СИСТЕМА КРЕПЛЕНИЯ РЕЛЬСА
RAIL FASTENING SYSTEM

Изобретение относится к системе крепления рельса для закрепления рельса на нижнем строении пути, предпочтительно на безбалластном железнодорожном пути (монолитный путь). Система крепления рельса имеет рельсовую подкладочную плиту, которая приспособлена для фиксации рельса, и подкладочную плиту, которая приспособлена для закрепления рельсовой подкладочной плиты на нижнем строении пути.
Для высокоскоростных железнодорожных линий и линий с повышенными требованиями к шумоподавлению и поглощению вибраций, например, в туннелях или для метро, прокладываются рельсовые пути и стрелки на шпалах или на так называемом ʺбезбалластном путиʺ (монолитный путь). Безбалластный путь представляет собой в большинстве случаев плоскостную сплошную бетонную плиту, которая вместо верхнего строения пути из щебня служит в качестве нижнего строения для рельсовых путей. Для закрепления железнодорожного рельса на безбалластном пути используются рельсовые подкладочные плиты и промежуточные плиты, которые, по меньшей мере, частично гибки. При прокатывании колеса рельсового транспортного средства ходовой или рамный рельс прогибается из-за гибкого расположения, вследствие чего шум и вибрации гасятся.
В соответствии с конструкцией используются высокоупругие пластиковые промежуточные плиты между рельсовой подкладочной плитой и шпалой или безбалластным путем. Так WO 2007/082553 A1 описывает систему для закрепления рельса на безбалластном нижнем строении пути. Система имеет состоящий из упругого материала промежуточный слой, который в смонтированном состоянии системы лежит на безбалластном нижнем строении пути. Дальнейшие известные конструкции следуют из WO 2005/017258 A1, DE 101 39 198 A1 и US 2013/0168460 A1.
Ввиду разнообразия различных рельсовых подкладочных плит, в частности в области стрелки (плиты с подушкой, роликами, ребристые плиты, контррельсовые плиты и плиты для крестовины стрелки), является желательным выполнять системы крепления рельса таким образом, что они могут универсальным образом адаптироваться и применяться. В частности, в этом случае надежная передача поперечного усилия от колеса рельсового транспортного средства в бетонное тело связана с техническими проблемами.
Известно реализовывать восприятие поперечного усилия специально выполненными упорами на бетонном теле. Альтернативно могут использоваться несколько, обычно два, крепежных элемента на сторону. Тем не менее в последнем случае ввиду допусков конструктивных элементов и производственных допусков, в частности, бетонного тела является невозможным распределять поперечное усилие равномерно по нескольким установленным крепежным элементам. В этом смысле система технически избыточна.
И хотя крепежная структура согласно DE 101 39 198 A1 требует лишь один крепежный элемент на сторону и не требует дополнительных бетонных упоров, тем не менее важная регулировка высоты рельса, например, за счет промежуточных плит между шпалой и рельсовой подкладочной плитой, не возможна без затруднений, так как в противном случае нагрузка поперечного усилия на задающую угол плиту стала бы слишком большой.
US 2013/0168460 A1 описывает крепежную структуру, при которой используются запасные упоры, которые неразъемно соединены друг с другом, для того чтобы через в каждом случае один крепежный элемент на сторону отводить возникающие поперечные усилия. Однако, в реальных условиях эксплуатации нагрузка ввиду производственных допусков неравномерна, то есть поперечные усилия отводятся в основном через один крепежный элемент. Также эта система таким образом избыточна. Кроме того, монтаж и демонтаж системы затрудняется из-за высоких запасных упоров.
Задача изобретения заключается в том, чтобы предоставить улучшенную систему крепления рельса для закрепления рельса на нижнем строении пути, предпочтительно на безбалластном пути.
Решается задача с помощью системы крепления рельса с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, из последующего представления изобретения, а также из описания предпочтительных примеров осуществления.
Система крепления рельса согласно изобретению служит для разъемного закрепления рельса на нижнем строении пути. Нижним строением пути является предпочтительно безбалластный путь, например, основание из бетона, однако им может быть также железнодорожная шпала или другое подходящее нижнее строение пути. Система крепления рельса имеет рельсовую подкладочную плиту, которая приспособлена для фиксации рельса, причем рельс находится с этой целью в смонтированном состоянии в контакте с рельсовой подкладочной плитой и при помощи рельсового крепежа закреплен на ней. Рельсовая подкладочная плита является, например, фасонной деталью из стали. Система крепления рельса имеет далее подкладочную плиту, которая приспособлена для закрепления рельсовой подкладочной плиты на нижнем строении пути, причем рельсовая подкладочная плита закреплена в смонтированном состоянии при помощи одного или нескольких, предпочтительно двух, фиксирующих узлов на подкладочной плите, и подкладочная плита находится в контакте с нижним строением пути. Предпочтительно один фиксирующий узел предусмотрен на сторону. Рельсовая подкладочная плита и подкладочная плита не должны при этом обязательно находиться в непосредственном контакте друг с другом, так как между обеими плитами могут быть предусмотрены, например, одна или несколько дистанционных плит (описанных далее подробно внизу) и/или одна или несколько гибких промежуточных плит (также описанных далее подробно внизу). Подкладочная плита обеспечивает соединение системы крепления рельса с нижним строением пути.
Согласно изобретению подкладочная плита состоит из нескольких частей, предпочтительно из двух частей, так что она может устанавливаться на различные размеры рельсовой подкладочной плиты. Разделение подкладочной плиты предусмотрено при этом предпочтительно таким образом, что возможность установки реализуется вдоль поперечного направления. ʺПоперечное направлениеʺ обозначает при этом то направление, которое расположено перпендикулярно к плоскости, которая образуется направлением продольной протяженности рельса, а также направлением силы тяжести. Поперечное направление соответствует таким образом направлению основной протяженности шпалы в смонтированном состоянии. Следует указать на то, что обозначения ʺвверхуʺ, ʺвнизуʺ, ʺвертикальноʺ, ʺперпендикулярноʺ, ʺпоперекʺ, ʺвдольʺ и т.д. здесь очевидны, так как рельс и система крепления рельса используются в смонтированном состоянии в однозначном положении.
Так как подкладочная плита состоит из нескольких частей, например, из первого участка подкладочный плиты и перемещаемого относительно него второго участка подкладочной плиты, подкладочная плита может адаптироваться к различным рельсовым подкладочным плитам, например, в области остряка, соединительного рельса и крестовины стрелки. Система крепления рельса может таким образом универсально адаптироваться и обеспечивает одновременно надежную передачу усилия, в частности поперечного усилия, от колеса рельсового транспортного средства в нижнее строение пути.
Предпочтительно система крепления рельса имеет далее, по меньшей мере, одну промежуточную плиту из гибкого материала, которая в смонтированном состоянии расположена между подкладочной плитой и рельсовой подкладочной плитой. Промежуточная плита улучшает расположение рельсовой подкладочной плиты и служит в качестве ударной и звуковой изоляции между рельсом и нижним строением пути. Материал промежуточной плиты имеет предпочтительно статическую жесткость примерно 200 кН/мм или менее. Промежуточная плита может также состоять из нескольких частей, для того чтобы дополнительно улучшать способность адаптации системы крепления рельса.
Предпочтительно система крепления рельса имеет далее, по меньшей мере, одну дистанционную плиту, которая в смонтированном состоянии расположена между подкладочной плитой и рельсовой подкладочной плитой. С помощью дистанционной плиты можно компенсировать возможно имеющиеся допуски по высоте нижнего строения пути. Дистанционная плита изготовлена, например, из металла или пластика. Предпочтительно дистанционная плита состоит из нескольких частей, например, из двух частей, так что она может устанавливаться на различные размеры рельсовой подкладочной плиты. Таким образом, способность адаптации системы крепления рельса может улучшаться дополнительно.
Предпочтительно фиксирующие органы в каждом случае имеют одну или несколько зажимных клемм, которые приспособлены для того, чтобы прижимать рельсовую подкладочную плиту с определенным усилием к подкладочной плите. С этой целью фиксирующие органы могут быть выполнены таким образом, что их зажимные клеммы охватывают концы рельсовой подкладочной плиты и прижимают ее к подкладочной плите. Таким образом, рельсовая подкладочная плита фиксируется в вертикальном направлении. Зажимные клеммы выполнены предпочтительно с высокой вертикальной усталостной прочностью, причем точная форма, толщина материала и коэффициент жесткости (упругости) могут варьироваться в зависимости от случая применения.
Предпочтительно фиксирующие органы в каждом случае имеют угловую направляющую плиту, которая приспособлена для определенного задания положения и позиции, а также для опирания соответствующей зажимной клеммы. Таким образом, можно надежно и в течение длительного времени реализовывать необходимые усилия фиксации.
Предпочтительно фиксирующие органы, например, их угловые направляющие плиты, выполнены таким образом, что они в смонтированном состоянии расположены в поперечном направлении в каждом случае заподлицо встык в контакте с торцевой стороной рельсовой подкладочной плиты, причем находящиеся в контакте торцевые стороны рельсовой подкладочной плиты и фиксирующих органов выполнены таким образом, что они входят в соединение с геометрическим замыканием. Например, угловые направляющие плиты выполнены с этой целью T-образными, так что их выступ входит в смонтированном состоянии в зацепление с соответствующей выемкой на торцевой стороне рельсовой подкладочной плиты, вследствие чего находящиеся в контакте торцевые стороны рельсовой подкладочной плиты и угловые направляющие плиты входят в соединение с геометрическим замыканием. Таким образом, конструктивно просто предотвращается продольное перемещение рельсовой подкладочной плиты.
Предпочтительно фиксирующие органы в каждом случае имеют дюбель и винтообразный крепежный элемент, который при помощи дюбеля закрепляется в нижнем строении пути. Наиболее предпочтительно фиксирующие органы выполнены таким образом, что дюбели при смонтированной подкладочной плите могут выворачиваться сверху из нижнего строения пути. Все компоненты могут таким образом просто заменяться. Это имеет место, в частности, также в том случае, если дюбели заделаны в нижнем строении пути из бетона. Техническое обслуживание системы крепления рельса, замена компонентов и т.д. могут выполняться без разрушения или повреждения нижнего строения пути.
Предпочтительно подкладочная плита имеет на обоих концевых участках в поперечном направлении запасные упоры, которые приспособлены для того, чтобы стабилизировать рельсовую подкладочную плиту в поперечном направлении. Таким образом, поперечные усилия могут более надежно отводиться в нижнее строение пути.
Предпочтительно нижняя сторона подкладочной плиты имеет структуру из возвышений и углублений, предпочтительно ячеистую структуру, которая приспособлена для того, чтобы сцепляться с нижним строением пути, вследствие чего дополнительно стабилизируется подкладочная плита на нижнем строении пути.
Дальнейшие преимущества и признаки данного изобретения станут очевидными из последующего описания предпочтительных примеров осуществления. Описанные там признаки могут реализовываться по отдельности или в комбинации с одним или несколькими из изложенных выше признаков, если эти признаки не противоречат друг другу. Последующее описание предпочтительных примеров осуществления имеет место при этом со ссылкой на приложенный чертеж.
На чертеже показаны:
фиг.1 - вид в перспективе в разобранном виде, показывающий систему крепления рельса и закрепляемый при помощи нее на безбалластном пути рельс;
фиг.2 - схематичный вид в поперечном разрезе системы крепления рельса; и
фиг.3 - система крепления рельса в смонтированном состоянии под наклоном снизу.
Далее предпочтительные примеры осуществления описываются на основе фигур. При этом одинаковые, аналогичные или одинаково действующие элементы снабжены на фигурах идентичными ссылочными позициями, и от повторного описания этих элементов частично отказываются, для того чтобы предотвращать избыточность описания.
Система крепления рельса, изображенная на фиг.1-3, имеет рельсовую подкладочную плиту 1 для фиксации монтируемого на ней рельса 2. Рельсовая подкладочная плита 1 является, например, фасонной деталью из стали.
В данном примере осуществления рельс 2 находится в области стрелки. По этой причине на фиг.1-3 показан дальнейший рельсовый участок 2`. Рельсовый участок 2` лежит на соответствующем участке рельсовой подкладочной плиты 1 и может перемещаться в поперечном направлении (левом/правом направлении на изображении фиг. 2). Следует указать на то, что система крепления рельса может также использоваться за пределами стрелки, в зоне нормального рельсового пути. Точная форма рельсовой подкладочной плиты 1 может быть при этом адаптирована к конкретной среде применения.
Рельсовая подкладочная плита 1 имеет участок 1a фиксации рельса, который определяет положение рельса 2 на рельсовой подкладочной плите и способствует фиксации рельса 2. Рельс 2 зажимается помимо этого одной или несколькими клеммами 1b зажатия рельса и/или скобой 1c зажатия рельса на рельсовой подкладочной плите 1. Участок 1a фиксации рельса, клемма 1b зажатия рельса и скоба 1c зажатия рельса образуют примерную реализацию для рельсового крепежа, который приспособлен для закрепления рельса 2 на рельсовой подкладочной плите 1.
Между рельсовой подкладочной плитой 1 и подкладочной плитой 3 (описанной далее подробно внизу) может быть расположена промежуточная плита 4, которая является частью системы крепления рельса, из гибкого материала. Промежуточная плита 4 является, например, высокоупругой плитой из эластомера и предпочтительно имеет статическую жесткость примерно 200 кН/мм или менее. Промежуточная плита 4 гарантирует оптимальное расположение рельсовой подкладочной плиты 1 и служит в качестве ударной и звуковой изоляции между рельсом 2 и нижним строением пути, которое не показано на фиг.1-3.
Далее система крепления рельса может иметь дистанционную плиту 5, которая находится под промежуточной плитой 4, для того чтобы компенсировать возможно имеющиеся допуски по высоте нижнего строения пути. Дистанционная плита 5 может быть изготовлена из металла или пластика. Согласно данному примеру осуществления дистанционная плита 5 также состоит из двух частей – первого участка 5a дистанционной плиты и второго участка 5b дистанционной плиты.
Система крепления рельса имеет далее подкладочную плиту 3, на которой закреплена рельсовая подкладочная плита 1, опциональная промежуточная плита 4, а также опциональная дистанционная плита 5. Подкладочная плита 3 обеспечивает соединение системы крепления рельса с нижним строением пути. В данном примере осуществления подкладочная плита 3 имеет на обоих концевых участках в поперечном направлении запасные упоры 3e, которые приспособлены для того, чтобы стабилизировать рельсовую подкладочную плиту 1 в поперечном направлении.
Подкладочная плита 3 состоит из нескольких частей, в данном примере осуществления из двух частей – первого участка 3a подкладочной плиты и второго участка 3b подкладочной плиты. Таким образом, подкладочная плита 3 может адаптироваться к различным рельсовым подкладочным плитам 1, например, в области остряка, соединительного рельса и крестовины стрелки.
Рельсовая подкладочная плита 1 фиксируется в своем положении на подкладочной плите 3 при помощи двух фиксирующих органов 6. На каждой стороне в поперечном направлении в каждом случае один из фиксирующих узлов 6 (точнее говоря, их описанные далее внизу задающие угол плиты 8) расположен заподлицо встык перед торцевой стороной рельсовой подкладочной плиты 1. Находящиеся в контакте торцевые стороны рельсовой подкладочной плиты 1 и фиксирующих органов 6 могут иметь ответные формы (выступы, углубления и т.д.), для того чтобы реализовывать соединение с геометрическим замыканием. Таким образом, предотвращается продольное перемещение (блуждание) рельсовой подкладочной плиты 1. Фиксирующие органы 6 и/или рельсовая подкладочная плита 1 могут иметь другие или дополнительные средства для соединения с геометрическим и/или силовым замыканием, для того чтобы обеспечивать надежную фиксацию рельсовой подкладочной плиты на подкладочной плите 3.
Фиксирующие органы 6 имеют в каждом случае зажимную клемму 7, которые перекрывают концы рельсовой подкладочной плиты 1 и прижимают ее с определенным усилием к подкладочной плите 3. Таким образом, рельсовая подкладочная плита 1 фиксируется в вертикальном направлении. Зажимные клеммы 7 выполнены с оптимальным зажимным усилием и высокой вертикальной усталостной прочностью, причем точная форма, толщина материала и коэффициент жесткости (упругости) могут варьироваться в зависимости от случая применения.
Фиксирующие органы 6 имеют далее в каждом случае угловую направляющую плиту 8, нижние стороны которых выполнены в виде определенных прижимных поверхностей 8a для прилегания к подкладочной плите 3. Угловые направляющие плиты 8 выполнены предпочтительно T-образными, для того чтобы реализовывать описанную выше фиксацию с геометрическим замыканием фиксирующих органов 6. Угловые направляющие плиты 8 служат для заданного направления и опирания зажимных клемм 7.
Угловые направляющие плиты 8 имеют в каждом случае сквозное отверстие 8b, через которое проходит крепежный элемент 9. Крепежный элемент 9 выполнен в данном примере осуществления в виде винта, который при помощи дюбеля 10 закрепляется в нижнем строении пути. Дистанционная плита 5, а также подкладочная плита 3 имеют с этой целью также сквозные отверстия 5c, 3c, так что все компоненты системы крепления рельса могут посредством затягивания винтообразных крепежных элементов 9 как прижиматься друг к другу, так и закрепляться на нижнем строении пути.
В данном примере осуществления угловая направляющая плита 8 находится в непосредственном контакте с рельсовой подкладочной плитой 1. Альтернативно угловая направляющая плита 8 может вставляться в предусмотренную для нее раму (не показана), например, для того чтобы была возможность оснащать систему крепления рельса таким образом модульно различными типами угловых направляющих плит 8.
Нижняя сторона 3d подкладочной плиты снабжена, как это следует из фиг.3, предпочтительно ячеистой (камерной) структурой, вследствие чего она сцепляется с нижним строением пути. Таким образом, возникающие усилия от колеса могут наиболее надежно отводиться в нижнее строение пути.
Вышеописанная система крепления рельса наиболее подходит для монтажа на выполненном из бетона безбалластном пути, причем дюбели 10 заделаны в бетон и в любое время после установки могут без демонтажа подкладочной плиты 3 выворачиваться из нее вверх и заменяться. Все компоненты могут таким образом просто заменяться.
Если это применимо, все отдельные признаки, которые изображены на примерах осуществления, могут комбинироваться друг с другом и/или заменяться, не покидая объем изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 рельсовая подкладочная плита
1a участок фиксации рельса
1b клемма зажатия рельса
1c скоба зажатия рельса
2 рельс
2` рельсовый участок
3 подкладочная плита
3a первый участок подкладочной плиты
3b второй участок подкладочной плиты
3c сквозное отверстие
3d нижняя сторона
3e запасный упор
4 промежуточная плита
5 дистанционная плита
5a первый участок дистанционной плиты
5b второй участок дистанционной плиты
5c сквозное отверстие
6 фиксирующий орган
7 зажимная клемма
8 угловая направляющая плита
8a прижимная поверхность
8b сквозное отверстие
9 крепежный элемент
10 дюбель