Нарізний дюбель з конічною головкою для кріплення рейок

Реферат: Нарізний дюбель для забетоновування в залізничну шпалу або жорстке дорожнє полотно включає в себе витки (16) зовнішньої різі, розташовані зовні на нарізному дюбелі (10) для з'єднання з силовим замиканням з кріпильним елементом (10), і витки (18) внутрішньої різі, розташовані всередині в нарізному дюбелі, причому нарізний дюбель (10) складається з двох ділянок (12, 14), які прилягають одна до одної в подовжньому напрямку, причому перша ділянка (12) має по суті циліндричну зовнішню форму, а друга ділянка (14) має по суті конічну зовнішню форму і друга ділянка (14) розташована між першою ділянкою (12) і ввідним отвором (26) для кріпильного елемента (30). UA 106060 C2 (12) UA 106060 C2 UA 106060 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до нарізного дюбеля згідно з обмежувальною частиною п. 1 формули винаходу для забетоновування в жорстке дорожнє полотно або в залізничну шпалу, а також для з'єднання з силовим замиканням з кріпильним елементом. Далі, винахід належить до нарізного дюбеля такого типу з угвинченим кріпильним елементом, а також до жорсткого дорожнього полотна або до залізничної шпали з щонайменше одним нарізним дюбелем згідно з винаходом. Нарізні дюбелі для забетоновування в жорстке дорожнє полотно або в залізничну шпалу служать в будівництві залізниць для з'єднання рейки з основою в формі шпали або з жорстким дорожнім полотном. При цьому кріпильний елемент рейки з'єднується з основою за допомогою гвинтів для шпал. Нарізні дюбелі складаються звичайно з пластмаси і при виготовленні бетонної шпали або жорсткого дорожнього полотна можуть в неї заливатися. Інша причина для використання нарізного дюбеля з пластмаси полягає в тому, що повинно здійснюватися електричне ізолювання гвинта для шпали відносно шпали або жорсткого дорожнього полотна. Недолік традиційних кріплень "нарізний дюбель/гвинт для шпали" полягає в тому, що вони часто не можуть передавати достатньо високих бічних зусиль від кріплення рейки в шпалу. У основі винаходу лежить задача, яка полягає в тому, щоб запропонувати нарізний дюбель для забетоновування в залізничну шпалу або жорстке дорожнє полотно, який може передавати підвищені бічні зусилля від кріплення рейки в залізничну шпалу або жорстке дорожнє полотно. Ця задача вирішується за допомогою нарізного дюбеля з ознаками п. 1 формули винаходу. Переважні варіанти виконання винаходу виходять з інших пунктів формули винаходу. Згідно з винаходом нарізний дюбель для забетоновування в залізничну шпалу або жорстке дорожнє полотно і для з'єднання з силовим замиканням з кріпильним елементом включає в себе витки зовнішньої різі, розташовані на нарізному дюбелі зовні, а також витки внутрішньої різі, розташовані в нарізному дюбелі всередині. Нарізний дюбель відрізняється тим, що він складається з двох прилягаючих одна до одної в подовжньому напрямку ділянок: першої ділянки з по суті циліндричною зовнішньою формою, а також другої ділянки з по суті конічною зовнішньою формою. Друга ділянка при цьому розташована між першою ділянкою і ввідним отвором для кріпильного елемента. Іншими словами, нарізний дюбель має конічну головку, розташовану в напрямку ввідного отвору, яка має ту перевагою, що зі збільшуваним конічним розширенням збільшується контактна поверхня між дюбелем і оточуючою залізничною шпалою або жорстким дорожнім полотном, а, з іншого боку, також збільшується площа поперечного перерізу, що є в розпорядженні для передачі латеральних зусиль. Таким чином, можна знизити контактне напруження між кріпильним елементом і дюбелем. Згідно з одним переважним варіантом виконання винаходу внутрішня різь є трапецеїдальною. Перевага трапецеїдальної різі полягає в тому, що за допомогою трапецеїдальної різі можуть передаватися великі зусилля, а нарізні канавки в дюбелі мають тупу геометрію з розташованою в обводовому напрямку основою паза окремих нарізних канавок. З іншого боку, наприклад, у разі різі з бічними стінками внутрішньої різі, що сходяться один до одного під гострим кутом, існує небезпека того, що тріщини, виходячи з основи нарізних канавок, продовжуються в матеріал. Переважно зовнішня різь є круглою різзю, завдяки чому зусилля, що передаються від кріпильного елемента на нарізний дюбель, можуть добре вводитися в оточуючий матеріал залізничної шпали або жорсткого дорожнього полотна. Згідно з одним переважним варіантом виконання конічна зовнішня форма другої ділянки в окремих областях має щонайменше одне ребро, що проходить в подовжньому напрямку нарізного дюбеля. Кожне ребро діє при цьому як елемент геометричного замикання і служить для того, щоб запобігти небажаному провертанню нарізного дюбеля відносно бетонної шпали або жорсткого дорожнього полотна, що сприяє надійності функціонування нарізного дюбеля і до того ж підвищує радіальні зусилля, що передаються від нарізного дюбеля в бетонну шпалу або жорстке дорожнє полотно. З тих же міркувань також циліндрична зовнішня форма першої ділянки в окремих областях може мати щонайменше одне ребро, що проходить в подовжньому напрямку нарізного дюбеля. Нарізний дюбель з угвинченим кріпильним елементом відрізняється тим, що друга ділянка з конічною зовнішньою формою має конічну внутрішню форму з прямими бічними поверхнями, причому конічна внутрішня форма виконана з такими параметрами, що вона плоско прилягає до зовнішнього конуса кріпильного елемента. Відповідність конічних поверхонь одна одній відносно розмірів і кута служить для того, щоб досягнути прилягання, по можливості, всією поверхнею між зовнішнім конусом кріпильного елемента і конічною внутрішньою поверхнею нарізного дюбеля. Цей захід служить також для того, щоб завдяки приляганню, по можливості, більшою поверхнею можна було передавати, від кріпильного елемента через нарізний дюбель в шпалу або жорстке дорожнє полотно як можна більш високі зусилля. 1 UA 106060 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Переважно кріпильний елемент має угвинчувану, різь яка угвинчена у внутрішню різь нарізного дюбеля, причому внутрішню різь нарізного дюбеля проходить щонайменше по частині першої ділянки. Таким чином, нарізна пара для кріплення кріпильного елемента в нарізному дюбелі виконана щонайменше в частині першої ділянки, в той час як в іншій частині нарізного дюбеля не виконано ніякої внутрішньої різі і може бути виготовлений зв'язок між кріпильним елементом і нарізним дюбелем, по можливості, по всій поверхні. Чим менша область нарізного з'єднання між кріпильним елементом і нарізним дюбелем, тим менша міцність на витягування, що досягається, в осьовому напрямку між кріпильним елементом і нарізним дюбелем. Однак, на противагу цьому, в іншій області може створюватися по можливості по всій поверхні прилягання для подолання високих латеральних зусиль. Кріпильний елемент має переважно циліндричну ділянку, до якої прилягає зовнішній конус. Завдяки тому, що угвинчувана різь кріпильного елемента проходить по всій циліндричній ділянці і частині зовнішнього конуса, може здійснюватися дуже висока стійкість проти витягування між кріпильним елементом і нарізним дюбелем. Переважно кріпильний елемент є гвинтом або анкерним болтом, які взаємодіють безпосередньо з іншими компонентами у верхній будові рейкового шляху, щоб представити точку кріплення для залізничної рейки на залізничній шпалі або жорсткому дорожньому полотні. Нижче винахід як приклад описується на основі прикладених фігур, на яких: Фіг. 1 - схематичний зовнішній вигляд нарізного дюбеля згідно з винаходом; Фіг. 2 - переріз дюбеля, показаного на фіг. 1; Фіг. 3 - приклад виконання відповідного кріпильного елемента і Фіг. 4 - розріз нарізного дюбеля, дещо перетвореного в порівнянні з варіантом виконання згідно з фіг. 1 і 2, з угвинченим кріпильним елементом по фіг. 3. На фігурах, пояснених нижче, одні і ті ж елементи позначені одними і тими ж посилальними позиціями. Нарізний дюбель 10, поданий на фіг. 1 і 2, складається з пластмасового матеріалу, переважно поліаміду, і поділяється на декілька ділянок: циліндрична перша ділянка 12 і конічна друга ділянка 14. Під поняттям "циліндрична ділянка" потрібно при цьому розуміти, що зовнішня периферія дюбеля може охоплюватися прямим циліндром. Друга конічна ділянка 14 згідно з цим може бути охоплена по суті зрізаним конусом з по суті прямими бічними стінками. Як в області першої ділянки 12, так і також і в області другої ділянки 14 знаходяться витки 16 різі, яка виконана у вигляді круглої різі. Крім того, як видно з фіг. 2, всередині нарізного дюбеля 10 передбачена внутрішня різь 18, яка відрізняється від зовнішньої різі формою різі і кроком різі. У варіанті виконання згідно з фіг. 1 і 2 внутрішня різь виконана у вигляді трапецеїдальної різі, причому поняття "трапецеїдальна різь" означає принципову форму звичайної трапецеїдальної різі, але не повинна означати точну геометрію відповідно до норм. У порівнянні з витками 16 зовнішньої різі 17 внутрішня різь 18 має явно менший крок і, отже, більшу контактну поверхню між нарізним дюбелем і відповідним кріпильним елементом 30, завдяки чому виходить високе осьове зусилля витягування між кріпильним елементом і нарізним дюбелем. На зовнішній периферії другої ділянки 14 розташовано декілька ребер 20, які проходять в подовжньому напрямку нарізного дюбеля 10 і безпосередньо прилягають до фланцевої області 24, яка прилягає до верхньої завершальної поверхні 22 дюбеля 10. Ребра 20 в даному прикладі виконання мають форму по суті прямокутних перегородок і також як фланцева область 24 виконані за одне ціле з матеріалом нарізного дюбеля 10, як це видно із зображення перерізу на фіг. 2. Друга ділянка 14, яка прилягає до ввідного отвору 26 нарізного дюбеля, як видно з фіг. 2, аж до початку внутрішньої різі 18 має прямі бічні стінки 28, які можуть приходити в положення прилягання всією поверхнею до відповідно сформованого зовнішнього конуса кріпильного елемента. Фіг. 3 показує приклад виконання кріпильного елемента 30 для застосування з дюбелем згідно з винаходом. Кріпильний елемент при цьому є гвинтом з першою областю 32, яка забезпечена гвинтовою різзю 34, яка відповідає внутрішній різі дюбеля, а також безпосередньо прилягаючою до першої області 32 другою областю 36, яка також в окремих областях в приляганні до першої області 32 забезпечена гвинтовою різзю 34. Друга область 36 із збільшенням відстані від першої області 32 розширяється в формі конуса і має плоску бічну поверхню 38, а також кут конуса, який відповідає внутрішньому конусу дюбеля і бічним стінкам 28. До першої області 32 і другої області 36 прилягає використовувана у верхній будові рейкового шляху і підігнана до спеціальних вимог верхньої будови рейкового шляху кріпильна область 40, яка у варіанті виконання, поданому на фіг. 3, додатково забезпечена зовнішньою різзю 42. 2 UA 106060 C2 5 10 15 Вузол, який складається з нарізного дюбеля 10 і кріпильного елемента 40, поданий на фіг. 4. Як це є очевидним, плоска бічна поверхня 38 конічної області кріпильного елемента 40 по всій поверхні прилягає до бічних поверхонь 28 у другій ділянці дюбеля. Перша область кріпильного елемента 30 в даному прикладі виконання не проходить до нижнього кінця виконаного внизу закритим нарізного дюбеля, зовнішня геометрія якого в іншому відхиляється від такої з варіантів виконання по фіг. 1 і 2, як це видно з нижньої надставки 44 нарізного дюбеля в порівнянні з конічною вершиною згідно з варіантами виконання по фіг. 1 і 2. Нарізний дюбель відповідно до варіанту виконання згідно з фіг. 4 має до того ж додаткові ребра 46 в області першої ділянки нарізного дюбеля, які також мають функцію, яка полягає в тому, щоб запобігати провертанню нарізного дюбеля відносно оточуючого бетонного матеріалу залізничної шпали або жорсткого дорожнього полотна. Для всіх представлених прикладів виконання є спільним те, що нарізний дюбель 10 забезпечений конічною головкою, так що у взаємодії з відповідно сформованим кріпильним елементом можна досягнути збільшеної внутрішньої поверхні отвору і тим самим можуть передаватися підвищені латеральні зусилля від кріплення рейки через дюбель в залізничну шпалу або жорстке дорожнє полотно. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Нарізний дюбель для забетоновування в залізничну шпалу або жорстке дорожнє полотно і для з'єднання з силовим замиканням з кріпильним елементом (30), що включає в себе: - зовнішню різь (17), розташовану зовні на нарізному дюбелі (10); - внутрішню різь (18), розташовану всередині в нарізному дюбелі (10), який відрізняється тим, що - нарізний дюбель (10) складається з двох ділянок (12, 14), які прилягають одна до одної в подовжньому напрямку: - першої ділянки (12) з по суті циліндричною зовнішньою формою і - другої ділянки (14) з по суті конічною зовнішньою формою, - друга ділянка (14) розташована між першою ділянкою (12) і ввідним отвором (26) для кріпильного елемента (30) і - внутрішня різь (18) є трапецеїдальною різзю, яка має менший крок, ніж зовнішня різь. 2. Нарізний дюбель за п. 1, який відрізняється тим, що зовнішня різь є круглою різзю. 3. Нарізний дюбель за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що конічна зовнішня форма другої ділянки (2) в окремих областях має щонайменше одне ребро (20), що проходить в подовжньому напрямку нарізного дюбеля (10). 4. Нарізний дюбель за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що циліндрична зовнішня форма першої ділянки (12) в окремих областях має щонайменше одне ребро (46), що проходить в подовжньому напрямку нарізного дюбеля (10). 5. Нарізний дюбель за одним з пп. 1-4 з угвинченим кріпильним елементом (30), який відрізняється тим, що друга ділянка (14) нарізного дюбеля (10) з конічною зовнішньою формою має конічну внутрішню форму з прямими бічними стінками (28) і виконана з такими параметрами, що конічна внутрішня форма плоско прилягає до зовнішнього конуса (38) кріпильного елемента (30). 6. Нарізний дюбель за п. 5, який відрізняється тим, що кріпильний елемент (30) має угвинчувану різь (34), яка угвинчена у внутрішню різь (18) нарізного дюбеля (10), причому внутрішня різь (18) нарізного дюбеля (10) проходить щонайменше по частині першої ділянки (12). 7. Нарізний дюбель за п. 6, який відрізняється тим, що кріпильний елемент (30) має циліндричну область (32), до якої прилягає зовнішній конус (38); і угвинчувана різь (34) кріпильного елемента (30) проходить по всій циліндричній першій області (32) і частині зовнішнього конуса (38). 8. Нарізний дюбель за одним з пп. 5-7, який відрізняється тим, що кріпильний елемент (30) є гвинтом. 9. Нарізний дюбель за одним з пп. 6-8, який відрізняється тим, що кріпильний елемент (30) є анкерним болтом. 10. Залізнична шпала з щонайменше одним нарізним дюбелем за одним з пп. 1-9. 11. Жорстке дорожнє полотно з щонайменше одним нарізним дюбелем за одним з пп. 1-9. 3 UA 106060 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4