Рельсовое скрепление

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2300599
Дата публикации: 
Воскресенье, Июнь 10, 2007
Начало действия патента: 
Понедельник, Январь 17, 2005

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для крепления рельсов к железобетонным шпалам. Рельсовое скрепление содержит упругую клемму, выполненную в виде пружины кручения, каждый виток которой содержит протяженные участки. Первый конец клеммы, являющийся продолжением одного из протяженных участков, закрепленный в анкере и выступающий за его пределы, представляет собой рычаг, выполненный с возможностью упора на подошву рельса. Первый и второй концы клеммы закреплены в анкере во взаимно перпендикулярных плоскостях. Упорный участок второго конца клеммы расположен до анкера. Рельсовое скрепление снабжено изолирующим вкладышем, выполненным в виде уголка, у которого на горизонтальной полке, опирающейся на подошву рельса, закреплена металлическая пластина. Площадь пластины соизмерима с площадью горизонтальной полки. Внутренняя стенка вертикальной полки уголка упирается в торец подошвы рельса. Внешняя стенка вертикальной полки уголка контактирует с анкером и упорным участком второго конца клеммы, для чего во внешней стенке вертикальной полки уголка выполнен установочный паз для анкера. Горизонтальная полка уголка снабжена выступом, боковая стенка которого является продолжением внешней стенки вертикальной полки уголка на участке контакта с упорным участком второго конца клеммы. Техническим результатом изобретения является обеспечение регулировки положения рельсов по высоте до 20 мм и более, исключение электрокоррозии арматуры железобетонной шпалы и сбоев на диспетчерском пункте за счет надежной конструкции изолирующего вкладыша. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.


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

Известно рельсовое скрепление, содержащее упругую многопетельную симметричную клемму, закрепленную в анкере и свободные концы которой опираются на подошву рельса через изолирующий вкладыш, выполненный в виде уголка, у которого горизонтальная полка опирается на подошву рельса, внутренняя стенка вертикальной полки уголка упирается в торец подошвы рельса, а внешняя стенка вертикальной полки уголка, контактирующая с анкером, снабжена вертикальным пазом, выполненным с возможностью размещения в нем средней петли клеммы (патент UA №50016 "Вкладыш боковой изолирующий рельсового скрепления", опубликованный 15.10.2002 г.). Данное рельсовое скрепление при выправке пути обеспечивает регулировку высоты рельса не более чем на 5 мм.

Недостатками известного рельсового скрепления являются невозможность обеспечения регулировки положения рельсов по высоте до 20 мм и ненадежность изолирующего вкладыша.

Ненадежность изолирующего вкладыша связана с:

- возможностью разрушения (раздавливания) горизонтальной полки изолирующего вкладыша, на которую с усилием от 1 т до 3 т, необходимым для прижатия рельса, опираются свободные концы клеммы;

- возможностью разрушения (смятия) вертикальной полки изолирующего вкладыша под действием боковых сил, действующих со стороны подошвы рельса.

Нарушение целостности изолирующего вкладыша приводит к:

- утечке рельсового тягового тока и его замыканию на арматуру железобетонной шпалы, под действием чего происходит электрокоррозионное разрушению арматуры;

- утечке сигнальных и блокировочных токов, приводящей к сбою на диспетчерском пункте.

Известно рельсовое скрепление, выбранное в качестве прототипа и описанное в заявке РФ № 2002134151 "Промежуточное рельсовое скрепление", опубликованной 27.06.2004 г.

Данное рельсовое скрепление содержит упругую клемму, выполненную в виде пружины кручения, каждый виток которой содержит протяженные участки, причем первый конец клеммы, являющийся продолжением одного из протяженных участков, закрепленный в анкере и выступающий за его пределы, представляет собой рычаг, выполненный с возможностью упора на подошву рельса, при этом первый и второй концы клеммы закреплены в анкере во взаимно перпендикулярных плоскостях, а упорный участок второго конца клеммы расположен до анкера. Рельсовое скрепление при выправке пути обеспечивает регулировку положения рельсов по высоте до 20 мм и более с обеспечением необходимого усилия прижатия рельсов, исключающего отрыв и угон рельсов.

Отсутствие в рельсовом скреплении изолирующего вкладыша между подошвой рельса, анкером и упругой клеммой приводит к утечке тяговых, сигнальных и блокировочных токов, что является причиной электрокоррозионного разрушения арматуры железобетонной шпалы и сбоев на диспетчерском пункте.

Технической задачей данного изобретения является разработка рельсового скрепления, обеспечивающего регулировку положения рельсов по высоте до 20 мм и более, исключающего электрокоррозию арматуры железобетонной шпалы и сбои на диспетчерском пункте за счет надежной конструкции изолирующего вкладыша.

Для решения данной задачи заявляемое рельсовое скрепление, содержащее упругую клемму, выполненную в виде пружины кручения, каждый виток которой содержит протяженные участки, причем первый конец клеммы, являющийся продолжением одного из протяженных участков, закрепленный в анкере и выступающий за его пределы, представляет собой рычаг, выполненный с возможностью упора на подошву рельса, при этом первый и второй концы клеммы закреплены в анкере во взаимно перпендикулярных плоскостях, а упорный участок второго конца клеммы расположен до анкера, согласно изобретению снабжено изолирующим вкладышем, выполненным в виде уголка, у которого на горизонтальной полке, расположенной между подошвой рельса и рычагом упругой клеммы, закреплена металлическая пластина, площадь которой соизмерима с площадью горизонтальной полки, внутренняя стенка вертикальной полки уголка упирается в торец подошвы рельса, а внешняя стенка вертикальной полки уголка контактирует с анкером и упорным участком второго конца клеммы, для чего во внешней стенке вертикальной полки уголка выполнен установочный паз для анкера, а горизонтальная полка уголка снабжена выступом, боковая стенка которого является продолжением внешней стенки вертикальной полки уголка на участке контакта с упорным участком второго конца клеммы.

В металлической пластине для рычага клеммы может быть выполнено углубление в виде лунки или желоба.

Снабжение горизонтальной полки металлической пластиной позволяет избежать при эксплуатации разрушения (раздавливания) горизонтальной полки уголка, на которую с усилием от 1 т до 3 т опирается рычаг клеммы. Благодаря тому, что площадь металлической пластины соизмерима с площадью горизонтальной полки, жесткость всего изолирующего вкладыша увеличивается и при эксплуатации под действием боковых сил, действующих со стороны подошвы рельса, не происходит разрушения (смятия) вертикальной полки изолирующего вкладыша.

Наличие во внешней стенке вертикальной полки уголка установочного паза для анкера позволяет надежно зафиксировать изолирующий вкладыш в заданном положении и исключить его горизонтальное перемещение под действием усилий со стороны рельса.

В данном рельсовом скреплении используется несимметричная упругая клемма и усилие прижатия подошвы рельса сосредоточено в месте контакта рычага клеммы с подошвой рельса через вкладыш, на который со стороны рычага клеммы действуют силы, пытающиеся развернуть вкладыш относительно оси рычага, что может привести к разрушению внутренней стенки вертикальной полки уголка, которая будет вдавливаться в торец подошвы рельса. Для исключения данного недостатка на горизонтальной полке выполнен выступ, боковая стенка которого является продолжением внешней стенки вертикальной полки, что обеспечивает ее подпор со стороны упорного участка второго конца клеммы, обеспечивающего заданное положение изолирующего вкладыша во всем диапазоне регулировки высоты рельса.

Для более надежной фиксации вкладыша относительно подошвы рельса и исключения скольжения рычага клеммы по поверхности горизонтальной полки, которое может привести к ее разрушению, в металлической пластине для установки рычага клеммы выполнено углубление в виде лунки или желоба.

Из уровня техники известны технические решения, предохраняющие от разрушения изолирующий вкладыш, для чего между концами клеммы и вкладышем прокладывают стальную пластину (патент UA №25909 "Рельсовый путь метрополитена", публикация 26.02.99) или металлический элемент в виде части полого цилиндра (заявка РФ № 99117868 "Рельсовое скрепление для пути на железобетонном основании", публикация 10.07.2001). В данных решениях, приемлемых только для симметричных упругих клемм, в изолирующем вкладыше от разрушения защищены только участки непосредственного контакта с концами клеммы, вертикальные же стенки вкладыша, обладающие малой жесткостью, не защищены от разрушения под действием боковых сил, действующих со стороны подошвы рельса, то есть данные технические решения не позволяют решить те задачи, которые решает заявляемое рельсовое скрепление.

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, на фиг.2 - изолирующий вкладыш, изометрия.

Промежуточное рельсовое скрепление состоит из анкера 1, закрепленного в железобетонной шпале 2, упругой клеммы 3 и изолирующего вкладыша 4 в виде уголка (далее уголок 4). Клемма 3 представляет собой пружину кручения, виток которой содержит два протяженных прямолинейных вертикальных участка 5. Конец 6 клеммы 3 является продолжением одного из прямолинейных участков 5, выступает за пределы анкера 1 и представляет собой рычаг (далее - рычаг 6), опирающийся на подошву 7 рельса 8. Концы 6 и 9 клеммы 3 закреплены в анкере 1 во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем конец 9 закреплен ниже конца 6. Упорный участок 10 конца 9 клеммы 3 расположен до анкера 1 и в состоянии окончательного монтажа ориентирован под острым углом α относительно торца подошвы 7 рельса 8.

Уголок 4 состоит из горизонтальной полки 11 и вертикальной полки 12. На горизонтальной полке 11, опирающейся на подошву 7 рельса 8, закреплена металлическая пластина 13, площадь которой соизмерима с площадью горизонтальной полки 11. Внутренняя стенка 14 вертикальной полки 12 упирается в торец подошвы 7 рельса 8, а внешняя стенка 15 вертикальной полки 12 контактирует с анкером 1 и упорным участком 10 конца 9 клеммы 3, для чего во внешней стенке 15 вертикальной полки 12 выполнен установочный паз 16 для анкера 1, а горизонтальная полка 11 снабжена выступом 17, боковая стенка которого является продолжением внешней стенки 15 вертикальной полки 14 на участке контакта с упорным участком 10 конца 9 клеммы 3. Высота выступа 17 равна 8-10 мм. Для рычага 6 клеммы 3 в металлической пластине 13 выполнено углубление 18 в виде лунки глубиной 1-1,5 мм.

Клемма 3 диаметром 16 мм выполнена из прутка пружинной стали. Суммарная длина клеммы 3 равна 600 мм, при этом длина каждого из протяженных участков 5 клеммы 3 равна по 300 мм. Рычаг 6 имеет плечо L=35 мм. Клемма 3 рассчитана на прижатие подошвы 7 с усилием в 1,1 т и рабочий ход клеммы 21 мм.

Уголок 4 выполнен из упругого материала, например полиамида. Металлическая пластина 13, толщина которой равна 4 мм, выполнена из коррозионно-стойкой каленой стали.

Монтаж рельсового скрепления производится на месте сборки рельсошпальной решетки. На шпалу 2 с анкером 1 укладывают рельс 8. Затем устанавливают уголок 4 таким образом, чтобы его горизонтальная полка 11 опиралась на подошву 7 рельса 8, анкер 1 располагался в установочном пазу 16 вертикальной полки 12, внутренняя стенка 14 которой упирается в торец подошвы 7 рельса 8. Рычаг 6 клеммы 3 закрепляют в анкере 1 и укладывают на металлическую пластину 13 в лунку 18. После этого конец 9 клеммы 3 закрепляют в анкере 1, упорный участок 10 конца 9 клеммы 3 занимает свое рабочее положение под острым углом α относительно торца подошвы 7 рельса 8, и контактируя с боковой стенкой выступа 17. Рельсовое скрепление готово к работе.

При выправке пути под подошву 7 рельса 8 устанавливают регулировочные прокладки (не показаны) требуемой толщины. Рельс 8, вместе с уголком 4, приподнимается, при этом сохраняется контакт между вертикальной стенкой 12 уголка 4 и упорным участком 10 клеммы 3, удерживающим уголок 4 от смещения относительно подошвы 7. Сила давления подошвы 7 увеличивается и через металлическую пластину 13 уголка 4 и рычаг 6 передается на протяженные участки 5 клеммы 3, которые работают на кручение (угол закручивания участков 8 достигает 23°). Увеличение силы давления со стороны подошвы 7 не нарушает целостности горизонтальной полки 11, защищенной от разрушения металлической пластиной 13. При эксплуатации железнодорожного пути вертикальное воздействие колес подвижного состава на рельс приводит к увеличению как силы давления подошвы 7 через горизонтальную полку 11 уголка 4 на рычаг 6, так и силы давления рычага 6 на полку 11, защищенную металлической пластиной 13 от разрушения. Поперечное горизонтальное воздействие колес подвижного состава на рельс 8 приводит к увеличению боковых сил со стороны подошвы 7 рельса 8 на вертикальную полку 12 уголка 4, но благодаря тому, что металлическая пластина 13, площадь которой соизмерима с площадью горизонтальной полки 11, упирается в анкер 1, разрушения (смятия) вертикальной полки 12 не происходит.

Формула изобретения

1. Рельсовое скрепление, содержащее упругую клемму, выполненную в виде пружины кручения, каждый виток которой содержит протяженные участки, причем первый конец клеммы, являющийся продолжением одного из протяженных участков, закрепленный в анкере и выступающий за его пределы, представляет собой рычаг, выполненный с возможностью упора на подошву рельса, при этом первый и второй концы клеммы закреплены в анкере во взаимно перпендикулярных плоскостях, а упорный участок второго конца клеммы расположен до анкера, отличающееся тем, что рельсовое скрепление снабжено изолирующим вкладышем, выполненным в виде уголка, у которого на горизонтальной полке, опирающейся на подошву рельса, закреплена металлическая пластина, площадь которой соизмерима с площадью горизонтальной полки, внутренняя стенка вертикальной полки уголка упирается в торец подошвы рельса, а внешняя стенка вертикальной полки уголка контактирует с анкером и упорным участком второго конца клеммы, для чего во внешней стенке вертикальной полки уголка выполнен установочный паз для анкера, а горизонтальная полка уголка снабжена выступом, боковая стенка которого является продолжением внешней стенки вертикальной полки уголка на участке контакта с упорным участком второго конца клеммы.

2. Рельсовое скрепление по п.1, отличающееся тем, что для рычага клеммы в металлической пластине выполнено углубление в виде лунки или желоба.