Шарнирное рельсовое соединение

 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к шарнирному рельсовому соединению для монорельсовых подвесных дорог. Между соседними нижними полками рельсов вставлен заполнитель из стали. Нижняя часть заполнителя выполнена в виде поворотной опоры, проходящей вдоль нижней полки. В состав опоры входят подпятник и входящая в него поворотная головка. Они позволяют получить поворотную опору с высокой продольной и поперечной устойчивостью за счет наличия крыльчатых сегментов, направляющих пазов и шпонок, вследствие чего данная монорельсовая подвесная дорога пригодна для транспортировки тяжелых грузов. 7 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к шарнирному стыковому соединению профильных ходовых рельсов с верхней полкой и нижней, образующей ходовые поверхности полкой монорельсовых подвесных дорог, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Из патента WO-A-85/00629 известно такое рельсовое соединение, в котором между соседними нижними полками профильных рельсов соответственно вставлен заполнитель, удерживаемый при помощи винтового соединения на нижней стороне нижней полки. Завинчивая гайку, можно подвергнуть предварительному натяжению заполнитель, вставленный в стык между соседними нижними полками рельсов. Кроме того, между верхними полками находятся соединители, которые служат для подвески рельсов на участке рельсового стыка и примыкают по дуге окружности друг к другу так, что допускают поворот рельсов в вертикальной продольной средней плоскости вокруг шарнира на участке нижней полки. При этом шарнир на участке нижней полки является жестким на paстяжение в продольном направлении рельса, но обладает податливостью по отношению к вертикальным и горизонтальным поперечным силам. В целом известное стыковое соединение лучше приспособлено для того, чтобы переносить поперечные силы, создаваемые весом транспортного средства, а также неизбежные стыковые силы при проезде транспортного средства по стыку и свести к минимуму их, вредные воздействия Далее, из практики известно такое рельсовое соединение, при котором между торцами нижних полок для перекрытия щелей вставлены заполнители, выполненные таким образом, что в продольном направлении они несколько дальше выступают на участок нижней полки. Для этого нужно прилаживать нижние полки на участке соединения. Это требует значительной затраты времени. Кроме того, недостатком является то, что заполнители на всей своей длине служат ходовыми поверхностями. Поэтому, они во-первых, подвергаются ударам во время транспортировки, а во-вторых их нужно точно прилаживать при закреплении на рельсе.

Поэтому в основу изобретения положена задача создать такое соединение рельсов описанного типа, при котором не требуется никакое прилаживание к рельсам, а заполнители не служат ходовыми поверхностями.

Эта задача решена согласно изобретению для соединения рельсов рассматриваемого типа при помощи признаков, указанных в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Благодаря этим признакам осуществляется шарнирное соединение рельсов, при котором не требуется никакое прилаживание к рельсам, заполнители не служат ходовыми поверхностями. Кроме того, при помощи направляющего паза и шпонки не только обеспечивается необходимая устойчивость в направлении поворота, но и достигается чрезвычайно высокая поперечная устойчивость поворотной опоры благодаря взаимно примыкающим крыльчатым сегментам. В результате получается весьма устойчивое и удовлетворяющее предъявляемым требованиям соединение рельсов с заданным углом поворота.

Ниже рассмотрены основные признаки изобретения. Так, согласно изобретению предусматривается, что подпятник для поворота перекрывает щель, образованную между обоими соседними стыками рельсов, а паз для направляющей шпонки в поворотной головке удлинен на заданное расстояние в обе стороны вертикальной середины щели между рельсами, т.е. становятся возможными как положительные, так и отрицательные отклонения наклона профильных рельсов, а именно вокруг шарнирной оси на переходном участке между нижними полками и Т-образной стенкой рельса. Согласно другой форме исполнения предусматривается, что подпятник имеет посередине U-образную выемку, борты которой выполнены в виде крыльчатых сегментов, а посередине в выемке образован направляющий паз для поворотной головки со средним крыльчатым сегментом и средней шпонкой, причем средний крыльчатый сегмент при скользящей в пазу направляющей шпонке заходит в выемку между обоими крыльчатыми сегментами. В направляющем пазу целесообразно предусмотреть расположенное в его самом глубоком месте сквозное отверстие для того, чтобы открыть выход воздуха из паза, а также иметь возможность подавать смазочное средство и очищать. Согласно другой форме исполнения предусматривается, что подпятник имеет средний крыльчатый сегмент с двусторонними пазами и направляющими поверхностями для двух крыльчатых сегментов с направляющими шпонками в точке поворота, и чтобы пазы и направляющие поверхности, как и крыльчатые сегменты и направляющие шпонки, располагались симметрично-зеркально по отношению к вертикальной средней оси поворотной опоры и на соответствующих согласованных друг с другом расстояниях от средней оси. При таком варианте исполнения значительно уменьшается удельное давление ввиду удвоенного количества, пазов и направляющих поверхностей. Радиус поворота в опоре, состоящей из подпятника и поворотной головки, выбирается таким образом, что центр поворота находится в переходном участке от нижних полок к Т- образным стенкам соседних рельсов. Целесообразно предусмотреть, чтобы днище подпятника имело форму дуги окружности и многогранное или трапецеидальное поперечное сечение со скругленными углами для того, чтобы получить компактный и удобный соединитель рельсов.

Соединитель рельсов согласно изобретению можно применить для обычных рельсов I-образного профиля. Однако, верхнюю полку и нижнюю полку профильных рельсов можно выполнить и в виде U-образных вильчатых профилей. При таком исполнении верхней и нижней полок по сравнению с обычными рельсами I-образного профиля достигаются более высокие моменты сопротивления при достаточно малых значениях веса и приемлемых расходах на изготовление. Возможна также смена рельсов обычного I-образного профиля и вильчатого профиля.

В рельсах вильчатого профиля согласно предпочтительной форме исполнения изобретения предусматривается, что верхняя часть заполнителя почти сливается с основанием вильчатого профиля и с обеих сторон перекрывает поворотную головку и подпятник. Эти признаки способствуют также тому, что точка шарнира между соседними рельсами располагается практически в переходном участке от основания вильчатого профиля к Т-образной стенке рельса.

Заполнители целесообразно изготовлять из стали и приваривать к рельсам, т.е. к их нижним полкам.

Ниже изобретение объясняется подробнее при помощи чертежей, изображающих один пример исполнения. В частности, показаны: на фиг. 1 - вид сбоку патентуемого соединения рельсов в собранном состоянии, на фиг. 2 - схема соединения согласно фиг. 1 при раздвинутых друг от друга верхних полках, на фиг. 3 - вид с торца на правый рельс согласно фиг. 1, на фиг. 4 - вид с торца на левый рельс согласно фиг. 1, на фиг. 5 - вид сбоку на заполнитель с подпятником согласно фиг. 1, на фиг. 6 - вид сверху на детали согласно фиг. 5, на фиг. 7 - вид с торца не детали согласно фиг. 5 по стрелке X, на фиг. 8 - вид с торца на детали согласно фиг. 5 по стрелке Y,
на фиг. 9 - вид сбоку на заполнитель с поворотной головкой согласно фиг. 1,
на фиг. 10 - вид сверху на деталь согласно фиг. 9,
на фиг. 11 - вид с торца на деталь согласно фиг. 9,
на фиг. 12 - вид сбоку на измененную форму исполнения соединения рельсов,
на фиг. 13 - изображение согласно фиг. 12 при раздвинутых друг от друга верхних полках,
на фиг. 14 - вид с торца на правый рельс согласно фиг. 12,
на фиг. 15 - вид с торца на левый рельс согласно фиг.12,
на фиг. 16 - вид сбоку на заполнитель с подпятником согласно фиг. 12,
на фиг. 17 - вид сверху на детали согласно фиг. 16,
на фиг. 18 - вид с торца на детали согласно фиг. 16 по стрелке X,
на фиг. 19 - вид с торца на детали согласно фиг. 16 по стрелке Y,
на фиг. 20 - вид сбоку на заполнитель с поворотной головкой согласно фиг. 12,
на фиг. 21 - вид сверху на деталь согласно фиг. 20,
на фиг. 22 - вид с торца на деталь согласно фиг. 20 по стрелке X,
на фиг.23 - вид с торца на деталь согласно фиг. 20 по стрелке Y.

На чертежах изображено шарнирное стыковое соединение профильных ходовых рельсов 1 с верхней полкой 2 и с образующей ходовые поверхности нижней полкой 3 монорельсовых подвесных дорог. Это соединение состоит в принципе из шарнирных частей, находящихся на нижней полке 3 рельсов 1 и направляюще-подвесного устройства 4, расположенного на верхней полке 2 соседних рельсов 1. Между соседними нижними полками 3 рельсов 1 вставлен соответственно металлический заполнитель 5, состоящий из верхней части 6, примыкающей к нижней полке 3, и нижней части 7. Верхние части 6 не перекрывают ходовые поверхности нижней полки 3 и имеют сужение 8, проходящее поперек, стыковых поверхностей соседних нижних полок 3. Нижние части 7 выполнены в виде поворотной опоры, проходящей в продольном направлении нижней полки. Для этого одна нижняя часть 7 является подпятником 7a, а вторая нижняя часть 7 - поворотной головкой 7б, опирающейся в подпятнике. Подпятник 7a и поворотная головка 7б снабжены для поперечной устойчивости крыльчатыми сегментами, а взаимно перекрывающимися в направлении поворота. Эти крыльчатые сегменты 9 имеют по меньшей мере один направляющий паз 10, проходящий по дуге поворота и охватывающий заданный угол или участок поворота, а также по меньшей мере одну направляющую шпонку 11, скользящую в пазу 10. Подпятник 7а перекрывает щель S, образованную между соседними торцами рельсов. Паз 10 для шпонки 11 на поворотной головке 7б проходит на заданное расстояние в обе стороны от вертикальной середины щели, так что с одной стороны верхние полки 2 соседних рельсов 1, с другой стороны нижние полки 3 соседних рельсов могут раздвигаться на заданное расстояние (обычно общий угол поворота составляет около 5^o). Форма и расположение поворотной опоры с подпятником 7а и головкой 7б выбраны таким образом, что ось 12 шарнира располагается между соседними рельсами 1 практически в переходной зоне от основания нижней полки 3 к стенке 13 рельса 1.

В изображенной на фиг. 1-11 форме исполнения подпятник 7а снабжен посередине U-образной выемкой 14, 77борты которой об разуют крыльчатый сегмент 9, а посередине в выемке 14 имеется направляющий паз 10 для поворотной головки 7б с центральным крыльчатым сегментом 9 и центральной шпонкой 11, причем центральный крыльчатый сегмент 9 при скользящей в пазу 10 шпонке 11 заходит в выемку 14 между обоими крыльчатыми сегментами 9 подпятника 7а. В пазу 10 имеется расположенное в его самом глубоком месте сквозное отверстие 15.

В исполнении согласно фиг. 12-23 подпятник 7а снабжен центральным крыльчатым сегментом 9 с двусторонними пазами 10 и направляющими поверхностями 16 для двух крыльчатых сегментов 9 со шпонками 11 на поворотной головке 7б. Пазы 10 и направляющие поверхности 16, а также крыльчатые сегменты 9 и шпонки II, расположены зеркально-симметрично по отношению к вертикальной средней оси М поворотной опоры и на согласованных друг с другом расстояниях от средней оси М.

В обоих вариантах исполнения днище подпятника 7а имеет форму 17 дуги окружности и трапецеидальное поперечное сечение 18 со скругленными углами. Верхняя полка 2 и нижняя полка 3 рельсов 1 выполнены в виде U-образного вильчатого профиля. Верхняя часть 6 заполнителя почти сливается с основанием вильчатого профиля и перекрывает поворотную головку 7б и подпятник 7а с обеих сторон. Заполнители 5 изготовлены из стали.

На одном конце рельса 1, несущего подвесно-направляющее устройство 4, имеются выступающие из верхней полки 2 за пределы этой U-образной полки опорные щеки 19 со сквозными отверстиями 20, куда входит фиксирующий штырь 21, который вставлен в подвесной крюк 22, направляемый между обеими щеками 19 на верхней полке в конце соседнего рельса. Благодаря этому возможны повороты рельсов 1 на участке их стыка вокруг оси шарнира 12, образованного шарнирным соединением рельсов, причем не только для раздвигания верхних полок 2, но и для их придвигания друг к другу.

Формула изобретения

1. Шарнирное стыковое соединение профильных ходовых рельсов (1) с верхней полкой (2) и с нижней образующей ходовые поверхности полкой (3) монорельсовой подвесной дороги, состоящее из шарнирной части, установленной на нижней полке (3) рельса (1), и направляюще-подвесной части (4), установленной на верхней полке соседнего рельса (1), причем между соседними нижними полками (3) рельсов (1) соответственно вставлены заполнители, отличающееся тем, что металлический заполнитель состоит из верхней части (6), помещенной на участке стыковой поверхности нижней полки, и нижней части (7), верхние части (6) не выходят за ходовые поверхности нижних полок (3) и имеют сужение (8), проходящее поперек стыковых поверхностей соседних нижних полок, нижние части (7) выполнены в виде поворотной опоры (7а, 7б), проходящей вдоль нижней полки, причем одна нижняя часть (7) является подпятником (7а), а другая нижняя часть (7) - поворотной головкой (7б), опирающейся в подпятнике, подпятник (7а) и поворотная головка (7б) имеют взаимно перекрывающие друг друга крыльчатые сегменты (9) с по меньшей мере одним направляющим пазом (10), проходящим по дуге окружности и охватывающим заданный угол поворота, и по меньшей мере одну шпонку (11), скользящую по пазу (10).

2. Соединение рельсов по п.1, отличающееся тем, что подпятник (7а) перекрывает щель (S), образованную между двумя соседними стыками рельсов, а паз (10) для шпонки (11) на поворотной головке (7б) удлинен в обе стороны на заданное расстояние за середину щели.

3. Соединение рельсов по п.1 или 2, отличающееся тем, что подпятник (7а) имеет посередине U-образную выемку (14), борта которой образуют крыльчатые сегменты (9), а посередине в выемке (14) имеется направляющий паз (10) для поворотной головки (7б) с центральным крыльчатым сегментом (9) и центральной направляющей шпонкой (11), причем центральный крыльчатый сегмент (9) при скользящей по пазу (10) шпонке (11) заходит в выемку (14) между обоими крыльчатыми сегментами (9) подпятника (7а).

4. Соединение рельсов по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что паз (10) имеет в своем самом глубоком месте сквозное отверстие (15).

5. Соединение рельсов по п.1 или 2, отличающееся тем, что подпятник (7а) имеет центральный крыльчатый сегмент (9) с пазами (10) с обеих сторон и направляющие поверхности (16) для двух крыльчатых сегментов со шпонками (11) на поворотной головке (7б), и что пазы (10) и направляющие поверхности (16), как и крыльчатые сегменты (9) и шпонки (11), расположены зеркально-симметрично по отношению к средней оси (М) поворотной опоры и на соответствующих расстояниях от средней оси (М).

6. Соединение рельсов по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что днище (17) подпятника (7а) имеет форму дуги окружности и многогранное или трапецеидальное поперечное сечение (18) со скругленными углами.

7. Соединение рельсов по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что верхняя полка (2) и нижняя полка (3) рельса (1) имеют U-образный вильчатый профиль, причем верхняя часть (6) заполнителя (5) сливается с основанием вильчатого профиля, а поворотная головка (7б) в обе стороны перекрывает подпятник (7а).

8. Соединение рельсов по любому из пп.1 - 7, отличающееся тем, что заполнитель (5) изготовлен из стали.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23