Пружинний елемент та система для закріплення рейки

Реферат: Пружинний елемент (20) для закріплення рейки на основі з U-подібною середньою частиною (1), два плеча (2, 3) якої переходять в тримачі (4, 5). Тримачі (4, 5), виходячи з середньої частини (1), будучи розведеними в сторони з утворенням наскрізного вигину (А), своїми відповідними кінцями (6, 7) спрямовані до середньої частини (1). Для забезпечення оптимальної характеристики напруження при навантаженні клеми відношення довжини (LF) пружинного елемента (20) до ширини (ВМ) середньої частини (1) знаходиться в діапазоні 2,613,00, переважно між 2,61 і 3,00. Крім того, винахід стосується системи для закріплення рейки, що складається з рейки (13) в колії або в стрілці, рейкової підкладки (10), що має щонайменше одне кріпильне ребро (9), і щонайменше одного пружинного елемента (20). Пружинний елемент (20) своєю середньою частиною (1) фіксує при навантаженні тиском рейку (13), переважно підошву рейки, на рейковій підкладці (10), і з'єднаний з рейковою підкладкою (10) за допомогою щонайменше одного гвинта (11). UA 106125 C2 (12) UA 106125 C2 UA 106125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується пружинного елемента для закріплення рейки на основі, наприклад на дерев'яних, бетонних або сталевих шпалах, з U-подібною середньою частиною, два плеча якої переходять в тримачі, причому тримачі, виходячи з середньої частини, будучи розведені в сторони з утворенням суцільного вигину, своїми відповідними кінцями спрямовані до середньої частини. Крім того, винахід стосується системи для закріплення рейки, що складається з рейки в колії або на стрілці з рейковою підкладкою, що містить кріпильне ребро, і щонайменше з одним пружинним елементом, як він представлений вище. Пружинні елементи для закріплення рейок достатньо відомі з рівня техніки і, наприклад, з DE 10255916 А1, DE 10233784 В4, DE 3423997 А1 або ЕР 1116827 А1. Такі пружинні елементи утворюють пружні затискні скоби для закріплення рейки під тиском в колії або в стрілці на передбаченій для цього основі, наприклад дерев'яних, бетонних або сталевих шпалах, при необхідності з використанням додаткової рейкової підкладки. Такі пружинні елементи для фіксації рейок, укладених на рейкову підкладку, звичайно кріпляться за допомогою нарізного з'єднання на ребрі, що є складовою частиною рейкової підкладки. Однак ці пружинні елементи через свою форму, зокрема через малі радіуси вигину і неоптимальні лінії вигину, по своїй пружності і утомній міцності мають лише обмежене використання або використовуються в непружних безпосередніх рейкових кріпленнях. Крім того, ці пружинні елементи під дією звичайних робочих навантажень в результаті повторюваного руху поїздів, по рейках або стрілці, можуть небажаним чином змінювати своє встановлювальне положення, наприклад, в результаті скручування або зміщення. Це відбувається тим більше, якщо ребро рейкової підкладки на своїй верхній стороні, повернутій до пружинного елемента, виконане вужчим, ніж в основі ребра. Наслідком зміни положення установки, або кінцевого монтажу, зрештою, може стати небажане послаблення затискного зусилля пружинного елемента відносно рейки. Виходячи з вищезазначеного рівня техніки, задача винаходу полягає в тому, щоб надати пружинний елемент і систему при використанні пружинного елемента для закріплення рейки на основі, які нарівні з поліпшеним допустимим постійним навантаженням і зі збільшеним коливальним шляхом при заданих умовах експлуатації і встановлювальних характеристиках були б в стані зберігати по суті незмінним своє встановлювальне положення. Ця задача відповідно до винаходу вирішується за допомогою пружинного елемента, що містить ознаки пункту 1 формули винаходу, а також за допомогою системи, що містить ознаки пункту 8 формули винаходу. Переважні варіанти виконання винаходу викладені в залежних пунктах формули винаходу. У значенні винаходу відношення довжини пружинного елемента до ширини середньої частини встановлюється в діапазоні 2,61-3,00, переважно між 2,61 і 3,00. Крім того, переважно, щоб відношення висоти пружинного елемента до ширини середньої частини було встановлене в діапазоні 0,81-1,20, переважно між 0,81 і 1,20. У результаті створюється пружинний елемент, в якому вищевикладені пропорції забезпечують оптимальну характеристику напруження при робочому навантаженні, а також фіксоване встановлювальне положення. Зміна встановлювального або остаточного монтажного положення істотно зменшується або виключається, внаслідок чого затискне зусилля пружинного елемента на рейку може довгий час утримуватися на однаковому рівні. У переважному варіанті виконання винаходу вигин пружинного елемента в переході від середньої частини до тримачів виконаний безперервним. В альтернативному варіанті виконання винаходу, що є також переважним, вигин пружинного елемента в переході від середньої частини до тримачів виконаний з радіусами вигину, що розрізняються по довжині пружинного елемента. В обох випадках характеристика напруження всередині пружинного елемента при робочому навантаженні підтримується особливо переважно, причому в обох вищенаведених альтернативах, піки напруження в часткових діапазонах пружинного елемента виключаються. Це, зокрема, досягається за рахунок відсутності переходів між зігнутими і незігнутими ділянками всередині пружинного елемента по всій його довжині. Крім того, переважно, щоб пружинний елемент складався з пружинної сталі по суті круглого поперечного перерізу. Завдяки цьому утворюється пружинний елемент, що має по всій своїй довжині по суті однакову згинальну міцність і утомну міцність при знакозмінних навантаженнях (вібростійкість). У зв'язку з цим переважно також, щоб пружинний елемент на нижній стороні кінців тримачів пружинного елемента мав плоскі ділянки. У встановлювальному стані, в якому пружинний елемент згідно з винаходом розташовується на рейковій підкладці і на рейці, завдяки наявності таких плоских ділянок, переважно, в області і в межах поверхонь контакту з рейкою, контактна поверхня між пружинним елементом і рейкою, переважно, збільшується, внаслідок чого 1 UA 106125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підтримується збереження одного разу встановленого монтажного положення пружинного елемента. Точно так само надається перевага, щоб пружинний елемент в області плечей середньої частини мав плоскі ділянки, розташовані, переважно, на верхній стороні пружинного елемента. У цій області пружинний елемент згідно з винаходом в переважному варіанті виконання за допомогою гвинта при прикладанні тиску прикручений до рейкової підкладки, переважно, кріпильного ребра, виконаного як одне ціле з рейковою підкладкою. Завдяки вищезазначеним плоским ділянкам в області середньої частини пружинного елемента контактна поверхня між головкою гвинта або підкладної шайби, що є при необхідності і пружинним елементом, збільшується, так що переважно підтримується не тільки збереження монтажного положення, але і передача зусилля в пружинний елемент через гвинт. Згідно з одним іншим аспектом винаходу створюється система для закріплення рейки, що складається з рейки в колії або в стрілці, рейкової підкладки, що має щонайменше одне кріпильне ребро, і щонайменше одного пружинного елемента згідно з першим аспектом винаходу. Система згідно з винаходом характеризується тим, що пружинний елемент своєю середньою частиною фіксує при навантаженні тиском рейку, переважно підошву рейки, на рейковій підкладці, і пружинний елемент з'єднаний з рейковою підкладкою за допомогою щонайменше одного гвинта. У зв'язку з цим переважно, щоб пружинний елемент був згвинчений з кріпильним ребром. Якщо ширина основи кріпильного ребра більша ширини верхнього кінця кріпильного ребра, то пружинний елемент згідно з винаходом за допомогою ознак, детально показаних вище, забезпечить особливо надійне додержання кінцевого монтажного положення, а також збереження затискного зусилля пружинного елемента відносно рейки. Нижче винахід більш детально пояснюється з посиланням на п'ять фігур, з яких можуть бути запозичені переважні варіанти виконання винаходу: фіг. 1 - вигляд збоку системи згідно з винаходом, фіг. 2 - збільшене представлення фрагмента на фіг. 1, фіг. 3 - вигляд зверху пружинного елемента згідно з винаходом, фіг. 4 - вигляд збоку пружинного елемента на фіг. 3 з перерізом по лінії А-А на фіг. 3 і фіг. 5 - вигляд спереду пружинного елемента згідно з винаходом. На фіг. 1 зображений вигляд збоку системи згідно з винаходом, що містить рейку 13, рейкову підкладку 10, що має щонайменше одне кріпильне ребро 9, а також пружинний елемент 20, попередньо напружений при навантаженні тиском за допомогою гвинта 11 на кріпильному ребрі 9 рейкової підкладки 10. За допомогою двох пружинних елементів, з міркувань спрощення показаний один пружинний елемент (20), підошва рейки 13 стягнута з рейковою підкладкою 10, причому під дією гвинта 11 на пружинний елемент 20 в цей елемент вводиться пружна деформація, внаслідок чого пружинний елемент 20 встановлений з навантаженням тиском на підошві рейки 13 і з пружним напруженням на рейковій підкладці 10. На фіг. 2 в збільшеному вигляді зображений фрагмент фіг. 1, в якому пружинний елемент 20 закріплений на кріпильному ребрі 9 рейкової підкладки 10 за допомогою гвинта 11 і забезпечує також довготривалу надійну фіксацію положення пружинного елемента 20 на кріпильному ребрі 9, ширина якого "В" у основі кріпильного ребра 9 виконана більшою, ніж ширина "С" на верхньому повернутому до пружинного елемента кінці кріпильного ребра 9. На фіг. 3 зображений вигляд зверху пружинного елемента 20, довжина якого з усіма частковими областями позначена як LF. Ширина середньої частини 1, починаючи з лівого боку пружинного елемента 20 і закінчуючи вершиною U-подібної середньої частини 1, позначається як ВМ. Як згадувалося, середня частина 1 пружинного елемента 20 виконана по суті Uподібною, причому плечі 2, 3 U-подібної середньої частини 1 переходять в тримачі 4, 5 пружинного елемента 1 з утворенням безперервного вигину. Тримачі 4, 5 виконані таким чином, що вони в сторони від середньої частини 1 проходять вздовж довжини LF пружинного елемента 20, а потім безперервно (нерозривно) або з утворенням різних радіусів вигину закінчуються у відповідних кінцях 6, 7 тримачів 4, 5, спрямованих до вершини U-подібної середньої частини 1. Таким чином, тримачі 4, 5 мають ділянки, по суті паралельні одна одній, а саме, після переходу плечей 2, 3 середньої частини 1 в тримачі 4, 5 і в області кінців 6, 7 тримачів 4, 5, причому, однак, не утворюючи ніяких прямих ділянок без вигину. Крім того, на верхній стороні пружинного елемента 20, зокрема, плечей 2, 3 U-подібної середньої частини 1, виконані плоскі ділянки 8а, 8b, завдяки яким, переважно, збільшується поверхня контакту з (не показаним) гвинтом або з (не показаною) підкладною шайбою. На фіг. 4 зображений в розрізі на вигляді збоку пружинний елемент 20, розрізаний по лінії АА на фіг. 3. Розріз для визначення розміру ВМ для ширини середньої частини 1 проходить через 2 UA 106125 C2 5 10 15 20 25 30 вершину середньої частини. Як видно на фіг. 1, розмір ширини ВМ середньої частини 1 виконаний меншим, ніж бічна відстань між тримачем 4 і його кінцем 6 в області середньої частини 1 пружинного елемента 20. У той же час висота HF пружинного елемента 20 визначається вигином тримача 4. Нарешті, на фіг. 5 зображений вигляд спереду пружинного елемента 20 згідно з винаходом, з якого можна запозичити вигини А тримачів 4, 5 по всій довжині LF пружинного елемента 20. Uподібна середня частина 1 пружинного елемента 20 зігнута в області його вершини від плоских ділянок 8а, 8b в напрямку вниз до кінців 6, 7 і в напрямку (не показаної) підошви рейки. На нижній стороні тримачів 4, 5 пружинного елемента 20 для збільшення поверхні контакту між накладуваним 20 пружинним елементом і рейкою виконані плоскі ділянки 12а, 12b. Перелік позицій: 1 середня частина 2 плече 3 плече 4 тримач 5 тримач 6 кінець 7 кінець 8а плоска ділянка 8b плоска ділянка 9 кріпильне ребро 10 рейкова підкладка 11 гвинт 12а плоска ділянка 12b плоска ділянка 13 рейка 20 пружинний елемент LF довжина пружинного елемента ВМ ширина середньої частини HF висота пружинного елемента А вигин А-А довга лінія 8 ширина основи кріпильного ребра С ширина верхнього кінця кріпильного ребра. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Пружинний елемент (20) для закріплення рейки на основі, наприклад, дерев'яних, бетонних або сталевих шпалах, з U-подібною середньою частиною (1), два плеча (2, 3) якої переходять в тримачі (4, 5), причому тримачі (4, 5), виходячи з середньої частини (1), будучи розведеними в сторони з утворенням наскрізного вигину (А), своїми відповідними кінцями (6, 7) спрямовані до середньої частини (1), який відрізняється тим, що відношення довжини (LF) пружинного елемента (20) до ширини (ВМ) середньої частини (1) знаходиться в діапазоні 2,61-3,00, переважно між 2,61 і 3,00. 2. Пружинний елемент (20) за п. 1, який відрізняється тим, що відношення висоти (HF) пружинного елемента (20) до ширини (ВМ) середньої частини (1) знаходиться в діапазоні 0,811,20, переважно між 0,81 і 1,20. 3. Пружинний елемент (20) за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що вигин (А) пружинного елемента (20) в переході від середньої частини (1) до тримачів (4, 5) виконаний безперервним. 4. Пружинний елемент (20) за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що вигин (А) пружинного елемента (20) в переході від середньої частини (1) до тримачів (4, 5) виконаний з радіусами вигину, що розрізняються по довжині пружинного елемента (20). 5. Пружинний елемент (20) за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що він складається з пружинної сталі з по суті круглим перерізом. 6. Пружинний елемент (20) за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що він в області нижніх сторін кінців (6, 7) має плоскі ділянки 12а, 12b. 7. Пружинний елемент (20) за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що він в області плечей (2, 3) середньої частини (1) має односторонні плоскі ділянки (8а, 8b), розташовані, переважно, на верхній стороні пружинного елемента (20). 3 UA 106125 C2 5 10 8. Система для закріплення рейки, що складається з рейки в колії або в стрілці, рейкової підкладки (10), що має щонайменше одне кріпильне ребро (9), і щонайменше одного пружинного елемента (20) за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що пружинний елемент (20) своєю середньою частиною (1) фіксує при навантаженні тиском рейку (13), переважно підошву рейки, на рейковій підкладці (10), і що пружинний елемент (20) з'єднаний з рейковою підкладкою (10) за допомогою щонайменше одного гвинта (11). 9. Система за п. 8, яка відрізняється тим, що пружинний елемент (20) згвинчений з кріпильним ребром (9). 10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що ширина (В) основи кріпильного ребра (9) більша ширини (С) верхнього кінця кріпильного ребра (9). 4 UA 106125 C2 5 UA 106125 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 6