Промежуточное рельсовое скрепление, его регулятор напряжения клеммы и анкер
Полезные модели относятся к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для прикрепления рельсов к железобетонным, полимербетонным или композитным подрельсовым основаниям, таким как шпалы, брусья, плиты, блоки, лежни и другие, и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий. Промежуточное рельсовое скрепление содержит анкер со средней частью дугообразной формы и с направленными вниз гофрированными хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале, две головки анкера, каждая из которых имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна и выполнена с выступами для взаимодействия с верхней поверхностью шпалы. Амортизирующая подрельсовая прокладка расположена между головками анкера на подрельсовой части шпалы. Две пружинные клеммы, надетые на головки анкер, выполнены с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью опирания своими скругленными частями на подклеммную подкладку, расположенную на шпале, и с возможностью прижатия рельса к шпале через нарельсовую изолирующую прокладку своими прямолинейными частями. Нарельсовая изолирующая прокладка выполнена в виде уголка с выступом в средней части, размещенным между кронштейнами головки анкера. Гофры хвостовиков анкера имеют сечение, оказывающее более благоприятное воздействие на бетон. Клемма выполнена с габаритными размерами, рационального соотношения. В регуляторе напряжения оси расположены эксцентрично на ограниченное расстояние для обеспечения его надежной работы.
Полезные модели относятся к верхнему строению железнодорожного пути и предназначены для прикрепления рельсов к железобетонным, полимербетонным или композитным подрельсовым основаниям, таким как шпалы, брусья, плиты, блоки, лежни и другие, и могут найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий.
Наиболее близким к полезной модели - промежуточному рельсовому скреплению является известное промежуточное рельсовое скрепление, содержащее анкер со средней частью дугообразной формы и с направленными вниз гофрированными хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале, каждая головка которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна и выполнена с выступами для взаимодействия с верхней поверхностью шпалы, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы, две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью опирания нашпальными витками на подклеммную подкладку, расположенную на шпале, и с возможностью прижатия рельса к шпале через нарельсовую изолирующую прокладку своими прямолинейными частями, причем нарельсовая
изолирующая прокладка выполнена в виде уголка с выступом в средней части, размещенным между кронштейнами головки (RU 2190720 С2, 10.10.2002). Недостатками данного скрепления являются:
- клемма рельсового скрепления, прикрепляющая рельс к основанию, содержит прямолинейную нарельсовую часть, боковые участки, нашпальные витки, и отогнутые концевые участки (усы), при этом соотношение габаритных размеров клеммы составляет 1,4-1,6, а длина клеммы между осями опорных участков находится в пределах 90-120 мм. Значительное увеличение габаритного размера клеммы вдоль рельса нерационально, поскольку прямолинейной частью она опирается на изолирующую накладку и далее по радиусу переходит в боковые участки, поэтому и длина прямолинейного участка должна примерно соответствовать длине опорной зоны;
- хвостовики анкера в сечении гофра выполнены эллиптической формы. При таком сечении гофра, как правило, значительно заужена выпуклая часть в точке округления по наибольшей оси эллипса. Поскольку анкер изготовляют литьем, то при литье происходит смещение по разъему формы отливки и допускается облой, поэтому выпуклая часть гофра становиться еще более зауженной. Такое утонение выпуклых частей гофр хвостовиков анкера ведет к увеличению концентрации напряжений в бетоне шпалы, что является негативным фактором.
Наиболее близкой к полезной модели - регулятору напряжения клеммы является известный регулятор напряжения в промежуточном рельсовом скреплении, содержащем анкер со средней частью дугообразной формы и направленными вниз хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале, пружинные клеммы, каждая из которых соединена с соответствующим концом анкера через регулятор напряжения клеммы, при этом одна ветвь каждой клеммы установлена с возможностью взаимодействия с рельсом, а другая - с подкладкой, смонтированной на шпале, амортизирующую подкладку, устанавливаемую под рельсом, каждый конец анкера имеет два разнесенных
вдоль рельса крюкообразных кронштейна, охватывающих регулятор напряжения пружинной клеммы (а.с. SU 1401095 A1, Е 01 В 9/00, 07.08.1988). Регулятор напряжения представляет собой правильный шестигранник с осями для взаимодействия с кронштейнами и с вырезами с боковых сторон двух смежных граней, между которыми образован треугольный выступ для установки между концевыми участками клеммы, в котором ось регулятора напряжения размещена эксцентрично относительно оси шестигранника на величину максимального перемещения концевых участков клеммы.
Недостатками такого выполнения регулятора являются:
- возможность смещения регулятора вдоль оси фиксатора при монтаже узла;
- при слишком большой величине эксцентриситета (см. фиг.3в), ось Оо смещена от максимальной к минимальной ступени регулирования за точки П 2 и П3 перпендикуляров к ребрам второй и третьей ступеней регулирования, при этом возможен срыв регулятора на меньшую ступень регулирования под действием крутящего момента от силы реакции клеммы на соответствующую грань. Нахождение оси Оо вблизи точек П2 и П3, также не будет обеспечивать надежную работу конструкции. При незначительной величине эксцентриситета ступени регулирования будут незначительно отличаться.
Задачей создания данных полезных моделей является устранение выше указанных недостатков и соответственно повышение эксплуатационной надежности работы рельсового скрепления и обеспечение экономии металла при соблюдении прочностных характеристик промежуточного рельсового скрепления.
Для этого в промежуточном рельсовом скреплении, содержащим анкер со средней частью дугообразной формы и с направленными вниз гофрированными хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале, каждая головка которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна и выполнена с выступами для взаимодействия с верхней поверхностью шпалы,
амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы, две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью опирания нашпальными витками на подклеммную подкладку, расположенную на шпале, и с возможностью прижатия рельса к шпале через нарельсовую изолирующую прокладку своими прямолинейными частями, причем нарельсовая изолирующая прокладка выполнена в виде уголка с выступом в средней части, размещенным между кронштейнами головки анкера, а клемма выполнена с габаритными размерами, соотношение которых составляет менее 1,4, и расположена большим габаритным размером вдоль рельса, длина прямолинейной нарельсовой части клеммы приблизительно равна длине полки изолирующей нарельсовой прокладки, а расстояние между осями опорных нашпальных витков равно 70-90 мм.
Кроме того (см. фиг.1), зазор 
между двумя концевыми участками клеммы находится в пределах 12<
20 мм для свободного прохождения треугольного выступа регулятора напряжения.
В регуляторе напряжения, состоящим из правильного шестигранника, имеющего вырезы с боковых сторон двух смежных граней, между которыми образован треугольный выступ для установки между концевыми участками клеммы промежуточного рельсового скрепления, и осей для взаимодействия с кронштейнами головки анкера, размещенными эксцентрично относительно геометрической оси шестигранника, в направлении от грани большей ступени регулирования к грани меньшей ступени регулирования расстояние между геометрической осью шестигранника и осью регулятора напряжения составляет 1/10-1/6 от размера под ключ шестигранника.
Возможно выполнять регулятор напряжения со смещением оси в двух направлениях таким образом, что расстояние между геометрической осью
шестигранника и осью регулятора напряжения составляет 1/10-1/6 от размера под ключ шестигранника в сторону от грани большей ступени регулирования к меньшей, так и в перпендикулярную сторону расстояние составляет не более 0,07 размера под ключ шестигранника.
В анкере рельсового скрепления, жестко установленном в железобетонной шпале, состоящим из головок, имеющих два разнесенных вдоль рельса кронштейна и выполненных с выступами для взаимодействия с верхней поверхностью шпалы, средней части дугообразной формы и направленных вниз гофрированных хвостовиков, гофры хвостовиков анкера имеют сечение, ограниченное сочетанием дуг и прямых линий, плавно сопряженных между собой.
На фиг.1 представлено промежуточное рельсовое скрепление (два вида); на фиг.2а - сечение гофра хвостовика эллиптической формы; на фиг.2б - тоже со смещением по разъему формы; на фиг.2в - сечение гофра хвостовика, согласно полезной модели, как сочетание дуг и прямых линий; на фиг.2г - тоже со смещением по разъему формы; на фиг.3а представлен регулятор напряжений в изометрии; на фиг.3б - регулятор напряжения в литом исполнении с уклонами (два вида); на фиг.3в представлена схема смещения оси регулятора напряжения клеммы.
Промежуточное рельсовое скрепление, содержит анкер 1 со средней частью дугообразной формы и с направленными вниз хвостовиками 2, жестко установленный в железобетонной шпале 3. Каждая головка анкера 1 имеет два разнесенных вдоль рельса 4 кронштейна 5 и выполнена с выступами 6 для взаимодействия с верхней поверхностью шпалы 3. Амортизирующая подрельсовая прокладка 7 расположена между головками анкера 1 на подрельсовой части шпалы 3. Две пружинные клеммы 8 надеты на головки анкера 1 и выполнены с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения 9 с соответствующими кронштейнами 5 головки анкера 1. Клеммы 8 опираются своими нашпальными витками на подклеммную
подкладку 10, расположенную на шпале 3, и прямолинейной частью прижимают рельс 4 к шпале 3 через нарельсовую изолирующую прокладку 11. Нарельсовая изолирующая прокладка 11 выполнена в виде уголка с выступом 12 в средней части, размещенным между кронштейнами 5 головки анкера 1.
В целях экономии металла, при соблюдении прочностных характеристик и возможности сочленения с другими элементами промежуточного рельсового скрепления, клемма рельсового скрепления выполнена с соотношением габаритных размеров менее 1,4, с большим габаритным размером вдоль рельса, при этом длина прямолинейной нарельсовой части клеммы приблизительно равна длине полки изолирующей нарельсовой прокладки, расстояние между осями опорных нашпальных витков находится в пределах 70-90 мм, а зазор между двумя концевыми участками клеммы находится в пределах 12-20 мм для свободного прохождения треугольного выступа монорегулятора.
Гофры хвостовиков 2 анкера имеют сечение, ограниченное сочетанием дуг и прямых линий. Переход от дуги к прямолинейной части выполнен плавным округлением. При таком исполнении, даже при смещении частей отливки по разъему формы, выпуклая часть гофра остается менее зауженной и с большим радиусом кривизны, что ведет к снижению концентрации напряжений в бетоне шпалы.
Регулятор напряжения 9 может быть изготовлен как литьем, так и штамповкой. Регулятор напряжения 9 выполнен как единая деталь имеющая в средней части шестигранное сечение 13 для поворота ключом, далее по четырем граням идет продолжение контура шестигранного сечения, формируя рабочие грани 14 для нажатия на усы клеммы, и с вырезом двух смежных граней, в результате чего треугольный выступ 15 средней части может свободно проходить между концевыми усами клеммы на этапе монтажа, а с торцов образованы оси 16, отнесенные с эксцентриситетом от геометрической оси шестигранника, взаимодействующие с соответствующими пазами в
кронштейнах головки анкера. При литье и штамповке выполняют уклоны как граней, так и осей регулятора напряжений, а также плавные округления переходов от выреза и галтели осей. Уклон 
граней должен быть минимальным: 
1-2°, поскольку при больших уклонах будет снижаться усилие прижатия клеммы. Уклон 
осей регулятора должен соответствовать уклону посадочных мест кронштейнов анкера: =3°.
Расстояние (|ОшО о|) (см. фиг.3в) между геометрической осью шестигранника и осью регулятора напряжения находится в пределах 1/10-1/6 от размера S под ключ шестигранника в направлении от максимальной к минимальной ступени регулирования в результате предотвращается срыв регулятора на меньшую ступень регулирования и будет обеспечиваться надежная работа конструкции. Возможно дополнительное смещение оси еще и в перпендикулярную сторону на расстояние до 0,07 размера S, поскольку при изготовлении штамповкой требуются дополнительные допуски и рабочие грани смещены от среднего контура под ключ.
Сборка узла осуществляется следующим образом. На подрельсовую зону шпалы 3 укладывают подрельсовую резиновую прокладку. Затем после укладки рельса 4 между боковыми гранями подошвы рельса 4 и кронштейнами 5 вставляют нарельсовые изолирующие прокладки 11, при этом выступ 12 в средней части размещают между кронштейнами 5 головки анкера 1. Пружинную клемму 8 надевают на головку анкера 1 сверху, помещая ее прямолинейную часть на нарельсовую изолирующую прокладку 11, а монтажные усы располагая над основанием 13 головки анкера 1. Под нашпальные скругленные участки клеммы 8 укладывают защитные подклеммные подкладки 10, располагая витки клеммы 8 на их плоскости. Регулятор напряжения 9 устанавливают своими вырезами на монтажные усы клеммы, при этом треугольный выступ свободно расположен в зазоре между усами клеммы, а оси заводят в зацепление с крюками кронштейнов 5 и путем поворота на одну их граней регулируют натяжение клеммы 8.
1. Промежуточное рельсовое скрепление, содержащее анкер со средней частью дугообразной формы и с направленными вниз гофрированными хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале, каждая головка которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна и выполнена с выступами для взаимодействия с верхней поверхностью шпалы, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы, две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор напряжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью опирания нашпальными витками на подклеммную подкладку, расположенную на шпале, и с возможностью прижатия рельса к шпале через нарельсовую изолирующую прокладку своими прямолинейными частями, причем нарельсовая изолирующая прокладка выполнена в виде уголка с выступом в средней части, размещенным между кронштейнами головки анкера, отличающееся тем, что клемма выполнена с габаритными размерами, соотношение которых составляет менее 1,4, причем клемма расположена большим габаритным размером вдоль рельса, длина прямолинейной нарельсовой части клеммы равна в пределах допусков на изготовление длине полки изолирующей нарельсовой прокладки, а расстояние между осями опорных нашпальных витков равно 70-90 мм.
2. Промежуточное рельсовое скрепление по п.1, отличающееся тем, что зазор между двумя концевыми участками клеммы находится в пределах 12<20 мм для свободного прохождения треугольного выступа регулятора напряжения.
3. Регулятор напряжения, состоящий из правильного шестигранника, имеющего вырезы с боковых сторон двух смежных граней, между которыми образован треугольный выступ для установки между концевыми участками клеммы промежуточного рельсового скрепления, и осей для взаимодействия с кронштейнами головки анкера, размещенными эксцентрично относительно геометрической оси шестигранника, отличающийся тем, что в направлении от грани большей ступени регулирования к грани меньшей ступени регулирования расстояние между геометрической осью шестигранника и осью регулятора напряжения составляет 1/10-1/6 от размера под ключ шестигранника.
4. Регулятор напряжения по п.3, отличающийся тем, что в направлении перпендикулярном направлению от грани большей ступени регулирования к грани меньшей ступени регулирования расстояние между геометрической осью шестигранника и осью регулятора напряжения составляет не более 0,07 размера под ключ шестигранника.
5. Анкер рельсового скрепления, жестко установленный в железобетонной шпале, состоящий из головок, имеющих два разнесенных вдоль рельса кронштейна и выполненных с выступами для взаимодействия с верхней поверхностью шпалы, средней части дугообразной формы и из направленных вниз гофрированных хвостовиков, отличающийся тем, что гофры хвостовиков анкера имеют сечение, ограниченное сочетанием прямых линий, плавно сопряженных между собой.
