Пружний натяжний затискач і пристрій фіксації рейок, який включає пружний натяжний затискач
Номер патенту: 103357
Опубліковано: 10.10.2013
Автори: Штайдль Міхаель, Бестерлінг Вінфрід, Есфандіярі Фархад
Формула / Реферат
1. Пружний натяжний затискач для фіксації рейок, виконаний з пружинної сталі, що містить:
центральний хомут (44), що має дві внутрішні ніжки (46), з'єднані дугоподібною центральною ділянкою (48), і
петлі (42), що з'єднані внутрішніми ніжками (46) центрального хомута (44) і проходять в напрямку вільних кінців (50) натяжного затискача (40),
який відрізняється тим, що
петлі (42) виконані так, щоб кожна з них мала в ненавантаженому стані максимальну висоту (Н) щонайменше на 20 мм і, переважно, 24 мм вищу верхньої площини (Е2) центрального хомута (44) в області внутрішніх ніжок (46).
2. Затискач за п. 1, який відрізняється тим, що максимальна висота (Н) не перевищує 42 мм.
3. Затискач за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що внутрішні ніжки (46) проходять по суті паралельно одна одній.
4. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішні ніжки (46) мають на верхній стороні в зібраному положенні лиску (52), на ділянці опорного контакту гвинтового костиля (24), що фіксує натяжний затискач (40) в зібраному положенні.
5. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що петлі (42) з'єднані з внутрішніми ніжками (46) через задню опорну дугу (44) і виконані так, щоб петлі (42) в зібраному положенні мали дугоподібну форму і у вертикальному напрямку, і в горизонтальному напрямку.
6. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має межу утоми, більшу 3 млн. змін знака навантаження, переважно, більшу 5 млн. змін знака навантаження при силі натягнення від 10 кН до 15 кН, переважно, близько 12,5 кН.
7. Затискач за п. 5, який відрізняється тим, що задня опорна дуга (54) виконана так, що відстань D між внутрішньою ніжкою і паралельною тангенціальною площиною на зовнішній ніжці (56) становить D³50 мм і, переважно, D³60 мм.
8. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що петлі описують в плані дугу, секанси (S) якої проходять по суті паралельно напрямку внутрішніх ніжок (46).
9. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вільна відстань між дугоподібною центральною ділянкою (48) центрального хомута (44) і вільними кінцями (50) натяжного затискача менша, ніж діаметр прутка пружинної сталі в області вільних кінців (50) натяжного затискача (40).
10. Пристрій для фіксації рейок, що містить:
натяжний затискач (40) за будь-яким з попередніх пунктів і гвинтовий костиль (24), що має головку (26), виконану з можливістю обпирання на внутрішні ніжки (46) центрального хомута (44), і
в якому головка (26) гвинтового костиля і натяжний затискач (40) мають такі розміри, що головка (26) не виступає над максимальною висотою натяжного затискача в попередньо зібраному стані пристрою для фіксації рейок, на внутрішні ніжки якого спирається головка (26) гвинтового костиля, не прикладаючи натягувальної сили.
11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що натяжний затискач (40) в зібраному стані впирається у верхній бік підошви рейки (32) і в шпалу (10) в заглибленні (12) у верхній стороні шпали.
Текст
Реферат: Пружний натяжний затискач, виконаний з пружинної сталі, для фіксації рейок, містить центральний хомут (44), що має дві внутрішні ніжки (46), з'єднані дугоподібною центральною ділянкою (48), а також петлі (42), що з'єднані з внутрішніми ніжками (46) центрального хомута (44) і проходять до вільних кінців (50) натяжного затискача (40). Петлі (42) сформовані так, щоб у ненавантаженому стані мати максимальну висоту (Н) щонайменше на 20 мм вищу верхньої площини (Е2) центрального хомута (44) в області двох внутрішніх ніжок (46). UA 103357 C2 (12) UA 103357 C2 UA 103357 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується пружного натяжного затискача по обмежувальній частині п. 1 формули і пристрою фіксації рейок, що включає такий натяжний затискач. Натяжні затискачі для фіксації рейок давно відомі і довели свою працездатність, набувши широкого поширення. Пружні натяжні затискачі напресовують на підошву рейки за допомогою гвинтових костилів, які кріпляться до шпал, як, наприклад, описано в DE 3243895 А1. Натяжний затискач, описаний в цьому документі, може бути попередньо встановлений на шпалі на підприємстві по виробництву шпал, і може повертатися з положення попереднього збирання на 180° в зібране положення для остаточного натягнення (затискання) рейки на колії. Натяжний затискач містить дугоподібну центральну ділянку, і дві ніжки, з'єднані з центральною ділянкою. В зібраному положенні дугоподібна центральна ділянка і з'єднані з нею ніжки оточують стрижень гвинтового костиля для фіксації на шпалі. Пружна фіксація рейки здійснюється секціями натяжного затискача, з'єднаними з внутрішніми ніжками, які притискують підошву рейки. В доповнення до пружного натяжного затискача пристрій для фіксації рейок містить напрямну плиту, яка лежить на шпалі з кожної сторони підошви рейки, і контур поверхні якої адаптований під пружний натяжний затискач так, що сили, які приходять від рейки, можна спрямовувати на шпалу. У зв'язку з все більш широкою автоматизацією будівництва колій для етапу попереднього збирання була розроблена ще одна система фіксації рейок, яка більше не вимагає повороту із попередньо встановленого положення в зібране положення, але може зміщуватися горизонтально і перпендикулярно відносно рейки. Такий натяжний затискач описаний в DE 3334119 С2. Крім того, такий натяжний затискач взаємодіє з напрямною плитою, спеціально адаптованою під натяжний затискач для спрямування виникаючих сил на шпалу. З ЕР 1246970 В1 відомий пружний натяжний затискач, що має таку конфігурацію, яка дозволяє уникнути зчеплення множини конструктивно ідентичних натяжних затискачів в контейнері для зберігання. Крім того, цей захід переслідує мету підвищення автоматизації будівництва колій при попередньому збиранні на підприємстві по випуску шпал. Однак, при укладанні колій виникають проблеми зі шпалами, на яких попередньо встановлені пристрої для фіксації рейок. Часто буває так, що важкі рейки недостатньо підняті перед укладанням в рейковий канал між двома пристроями фіксації рейок. На фіг. 6 наведена ілюстрація прикладу відомого рівня техніки. На кресленні показана шпала 10, рейковий канал 14 поруч із попередньо встановленим пристроєм для фіксації, а також натяжний затискач, що спирається на кутову напрямну плиту 18, попередньо встановлену на шпалу в ненавантаженому стані за допомогою гвинтового костиля 24, при цьому головка 26 гвинтового костиля 24 утримує натяжний затискач 30. У цьому випадку, якщо рейка 32 при її укладанні недостатньо піднята, вона обіпреться на головку 26 гвинтового костиля 24, як показано на фіг. 6. Якщо рейку потім зсунути далі, в напрямку рейкового каналу 14, як показано стрілкою А, гвинтові костилі 24 "затягуються" через велику вагу рейки і, в результаті, гнуться. Іншими словами, при високому навантаженні, що утворюється вагою рейки на головку гвинтового костиля, виникаюча в результаті сила тертя зможе стати настільки великою, що головка гвинтового костиля більше не може ковзати по нижній поверхні підошви рейки і гнеться в напрямку А руху. У результаті при подальшому збиранні пристрою фіксації рейки зігнуті гвинтові костилі доводиться відгвинчувати і замінювати новими, що віднімає час і збільшує витрати, але більше всього створює проблеми для автоматизованого збирання рейкових колії. Існуючі рейкоукладальні машини часто не сконфігуровані для достатнього підйому рейки, щоб надійно уникнути опори рейки на головку гвинтового костиля. Задачею даного винаходу є створення пружного натяжного затискача і пристрою фіксації рейок, в якому використовується такий пружний натяжний затискач, які мають поліпшені властивості, що стосуються збирання. Ця задача досягається за допомогою пружного натяжного затискача для фіксації рейок, що має ознаки, перераховані в п. 1 формули винаходу. Пристрій для фіксації рейок, що містить натяжний затискач за даним винаходом, визначений ознаками п. 10 формули. Переважні варіанти визначені в інших пунктах формули. Пружний натяжний затискач для фіксації рейок за даним винаходом виконаний з пружинної сталі і містить центральний хомут, що має дві внутрішні ніжки, з'єднані дугоподібною центральною ділянкою, а також петлі (вушка), що з'єднані з внутрішніми ніжками центрального хомута і проходять в напрямку вільного кінця натяжного затискача. Петлям пружного натяжного затискача надана така форма, щоб мати максимальну висоту приблизно 24 мм над верхньою площиною центрального хомута в області двох внутрішніх ніжок. Верхня площина центрального хомута визначається як така, що проходить через повернуті вгору лиски внутрішніх ніжок, на які 1 UA 103357 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 спирається головка гвинтового костиля. Таким чином, верхня площина центрального хомута лежить на внутрішніх ніжках натяжного затискача як і головка гвинтового костиля. Даний винахід оснований на виконанні петель пружного натяжного затискача, з'єднаних з двома внутрішніми ніжками центрального хомута так, щоб вони проходили в ненавантаженому стані на висоті Н, що дорівнює щонайменше 20 мм над верхньою площиною центрального хомута, визначеною вище, що відповідає в попередньо зібраному стані висоті Н, яка більша на приблизно 7-8 мм, ніж в ненавантаженому стані, оскільки в попередньо зібраному стані гвинтовий костиль, приблизно на цю відстань, притискає центральний хомут. Таким чином, в попередньо зібраному стані петлі знаходяться значно вище несучої поверхні головки гвинтового костиля над внутрішніми ніжками так, що головка гвинтового костиля захищена вже в попередньо зібраному стані, оскільки рейка більше не може лягти на попередньо зібраний натяжний затискач в області гвинтового костиля, а лягає на нього в області петель натяжного затискача. Надавши зовнішнім криволінійним частинам петель такі розміри, щоб вони трохи виступали у вертикальному напрямку над головкою гвинтового костиля, можна запобігти вигину гвинтових костилів. У той же час петлі натяжного затискача мають таку конструкцію, щоб на них не було ніяких ступінчастих переходів і щоб вони могли служити свого роду рампою, здатною спрямовувати рейку над рампою в напрямку рейкового каналу. Розміри головки гвинтового костиля точно не визначені. Однак, щоб забезпечити функціональність під час збирання необхідно додержуватися деяких мінімальних розмірів головки гвинтового костиля. Таким чином, недоцільно створювати головку гвинтового костиля, висотою менше 30 мм, якщо застосовувати розміри петель відносно внутрішніх ніжок за даним винаходом. Оскільки існуючі рейкоукладальні машини часто конструктивно не здатні підіймати рейку на достатню висоту, переважно, щоб максимальна висота петель над верхньою площиною центрального хомута в області двох внутрішніх ніжок не перевищувала приблизно 42 мм. Дуже велика максимальна висота буде недоліком, оскільки існуючі рейкоукладальні машини, які не можуть підняти рейку на достатню висоту, по суті, повинні будуть проштовхувати рейки по рампах, утворених натяжними затискачами, в напрямку рейкового каналу. Тому максимальна висота над верхньою площиною центрального хомута дозволяє зменшити необхідну роботу по підйому рейок і, в той же час, гарантувати необхідний захист гвинтового костиля, що має часто застосовну висоту головки 40 мм. Згідно з переважним варіантом внутрішні ніжки проходять по суті паралельно одна одній. Це дозволяє і зміщати пружний натяжний затискач з його попередньо зібраного положення горизонтально, перпендикулярно рейці, в зібране положення, і застосовувати натяжний затискач як заміну натяжних затискачів, які вимагають повороту на 180° із попередньо зібраного положення в зібране положення для остаточного затискання рейки на колії. Нарешті, паралельний спрямовуючий вплив внутрішніх ніжок без стиснення центрального хомута полегшує автоматичне попереднє збирання. Переважно, в зібраному положенні внутрішні ніжки розташовані зверху так, щоб лиска (плоска ділянка) знаходилася на опорній ділянці гвинтового костиля, яка кріпить натяжний затискач в монтажному положенні. Такі лиски дають можливість головці гвинтового костиля спиратися на всю поверхню внутрішніх ніжок і, тим самим, запобігати небажаним деформаціям головки гвинтового костиля в положення з високим локальним тиском (напруженням). Після фіксації гвинтового костиля для оптимальної передачі сил, що впливають на центральний хомут, на підошву рейки, що прикріпляються, виявилося корисним з'єднувати петлі з внутрішніми ніжками за допомогою задньої підтримуючої дуги, при цьому петлі мають таку форму, щоб в зібраному положенні мати дугоподібну ділянку і в горизонтальному, і у вертикальному напрямках. Така дугоподібна ділянка в двох напрямках дозволяє добре передавати необхідні згинаючі і торсіонні моменти в напрямку вільних кінців натяжного затискача, що спираються на підошву рейки. Відповідно до особливо переважного варіанту, натяжний затискач має межу утоми більшу 3 млн. змін знаку навантаження, переважно, більшу 5 млн. змін знаку навантаження, при силі натягнення, тобто, притискній силі, від 10 до 15 кН і, переважно, приблизно 12,5 кН. За рахунок цього зводяться до мінімуму не тільки зусилля, що витрачаються на збирання, але і зусилля, що витрачаються на ремонт пристроїв для фіксації рейок. Високу переважну межу утоми при нормальному натягненні натяжного затискача і при амплітуді (ширині коливання) щонайменше 2,2 кН дозволяють досягти по суті необмеженої межі утоми натяжного затискача як найбільш навантаженого компонента пристрою фіксації рейок. Межа утоми, тобто, ширина коливань натяжного затискача становить щонайменше 2,2 мм і, таким чином, відповідає суворим вимогам до безпечної фіксації рейок. 2 UA 103357 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Переважно, натяжний затискач сконфігурований так, що задня опорна дуга сформована так, що відстань D між внутрішньою ніжкою і тангенціальною площиною на петлі, що проходить паралельно їй, становить D≥50 мм і, переважно, D≥60 мм. Внутрішні ніжки і петлі в області найбільш віддалені від внутрішньої ніжки в горизонтальному напрямку, не лежать в горизонтальній площині. Тому відстань між внутрішньою ніжкою і тангенціальною площиною, що проходить паралельно їй, є релевантною відстанню для колій торсіонних навантажень. Створення колії для високих торсіонних навантажень дає перевагу, оскільки торсіонні навантаження взаємодіють з жорсткістю матеріалу пружини для створення необхідних характеристик фіксації рейок. Однак, крім відстані D і жорсткості пружини натяжного затискача, вирішальну роль також грає геометрія самих петель. Тому, особливо переважним є, щоб петлі натяжного затискача в плані описували дугу, секанси S якої по суті паралельні напрямку внутрішніх ніжок. Далі, переважно, вільна відстань між дугоподібною центральною ділянкою центрального хомута і вільними кінцями натяжного затискача була меншою, ніж діаметр пружинної сталі в області вільного кінця натяжного затискача. За рахунок цього можна спростити попереднє збирання натяжних затискачів, оскільки це запобігає зчепленню натяжних один з одним затискачів в контейнері для зберігання. Таким чином, під час попереднього збирання можна здійснювати автоматичне витягання окремого натяжного затискача з контейнера для зберігання. Навіть при ручному попередньому збиранні витягання окремих натяжних затискачів з контейнера для зберігання має перевагу, оскільки не доводиться розчіпляти затискачі, що зчепилися. Однак, одним тільки завданням розміру між вільними кінцями і дугоподібною центральною ділянкою центрального хомута не можна виключити зчеплення декількох натяжних затискачів оскільки два натяжних затискачі можуть зчепитися в будь-якому місці, оскільки звуження між петлями і центральною ділянкою також можна розташувати на відстані від вільного кінця і, крім того, потрібно враховувати можливість складної послідовності рухів при можливому зчепленні двох ідентично сконструйованих натяжних затискачів. Однак за рахунок вищезазначеного рішення небезпека зчеплення істотно зменшується. Спорадично виникаюче заклинення або зчеплення двох натяжних затискачів не приносить шкоди, якщо воно не веде до формування довгих ланцюгів, які треба розчіпляти, прикладаючи багато зусиль. Пристрій для фіксації рейок за даним винаходом містить натяжний затискач і гвинтовий костиль, що має головку, виконану так, що вона спирається на внутрішні ніжки центрального хомута. Тут головка гвинтового костиля і натяжний затискач мають такі розміри, щоб в попередньо зібраному стані пристрою для фіксації рейок, що має гвинтовий костиль, головка якої спирається на внутрішні ніжки без сили натягнення, головка не виступала над максимальною висотою петель. Завдяки наявності двох петель з кожної сторони від центрального хомута, головка гвинтового костиля захищена в області центрального хомута і не може бути пошкоджена. У зібраному положенні натяжний затискач спирається на верхній поверхні підошви рейки і на шпалу через кутикову напрямну плиту, розташовану в заглибленні на верхній стороні шпали. Цей захід має на меті спрямовувати поперечні сили, що виникають в області рейки, на шпалу на як можна більшій площі. Але, одночасно, гвинтовий костиль знову залишається захищеним від надмірного вигину або напруження зсуву. Інші переваги і ознаки пружного натяжного затискача за даним винаходом, а також пристрої для фіксації рейок, що переважно застосовується з натяжним затискачах, будуть очевидні з нижченаведеного докладного опису переважного варіанту з посиланнями на прикладені креслення, де: Фіг. 1 тривимірний вигляд натяжного затискача за даним винаходом; Фіг. 2 - вигляд збоку натяжного затискача за даним винаходом; Фіг. 3 - вигляд зверху натяжного затискача за даним винаходом; Фіг. 4а - ілюстративний вигляд фіксації рейки з використанням натяжного затискача за даним винаходом в зібраному положенні під час встановлення рейки; Фіг. 4b - переріз пристрою фіксації рейки за даним винаходом в зібраному положенні під час встановлення рейки; Фіг.5 - діаграма сили відносно пружного відхилення натяжного затискача за даним винаходом; Фіг. 6 - відомий пристрій для фіксації рейки, що відповідає фіг. 4, під час встановлення рейки. Для кращого розуміння на нижченаведених кресленнях однакові або подібні компоненти або деталі натяжного затискача позначені одними і тими ж позиціями. 3 UA 103357 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Натяжний затискач 40, показаний на фіг. 1, містить дві петлі (вушка) 42, з'єднані з центральним хомутом 44, який по суті сформований на двох внутрішніх ніжках 46, з'єднаних дугоподібною центральною ділянкою 48. Як слідує, зокрема, з фіг. 3, внутрішні ніжки проходять по суті паралельно одна одній. Між внутрішніми ніжками 46 і в попередньо зібраному стані, і в остаточно зібраному стані проходить гвинтовий костиль, не показаний на фіг. 1-3, де завдяки паралельному розташуванню внутрішніх ніжок 46 може здійснюватися зміщення натяжного гвинта в поздовжньому напрямку внутрішніх ніжок і відносно гвинтового костиля. Таким способом натяжний затискач можна перевести із попередньо зібраного положення в зібране положення зміщуючим рухом. Зміщення необхідне, оскільки натяжний затискач, що знаходиться в попередньо зібраному стані не може увійти в область рейкового каналу, а в зібраному стані вільні кінці 50 натяжного затискача лежать на підошві рейки. З фіг. 3 видно, що внутрішні ніжки 46 мають вигин 57 в напрямку один одного на перехідній ділянці до петель 42, тобто, на стороні повернутій від підошви рейки в зібраному положенні, і завдяки цьому вигину натяжний затискач не може від'єднуватися від шпали в попередньо зібраному стані, оскільки гвинтовий костиль не може вислизнути з області між внутрішніми ніжками 46 в напрямку до вигину 57. Далі на внутрішніх ніжках можуть бути виконані лиски (плоскі ділянки) 52, на яких лежить головка гвинтового костиля (не показана), можливо, з використанням шайби. При збиранні гвинтовий костиль угвинчують в пластиковий анкер, вставлений в шпалу відомим способом за допомогою гайковерта або динамометричного ключа, що взаємодіє з головкою гвинтового костиля, доки не буде досягнуто необхідне натягувальне зусилля. Петлі 42 з'єднані збоку з внутрішніми ніжками 46 навпроти дугоподібної центральної ділянки 48, і петлі 42, в свою чергу, складаються із задньої опорної дуги 54, зовнішніх ніжок 56 і вільних кінців 50, які розташовані співвісно одне з одним. Зовнішні ніжки 56 петель 42 мають дугоподібну форму і у вертикальній, і в горизонтальній площинах, як видно, зокрема, при порівнянні фіг. 2 і 3. На фіг. 3 наведений вигляд зверху натяжного затискача, показаного на фіг. 1. Як показано на фіг. 1 і 3, зовнішня ніжка петель 42 має дугоподібну конфігурацію і сформована так, що петлі описують дугу, якщо дивитися зверху, секанси якої проходять по суті паралельно напрямку внутрішніх ніжок 46. Дугоподібна ділянка виконана як можна більш рівномірною, щоб рівномірно передавати силу і згинаючі моменти до вільних кінців 50 натяжного затискача. Як показано на фіг. 2, максимальна висота Н зовнішньої ніжки 56 в нестиснутому стані натяжного затискача більша на 24 мм висоти внутрішніх ніжок. Переважно різниця у висоті становить від 20 до 30 мм, і становить приблизно 25 мм. Різниця у висоті визначається так, щоб в нестиснутому стані натяжного затискача горизонтальна площина, на фіг. 2 позначена позицією Е1, проходила в області максимального піднесення петель 42, розташованих симетрично одна відносно одній. Далі, площина Е2 також проходить горизонтально і лежить на тих точках внутрішніх ніжок 46, на які спирається головка костиля в попередньо зібраному положенні. Відстань між цими двома площинами Е1 і Е2 і утворює різницю Н висот, яка становить щонайменше 20 мм. Ця різниця висот вибрана так, щоб бути більшою в попередньо зібраному стані, показаному на фіг. 4а, ніж висота головки костиля або, якщо застосовується шайба, ніж сума висот шайби і головки гвинтового костиля. Попередньо задаючи таку різницю висот можна запобігти пошкодженню гвинтового костиля, як буде пояснено з посиланнями на фіг. 4b, при укладанні рейки при збиранні. Однак потрібно враховувати те, що в попередньо зібраному стані внутрішні ніжки натяжного затискача притиснуті вниз рейковим костилем і натяжний затискач вже піддавався пружній деформації. У попередньо зібраному стані висота Н збільшується приблизно на 8 мм. Натяжний затискач за даним винаходом виготовлений з пружинної сталі і має по суті круглий переріз. Для того, щоб запобігти зчепленню двох ідентичних натяжних затискачів вільні кінці 50 натяжного затискача розташовані на відстані від дугоподібної центральної ділянки 48 центральної частини 44, меншій, ніж діаметр прутка пружинної сталі, з якого зігнуть натяжний затискач на одному або більше етапі холодної деформації. Ця вільна відстань не може бути визначена ні за одним з креслень, оскільки тільки паралельний вигляд поверхні вільної відстані між вільними кінцями і дугоподібною ділянкою дасть правильне уявлення про розміри без спотворень. Як показано на фіг. 3, максимальна горизонтальна відстань D між поздовжньою віссю внутрішньої ніжки і тангенціальною площиною Е3, прилеглою до центральної осі зовнішньої ніжки, паралельно внутрішньої ніжки, що дорівнює D≥50 мм і, переважно, D≥60 мм, так, щоб можна було створити колії для високих торсіонних навантажень. Така геометрія є особливо переважною при використанні натяжного затискача на важких ділянках колії, оскільки 4 UA 103357 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 високочастотні коливання виникають на ділянках, що йдуть вгору, через прослизання коліс вагонів, що приводить до руху рейки в поздовжньому напрямку, незважаючи на правильно затягнуті натяжні затискачі. Утворюючи збільшену торсіонну ділянку дозволяє підвищити межу утоми кріплення рейки, оскільки збільшена не тільки торсіонна ділянка петлі, але і відбувається відносне збільшення радіуса вигину в напрямку колії. Натяжний затискач за даним винаходом має межу утоми більшу 3 млн змін знаку навантаження, переважно, більшу 5 млн змін знаку навантаження при силі натягнення від 10 до 15 кН і, переважно, при силі натягнення приблизно 12,5 кН. Таким чином, і вибираючи відповідну пружинну сталь, наприклад, 38 Si 7, і проектуючи форму натяжного затискача, можна забезпечити необхідну високу межу утоми з високою силою натягнення. Висока межа утоми, пов'язана з конструкцією форми натяжного затискача за даним винаходом, дозволяє створити пристрій фіксації рейок, що вимагає невеликих зусиль при збиранні. По-перше, усуваються додаткові трудовитрати на збирання після попереднього збирання, оскільки рейкові костилі при укладанні рейок не гнуться. Далі, усувається періодична заміна пристрою фіксації рейок після вироблення ним терміну служби, оскільки межа утоми дуже висока. Нарешті, завдяки конструкції форми натяжного затискача, що має дуже велику дугу D в горизонтальній площині, усувається імовірність випадкового розчеплення на складних ділянках колії або щонайменше зменшується необхідність в повторному затягуванні або повторному регулюванні пристрою для фіксації рейок. Нарешті, оскільки форма натяжного затискача має вільну відстань між дугоподібною центральною ділянкою центрального хомута, і вільними кінцями натяжного затискача, яка менша, ніж діаметр прутка пружинної сталі в області вільних кінців натяжного затискача, досягається подальше спрощення збирання, оскільки можна щонайменше істотно зменшити зчеплення або взаємне зачеплення ідентичних натяжних затискачів, навалених в контейнер. Всі ці заходи дають синергетичний ефект, зменшуючи сукупну трудомісткість фіксації рейок, використовуючи натяжний затискач за даним винаходом. На фіг. 5 показана жорсткість натяжного затискача за даним винаходом в формі діаграми зміщення при навантаженні, при цьому вимірювання проводилися при десятому додаванні і знятті навантаження і тому були вільні від усадочних ефектів, що виникають при перших подіях навантаження. На діаграмі видно, що при збільшенні навантаження, показаного як сила, відкладена по осі ординат, аж до навантаження трохи вище 13 кН, виникає хід пружини до 16,3 мм, що зростає пропорційно навантаженню, відкладеному по осі абсцис при величині ординати 13 кН. Зверху цього навантаження приблизно в 13 кН, центральний хомут натяжного затискача лягає на підошву рейки, тому хід пружини при подальшому збільшенні навантаження не збільшується. Як показано на фіг. 5, натяжний затискач за даним винаходом може приймати дуже високі навантаження для 13 кН при великому ході пружини. На фіг. 4а і 4b показаний натяжний затискач за даним винаходом, як частина пристрою для фіксації рейок. На фіг. 4b навмисно моделюється найближчий аналог, показаний на фіг. 6, з повторенням форми всіх компонентів, і ілюструється перевага натяжного затискача 40 за даним винаходом. На фіг. 4а і 4b показана частина шпали 10, що має заглиблення 12, яке з одного боку зливається з вищезазначеною ділянкою рейкового каналу 14, а на протилежній стороні містить упорний торець 16. У заглибленні 12 і в контакті з упорним торцем 16 розташована кутова напрямна плита 18, форма якої адаптована під заглиблення 12 і упорний торець 16 шпали 10. Крім того, кутова напрямна плита 18 містить заглиблення 20, виконане в формі канавки, в яку в зібраному положенні вставляються задні упорні дуги 28 натяжного затискача 40. В області рейкового каналу по мірі необхідності може бути встановлена одна або більше пружна еластична прокладка 22, розташована між кутовими напрямними пластинами точок фіксації. Еластична прокладка з одного боку служить ізолятором, а з іншого боку утворює необхідну подушку для головки рейки цільовим чином відповідно до інших компонентів. Натяжний затискач 40 кріпиться до шпали 10 рейковим костилем 24 і затягується ним. Гвинтовий костиль містить вал (показані тільки контури), що забезпечений зовнішньою різзю і кріпиться всередині шпали 10 в анкерній опорі, не показаній на фіг. 4а і 4b. Крім того, гвинтовий костиль 24 має збільшену головку 26, яка або лежить на незатягнутому, тобто, ненавантаженому пружному натяжному затискачі, що знаходиться в попередньо зібраному положенні, показаному на фіг. 4а, або гвинтовий костиль угвинчений в шпалу до такої міри, щоб знаходитися на невеликій відстані від ненавантаженого натяжного затискача. Як видно з порівняння висоти натяжного затискача 40 над верхньою стороною шпали, натяжний затискач в попередньо зібраному положенні, показаному праворуч на фіг. 4а, має більшу висоту над шпалою, ніж в зібраному положенні, показаному на фіг. 4а зліва. Це пояснюється тим, що з одного боку, в попередньо зібраному стані задні опорні дуги 28 натяжного затискача ще не вставлені в канавку 20 кутової напрямної плити 18, а з іншого боку, 5 UA 103357 C2 5 10 15 внутрішні ніжки 46 пружно притиснуті вниз за рахунок пружності гвинтового костиля в зібраному положенні. Як показано на фіг. 4а, головка 26 гвинтового костиля має такі розміри, або так адаптована до розмірів натяжного затискача, що головка 26 не виступає над площиною, визначеною верхнім кінцем натяжного затискача. Як показано на прикладі за фіг. 4b, при встановленні в рейковий канал 14 рейка 32 може бути піднята недостатньо високо над попередньо зібраним пристроєм для фіксації рейок. На відміну від найближчого аналогу, показаного на фіг. 6, в пристрої для фіксації рейок за даним винаходом натяжний затискач 40 має таку конфігурацію, що зовнішні ніжки 56 натяжного затискача 40 проходять настільки вище внутрішніх ніжок 46, що вага рейки більше не спирається на головку 26 гвинтового костиля 24 і тому не згинає гвинтовий костиль. Тут висота Н повинна бути такою, щоб при укладанні довгої важкої рейки також враховувалася пружна деформація, що виникає в області зовнішніх ніжок 56. У той же час, завдяки дугоподібному вильоту у вертикальному перерізі, показаному на фіг. 4а і 4b, зовнішні ніжки 56 працюють як рампа, що сприяє підйому лежачої рейки в області 60 так, щоб рейку можна було вставити в рейковий канал. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Пружний натяжний затискач для фіксації рейок, виконаний з пружинної сталі, що містить: центральний хомут (44), що має дві внутрішні ніжки (46), з'єднані дугоподібною центральною ділянкою (48), і петлі (42), що з'єднані внутрішніми ніжками (46) центрального хомута (44) і проходять в напрямку вільних кінців(50) натяжного затискача (40), який відрізняється тим, що петлі (42) виконані так, щоб кожна з них мала в ненавантаженому стані максимальну висоту (Н) щонайменше на 20 мм і, переважно, 24 мм вищу верхньої площини (Е2) центрального хомута (44) в області внутрішніх ніжок (46). 2. Затискач за п. 1, який відрізняється тим, що максимальна висота (Н) не перевищує 42 мм. 3. Затискач за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що внутрішні ніжки (46) проходять по суті паралельно одна одній. 4. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що внутрішні ніжки (46) мають на верхній стороні в зібраному положенні лиску (52), на ділянці опорного контакту гвинтового костиля (24), що фіксує натяжний затискач (40) в зібраному положенні. 5. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що петлі (42) з'єднані з внутрішніми ніжками (46) через задню опорну дугу (44) і виконані так, щоб петлі (42) в зібраному положенні мали дугоподібну форму і у вертикальному напрямку, і в горизонтальному напрямку. 6. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має межу утоми, більшу 3 млн. змін знака навантаження, переважно, більшу 5 млн. змін знака навантаження при силі натягнення від 10 кН до 15 кН, переважно, близько 12,5 кН. 7. Затискач за п. 5, який відрізняється тим, що задня опорна дуга (54) виконана так, що відстань D між внутрішньою ніжкою і паралельною тангенціальною площиною на зовнішній ніжці (56) становить D50 мм і, переважно, D60 мм. 8. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що петлі описують в плані дугу, секанси (S) якої проходять по суті паралельно напрямку внутрішніх ніжок (46). 9. Затискач за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вільна відстань між дугоподібною центральною ділянкою (48) центрального хомута (44) і вільними кінцями (50) натяжного затискача менша, ніж діаметр прутка пружинної сталі в області вільних кінців (50) натяжного затискача (40). 10. Пристрій для фіксації рейок, що містить: натяжний затискач (40) за будь-яким з попередніх пунктів і гвинтовий костиль (24), що має головку (26), виконану з можливістю обпирання на внутрішні ніжки (46) центрального хомута (44), і в якому головка (26) гвинтового костиля і натяжний затискач (40) мають такі розміри, що головка (26) не виступає над максимальною висотою натяжного затискача в попередньо зібраному стані пристрою для фіксації рейок, на внутрішні ніжки якого спирається головка (26) гвинтового костиля, не прикладаючи натягувальної сили. 11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що натяжний затискач (40) в зібраному стані впирається у верхній бік підошви рейки (32) і в шпалу (10) в заглибленні (12) у верхній стороні шпали. 6 UA 103357 C2 7 UA 103357 C2 8 UA 103357 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюElastic tensioning clamp and rail fixation therefore
Автори російськоюBosterling, Winfried, Esfandiyari, Farhad, Steidl, MIchael
МПК / Мітки
Мітки: натяжний, фіксації, рейок, включає, пружний, пристрій, затискач
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-103357-pruzhnijj-natyazhnijj-zatiskach-i-pristrijj-fiksaci-rejjok-yakijj-vklyuchaeh-pruzhnijj-natyazhnijj-zatiskach.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пружний натяжний затискач і пристрій фіксації рейок, який включає пружний натяжний затискач</a>
Попередній патент: Пристрій для створення високоградієнтного магнітного поля в лунках біологічного планшета
Наступний патент: Спосіб визначення кутів загострення ріжучих кромок зерен абразивних порошків
Випадковий патент: Пристрій та спосіб зварювання тертям пристрою для зберігання електричної енергії