Упругий рельсовый зажим

1 Настоящее изобретение относится к упругим рельсовым зажимам, применяемым в системах крепления рельсов того типа, который используется под прямым углом к рельсу. Упругие рельсовые зажимы указанного типа описаны в патентах США 3067947 (Диник) и 4313563 (Янг). В целом оба эти вида зажимов сконструированы для использования со специальным уступом, в котором крепится основание упругого зажима. Оба вида рельсовых зажимов включают носок, лежащий на подошве рельса, наружные концы которого yпираются в уступ, не допуская соскальзывания зажима с подошвы рельса. Зажим Янга применяется с уступом, описанным в патенте США 4688719 и представляющим собой уступ с конусным пазом, ведущим к замку, служащему для прижатия друг к другу плеч носка при установке зажима на место с носком, находящимся на подошве рельса. Однако значительная часть железнодорожного полотна, уложенного до настоящего времени, включает существующие рельсовые подкладки или упоры, но может быть обновлена при небольших затратах за счет применения упругих зажимов без использования специальных упорных уступов. Обычная рельсовая подкладка, применяемая в Европе, которую называют подкладкой К, включает два параллельных ребра, прилегающих к подошве рельса и расположенных параллельно ей, а также пазы в ребрах, выполненные под прямым углом к подошве рельса. Эти пазы не имеют сужения, и поэтому носки рельсовых зажимов требуется сжимать для того, чтобы пропустить их через паз, если нужно не допустить соскальзывания носков с подошвы рельса. Зажим Диника можно использовать в сочетании с подкладкой К только с помощью инструмента, сжимающего плечи носка,чтобы пропустить их через замок уступа. У более старого железнодорожного полотна различия в высоте между пазом в рельсовой подкладке и подошвой рельса могут сильно варьироваться в стационарном и динамическом режимах работы, в связи с чем требуется максимальный прогиб между носком и основанием зажима. Цель настоящего изобретения заключается в создании упругого рельсового зажима, который может быть использован на железнодорожном полотне без применения специально изготовленного рельсового уступа. В одном из вариантов настоящего изобретения предлагается упругий рельсовый зажим,включающий основание и переднюю часть,причем передняя часть лежит на подошве рельса, а основание предназначено для крепления к рельсовой подкладке или рельсовой накладке,причем указанный зажим состоит из двух по существу параллельных элементов, изогнутых в форме буквы D таким образом, что один конец указанной пары элементов образует переднюю 2 часть зажима, а другой конец образует основание указанного зажима, причем два элемента соединены между собой в задней изогнутой части элементов, прилегающие к основанию. В таком устройстве предполагается, что основание включает два свободно лежащих плеча, обращенных к рельсу. В этом заключается его отличие от конструкции Диника, в которой предусмотрено U-образное основание с обращенной к рельсу перемычкой буквы U и не допускается свободное движение отдельных элементов, а также отличие от конструкции Янга, имеющей сплошное основание. Преимущество, обусловленное наличием свободных концов основания, заключается в более значительном прогибе зажима, что означает возможность его применения в более широком диапазоне режимов работы железнодорожного полотна. Обеспечение соединения элементов на участке в задней части зажима непосредственно над основанием означает наличие на зажиме большой безопасной поверхности, по которой можно наносить удары кувалдой при установке зажима на место. Кроме того, эта часть зажима с наибольшей вероятностью может подвергаться воздействию боковых сил, вызываемых давлением балласта в процессе его выравнивания, и тот факт, что два элемента зажима соединяются на этом участке, сводит к минимуму возможность повреждения зажима. В общем, соединение элементов вместе в задней части зажима позволяет в максимальной степени увеличить прогиб зажима при данной нагрузке на переднюю часть, одновременно обеспечивая достаточную прочность, позволяющую свести к минимуму повреждения в процессе применения зажима и в процессе путевых работ, таких как выравнивание балласта. В целях дополнительного усиления прогиба плечи основания скошены в направлении к концам. Зажимы могут быть выполнены из прутковой или полосовой стали. Предпочтительным является изготовление зажимов из полосовой заготовки шириной 40 мм путем ковки и штамповки. В некоторых случаях основание должно быть шире, чем полоса заготовки. Путем увеличения зазора между плечами основания таким образом, чтобы они частично выступали в стороны, зажим приводят в соответствие с размерами паза в рельсовой подкладке или рельсовой накладке. Другим вариантом настоящего изобретения является предложение рельсового зажима для крепления рельса к лежащей под ним рельсовой подкладке или рельсовой накладке, причем рельсовый зажим состоит из двух по существу параллельных элементов, изогнутых в форме буквы Д, образуя переднюю часть, выполненную с возможностью укладки на подошву рельса, причем передняя часть образована соответствующими свободными концами по 3 существу параллельных элементов, а основание выполнено с возможностью размещения в пазу рельсовой подкладки или рельсовой накладки,при этом участки по существу параллельных элементов между основанием и передней частью зажима скошены по наружным размерам в направлении передней части, а свободные концы по существу параллельных элементов обращены назад к задней части зажима и выступают наружу, упираясь при использовании зажима в часть рельсовой подкладки или рельсовой накладки и не допуская тем самым соскальзывания рельсового зажима с подошвы рельса. Такое скашивание передней части зажима означает, что когда зажим входит в паз рельсовой подкладки или опорного уступа зажима,плечи зажима и выступающие наружу концы передней части прижимаются друг к другу при прохождении через паз, и когда передняя часть встает на подошву рельса, наружная ширина выступающей наружу несущей части превышает ширину паза, и рельсовый зажим фиксируется на подошве рельса. Такое устройство позволяет обойтись без наличия специального опорного уступа или применения специального инструмента для установки зажима. Ниже приведено описание примера реализации изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: на фиг.1a - 1c показаны, соответственно,план и разрезы рельсовой подкладки К, предназначенной для использования с вариантами реализации настоящего изобретения; на фиг.2a - 2c - соответственно вид рельсового зажима спереди, сбоку и снизу для варианта реализации настоящего изобретения; на фиг.3a и 3b - первая и вторая заготовки,выполненные в процессе изготовления такого рельсового зажима из полосовой стали; на фиг.4a - 4e - известный зажим на отдельных этапах обычного способа его изготовления; на фиг.5a - 5d - известный зажим на отдельных этапах нового способа его изготовления; и на фиг.6a и 6b - зажим согласно настоящему изобретению на некоторых этапах нового метода изготовления. Как показано на фиг.1, подкладка К (1) предусматривает размещение рельса (не показан) между ребрами 3, которые упираются в подошву рельса. Пазы 4, показанные в поперечном разрезе на фиг.1c, расположенны с противоположных сторон рельса в ребрах 3 и имеют постоянное поперечное сечение в направлении,перпендикулярном рельсу. Плечи 11 основания рельсового зажима (фиг.2) входят в паз 4, а обращенные назад концы 18 передней части 16 зажима 10 упираются в стороны 5 пазов 4. Рельсовый зажим 10, показанный на фиг.2a, 2b, 2c включает плечи 11 основания, 000137 4 заднюю часть 13, плечи 14, переднюю часть 16 и концы 18 передней части. Рельсовый зажим 10 получают из полосовой заготовки путем горячей вырубки заготовки по форме, показанной на фиг.3a. Заготовка состоит из двух по существу параллельных элементов 19, образующих плечи 11 основания и скошенные плечи 14, отходящие от задней части 13. Затем чеканят горячую заготовку по кромкам 12 задней части и плеч 11 и по кромкам 15 задней части 13 и плеч 14. Наружные кромки 17 зажимов также чеканят. Чеканка кромок снижает вероятность разрушения под напряжением. Следующая операция при изготовлении рельсового зажима, как показано на фиг.3b, заключается в изгибании плеч 14 двумерной заготовки, в результате чего получается скошенная передняя часть окончательной пространственной формы, как показано на фиг.2a. Наименьшая ширина плеч 14 на фиг.3b соответствует наиболее выдвинутой вперед передней части 16 зажима 10. Вторая операция заключается в разведении плеч 11 на ширину, позволяющую установить и закрепить рельсовый зажим 10 в пазу рельсовой подкладки 1. Как показано на фиг.2a, 2b и 2c, рельсовый зажим 10 имеет заднюю часть 13, соединяющую два параллельных элемента 19 зажима в задней части 13 зажима 10, которая может служить для восприятия усилия при установке зажима 10 на подошву рельса. Передняя часть 16 достаточно узка для того, чтобы поместиться в верхней части паза 4 и пройти между его сторонами 5 до подошвы рельса. Концы 18 плеч 14 расходятся и не допускают отхода зажима 10, удерживая концы 18 передней части на подошве рельса. Длинные скошенные плечи 11, 14 зажима 10 означают,что степень прогиба зажима 10 превышает возможную для предлагавшихся ранее конструкций. Из всего сказанного можно видеть, что предлагаемый рельсовый зажим может применяться в более широком диапазоне режимов работы железнодорожного полотна без наличия специально изготовленных упоров или применения специального инструмента для его установки. На фиг.4a-4e показан известный зажим,который описывается в патенте США 4313563, на отдельных этапах обычного способа его изготовления. Изготавливается такой пружинный зажим из заготовки, выполненной из стали 100 и имеющей прямоугольную форму с большим клиновидным вырезом для формирования двух основных плеч, крепящих зажим. Поскольку при резке образуется очень грубая кромка с многочисленными острыми гранями, ее следует в идеальном случае сгла 5 дить или скруглить, так как на острых гранях могут начать развиваться усталостные трещины. Поэтому перед горячей формовкой зажима острые грани с одной стороны вырубленной заготовки предварительно "чеканят", чтобы получить скругленную кромку. Такое скругление кромок посредством их чеканки позволяет свести тем самым к минимуму число участков распространения трещин или полностью устранить такие участки. Это достаточно хорошо отработанная технология, которая направлена на то,чтобы после рубки привести кромку к такому состоянию, которое обычно характерно для горячекатанной стали. Этот процесс обычно осуществляется в прессе с механическим приводом с использованием пары штамп-матрица. Заготовку после вырубки помещают между матрицей и штампом и, продавливая ее, скругляют на ней кромки. Эта операция имеет решающее значение для обеспечения усталостной стойкости пружинного зажима, изготовленного вырубкой из плоского материала, и требует высокой степени контроля качества в процессе проведения такой обработки. Согласно новому способу изготовления,описываемому ниже со ссылкой на фиг.5 а-5d, а также на фиг. 6a и 6b, такое округление кромок после вырубки становится, однако, не нужным. При применении такого способа зажим, предложенный в патенте США 4313563 либо заявленный в данном изобретении, изготавливается из заготовки, выполненной из круглого пруткового материала. На фиг.5 а показан круглый металлический пруток 110, используемый для формирования зажима, как показано на фиг.2 а-2 с. Чтобы получить форму, показанную на рис.5b, круглый пруток не подвергается ковке. На фиг.5c и 5d показаны поперечные сечения, проходящие соответственно, по линиям Vс-Vс и Vd-Vd на фиг.5b. Прямому отрезку круглого прутка придаютU-образную форму, как показано на фиг.5a, после чего пропускают последовательно через пару закрытых матриц, чтобы получить заготовку окончательной формы. Эти матрицы имеют такую форму, чтобы лишний материал выдавливался по центральной линии заготовки, а все ее наружные кромки имели скругления соответствующего радиуса. Скругленные кромки существенно уменьшают опасность распространения трещин в течение срока службы зажима и устраняют необходимость в "чеканке" кромок, требующейся при изготовлении зажимов из полосовой стали. Перед горячей формовкой заготовки с целью получения зажима, имеющего окончательную форму, требуется выполнить операцию заключительного "обрезания" для удаления излишков материала. Способ изготовления ковочных штампов позволяет изготовить их таким образом, чтобы получаемое в них изделие не имело острых 6 кромок, которые все были бы соответствующим образом скруглены. На фиг.6a и 6b показаны операции формирования металлического прутка 120 в заготовку,показанную на фиг.3a и 3b. Один из способов формирования заготовки, показанной на фиг.3a и 3b, состоит в вырубке заготовки соответствующей формы из прямоугольной пластины. Как и в известном случаe для заготовки, полученной этим способом, требуется "чеканка кромок", чтобы уменьшить ее"склонность к образованию надсечек" при формировании из нее зажима, имеющего окончательную форму. Однако предпочтительно заготовку окончательной формы (фиг.6b) изготовить ковкой из отрезка круглого прутка, например, показанного на фиг.6a, при этом штампы изготавливаются таким образом, чтобы все кромки имели фаску или скругление, что обеспечило бы необходимые условия для получения оптимальной усталостной стойкости. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Упругий рельсовый зажим (10) для крепления рельса к лежащей под ним рельсовой подкладке или рельсовой накладке (1) , отличающийся тем, что рельсовый зажим (10) состоит из двух по существу параллельных элементов(19) , изогнутых в форме буквы Д, образуя переднюю часть (1b), выполненную с возможностью укладки на подошву рельса, причем передняя часть (16) образована соответствующими свободными концами (18) по существу параллельных элементов (19), а плечи (11) основания выполнены с возможностью размещения в пазу (4) рельсовой подкладки или рельсовой накладки (1) , при этом плечи (14) по существу параллельных элементов (19) между плечами(10) скошены по наружным размерам в направлении передней части (16) , а свободные концы(18) по существу параллельных элементов (19) обращены назад к задней части (13) зажима (10) и выступают наружу, упираясь при использовании зажима (10) в часть рельсовой подкладки или рельсовой накладки (1) и не допуская тем самым соскальзывания рельсового зажима (10) с подошвы рельса. 2. Зажим по п.1, отличающийся тем, что его передняя часть (16) состоит из двух плеч,соединенных задней частью, удаленной от передней части (16). 3. Зажим по п.2, отличающийся тем, что часть (11) основания состоит из двух скошенных плеч, обращенных к подошве рельса. 4. Зажим по п.3, отличающийся тем, что зажим (10) выполнен из полосовой стали, ширина которой меньше ширины паза (4) в рельсовой подкладке или рельсовой накладке (1), а 7 плечи (11) основания разведены в стороны для приведения в соответствие с шириной паза (4). 5. Упругий рельсовый зажим (10) для крепления рельса к рельсовой подкладке или рельсовой накладке (1), отличающийся тем, что он включает переднюю часть, предназначенную для размещения на подошве рельса, и плечи (11) основания, предназначенные для крепления к рельсовой подкладке или рельсовой накладке(1), причем зажим (10) состоит из двух по существу параллельных элементов (19), изогнутых в форме буквы Д таким образом, что один конец указанной пары элементов (19) образует переднюю часть зажима (10) , а другой конец образу Фиг. 1a 8 ет основание зажима (10), причем два элемента(19) соединены между собой в задней изогнутой части (13) элементов (19), прилегающей к основанию (11). 6. Зажим по п.5, отличающийся тем, что два элемента (19) соединены перемычкой, образующей заднюю часть рельсового зажима (10),лежащую параллельно рельсу, а два свободных плеча обращены от перемычки к рельсу от основания (11) зажима (10). 7. Зажим по п.5, отличающийся тем, что плечи (11) основания скошены в направлении к своим свободным концам (18).