ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СТЫКОВ ПРОФИЛИРОВАННЫХ РЕЛЬСОВ
HINGED CONNECTION OF SHAPED RAIL JOINTS

Изобретение относится к шарнирному соединению стыков профилированных рельсов, в котором по меньшей мере в верхней зоне стыка соседних стыкуемых рельсов предусмотрено шарнирное соединение по меньшей мере с одной установленной с возможностью перемещения опорной щекой, перекрывающей зону стыка, при этом дополнительно реализовано подвесное устройство, которое посредством серьги шарнирно присоединено к установленной с возможностью перемещения опорной щеке. Подобные рельсовые соединения используются, например, в подземных штрековых крепях при эксплуатации монорельсовых подвесных дорог.
В рамках изобретения под установленной с возможностью перемещения опорной щекой, перекрывающей рельсовый стык, понимается специальная опорная щека, соединенная с возможностью разъема с одним или обоими соседними стыкуемыми рельсами, подлежащими соединению. Для этого могут быть предусмотрены опорные болты и т.д., которые удаляются для освобождения установленной с возможностью перемещения опорной щеки. В противоположность этому неподвижная опорная щека - это такая щека, которая в положении готовности к эксплуатации соединена с соответствующим стыкуемым рельсом, например посредством сварки.
Из FR 90048 известно подвесное устройство, работающее со звеньями цепи. При этом последнее звено цепи охватывает снизу установленную с возможностью перемещения опорную щеку, перекрывающую зону стыка. Речь идет при этом о дугообразном болте, который удерживается в соответствующих неподвижных опорных щеках, имеющих совпадающие между собой приемные гнезда для болта. При такой конструкции рельсовые стыки или составленные из рельсовых стыков профилированные рельсы могут воспринимать лишь ограниченные нагрузки.
По этой причине в WO 2004/033797 А1 уже предлагалось фиксировать установленную с возможностью перемещения опорную щеку между двумя по существу V-образными неподвижными опорными щеками с одной стороны на одном стыкуемом рельсе и с другой стороны на другом стыкуемом рельсе. Но в отличие от FR 90048 подвесное устройство зафиксировано не на установленной с возможностью перемещения опорной щеке, а на одной из обеих пар неподвижных опорных щек.
Известное шарнирное рельсовое соединение в соответствии с WO 2004/033797 А1 в принципе оправдало себя в отношении восприятия увеличенных нагрузок. Очевидно, что возможны усовершенствования. Так оказалось, что высота прохода в свету подвержена в штреке колебаниям и может, в частности, уменьшаться в процессе работы. Это объясняется, среди прочего, тем, что крепь штрека не захватывает штрековый грунт, вследствие чего действующие на штрековую крепь горные силы, входя в грунт, могут поднимать его. Одновременно с учетом увеличения скорости очистной выемки постоянно увеличивается вес и величина обычно проводимых по таким профилированным рельсам монорельсовых подвесных дорог. Вследствие этого необходимо устанавливать занимаемое подвесным устройством выемочное пространство над профилированными ходовыми рельсами как можно меньшим и, тем не менее, обеспечивать надежное анкерное крепление даже при больших нагрузках.
В основу изобретения положена техническая задача дальнейшего усовершенствования подобного шарнирного рельсового соединения для стыков профилированных рельсов так, чтобы обеспечить возможность беспроблемного восприятия повышенных нагрузок при уменьшенном выемочном пространстве над рельсовыми стыками.
Для решения поставленной технической задачи в шарнирном рельсовом соединении такого рода в соответствии с изобретением предлагается, чтобы установленная с возможностью перемещения опорная щека была выполнена с гнездом поворота для серьги и чтобы эта установленная с возможностью перемещения опорная щека по меньшей мере в зоне гнезда поворота фиксировалась между двумя находящимися с обеих сторон неподвижными опорными щеками на одном из обоих стыкуемых рельсов.
При детальном рассмотрении серьга имеет находящийся со стороны щеки поворотный лепесток, входящий в гнездо поворота. Находящийся со стороны щеки поворотный лепесток снабжен отверстием. Этому отверстию соответствуют два опорных отверстия в неподвижных опорных щеках одного стыкуемого рельса, причем опорный болт пронизывает оба опорных отверстия в неподвижных опорных щеках и - дополнительно - отверстие в находящемся со стороны щеки поворотном лепестке серьги.
Кроме того, серьга снабжена еще одним поворотным лепестком, а именно поворотным лепестком со стороны коромысла, шарнирно соединенным с возможностью поворота с коромыслом подвесного устройства. В большинстве случаев подвесное устройство состоит из указанного коромысла, а также из одной или двух цепей для расчаливания коромысла или его фиксации на штрековой крепи.
Оба стыкуемых рельса или составленная из них профилированная рельсовая нитка или профилированные рельсы связаны, поэтому, с указанным коромыслом только двумя опорными болтами. Прежде всего, один опорный болт реализован в коромысле и наряду с отверстиями в коромысле одновременно пронизывает и поворотный лепесток серьги.
С помощью другого опорного болта удерживается находящийся со стороны щеки другой поворотный лепесток серьги, расположенный между обеими неподвижными опорными щеками.
Таким образом, в соответствии с изобретением удается получить значительную экономию материала по сравнению с уровнем техники согласно WO 2004/033797 А1, где для связи коромысла с шарнирным рельсовым соединением в целом реализовано три опорных болта. Кроме того, такая конструкция обеспечивает возможность оптимально использовать имеющееся монтажное пространство над рельсовыми стыками или подвешивать отдельные рельсовые стыки на кровле на меньшем по сравнению с уровнем техники расстоянии от нее. Установленная с возможностью перемещения опорная щека вместе с находящимся с ее стороны поворотным лепестком серьги, входящим в гнездо поворота, фактически имеет комбинированную высоту, по существу соответствующую высоте обеих неподвижных опорных щек, выполненных чаще всего одинаково. То есть находящийся со стороны щеки поворотный лепесток серьги лишь незначительно выступает со стороны головной части над одинаково выполненными неподвижными опорными щеками. Это достигается в изобретении за счет того, что установленная с возможностью перемещения опорная щека снабжена гнездом поворота для расположенного с ее стороны поворотного лепестка серьги, и следовательно, серьга может как бы погружаться в установленную с возможностью перемещения опорную щеку.
Одновременно поворотный лепесток серьги, расположенный со стороны коромысла, как правило, также входит между двумя фланцами коромысла и лишь незначительно выступает за коромысло со стороны основания. В результате этого между головной частью обеих неподвижных опорных щек и основанием коромысла остается лишь незначительный зазор, рассчитанный так, чтобы движения стыкуемых рельсов относительно друг друга и, следовательно, установленной с возможностью перемещения опорной щеки, перекрывающей зону стыка, воспринимались между обеими неподвижными опорными щеками и обоими фланцами коромысла без трения.
Установленная с возможностью перемещения опорная щека снабжена, кроме того, по меньшей мере одной осевой перемычкой, входящей в осевую выемку неподвижной опорной щеки. Чаще всего осевые перемычки предусматриваются с двух сторон установленной с возможностью перемещения опорной щеки, которые с одной стороны входят в одну неподвижную опорную щеку и с другой стороны - в другую неподвижную опорную щеку на одном стыкуемом рельсе. Благодаря этому установленная с возможностью перемещения опорная щека в процессе ее монтажа безупречно позиционируется между обоими неподвижными опорными щеками одного стыкуемого рельса. В транспортном же положении стыкуемых рельсов установленная с возможностью перемещения опорная щека фиксируется на одном или другом стыкуемом рельсе, по существу не образуя выступающей части, и поэтому в процессе транспортировки она не может отрываться. Лишь при монтаже отдельных стыкуемых рельсов установленная с возможностью перемещения опорная щека выходит из указанного выше транспортного положения и с помощью осевых перемычек переводится в позицию, перекрывающую зону стыка, а посредством опорного болта, пронизывающего неподвижную опорную щеку на одном стыкуемом рельсе, она разъемно закрепляется на нем.
К тому же монтаж при этом облегчается в том отношении, что сначала на штрековой крепи с помощью коромысла или подвесного устройства может быть закреплен один стыкуемый рельс и только вслед за этим присоединяемый стыкуемый рельс перемещается по выступающей в положении монтажа установленной с возможностью перемещения опорной щеке, и, наконец, шарнирно соединяется с ней.
Для этой цели установленная с возможностью перемещения опорная щека имеет упорный язычок, примыкающий к гнезду поворота для серьги или ее поворотному лепестку, расположенному со стороны щеки. Упорный язычок взаимодействует с контрупором на другом стыкуемом рельсе, причем этот контрупор присоединен к двум неподвижным опорным щекам другого стыкуемого рельса. Фактически контрупор охватывает упорный язычок сверху и своим контуром, согласующимся с упорным язычком, обеспечивает обоим стыкуемым рельсам возможность поворотно перемещаться относительно друг друга и получать посредством прилегающего к контрупору упорного язычка определенное направление при таких поворотных движениях.
В дополнение к уже описанному шарнирному рельсовому соединению, осуществляемому в верхней зоне стыка, может быть предусмотрено и нижнее шарнирное соединение с поворотной опорной чашкой и входящим в нее поворотным опорным лепестком, которое в принципе известно и детально описано, например, в уже приведенном вначале WO 2004/033797 А1. В целом в этой связи оправдало себя применение рельсовых стыков, имеющих по существу I-образное поперечное сечение. При этом в качестве неограничивающего примера могут быть реализованы по существу U-образный верхний фланец с U-образными плечами и расположенная между ними выемка. Одновременно рекомендуется выполнять нижний фланец в виде перевернутого U также с соответствующей выемкой.
В результате описывается шарнирное рельсовое соединение для верхней зоны стыка соседних стыкуемых рельсов для получения сплошного профилированного рельса или профилированной рельсовой нитки, которое способно воспринимать большие нагрузки и в то же время требует лишь крайне незначительного монтажного пространства. Одновременно работы ведутся при сокращенном расходе материала, что снижает затраты. В этом усматриваются значительные преимущества.
Изобретение более подробно поясняется чертежами одного примера выполнения, на которых представлено:
фиг.1 - шарнирное рельсовое соединение согласно изобретению в перспективе;
фиг.2 - вид, аналогичный по фиг.1 с частично удаленными для наглядности элементами;
фиг.3 - различные рельсовые стыки.
На фигурах показано шарнирное рельсовое соединение для стыков профилированных ходовых рельсов. Стыкуемые рельсы 1a, 1b в рамках примера выполнения имеют в сечении I-образную форму с верхним фланцем 2 и нижним фланцем 4, образующим поверхности качения 3. Поверхности качения 3 обычно являются направляющими для поступательно движущихся колес отдельных вагонеток монорельсовых подвесных дорог. Но это необязательно.
Как следует из фиг.1 и 2, соответственно верхний фланец 2 и нижний фланец 4 имеют в сечении карманообразные выемки 5. Это относится и к показанным в левой части фигуры 3 стыкуемым рельсам 1а, 1b. Тем самым в целом I-образные стыкуемые рельсы 1а, 1b выполнены по существу с U-образным верхним фланцем 2 с U-образными плечами 6 и расположенной между ними выемкой 5. То же относится и к нижнему фланцу 4, имеющему перевернутый U-образный профиль с соответствующими U-образными плечами 6, между которыми расположена выемка 5.
В варианте, показанном в правой части фигуры 3, реализованы также I-образные стыкуемые рельсы 1а, 1b. Лишь нижний фланец 4 выполнен в поперечном сечении в виде перевернутого Т. Верхний фланец 2 имеет удлинение 2', присоединенное к верхнему фланцу 2 как продолжение соединительной шейки, связывающей оба фланца 2, 4. Стыкуемые рельсы 1а, 1b, изображенные на фиг.3, а также на фиг.1 и 2, представляют собой лишь неограничивающие примеры.
На фигурах видно, что оба соседних стыкуемых рельса 1а, 1b снабжены на верхнем фланце 2 шарнирным соединением из элементов 7, 8, 9. Шарнирное соединение содержит по меньшей мере одну установленную с возможностью перемещения опорную щеку 7, перекрывающую верхнюю зону стыка S. С указанной опорной щекой 7 взаимодействуют две неподвижные опорные щеки или пары неподвижных опорных щек 8, 9 с одной стороны на одном стыкуемом рельсе 1а и с другой стороны на другом стыкуемом рельсе 1b, что более подробно будет пояснено ниже.
Дополнительно предусмотрено подвесное устройство, состоящее из элементов 10, 11, 12 для закрепления стыкуемых рельсов 1а и 1b на штрековой крепи (не показана) или на ее потолке. Подвесное устройство состоит из серьги 10, коромысла 11 с двумя фланцами 11а, 11b и средств подвешивания 12. Средства подвешивания 12 представляют собой в рамках изображенного и в качестве неограничивающего примера цепи для подвешивания, соединяющие коромысло 11 с потолком штрековой крепи. Серьга 10 шарнирно присоединена к коромыслу 11 и обеспечивает в свою очередь шарнирное соединение с установленной с возможностью перемещения опорной щекой 7.
При детальном рассмотрении установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 имеет, как это следует из фиг.2, гнездо поворота 13, в котором серьга 10 с находящимся со стороны щеки поворотным лепестком 10а установлена с возможностью поворота в продольном направлении рельса, как это показано двойной стрелкой на фиг.2. Фактически в этом месте в целом реализовано карманообразное гнездо поворота, так как установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 в зоне своего гнезда поворота 13 зафиксирована между двумя расположенными с обеих сторон неподвижными опорными щеками 8 на одном стыкуемом рельсе 1а.
Расположенный со стороны щеки поворотный лепесток 10а серьги 10 снабжен отверстием 14, которое соответствует двум совпадающим отверстиям 15 в обеих неподвижных опорных щеках 8 на одном стыкуемом рельсе 1а. При этом общий опорный болт 16 пронизывает отверстия 14, 15, так что серьга 10 своим поворотным лепестком 10а надежно удерживается в гнезде поворота 13 свободно установленной опорной щеки 7 и может выполнять показанные двойной стрелкой на фиг.2 поворотные движения по существу в продольной плоскости рельсов.
В дополнение к находящемуся со стороны щеки поворотному лепестку 10а серьга 10 имеет поворотный лепесток 10b, размещенный между обоими фланцами 11а, 11b коромысла 11. Также и в этом случае реализовано расположение с возможностью поворота по существу в продольной плоскости рельсов. С этой целью расположенный со стороны коромысла поворотный лепесток 10b снабжен отверстием 17, которому соответствуют отверстия 18 в обоих фланцах 11а, 11b коромысла. Общий опорный болт 19 пронизывает вышеуказанные отверстия 17, 18, чем обеспечивается требуемая поворотная подвижность в продольной плоскости рельсов и коромысла.
Очевидно, что установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 с входящим в гнездо поворота 13 поворотным лепестком 10а серьги 10 имеет комбинированную высоту, которая почти соответствует высоте Н обеих одинаково выполненных неподвижных опорных щек 8 над U-образными плечами 6 на верхнем фланце 2. Одновременно находящийся со стороны коромысла поворотный лепесток 10b серьги 10 почти полностью входит между обоими фланцами 11а, 11b коромысла, в результате чего между головной частью обеих неподвижных опорных щек 8 на одном стыкуемом рельсе 1а и основанием обоих фланцев 11а, 11b коромысла остается лишь незначительный зазор Sp. Комбинированная конструктивная высота шарнирного рельсового соединения 7, 8, 9 в сочетании с подвесным устройством 10, 11, 12 является, таким образом, незначительной. В то же время требуются лишь два опорных болта 19, 16 для соединения коромысла 11 со стыкуемыми рельсами 1a, 1b, что дополнительно способствует экономии материала.
На фиг.2 видно, что установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 снабжена двумя расположенными с обеих сторон осевыми перемычками 20, входящими в осевые выемки 21 неподвижных опорных щек 8 на одном стыкуемом рельсе 1а. Таким образом, можно установленную с возможностью перемещения опорную щеку 7 в положении монтажа, показанном на фиг.2 сплошной линией, безупречно выравнивать по отношению к обеим неподвижным опорным щекам 8. А в транспортном положении стыкуемых рельсов 1а, 1b установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 занимает позицию, обозначенную на фиг.2 штрихпунктирной линией, и присоединена при этом к другому стыкуемому рельсу 1b с возможностью разъема, по существу не образуя выступающей части. Об этом свидетельствует обозначенная штрихпунктиром позиция. Установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 в транспортном положении стыкуемых рельсов 1а, 1b может быть в качестве альтернативы присоединена с возможностью разъема и к стыкуемому рельсу 1а, по существу не образуя выступающей части.
Для того чтобы установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 могла надежно занимать как монтажное, так и транспортное положение, можно со стороны ее основания дополнительно выполнить один или несколько позиционирующих выступов 22, входящих в соответствующую позиционирующую выемку 23 в верхнем фланце 2 или в имеющуюся в нем выемку 5. Однако это не обязательно.
Дополнительно к гнезду поворота 13 установленная с возможностью перемещения опорная щека 7 имеет еще упорный язычок 24, примыкающий к гнезду поворота 13. На упорном язычке 24 в свою очередь установлен направляющий палец 25, входящий в дугообразные удлиненные отверстия 26 обеих опорных щек 9 на другом стыкуемом рельсе 1b. Удлиненные отверстия 26 выполнены дугообразными, чтобы обозначенные двойной стрелкой на фиг.1 поворотные движения стыкуемых рельсов 1a, 1b, осуществляемые относительно друг друга вокруг расположенного в зоне нижнего фланца 4 или под ним центра вращения D или соответствующей оси вращения D, могли восприниматься без перекосов.
Наряду с тем что указанный направляющий палец 25 входит в удлиненные отверстия 26, упорный язычок 24 прилегает еще к контрупору 27, который вместе с обеими направляющими щеками 9 на другом стыкуемом рельсе 1b формирует опорный башмак. Упорный язычок 24 со стороны головной части имеет дугообразную форму с дугой окружности, примерно сравнимой с дугообразными удлиненными отверстиями 26. Контрупор 27 имеет аналогичный дугообразный контур на своей поверхности скольжения, обращенной к упорному язычку 24, чтобы обеспечить возможность поворотного движения обоих стыкуемых рельсов 1а, 1b вокруг оси вращения D без перекосов.
Дополнительно реализовано также нижнее шарнирное соединение 28, 29. Оно содержит поворотный опорный лепесток 28, входящий в поворотную опорную чашу 29, как это общеизвестно и не является предметом данного изобретения.