Ходовой рельс для рельсового корыта

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2338025
Дата публикации: 
Понедельник, Ноябрь 10, 2008
Начало действия патента: 
Среда, Сентябрь 14, 2005

Изобретение относится к рабочему рельсу с непрерывной опорой в рельсовом корыте стальной конструкции или бетонных плитах и т.п., закрепленному в нем с помощью двухкомпонентной массы для заделки. Ходовой рельс выполнен в виде желобчатого рельса, содержащего головку (1) качения, направляющую головку (2), шейку (3) и подошву (4) рельса, имеет наибольшую высоту (А) относительно опорной поверхности (40) подошвы (4) рельса более 10,0 см, однако менее 12,4 см, ширину подошвы более 10,1 см, но менее 14,0 см, ширину головки (1) качения, по существу, от 5,1 см до 6,3 см, и две расположенные по обе стороны шейки (3) рельса камеры для стыковых накладок. При этом расположенная относительно поперечного сечения рельса на стороне направляющей головки камера для стыковой накладки имеет ширину (D) плоского основания, по меньшей мере, 1,64 см. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой экономичности при укладке и надежной работы с длительным сроком службы рельсовых путей. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.


Изобретение относится к ходовому рельсу с непрерывной опорой в рельсовом корыте стальной конструкции или бетонных плит и т.п., закрепленному в нем с помощью двухкомпонентной массы для заделки.

В области улиц, уличных перекрестков, озелененных площадей и т.п.часто необходимо или желательно утапливать ходовые рельсы рельсовых путей в дорожное полотно или озелененную площадь для обеспечения легкого переезда через них шин других транспортных средств или для желаемого оптического оформления.

Для трамваев обычно применяют высокие желобчатые рельсы с большим в направлении нагрузки моментом сопротивления, а также с шириной подошвы рельса до 18 см и больше, и размещают на укрепленном грунте, при этом для создания рельсового пути осуществляют точное дистанцирование рельсов друг от друга с помощью металлических дистанцирующих средств. Значительная плоскопараллельность головки рельса или соответственно головки качения и направляющей головки желобчатого рельса, и дорожного полотна или озелененной поверхности достигается с помощью наполнительного материала, при необходимости с помощью покрытия дорожного полотна.

Строительство рельсового пути с утопленными в поверхность рельсами можно также осуществлять так, что в качестве несущей конструкции используется одна или несколько бетонных плит с двумя U-образными выемками в продольном направлении так называемого рельсового корыта для размещения двух виньолевских рельсов. Для крепления виньолевских рельсов в бетонной плите с обеспечением точного дистанцирования их друг от друга, после установки в рельсовом корыте осуществляют достигающее головки заполнение с помощью при необходимости упругой двухкомпонентной массы, такой как, например, полиуретановая пена или т.п. Такое крепление рельсов для образования рельсового пути можно предпочтительно выполнять как в бетонных плитах, так и в стальных конструкциях, при этом возможна непрерывная опора рельс, так что можно применять также виньолевские рельсы с небольшим моментом инерции.

Однако крепление виньолевских рельсов с помощью указанного способа в рельсовом корыте имеет тот недостаток, что необходимы большие объемы заполняющей массы для заделывания или соответственно фиксации их в рельсовом корыте. Кроме того, с учетом реборды колеса целесообразно понижать уровень заделывания рельсов на внутренней стороне рельсового пути, что может быть связано с дополнительными затратами. Наконец, ширина головки виньолевского рельса относительно ширины подошвы небольшая, за счет чего в зоне дорожного полотна боковые поверхности при необходимости мягкой массы для заделки увеличены и повышена опасность износа, а также требуются большие объемы заполнения для заделывания рельсов.

В основу изобретения положена задача создания ходового рельса указанного в начале вида, который исключает указанные выше недостатки, который можно соединять с накладками, имеет высокую экономичность в изготовлении с закалкой головки, требует небольшого объема массы для заделки при фиксации в рельсовом корыте и обеспечивает высокую устойчивость и большой срок службы рельсового пути.

Эта задача решена в рельсе указанного в начале вида тем, что ходовой рельс выполнен в виде желобчатого рельса, содержащего головку качения, направляющую головку, шейку и подошву рельса, имеет наибольшую высоту относительно опорной поверхности подошвы рельса более 10,0 см, однако менее 12,4 см, общую ширину подошвы более 10,1 см, но менее 14,0 см, ширину головки качения, по существу, от 5,1 см до 6,3 см, и две расположенные по обе стороны шейки рельса камеры для стыковых накладок, при этом расположенная относительно поперечного сечения рельса на стороне направляющей головки камера для стыковой накладки имеет ширину плоского основания, по меньшей мере, 1,64 см.

Достигаемые с помощью соответствующего изобретению ходового рельса преимущества при встраивании в рельсовое корыто обеспечиваются синергетически за счет высокой экономичности при строительстве рельсового пути, а также особенно хороших свойств рельсового пути в режиме работы с высокой нагрузкой. Применение желобчатого рельса предпочтительно обеспечивает минимизацию наружной поверхности массы для заделки относительно проезжей части, при этом его профиль поперечного сечения также направлен на обеспечение высокой устойчивости и несущей способности при эксплуатации рельсового пути, а также возможность проезда, по существу, всех обычных колес. Камеры для стыковых накладок предпочтительно имеют такие размеры, что отверстия для крепления соединительных частей обеспечивают их необходимую механическую несущую способность.

Для благоприятного направления нагрузки колес в основание рельсового корыта, которое может иметь резиновую прокладку, выбирается минимальная общая ширина подошвы рельса, при этом ее наибольшая ширина согласно изобретению устанавливается с учетом минимизации поперечного сечения рельсового корыта. Также высота желобчатого рельса согласно изобретению установлена так, что при большой несущей способности обеспечивается небольшая глубина рельсового корыта и тем самым предпочтительное и экономичное выполнение компонентов основания.

Особенно предпочтительный вариант выполнения желобчатого рельса согласно изобретению достигается тогда, когда перпендикулярно опорной поверхности подошвы рельса направляющая головка и расположенный на той же стороне фланец подошвы рельса имеют относительно шейки рельса, по существу, одинаковый вылет, и что на противоположной стороне вылет фланца подошвы рельса превышает вылет головки качения предпочтительно на более чем 1,0 см.

За счет такого выполнения поперечного сечения можно, с одной стороны, при нагрузке головки качения в кривых уменьшить опорную функцию подошвы рельса и тем самым наибольшее поверхностное напряжение на фланцевом конце и приблизительно обеспечить благоприятную прямоугольную форму контура поперечного сечения рельса.

Относительно максимально простой укладки рабочего рельса согласно изобретению в изогнутый рельсовый путь, а также для согласованного с грунтом ввода сил сжатия от соответствующих осевых нагрузок предпочтительно, когда площадь поперечного сечения рельса составляет меньше 75,0 см2, но более 69,0 см2, и момент инерции относительно оси хх превышает значение 800,0 см4, а момент инерции относительно оси yy меньше, чем 650 см4.

С помощью площади поперечного сечения рельса и, в частности, за счет соответствующего момента инерции в соответствующих изобретению границах можно предпочтительно переносить упругую деформацию рельса на встраиваемые компоненты.

Особенно благоприятный прием максимальных напряжений при прогибании под колесной нагрузкой обеспечивается, когда центр тяжести площади поперечного сечения рельса находится на высоте оси хх в диапазоне 0,456-0,54 высоты рельса.

Для более высокой устойчивости желобчатого рельса при укладке в рельсовое корыто при проезде с высокими осевыми давлениями и/или скоростями, в частности в узких кривых рельсового пути, форма поперечного сечения предпочтительно выполнена так, что соединительная линия от расположенной внутри части головки качения до самой наружной выносной части выступающего фланца подошвы рельса имеет угол в диапазоне от 30° до 35°.

Если дополнительно к этому, по меньшей мере, головка качения имеет более высокую прочность и/или износостойкость, чем шейка рельса, то это означает, что, по меньшей мере, головка качения, предпочтительно головка качения и направляющая головка желобчатого рельса закалены, то можно значительно увеличить срок службы рельсового пути даже при работе с высокой нагрузкой.

Поперечное сечение желобчатого рельса согласно изобретению выполнено так, что концы рельса можно соединять с другими рельсами или частями стрелки с помощью стыковых накладок с помощью проходных винтов. За счет этого, даже когда не должна осуществляться торцевая сварка концов, обеспечивается возможность надежного соединения рельсов.

Наконец, при проезде по рельсовому пути зимой при температурах ниже точки замерзания, в частности вблизи стрелок, может быть предпочтительным, когда желобчатая стенка между головкой качения и направляющей головкой имеет расположенные на расстоянии друг от друга, ориентированные вниз отверстия, в частности в области стрелок, которые предпочтительно соединены со средствами отвода воды в массе для заливки или в крепежной системе.

Далее приводится более подробное описание рельса согласно изобретению со ссылками на два прилагаемых чертежа, на которых изображено:

фиг.1 - желобчатый рельс;

фиг.2 - желобчатый рельс в рельсовом корыте.

Перечень ссылочных позиций:

А - наибольшая высота желобчатого рельса,

В - ширина головки желобчатого рельса,

С - общая ширина подошвы рельса,

D - плоская ширина основания камеры для стыковых накладок на стороне направляющей головки,

H - высота горизонтальной оси момента инерции,

S - центр тяжести площади поперечного сечения,

xx - горизонтальная ось момента инерции,

yy - вертикальная ось момента инерции,

1 - головка качения,

2 - направляющая головка,

21 - отверстия отвода воды,

3 - шейка,

4 - подошва,

40 - опорная поверхность подошвы,

41 - фланец подошвы, расположенный на стороне головки качения,

42 - фланец подошвы, расположенный на стороне направляющей головки,

5 - часть с рельсовым корытом,

6 - масса для заделки,

61 - прокладка,

7 - средство отвода воды.

На фиг.1 показано поперечное сечение желобчатого рельса согласно изобретению. Головка рельса с общей шириной В имеет головку 1 качения и направляющую головку 2 с расположенным между ними желобком. Шейка 3 соединяет головку рельса с подошвой 4 рельса, при этом вылет направляющей головки 2 и фланца 42 подошвы относительно вертикальной оси yy имеют, по существу, одинаковый размер. На противоположной стороне вылет головки 1 качения относительно вертикальной оси yy меньше вылета фланца 42 подошвы.

При общей ширине С подошвы 4 рельса максимальная высота А желобчатого рельса выполнена так, что в поперечном сечении соединительная линия от расположенной внутри границы головки 1 качения до самой наружной части опорной поверхности 40 фланца 41 подошвы рельса имеет угол α больше 30°, но меньше 35°.

Высота Н центра S тяжести площади поперечного сечения желобчатого рельса составляет 0,456-0,54 максимальной высоты А.

Расположенная на стороне направляющей головки камера для стыковых накладок имеет плоское основание с шириной D, по меньшей мере, 1,64 см для обеспечения достаточной устойчивости и прочности снабженной отверстиями накладки.

На фиг.2 показан рельс согласно изобретению который встроен в рельсовое корыто. В конструктивной части 5, которая образована стальной конструкцией или бетонной плитой, заделан желобчатый рельс согласно изобретению с головкой 1 качения и направляющей головкой 2 так, что лишь головка 1 качения слегка выступает в вертикальном направлении над поверхностью конструктивной части, например бетонного дорожного полотна, и массы 6 заделки.

В верхней зоне желоба между головкой 1 качения и направляющей головкой 2 пунктирными линиями показаны отверстия 21, которые соединены со средством 7 отвода воды, и тем самым могут удерживать желоб свободным от скопившейся дождевой или растаявшей воды.

Между опорной поверхностью 40 подошвы 4 рельса и поверхностью основания рельсового корыта в конструктивной части 5 может быть расположена прокладка 61 с различной толщиной и с выбранными свойствами демпфирования.

Формула изобретения

1. Ходовой рельс с непрерывной опорой в рельсовом корыте стальной конструкции или бетонных плит и т.п., закрепленный в нем с помощью двухкомпонентной массы для заделки, отличающийся тем, что ходовой рельс выполнен в виде желобчатого рельса, содержащего головку (1) качения, направляющую головку (2), шейку (3) и подошву (4) рельса, имеет наибольшую высоту (А) относительно опорной поверхности (40) подошвы (4) рельса более 10,0 см, однако менее 12,4 см, общую ширину (С) подошвы более 10,1 см, но менее 14,0 см, ширину головки (1) качения по существу от 5,1 до 6,3 см, и две расположенные по обе стороны шейки (3) рельса камеры для стыковых накладок, при этом расположенная относительно поперечного сечения рельса на стороне направляющей головки камера для стыковой накладки имеет ширину (D) плоского основания, по меньшей мере, 1,64 см.

2. Ходовой рельс по п.1, отличающийся тем, что перпендикулярно опорной поверхности (40) подошвы (4) рельса направляющая головка (2) и расположенный на той же стороне фланец (42) подошвы рельса имеют относительно шейки (3) рельса по существу одинаковый вылет, и что на противоположной стороне вылет фланца (41) подошвы рельса превосходит вылет головки (1) качения, предпочтительно на более чем 1,0 см.

3. Ходовой рельс по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения рельса составляет меньше 75,0 см2, но более 69,0 см2, и момент инерции относительно оси хх превышает значение 800,0 см4, а момент инерции относительно оси уу меньше, чем 650 см4.

4. Ходовой рельс по п.1, отличающийся тем, что центр (S) тяжести площади поперечного сечения рельса лежит на высоте (Н) оси хх в диапазоне 0,456-0,54 максимальной высоты (А) рельса.

5. Ходовой рельс по п.1, отличающийся тем, что соединительная линия от расположенной внутри части головки (1) качения до самой наружной опорной части выступающего фланца (41) подошвы рельса имеет угол (α) в диапазоне от 30 до 35°.

6. Ходовой рельс по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, головка (1) качения имеет большую жесткость и/или износостойкость, чем шейка (3) рельса.

7. Ходовой рельс по п.1, отличающийся тем, что концы рельса выполнены с возможностью соединения с другими рельсами или частями стрелки с помощью стыковых накладок с помощью проходных винтов.

8. Ходовой рельс по п.1, отличающийся тем, что стенка желоба между головкой (1) качения и направляющей головкой (2) имеет расположенные на расстоянии друг от друга, ориентированные вниз отверстия (21), в частности, в зоне стрелок, которые соединены со средством (7) отвода воды в массе (6) заделки или в крепежной системе.