКЕР РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК E01B9/30 E01B9/48 E01B9/00 E01B9/38 

Изобретение относится к строительству железных дорог и может быть использовано при оснащении скреплениями бесстыкового пути.

Известна клемма рельсового скрепления [1], выполненная изгибом прутка, содержащая три петли, две из которых являются внутренними, сформованными возле концевых участков, а у третьей внешней петли, опирающейся средней частью на рельс, ветви являются продолжением наружных ветвей первых двух петель. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Концы клеммы направлены навстречу друг другу. Ширина внешней петли клеммы выполнена в 1,7 раза больше длины клеммы, измеренной вдоль ветвей внешней петли. Длина нагружаемых концевых участков клеммы от места нагружения до точки их опоры на шпалу в 2 раза меньше длины клеммы.

Анкер для удержания клеммы этого скрепления содержит хвостовик, заделываемый в шпалу, стенку, имеющую полость для взаимодействия с центральной частью клеммы, опору на шпалу и элементы фиксации клеммы от сползания с рельса. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Элементы фиксации клеммы выполнены в стенке анкера. Анкер служит только для крепления клеммы и не воспринимает боковых нагрузок от рельса.

Недостатком клеммы и анкера этого рельсового скрепления является недостаточная надежность их в пути. Передача боковых нагрузок от рельса на шпалу через вкладыш, а не через анкер приводит к выкрашиванию и сколу бетона в месте контакта с вкладышем. Кроме того, усилие монтажа и удержания клеммы в нагруженном состоянии в 2 раза больше по сравнению с усилием нажатия клеммы на рельс исходя из условия равенства изгибающих моментов относительно точки опоры на шпалу и так как монтажное усилие прилагается близко к опоре клеммы на шпалу. В результате имеет место большое усилие выдергивания анкера из шпалы и износ мест удержания концов клеммы.

Известна клемма рельсового скрепления [2], выполненная изгибом прутка, содержащая три петли и концевые участки, направленные в одну сторону. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Петли клеммы в плане образуют букву “М”. На концах клеммы выполнены пазы для ее фиксации от сползания с рельса. Ширина клеммы составляет 0,9 ее длины. Длина нагружаемых концевых участков клеммы от места нагружения до точки их опоры на шпалу в 1,75 раза меньше длины клеммы.

Анкер для удержания клеммы этого скрепления содержит хвостовик, заделываемый в шпалу, стенку, ограничивающую боковое перемещение рельса и имеющую полость, опору на шпалу и элементы фиксации клеммы от сползания с рельса. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Элементы фиксации клеммы размещены на боковых поверхностях анкера, на которых выполнены также наклонные поверхности для нагружения клеммы при монтаже.

Недостатком клеммы и анкера этого рельсового скрепления является недостаточная надежность их в пути. Кроме того, скрепление не позволяет регулировать положение рельса по уровню и регулировать ширину колеи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является клемма рельсового скрепления [3], выполненная изгибом прутка, содержащая три петли, две из которых являются внутренними, сформованными возле концевых участков, направленных в одну сторону, а у третьей внешней петли, опирающейся средней частью на рельс, ветви являются продолжением наружных ветвей первых двух петель. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Ширина внешней петли клеммы выполнена больше длины клеммы, измеренной вдоль ветвей внешней петли, в 1,34 раза.

Анкер для удержания клеммы этого скрепления содержит хвостовик, заделываемый в шпалу, стенку, ограничивающую боковое перемещение рельса и имеющую полость, и опору на шпалу с элементами фиксации клеммы от сползания с рельса, выполненными на концевой части опоры. Эти признаки совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения. Анкер имеет два хвостовика, соединенные между собою. В полости анкера размещено устройство для нагружения клеммы.

Недостатком клеммы и анкера этого рельсового скрепления является недостаточная надежность их в пути. Клемма имеет недостаточную вертикальную упругость 0,87 мм/кН из-за большой величины соотношения ширины клеммы к ее длине. Чтобы регулировать колею по уровню подкладыванием карточек под рельс, используется специальное устройство для уменьшения прогибов клеммы после подкладывания карточек. Определить оптимальный прогиб клеммы в зависимости от высоты карточек при монтаже в пути затруднительно, что снижает надежность скрепления. Кроме того, скрепление не позволяет регулировать ширину рельсовой колеи. Отсутствует предохранение от перегрузки клеммы при монтаже скрепления.

В основу изобретения поставлена задача в рельсовом скреплении путем новой формы выполнения клеммы и анкера обеспечить увеличение надежности рельсового скрепления.

Для решения указанной задачи клемма рельсового скрепления выполнена изгибом прутка и содержит три петли, две из которых являются внутренними, сформованными возле концевых участков, направленных в одну сторону, а у третьей внешней петли, опирающейся средней частью на рельс, ветви являются продолжением наружных ветвей первых двух петель. В отличие от прототипа ширина внешней петли выполнена в 1,05...1,22 раза больше длины клеммы, измеренной вдоль ветвей внешней петли. Продольные оси концевых участков перед монтажом расположены в плоскости, наклоненной к плоскости расположения продольных осей наружных ветвей под углом в пределах 0,8°...5°. Минимальный зазор между концевыми участками клеммы составляет не больше, чем 0,7 диаметра прутка клеммы. Концевые участки выполнены сходящимися по мере приближения к концам прутка. Концы клеммы выполнены скругленными на верхней части.

Анкер для удержания клеммы содержит хвостовик, заделываемый в шпалу, стенку, ограничивающую боковое перемещение рельса и имеющую полость, и опору на шпалу с элементами фиксации клеммы от сползания с рельса, выполненными на концевой части опоры. В отличие от прототипа ширина полости в стенке анкера не превышает 2,8 диаметра прутка клеммы, а элементы фиксации клеммы выполнены в виде двух углублений на опоре, глубина которых составляет 0,2...0,6 диаметра прутка клеммы. Наклонная верхняя поверхность его полости выполнена фигурной по форме концевых участков клеммы.

Вышеизложенные признаки заявляемого изобретения обеспечивают получение технического результата, заключающегося в увеличении надежности рельсового скрепления.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом состоит в следующем.

Выполнение ширины внешней петли в 1,05...1,22 раза больше длины клеммы, измеренной вдоль ветвей внешней петли, дает возможность повысить упругость клеммы и регулировать колею по уровню подкладыванием карточек под рельс без специальных устройств, уменьшающих прогиб клеммы. Выбор граничных значений соотношения ширины и длины клеммы обусловлен тем, что в этом интервале обеспечивается необходимая упругость клеммы при незначительном усилии выдергивания анкера из шпалы. Если отношение ширины клеммы к ее длине меньше 1,05, то клемма будет иметь увеличенную длину и возрастут габариты и материалоемкость скрепления. Если отношение ширины клеммы к ее длине больше 1,22, то клемма будет недостаточно упругой.

Расположение продольных осей концевых участков клеммы перед монтажом в плоскости, наклоненной к плоскости расположения продольных осей наружных ветвей под углом в пределах 0,8°...5°, позволяет увеличить высоту регулирования уровня рельса при подкладывании под него карточек. Когда концы клеммы при большой высоте карточек находятся выше наклонной поверхности полости анкера и не задвигаются в нее, клемма переворачивается на другую сторону выступающими концевыми участками вниз. Если угол наклона продольных осей концевых участков к плоскости расположения продольных осей наружных ветвей окажется меньше 0,8°, то упругий ход клеммы окажется недостаточным для увеличения высоты регулирования уровня рельса. Если указанный угол окажется больше 5°, то задвинуть концы клеммы в полость анкера окажется невозможным.

Выполнение минимального зазора между концевыми участками клеммы не больше, чем 0,7 диаметра прутка клеммы дает возможность увеличить длину скручиваемых при нагружении участков клеммы, которыми являются две петли, и повысить упругость клеммы. Если минимальный зазор между концевыми участками окажется больше, чем 0,7 диаметра прутка клеммы, то для достижения необходимой упругости клеммы придется увеличить габариты клеммы по ширине.

Выполнение концевых участков клеммы сходящимися по мере приближения к концам прутка позволяет надежно центрировать клемму благодаря плотному контакту концов клеммы с боковыми поверхностями полости анкера.

Выполнение концов клеммы скругленными на верхней части дает возможность снизить начальное усилие задвижения концов клеммы в полость анкера.

Выполнение ширины полости в стенке анкера не более 2,8 диаметра прутка клеммы позволяет увеличить поперечное сечение анкера, которое сопротивляется изгибу при боковом воздействии рельса на анкер. Если ширина полости в стенке анкера окажется больше 2,8 диаметра прутка клеммы, то, исходя из прочности стенки анкера на изгиб, потребуется увеличение толщины или ширины его стенки.

Выполнение элементов фиксации клеммы в виде двух углублений на опоре анкера, глубина которых составляет 0,2...0,6 диаметра прутка клеммы, позволяет исключить соскакивание клеммы с анкера. Если глубина углублений на опоре анкера будет меньше, чем 0,2 диаметра прутка клеммы, то возможно соскакивание клеммы с анкера под воздействием вибрационных нагрузок. Если глубина углублений на опоре анкера будет больше 0,6 диаметра прутка клеммы, то значительная часть упругого хода клеммы будет затрачена на закрепление и демонтаж клеммы из углубления.

Выполнение наклонной верхней поверхности полости анкера фигурной по форме концевых участков клеммы дает возможность снизить контактные давления на анкер и повысить срок его службы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - общий вид рельсового скрепления;

на фиг.2 - вид сверху на фиг.1;

на фиг.3 - клемма рельсового скрепления;

на фиг.4 - вид сверху на фиг.3;

на фиг.5 - анкер рельсового скрепления;

на фиг.6 - вид сверху на фиг.5;

на фиг.7 - вид сбоку на фиг.5;

на фиг.8 - вкладыш рельсового скрепления;

на фиг.9 - вид сверху на фиг.8.

Рельсовое скрепление содержит клемму 1, изогнутую из прутка, анкер 2 для удержания клеммы, заделанный своим хвостовиком 3 в железобетонную шпалу 4, вкладыш 5, изолирующий рельс 6 от клеммы и анкера, и амортизирующую прокладку 7 под рельсом.

Клемма рельсового скрепления содержит три петли, две из которых 8 являются внутренними, сформованными возле концевых участков 9, направленных в одну сторону, а у третьей внешней петли 10, опирающейся средней частью на рельс, ветви являются продолжением наружных ветвей первых двух петель 8. Ширина “а” внешней петли 10 выполнена в 1,18 раза больше длины “в” клеммы, измеренной вдоль ветвей внешней петли 10. Продольные оси концевых участков 9 перед монтажом расположены в плоскости 11, наклоненной к плоскости 12 расположения продольных осей наружных ветвей под углом 1,5°. Минимальный зазор “с” между концевыми участками 9 клеммы составляет 0,4 от диаметра прутка клеммы 16 мм. Концевые участки 9 клеммы могут быть выполнены сходящимися по мере приближения к концам 13 прутка. Концы 13 клеммы выполнены скругленными на верхней части.

Анкер для удержания клеммы содержит хвостовик 3, заделываемый в шпалу 4, стенку 14, ограничивающую боковое перемещение рельса и имеющую полость 15, и опору 16 на шпалу 4 с элементами фиксации клеммы от сползания с рельса, выполненными на концевой части 17 опоры. Ширина полости 15 в стенке 14 анкера составляет 2,4 диаметра прутка клеммы, а элементы фиксации клеммы выполнены в виде двух углублений 18 на опоре 16, глубина которых составляет 0,3 диаметра прутка клеммы. Наклонная верхняя поверхность 19 полости 15 анкера выполнена фигурной по форме концевых участков 9 клеммы.

Вкладыш 5, изолирующий рельс от анкера, ограничивает боковое перемещение рельса и имеет две стенки 20 и 21, контактирующие: первая 20 - с краем подошвы рельса 6 и вторая 21 - со стенкой 14 анкера, и выступ 22, прижимающий верхнюю поверхность 23 подошвы рельса. В центральной части вкладыша выполнен паз 24 с возможностью размещения в нем концов 13 клеммы. На нижней части вкладыша со стороны второй стенки 21 выполнен дополнительный выступ 25 с длиной 70 мм, что больше длины паза 38 мм, но меньше длины вкладыша 100 мм. Паз 24 вкладыша снабжен днищем 26, поверхность которого в положении окончательного монтажа скрепления расположена с зазором “е” от концов 13 клеммы.

В положении окончательного монтажа концевые участки 9 клеммы размещены в пазу 24 вкладыша 5 с возможностью контакта одной из боковых поверхностей со стенками 27 паза. Внутренние петли 8 клеммы входят в углубления 18 на опоре 16 анкера 2, а зазор “к” между торцами концов 13 клеммы и стенкой 28 паза 24 вкладыша не превышает 0,18 диаметра прутка клеммы. Зазор “е” между дном 26 паза 24 вкладыша и концами 13 клеммы не превышает 5 мм, то есть половины толщины амортизирующей прокладки 7.

Источники информации

1. Авторское свид. СССР №643575, кл. Е 01 В 9/30, Бюллетень №3, 1979.

2. Патент России 2125626, кл. Е 01 В 9/30, 27. 01. 1999.

3. Авторское свид. СССР №1401095, кл. Е 01 В 9/00, Бюллетень №21, 1988 (прототип).

Изобретения относятся к строительству железных дорог и могут быть использованы при оснащении скреплениями бесстыкового пути. Клемма рельсового скрепления выполнена изгибом прутка и содержит три петли, две из которых являются внутренними, сформованными возле концевых участков, направленных в одну сторону, а у третьей внешней петли, опирающейся средней частью на рельс, ветви являются продолжением наружных ветвей первых двух петель. Ширина внешней петли выполнена в 1,05...1,22 раза больше длины клеммы, измеренной вдоль ветвей внешней петли. Анкер для удержания клеммы содержит хвостовик, заделываемый в шпалу, стенку, ограничивающую боковое перемещение рельса и имеющую полость, и опору на шпалу с элементами фиксации клеммы от сползания с рельса, выполненными на концевой части опоры. Ширина полости в стенке анкера не превышает 2,8 диаметра прутка клеммы. Элементы фиксации клеммы выполнены в виде двух углублений на опоре, глубина которых составляет 0,2...0,6 диаметра прутка клеммы. Техническим результатом данных изобретений является повышение надежности рельсового скрепления. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Клемма рельсового скрепления, выполненная изгибом прутка и содержащая три петли, две из которых являются внутренними, сформованными возле концевых участков, направленных в одну сторону, а у третьей внешней петли, опирающейся средней частью на рельс, ветви являются продолжением наружных ветвей первых двух петель, отличающаяся тем, что ширина внешней петли выполнена в 1,05...1,22 раза больше длины клеммы, измеренной вдоль ветвей внешней петли.2. Клемма по п.1, отличающаяся тем, что продольные оси концевых участков перед монтажом расположены в плоскости, наклоненной к плоскости расположения продольных осей наружных ветвей под углом в пределах 0,8...5°.3. Клемма по п.1, отличающаяся тем, что минимальный зазор между концевыми участками клеммы составляет не больше, чем 0,7 диаметра прутка клеммы.4. Клемма по п.1, отличающаяся тем, что концевые участки выполнены сходящимися по мере приближения к концам прутка.5. Клемма по п.4, отличающаяся тем, что концы выполнены скругленными на верхней части.6. Анкер для удержания клеммы, содержащий хвостовик, заделываемый в шпалу, стенку, ограничивающую боковое перемещение рельса и имеющую полость, и опору на шпалу с элементами фиксации клеммы от сползания с рельса, выполненными на концевой части опоры, отличающийся тем, что ширина полости в стенке анкера не превышает 2,8 диаметра прутка клеммы, а элементы фиксации клеммы выполнены в виде двух углублений на опоре, глубина которых составляет 0,2...0,6 диаметра прутка клеммы.7. Анкер по п.6, отличающийся тем, что наклонная верхняя поверхность его полости выполнена фигурной по форме концевых участков клеммы.