РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ (ВАРИАНТЫ)

Область техники
Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути и может быть использована для крепления рельсов к подрельсовым основаниям, в частности шпалам, выполненным, преимущественно, из древесины, в том числе модифицированной.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны рельсовые скрепления, содержащие подрельсовую подкладку, выполненную цельной деталью, преимущественно, из высокопрочного полиамида со стеклонаполнением. Подкладка содержит основание, выполненное постоянной высоты, на котором сформированы два подклеммных и подрельсовый участки. Подрельсовый участок расположен между подклеммными и ограничен двумя центральными поперечными выступами. Каждый из упомянутых подклеммных участков подкладки снабжен: двумя по существу зеркально симметричными продольными выступами с загнутыми к противоположным удлиненным сторонам подкладки концевыми участками; ограничительными выступами, сформированными рядом с отверстием для установки элемента крепления и между упомянутыми продольными выступами с образованием свободных зон W для размещения концевых участков пружинной клеммы, выполненной в плане В-образной формы. Между подкладкой подрельсовой и подошвой рельса может быть установлена прокладка, выполняющая функцию амортизатора, гасящего вибрации.
В качестве аналога выбрано рельсовое скрепление, известное из RU 99490, МПК E01B 9/54, E01B 9/02, публ. 20.11.2010, фиг. 5, 6. В качестве ближайшего аналога выбрано рельсовое скрепление, известное из RU 103365, кл. E01B 9/48, публ. 10.04.2011. Известное рельсовое скрепление снабжено описанной выше подкладкой подрельсовой, на которой установлены две пружинные клеммы, поджимающие с двух сторон подошву рельса, установленную на подрельсовом участке. Соединение подкладки подрельсовой со шпалой обеспечивают крепежные элементы, установленные в отверстиях подклеммных участков и соединенные с дюбелями, установленными в железобетонных шпалах. Вышеописанное промежуточное рельсовое скрепление характеризуется относительно простой конструкцией, технологичной при изготовлении и сборке, при этом обеспечивающей проектно заданное позиционирование пружинных клемм и крепежных элементов в процессе сборки промежуточного рельсового скрепления.
К недостаткам вышеописанной конструкции относится ограниченное его применение, а именно на железобетонных шпалах, форма которых обеспечивает подуклонку рельса. На существующих деревянных шпалах, выполненных с постоянной высотой поперечного сечения, описанная подкладка не обеспечивает подуклонку рельса, в частности 1:20.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели направлена на разработку надежного рельсового скрепления, благодаря которому сохраняется проектная ширина колеи и при этом обеспечивается подуклонка рельсов, установленных на шпалах, выполненных из древесины, в том числе модифицированной.
Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности рельсового скрепления, обеспечивающего подуклонку рельсов.
Сущность полезной модели, согласно первому варианту, заключается в том, что рельсовое скрепление содержит подкладку подрельсовую, выполненную цельной деталью с основанием, на котором расположены два центральных поперечных выступа, ограничивающих подрельсовый участок, с противоположных сторон которого расположены подклеммные участки, каждый из которых снабжен двумя продольными выступами с загнутыми к удлиненным сторонам основания подкладки концевыми участками, по меньшей мере, одним ограничительным выступом, расположенным между упомянутыми продольными выступами с образованием свободных зон для размещения концевых участков пружинной клеммы, выполненной в плане В-образной формы; прокладку подрельсовую, установленную на упомянутом подрельсовом участке; два крепежных элемента, установленных в отверстиях основания подкладки подрельсовой и в дюбелях, размещенных в теле шпалы, при этом в каждом подклеммном участке между головкой крепежного элемента и ограничительным выступом установлена шайба, согласно полезной модели, основание первого подклеммного участка выполнено высотой h1 плавно уменьшенной в направлении к подрельсовому участку, основание которого выполнено высотой h3 плавно уменьшенной в направлении ко второму подклеммному участку, при этом высота h1 основания первого подклеммного участка превышает высоту h3 основания подрельсового участка и высоту h2 основания второго подклеммного участка.
Подкладка подрельсовая может быть выполнена из полиамида со стеклонаполнением.
Сущность полезной модели, согласно второму варианту, заключается в том, что рельсовое скрепление содержит подкладку подрельсовую, выполненную цельной деталью с основанием, на котором расположены два центральных поперечных выступа, ограничивающих подрельсовый участок, с противоположных сторон которого расположены подклеммные участки, каждый из которых снабжен двумя продольными выступами с загнутыми к удлиненным сторонам основания подкладки концевыми участками, по меньшей мере, одним ограничительным выступом, расположенным между упомянутыми продольными выступами с образованием свободных зон для размещения концевых участков пружинной клеммы, выполненной в плане В-образной формы; прокладку подрельсовую, установленную на упомянутом подрельсовом участке; два крепежных элемента, установленных в отверстиях основания подкладки подрельсовой и в дюбелях, размещенных в теле шпалы, при этом в каждом подклеммном участке между головкой крепежного элемента и ограничительным выступом установлена шайба, согласно полезной модели, основание первого подклеммного участка выполнено высотой h1 плавно уменьшенной в направлении к подрельсовому участку, основание которого выполнено высотой h3 плавно уменьшенной в направлении ко второму подклеммному участку, при этом высота h1 основания первого подклеммного участка превышает высоту h3 основания подрельсового участка и высоту h2 основания второго подклеммного участка, а каждый дюбель содержит разнонаправленные наружную и внутреннюю резьбы и расположен расширенной головкой в нижней части шпалы.
Дюбель выполнен из полиамида.
Расширенная головка дюбеля содержит коническую часть, ограниченную углом α, величина которого составляет 80÷100°.
Сущность полезной модели, согласно третьему варианту, заключается в том, что рельсовое скрепление содержит подкладку подрельсовую, выполненную цельной деталью с основанием, на котором расположены два центральных поперечных выступа, ограничивающих подрельсовый участок, с противоположных сторон которого расположены подклеммные участки, каждый из которых снабжен двумя продольными выступами с загнутыми к удлиненным сторонам основания подкладки концевыми участками, по меньшей мере, одним ограничительным выступом, расположенным между упомянутыми продольными выступами с образованием свободных зон для размещения концевых участков пружинной клеммы, выполненной в плане В-образной формы; прокладку подрельсовую, установленную на упомянутом подрельсовом участке; два крепежных элемента, установленных в отверстиях основания подкладки подрельсовой и в дюбелях, размещенных в теле шпалы, при этом в каждом подклеммном участке между головкой крепежного элемента и ограничительным выступом установлена шайба, согласно полезной модели, основание первого подклеммного участка выполнено высотой h1 плавно уменьшенной в направлении к подрельсовому участку, основание которого выполнено высотой h3 плавно уменьшенной в направлении ко второму подклеммному участку, при этом высота h1 основания первого подклеммного участка превышает высоту h3 основания подрельсового участка и высоту h2 основания второго подклеммного участка, а шайба выполнена составной из электроизоляционного элемента, снабженного опорным участком, с противоположных сторон которого расположены металлические опорные пластины, наружный и внутренний кольцевые участки которых перекрыты упомянутым электроизоляционным элементом.
Электроизоляционный элемент шайбы выполнен кольцевым и образован в поперечном сечении H-образным участком.
Совокупность признаков заявляемой полезной модели находится в причинно-следственной взаимосвязи с достигаемым техническим результатом и представлена в независимых пунктах формулы полезной модели.
Краткое описание поясняющих фигур
фиг. 1 - изображена взрыв-схема предлагаемого рельсового скрепления;
фиг. 2 - схематично изображено предлагаемое рельсовое скрепление (сечение поперек рельса);
фиг. 3 - изображена подкладка;
фиг. 4 - изображено сечение А-А фиг. 3;
фиг. 5 - изображен в сечении дюбель;
фиг. 6 - представлена взрыв-схема предлагаемой электроизоляционной шайбы (поперечное сечение);
фиг. 7, 8 - изображены электроизоляционные шайбы (поперечное сечение).
На вышеуказанных фигурах изображены:
1 - подкладка подрельсовая;
2 - пружинная клемма;
2а - концевой участок ветви пружинной клеммы;
2b - скругленный участок пружинной клеммы;
2с - горизонтальный участок пружинной клеммы;
3 - крепежный элемент;
3а - головка крепежного элемента;
4 - дюбель;
4а - головка дюбеля;
4b - коническая часть;
4с - цилиндрическая часть;
4d - наружная резьба;
4f - внутренняя резьба;
5 - шпала;
6 - основание подкладки подрельсовой;
6а - основание подрельсового участка 7;
6b - основание подклеммного участка 8;
6с - основание подклеммного участка 9;
7 - подрельсовый участок;
8 - подклеммный участок;
9 - подклеммный участок;
10 - боковина;
11 - боковина;
12 - стенка постели шпалы;
13 - стенка постели шпалы;
14 - центральный поперечный выступ;
14а - центральная часть центрального поперечного выступа;
15 - рельс;
15а - подошва рельса;
16 - отверстие;
17 - ограничительный выступ;
18 - продольный выступ;
18а - концевой участок продольного выступа;
19 - нижний выступ;
19а - внешний участок нижнего выступа 19;
20 - нижний выступ;
20а - внешний участок нижнего выступа 20;
21 - ограничительный бортик;
22 - ограничительный бортик;
23 - вырез;
24 - углубление;
25 - грань;
26 - прокладка подрельсовая;
27 - шайба;
28 - электроизоляционный элемент шайбы 27;
28а - опорный участок электроизоляционного элемента;
28b - наружный кольцевой выступ электроизоляционного элемента;
28с - внутренний кольцевой выступ электроизоляционного элемента;
29 - опорная пластина;
29а - наружный кольцевой участок опорной пластины;
29b - внутренний кольцевой участок опорной пластины;
L - продольная ось подкладки подрельсовой 1;
N - продольная ось шпалы 5.
Следует понимать, что специалисты в данной области техники смогут предложить другие варианты осуществления полезной модели и что некоторые ее детали можно изменять в различных других аспектах, не выходя за рамки сущности и объема настоящей полезной модели, соответственно, фигуры и подробное описание рельсового скрепления носит иллюстративный, но не ограничительный характер.
Лучший вариант осуществления полезной модели
Рельсовое скрепление (см. фиг. 1, 2) содержит: подкладку 1 подрельсовую (далее - подкладка); две пружинные клеммы 2, каждая из которых выполнена в плане В-образной формы; два крепежных элемента 3; два дюбеля 4, установленные в теле шпалы 5, выполненной, преимущественно, из древесины, в том числе модифицированной.
Подкладка 1 (см. фиг. 3, 4) выполнена цельной монолитной деталью и содержит основание 6 с подрельсовым 7 и двумя подклеммными участами 8 и 9. Подкладка 1 содержит боковины 10 и 11, ограничивающие с одной стороны упомянутые подклеммные участки 8 и 9, соответственно. В рельсовом скреплении участки боковин 10 и 11, опирающиеся на соответствующие им стенки 12 и 13 постели шпалы 5, выполнены наклонными.
Подрельсовый участок 7 расположен в центральной зоне основания 6 и ограничен с двух сторон двумя центральными поперечными выступами 14, ограничивающими боковые перемещения рельса 15.
Подклеммные участки 8 и 9 расположены с противоположных сторон от подрельсового участка 7, при этом каждый из них содержит: сквозное отверстие 16 для установки крепежного элемента 3, посредством которого осуществляется крепление подкладки 1 к шпале 5 и прижатие пружинной клеммы 2 к основанию 6 подкладки 1 и к подошве 15а рельса 15; два ограничительных выступа 17, ограничивающих усилия прижатия пружинной клеммы 2 к основанию 6; два продольных выступа 18.
Продольные выступы 18 выполнены в виде зеркально отраженных по форме стенок с загнутыми по радиусу концевыми участками 18а, направленными к удлиненным сторонам основания 6, что обеспечивает проектно заданное положение пружинных клемм 2. В каждом подклеммном участке 8, 9 сквозное отверстие 16 расположено между ограничительными выступами 17, а все вместе они расположены между двумя продольными выступами 18 с образованием свободных зон W для размещения концевых участков 2а ветвей пружинной клеммы 2.
Для лучшего понимания сущности заявленного решения основание 6 условно разделено на участки 6а, 6b и 6с, принадлежащие подрельсовому 7, первому подклеммному 8 и второму подклеммному 9, соответственно, участкам подкладки 1 (см. фиг. 4). Основание 6b первого подклеммного участка 8 выполнено высотой h1, плавно уменьшенной в направлении от боковины 10 к подрельсовому участку 7. Основание 6а подрельсового участка 7 выполнено высотой h3, плавно уменьшенной в направлении от первого подклеммного участка 8 ко второму подклеммному участку 9. Основание 6с второго подклеммного участка 9 выполнено высотой h2, плавно уменьшенной в направлении от подрельсового участка 7 к боковине 11. При этом высота h1 основания 6b первого подклеммного участка 8 превышает высоту h3 основания 6а подрельсового участка 7 и высоту h2 основания 6с второго подклеммного участка 9. Вышеописанная конструкция при длительной эксплуатации в условиях повышенных динамических нагрузок обеспечивает полное опирание подошвы 15а рельса 15 на подрельсовый участок 7 подкладки 1 и проектно заданную подуклонку рельса, в частности, 1:20.
Подкладка 1 снабжена нижними выступами 19 и 20, сформированными с нижней стороны основания 6 для ограничения смещения подкладки 1 вдоль шпалы 5. Внешние участки 19а и 20а нижних выступов 19 и 20, соответственно, являются частью боковин 10 и 11, соответственно, подкладки 1. Нижние выступы 19 и 20 могут быть выполнены цельными или члененными локальными выемками.
Подкладка 1 снабжена ограничительными бортиками 21 и 22, препятствующими смещению скругленных участков ветвей 2b пружинных клемм 2. В конкретном примере исполнения ограничительные бортики 21 и 22 являются периферийными частями первого 8 и второго 9, соответственно, подклеммных участков.
Каждый из поперечных выступов 14 может быть выполнен с боковыми вырезами 23, через которые проходит пружинная клемма 2 при охвате центральной части 14а поперечного выступа 14 и прижатия своим горизонтальным участком 2с подошвы 15а рельса 15.
Для снижения массы подкладки 1 с нижней ее стороны могут быть сформированы выемки, образующие ячеистую структуру.
Вышеописанная подкладка 1 может быть выполнена по существующей отработанной технологии методом литья под давлением из высокопрочного полиамида со стеклонаполнением, например, марки PA6-GF35, или из другого высокопрочного композитного материала.
По меньшей мере, два дюбеля 4 установлены в теле шпалы 5 таким образом, что их расширенные головки 4а расположены в нижней части шпалы 5, при этом каждый дюбель 4 (см. фиг. 5) выполнен из высокопрочного полиамида и содержит разнонаправленные наружную 4d и внутреннюю 4f резьбы, что повышает эксплуатационную надежность дюбеля 4 в рельсовом скреплении, поскольку в процессе ввинчивания крепежного элемента 3 в дюбель 4, последний (имеется ввиду дюбель 4) подтягивается вверх к подкладке 1, таким образом, исключается вывинчивание дюбеля 4 из тела шпалы 5 в процессе многократного ввинчивания крепежного элемента 3. В конкретном примере исполнения дюбеля 4 его наружная резьба 4d выполнена левосторонней, а внутренняя резьба 4f выполнена правосторонней.
Расширенная головка 4а дюбеля 4 образована с наружной стороны конической частью 4b, продолжением которой является цилиндрическая часть 4с, при этом коническая часть 4b, ограничена углом α, величина которого составляет 80÷100°.
В цилиндрической части 4с выполнено углубление 24 под ключ, с помощью которого дюбель 4 вворачивается в отверстие шпалы 5. Упомянутое углубление 24 ограничено тремя боковыми гранями 25. Такая конструкция расширенной головки 4а выдерживает повышенные нагрузки, воздействующие на боковые грани 25 в процессе затяжки дюбеля 4 в тело шпалы 5, и практически исключает отрыв упомянутой расширенной головки 4а и/или появление в ней трещин.
Дюбель 4 может быть изготовлен способом литья под давлением. Для изготовления дюбеля 4 целесообразно использовать высокопрочный полимерный материал, например, полиамид 66, который сохраняет свои свойства в интервале температур от -50 до +80°C, что в свою очередь, позволяет дюбелю 4 сохранять свою конструктивно заданную форму и работоспособность в узле рельсового скрепления.
В качестве крепежного элемента 3 может быть использован болт, винт, или шуруп.
Между подошвой 15а рельса 15 и подкладкой 1 на подрельсовом участке может быть установлена прокладка 26 подрельсовая, выполняющая функцию амортизатора. Прокладка 26 изготавливается цельной деталью литьем под давлением из термоэластопласта, или резины, или пластических масс, или полимерного композита, или другого материала.
В промежуточном рельсовом скреплении под головками За крепежных элементов 3 установлены шайбы 27. Упомянутые шайбы 27 могут иметь различные конструкции. Чтобы создать электрическую изоляцию между шпалой 5 и рельсом 15, шайба 27 может быть выполнена электроизоляционной, как изображено на фигурах 6, 7 и 8. Электроизоляционная шайба 27 выполнена составной из электроизоляционного элемента 28 и двух металлических опорных пластин 29.
Электроизоляционный элемент 28 снабжен опорным участком 28а, с противоположных сторон которого расположены металлические опорные пластины 29. Наружный 29а и внутренний 29b кольцевые участки каждой опорной пластины 29 перекрыты соответственно наружным 28b и внутренним 28с кольцевыми выступами электроизоляционного элемента 28. При этом высота внутреннего кольцевого выступа 28с может соответствовать высоте наружного кольцевого выступа 28b, как изображено на фигуре 7, или незначительно превышать ее, как изображено на фигуре 8.
Электроизоляционный элемент 28 выполнен кольцевым и образован в поперечном сечении H-образным участком. Выполнение электроизоляционной шайбы 27 в виде «пакета»: металлическая опорная пластина 29 - электроизоляционный опорный участок 28а - металлическая опорная пластина 29 позволяет создать прочную конструкцию, которая воспринимает высокие нагрузки в рельсовом скреплении и одновременно исключает электрическую связь между крепежным элементом 3 - пружинной клеммой 2 - рельсом 15, что повышает надежность электроизоляционной шайбы 27 и рельсового скрепления в целом. Использование электроизоляционной шайбы 27 в рельсовых скреплениях повышает безопасность грузопассажирских перевозок.
В рельсовом скреплении вышеописанная подкладка 1 устанавливается в ответном ей углубленном участке - постели шпалы 5, при этом первый подклеммный участок 8 всегда расположен с внешней стороны железнодорожного пути. На подрельсовом участке 7 подкладки 1 установлена прокладка 26, на которую опирается подошвой 15а рельс 15, при этом центральные поперечные выступы 14 подкладки 1 препятствуют смещению прокладки 26 и упомянутой подошвы 15а вдоль продольной оси L подкладки 1 и вдоль продольной оси N шпалы 5. Крепежные элементы 3, соединяющие подкладку 1 со шпалой 5, установлены в отверстиях 16 и соединены с внутренней резьбой 4f дюбелей 4. Через шайбы 27 усилия затяжки крепежных элементов 3 передаются пружинным клеммам 2, обеспечивая их надежное прижатие к основанию 6 подкладки 1 и к подошве 15а рельса 15.
Вышеописанное рельсовое скрепление характеризуется повышенной эксплуатационной надежностью, поскольку при длительной эксплуатации в условиях повышенных динамических нагрузок сохраняется проектно заданная ширина колеи и обеспечивается проектно заданная подуклонка рельса, в частности 1:20.