RS54793B1

RS54793B1 - Pričvrsni sistem za šine

Info

Publication number: RS54793B1
Application number: RS20160372A
Authority: RS
Inventors: Stefan Lienhard; Daniel Walter; Erik Danneberg; Roland Buda
Original assignee: Schwihag Ag
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2016-10-31
Also published as: CN103748285A; WO2012167947A1; HUE027747T2; JP6095650B2; ES2574419T3; JP2014516126A; EP2718498B1; ZA201308374B; AU2012266790B2; CN103748285B; KR20140028048A; RU2592184C2; DK2718498T3; CA2838423C; US20140103132A1; UA113521C2; BR112013031605A2; EP2718498A1; CA2838423A1; PT2718498T

Abstract

Pričvrsni sistem za šine za pričvršćivanje šine elastičnom vezom ostvarenom silom na prag kolosečnog postrojenja obuhvata najmanje jednu ugaonu vodeću ploču, pričvršćenu na prag najmanje jednim tirfonom, i najmanje jednu kopču, naznačen time, što kraci kopče imaju radijuse savijanja, pri čemu je odnos susednih radijusa savijanja unutar svakog kraka kopče < 1,9 i odnos najvećeg i najmanjeg radijusa savijanja je < 3,8 i što je odnos težine prema širini ugaone vodeće ploče < 1,3 g/mm, prvenstveno približno 1,25 g/mm.Prijava sadrži još 8 patentnih zahteva.

Description

PRIČVRSNI SISTEM ZA ŠINE

1. Oblast tehnike

Pronalazak se odnosi na pričvrsni sistem za šine sa elastičnom vezom ostvarenom silom kojom se šina pričvršćuje na prag ili kolosečno postrojenje i koji obuhvata najmanje jednu ugaonu vodeću ploču koja se pričvršćuje na prag najmanje jednim tirfonom i najmanje jednom kopčom, pri Čemu je po pravilu između nožice šine i praga koloseka predviđena šinska međuploča izrađena od gume da bi osigurala električnu izolaciju šine u odnosu na prag koloseka i/ili u odnosu na čelične elemente pričvrsnog sistema šine.

2. Stanje tehnike

Kod poznatih pričvrsnih sistema za šine pritezanje železničke šine se izvodi pomoću komponenata: tirfon, čep („tipl"), ugaona vodeća ploča i kopča. Primenjuje se kopča koja jc u montiranom stanju postavljena između ugaone vodeće ploče (držeće ploče) i tirfona (pričvrsnog ankera). Kopča pri tome ima dva kraka koji su izvedeni kao torzioni elementi. Torzioni kraci odnosno završeci kopce imaju dva paralelna susedna elastična šipkasta odsečka, koji su u jednom delu međusobno povezani petljom, koja obrazuje opterećene odsečke i u suštini je savijena poprečno na njih ka spoljašnjosti.

Videti na primer WO 2006/005543 AI.

Takvi pričvrsni sistemi za šine prvenstveno služe za pričvršćivanje šina na čvrstu podlogu, npr. betonski prag ili ploču. Pri tome šina koja se pričvršćuje stoji preko elastične podložne ploče direktno na čvrstoj podlozi. Bočno vođenje šina preuzimaju ugaone vodeće ploče, koje u paru između sebe obrazuju kanal za šinu koji tačno odgovara liniji pruge. Ugaone vodeće ploče vode sile koje su dovedene na šine direktno na podlogu koja nosi šine. Pri tome je na odgovarajućoj podlozi za svaku ugaonu vodeću ploču izvedeno rame (betonsko rame) na koje se pripadajuće ugaone vodeće ploče mogu osloniti.

Funkcija kopče u pričvrsnom sistemu za šine se sastoji u tome da zategne površinu naleganja Šine nekom definisanom silom za prag. Ova sila pritezanja je proporcionalna otporu na proklizavanje i uvijanje pričvrsnog uređaja za šine. Oba otpora su odlučujuća za stabilnost položaja koloseka. Pored toga, sila pritezanja prilikom pojave sila vožnje kada prolazi vozilo deluje suprotstavljajući se naginjanju šina i time osigurava neophodni geometrijski oblik i siguran prolazak vozila.

Velika pritezna odnosno zatezna sila je upravo značajna u oblastima sa velikim bočnim silama vožnje i velikim kolebanjem temperature. Pošto je kod savremenih pričvrsnih uređaja šina elastično uležištena radi raspodele opterećenja kopča mora pored visoke sile pritezanja da ima vertikalnu dinamičku čvrstoću pri velikim vertikalnim vibracijama.

Kopča poznata u stanju tehnike omogućava polazeći od odgovarajućeg načina ugradnje sile pritezanja od 10 do 14 kN i dinamičku čvrstoću prilikom vibracija od 2,0 mm (ampiituda vibracija). Izuzetak čine kopče za „krut kolosek" koje garantuju dinamičku čvrstoću pri vibracijama do 3,5 mm, mada sa silom pritezanja od samo 10 kN.

Pričvršćivanjem šine se utiče na otpornost na uvijanje i to širinom (rastojanje paralelno nožici šine) koja bočne sile sa šine provodi u ramena praga, odnosno preko ugaone vodeće ploče do betonskog praga. Otpornost na uvijanje pričvršćivanja Šine ulazi u okvirnu čvrstoću koloseka. Potrebno je težili visokoj okvirnoj Čvrstoći radi stabilnosti uležištenja kontinualno zavarene šine (osiguranje od izvijanja šine).

3. Zadatak pronalaska

Zadatak predmetnog pronalaska se sastoji u tome da poboljša poznate pričvrsne sisteme za šine, koji uprkos smanjenju težine optimizacijom upotrebe materijala, sjedne strane, imaju velike sile pritezanja odnosno zatezanja, a mogu da odvode velike bočne sile odnosno opterećenja na pričvrsne uređaje.

Ovaj zadatak je u smislu prema pronalasku resen pričvrsnim sistemom za šine koji obuhvata karakteristike iz patentnog zahteva 1. Pogodne razrade konstrukcije prema pronalasku su definisane u zavisnim zahtevima.

4. Kratak opis pronalaska

Prema pronalasku koriste se kopče sa sledećim osobinama u oblasti krakova kopče odnosno torzionih krakova (oblast slobodnog završetka kopče do zadnje oblasti naicganja): Izvođenjem većih radijusa savijanja na kopčama i manjom pramenom radijusa dobija se isti postupak zatezanja (izbegavanje vršnih napona). U isto vreme predviđene su kopče ravnog izvođenja tako se mogu izbeći lokalni vršni naponi u oblasti uvijanja i savijanja, Pored toga pričvrsni sistem za šine prema pronalasku koristi ugaone vodeće ploče sa specijalnim geometrijskim oblikom za optimalno prenošenje sila pritezanja kopče u prag kolosečnog uređaja, kao i za optimalno smanjenje koriŠćenog materijala, a zatim i vrste korišćenog materijala. U smislu pronalaska na ugaonim vodećim pločama je predviđena nagnuta površina na gornjoj stranici okrenutoj prema kopči, kao i na donjoj strani, i lako da stranica ugaone vodeće ploče okrenuta prema pragu ima ojačanja.

Neznatne promene radijusa unutar kopče približavaju se onima na zavojnoj oprugi (odnos susednih radijusa = 1) sa rezultatom da se mogu izbeći lokalni vršni naponi i da se raspored napona odvija ravnomerno po celoj dužini kopče. Raspored istih radijusa (kao kod zavojne opruge) sa geometrijske tačke gledišta nije moguć kod kopče. Pri približno istom preču i ku po celoj dužini (približno 13 do 15 mm, prvenstveno 14,5 mm) šipkastog materijala kopče kod radijusa datih na slici 2b, odnos susednih radijusa dostiže vrednost od 1,9. Primera radi, nasuprot tome, kod kopči poznatih iz slanja tehnike susedni radijusi imaju odnos u oblasti najvećeg savijanja u vrednosti znatno > 3.

Radijusi dati na slici 2b optimizuju raspored napona čime se izbegavaju lokalni vršni naponi i može se garantovati manje sleganje, pri čemu je omogućen odnos najvećeg prema najmanjem radijusu u opsegu kopče od 3,8. Nasuprot tome vrednosti kod kopči poznatih u stanju tehnike su značajno veće od 7, a kao što je to i poznato kod kopči u stanju tehnike.

Kao što se iz dimenzija sa slika 2a i 2c može videti kraci kopče su u odnosu na polovinu širine kopče (prvenstveno 86 mm) i visinu kopče (prvenstveno 33 mm) izvedeni sa vrednošću od > 2,6.

Odnosom > 2,6 prema pronalasku mogu sc izbeći lokalni vršni naponi nastali sabiranjem savijanja i uvijanja i time se može postići ista sila pritezanja i širina amplitude vibracija uz isti utrošak materijala, naime prvenstveno pritezna sila > 14 kN uz istovremenu vertikalnu dinamičku čvrstoću pri vibracijama (amplitudi vibracija) > 3,5 mm.

Ugaone vodeće ploče (WFP) koje se primenjuju kod pričvrsti ih sistema za šine prema pronalasku prikazane su na slici 3 u pogledu odozgo i više preseka, kao i na slici 4a u perspektivi, gledano odozgo, i na slici 4b u perspektivi gledano sa donje strane. Dok poznate ugaone vodeće ploče (uporediti na primer nemački patentni spis DE 39 18 091 C2) imaju kao površinu za naleganje na prag paralelnu površinu, što čini neophodnim skretanje bočnih sila radi prenosa preko ramena betonskog praga, razvijena konstrukcija ugaone vodeće ploče ima nagnutu površinu i paralelno sa njom postavljena ojačanja na donjoj stranici. Nagnuta površina omogućava direktan tok sile bez skretanja sila, pa se sile nastale . usied kretanja vozila provode preko šine u ugaonu vodeću pioču i sa nje normalno na površinu naleganja ramena predviđenog na betonskom pragu.

Osim toga, uprkos prvenstveno većoj širini ugaone vodeće ploče smanjenjem utroška materijala, odnosno optimizacijom materijala u manje opterećenim oblastima i bez slabljenja relevantnih visoko opterećenih poprečnih preseka postignuta je smanjena težina. Standardna ugaona vodeća ploča ima širinu od 110 mm pri težini od 170 do 180 g (odnos težina prema širini od 1,55 do 1,65). Kao specijalna ploča u slabim oblastima sc primenjuje varijanta sa 150 mm širine i približno 230 g težine (odnos težina prema širini od približno 1,55). Nova razvijena konstrukcija ugaone vodeće ploče prema pronalasku omogućava za širinu od prvenstveno 150 mm težinu od samo 190 g i time odnos težine prema Širini od približno 1,25. Mere predložene pronalaskom dopuštaju prvenstveno konstrukciju ugaone vodeće ploče sa širinom > 110 mm i odnosom težina prema Širini < 1,3. Osim toga, merama predloženim pronalaskom se može realizovati prilagodavanje ugaone vodeće ploče debljim nožicama šine i podložnim pločama u poređenju sa neproporcionalnim povećanjem utroška materijala u stanju tehnike.

Elementi za prihvatanjc i osiguranje podložne ploče šine, koji su prvenstveno predviđeni kod ugaone vodeće ploče, a prvenstveno bočni džepovi na ugaonoj vodećoj ploči su prvenstveno izvedeni u neopterećenim oblastima ugaone vodeće ploče i prvenstveno su postavljeni da se podudaraju odnosno da su poravnati sa uglovima podložne ploče koja je time optimalno osigurana kako po horizontalnom pravcu (isklizavanje), tako i po vertikalnom pravcu (podizanje).

5. Detaljni opis slika

Na slikama la i lb je prikazan pričvrsni sistem za šine prema slanju tehnike i to u pogledu odozgo kao isečak kolosečnog postrojenja sa šinom pričvršćenom na betonski prag (si. 1) i kao presek duž linije 1I-H sa slike 1 (si. lb). Šina 2 postavljena preko podložne ploče 7 na betonski prag 1 se pričvršćuje pomoću kopči 3 i tirfona 4, koji se uz meduzahvatanjc ugaonih vodećih ploča 5 uvijaju kroz srednju petlju kopči 3 u plastični čep 6 („tipl") betonskog praga 1. Jedan takav uobičajen pričvrsni sistem za šine je, kao što je gore opisano, značajno poboljšan ugradnjom kopče prikazane na slici 2 i ugaone vodeće ploče prikazane na slikama 3 i 4.

Slika 2 prikazuje u položajima a) do d) različite poglede na kopču, koja se primenjuje kod pričvrsnog sistema za šine prema pronalasku. Kopča 3 prema pronalasku ima širinu od 172 mm (videti si. 2a) pri maksimalnoj visini od samo prvenstveno 33 mm (videti si. 2c). U pogledu odozgo sa slike 2b vidi se daje kopča 3 u celini izrađena od šipkastog materijala sa prečnikom od približno 13 do 15 mm, da ima dva identična kraka 3a, 3b (završetka kopče), koji su međusobno povezani srednjom petljom 3c. Kroz ovu srednju petlju 3c se zatim vodi tirfon (ovde nije prikazan) u betonski prag (takođe nije prikazan). Međusobno rastojanje između završetka krakova 3a, 3b prvenstveno iznosi 63 mm. Simetrično oblikovani kraci 3a, 3b imaju krivinu radi smanjenja lokalnih vršnih napona, kod kojih odnos susednih radijusa ima vrednost < 1,9, pri čemu je ovaj specijalno izvedeni oblik prema slici 2 sa radijusimaod 18,5 do 70 mm.

Slika 3 prikazuje u pogledu odozgo vodeću ugaonu ploču 5 prema pronalasku koja ima poseban oblik radi optimizacije iskorišćenja materijala i radi provođenja siia koje deluju na ugaonu vodeću ploču 5 preko šine (nije prikazana) do betonskog praga (nije prikazan). U središnjem delu unutar ugaone vodeće ploče 5 je predviđen prolazni otvor 5a za provlačenje jednog tirfona (nije prikazan). Pored otvora 5a predviđene su površine 5b, 5c naleganja za srednju petlju kopče (nije prikazana). U oblasti uglova leve vodeće ploče 5 izvedeni su džepovi 5đ, 5e, koji dopuštaju sigurnije držanje podložne ploče (nije prikazana). Konstruisanje oblika ugaone vodeće ploče 5 naročito je potčinjeno ciljanom smanjenju materijala pri u suštini istim ili čak poboljšanim radnim karakteristikama.

Slika 3b prikazuje pogled u preseku duž linije preseka A-A sa slike 3a, a time i kroz sredinu otvora 5a za tirfon (nije prikazan). Na desnoj stranici ugaone vodeće ploče 5 su izvedeni ispusti i nagibi 5f preko kojih se može naročito pogodno odvijati provođenje sile sa šine (nije prikazana) u betonski prag (nije prikazano). Na gornjoj stranici ugaone vodeće ploče 5 je, osim toga, izvedena nagnuta površina 5g pomoću koje se zajedno sa nagibom 5h na desnoj stranici ugaone vodeće ploče 5 i ojačanjem 5i na donjoj stranici ugaone vodeće ploče 5 može postići optimalno iskorišćenje materijala. Nagib 5h na pogodan način delujc trenjem usled vertikalne sile zajedno sa nagnutim ramenom (nije prikazano) betonskog praga da bi se postigla optimalna veza trenjem šine (nije prikazana) i betonskog praga (nije prikazan).

Slika 3c prikazuje presek kroz ugaonu vodeću ploču 5 sa slike 3a duž linije B-B. Bočno od otvora 5a su predviđene po jedna površina 5b, 5c naleganja za srednju petlju kopče (nije prikazana) da bi se postigla veza bez isklizavanja između kopce (nije prikazana) i ugaone vodeće ploče 5. Na donjoj stranici ugaone vodeće ploče 5 izvedena su četiri ojačanja 5i pogodnom redukcijom materijala između tih ojačanja 5i.

Slike 3d do 3f prikazuju preseke kroz ugaonu vodeću ploču 5 sa slike 3a po linijama preseka C-C (slika 3d), D-D (slika 3e) kao i E- fi (slika 3f). Na svim presecima prema slikama 3d do 3f se vidi da su nagnute površine 5g, sjedne strane, kao i nagibi 5h, s druge strane, predviđeni kontinualno po celoj širini ugaone vodeće ploče 5.

Na kraju, slika 4 prikazuje u perspektivi gledano odozgo (slika 4a) i gledano odozdo (slika 4b) ugaonu vodeću ploču 5 prema pronalasku. Na uglovima okrenutim ka nagibima 5h ugaona vodeća ploča 5 ima džepove 5d, 5e, koji su gore već opisani, za osiguranje podložne ploče (nije prikazana). Između ojačanja 5i, se odvija provođenje sila u betonski prag (nije prikazan), naročito u rame (nije prikazano) betonskog praga pomoću koga je uz poštovanje propisanih sigurnosnih standarda ostvareno smanjenje materijala đa bi se optimizovala težina ugaone vodeće ploče 5 u celini.

Claims

1. Pričvrsni sistem za šine za pričvršćivanje šine elastičnom vezom ostvarenom silom na prag kolosečnog postrojenja obuhvata najmanje jednu ugaonu vodeću ploču, pričvršćenu na prag najmanje jednim tirfonom, i najmanje jednu kopču, naznačen time, što kraci kopče imaju radijuse savijanja, pri Čemu je odnos susednih radijusa savijanja unutar svakog kraka kopce<<>1,9 i odnos najvećeg i najmanjeg radijusa savijanja je<<>3,8 i što je odnos težine prema širini ugaone vodeće ploče < 1,3 g/mm, prvenstveno približno 1,25 g/mm.

2. Pričvrsni sistem za šine prema zahtevu l, naznačen time, što su radijusi savijanja krakova kopče u opsegu od 18 do 70 mm.

3. Pričvrsni sistem za šine prema jednom od zahteva 1 ili 2, naznačen time, što je između nožice šine i praga postavljena šinska podložna ploča od elektroizolacionog materijala, prvenstveno gume radi izolacije šine u odnosu na prag i/ili elektroprovodnih materijala, prvenstveno Čeličnih elemenata pričvrsnog sistema za šine.

4. Pričvrsni sistem za šine prema jednom od zahteva od 1 do 3, naznačen time, što šipkasti , materijal kopče po celoj dužini ima približno isti prečnik, naročito u opsegu od približno 13 do 15 mm, a naročito pogodno od 14,5 mm.

5. Pričvrsni sistem za šine prema jednom od zahteva od l do 4, naznačen time, što sila pritezanja kopče iznosi > 14 kN i što kopča ima vertikalnu dinamičku čvrstoću pri vibracijama sa amplitudom > 3,5 mm.

6. Pričvrsni sistem za šine prema jednom od zahteva od 1 do 5, naznačen time, što ugaona vodeća ploča na svojoj gornjoj stranici ima nagnutu površinu i na svojoj donjoj stranici ima izvedena ojačanja.

7. Pričvrsni sistem za šine prema jednom od zahteva od 1 do 6, naznačen time, što širina ugaone vodeće ploče iznosi > 110 mm, prvenstveno 150 mm.

8. Pričvrsni sistem za šine prema jednom od zahteva od I do 7,naznačentime, Što odnos polovine širine kopče i visine kopče iznosi > 2,6.

9. Pričvrsni sistem za šine prema jednom od zahteva od 2 do 8,naznačen time,što ugaona vodeća ploča po sredini ima elemente, prvenstveno bočne džepove za prihvatanje i osiguranje Šinske podložne ploče.