Резьбовой дюбель с конической головкой для крепления рельсов

РЕЗЬБОВОЙ ДЮБЕЛЬ С КОНИЧЕСКОЙ ГОЛОВКОЙ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ РЕЛЬСОВ В изобретении резьбовой дюбель для забетонирования в железнодорожную шпалу или жесткое дорожное полотно включает в себя витки (16) наружной резьбы, расположенные снаружи на резьбовом дюбеле (10) для соединения с силовым замыканием с крепежным элементом (10), и витки(18) внутренней резьбы, расположенные внутри в резьбовом дюбеле, причем резьбовой дюбель (10) состоит из двух участков (12, 14), примыкающих друг к другу в продольном направлении, причем первый участок (12) имеет, по существу, цилиндрическую наружную форму, а второй участок (14) имеет, по существу, коническую наружную форму, причем второй участок (14) расположен между первым участком (12) и вводным отверстием (26) для крепежного элемента (30).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФОССЛО ВЕРКЕ ГМБХ (DE) 016150 Изобретение относится к резьбовому дюбелю согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения для забетонирования в жесткое дорожное полотно или в железнодорожную шпалу, а также для соединения с силовым замыканием с крепежным элементом. Далее, изобретение относится к резьбовому дюбелю такого типа с ввинченным крепежным элементом, а также к жесткому дорожному полотну или к железнодорожной шпале по меньшей мере с одним резьбовым дюбелем согласно изобретению. Резьбовые дюбели для забетонирования в жесткое дорожное полотно или в железнодорожную шпалу служат в строительстве железных дорог для соединения рельса с основанием в форме шпалы или с жестким дорожным полотном. При этом крепежный элемент рельса соединяется с основанием с помощью винтов для шпал. Резьбовые дюбели состоят обычно из пластмассы и при изготовлении бетонной шпалы или жесткого дорожного полотна могут в нее заливаться. Другая причина для использования резьбового дюбеля из пластмассы состоит в том, что должно осуществляться электрическое изолирование винта для шпалы относительно шпалы или жесткого дорожного полотна. Недостаток традиционных креплений "резьбовой дюбель/винт для шпалы" состоит в том, что они часто не могут передавать достаточно высоких боковых усилий от крепления рельса в шпалу. В основе изобретения лежит задача, состоящая в том, чтобы предложить резьбовой дюбель для забетонирования в железнодорожную шпалу или жесткое дорожное полотно, который может передавать повышенные боковые усилия от крепления рельса в железнодорожную шпалу или жесткое дорожное полотно. Эта задача решается с помощью резьбового дюбеля с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения следуют из прочих пунктов формулы изобретения. Согласно изобретению резьбовой дюбель для забетонирования в железнодорожную шпалу или жесткое дорожное полотно и для соединения с силовым замыканием с крепежным элементом включает в себя витки наружной резьбы, расположенные на резьбовом дюбеле снаружи, а также витки внутренней резьбы, расположенные в резьбовом дюбеле внутри. Резьбовой дюбель отличается тем, что он состоит из двух примыкающих друг к другу в продольном направлении участков: первого участка, по существу, с цилиндрической наружной формой, а также второго участка, по существу, с конической наружной формой. Второй участок при этом расположен между первым участком и вводным отверстием для крепежного элемента. Другими словами, резьбовой дюбель имеет коническую головку, расположенную в направлении вводного отверстия, которая обладает тем преимуществом, что с увеличивающимся коническим расширением увеличивается контактная поверхность между дюбелем и окружающей железнодорожной шпалой или жестким дорожным полотном, а, с другой стороны, также увеличивается площадь поперечного сечения, имеющаяся в распоряжении для передачи латеральных усилий. Таким образом,можно снизить контактное напряжение между крепежным элементом и дюбелем. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения изобретения внутренняя резьба является трапецеидальной. Преимущество трапецеидальной резьбы состоит в том, что посредством трапецеидальной резьбы могут передаваться большие усилия, а резьбовые канавки в дюбеле имеют тупую геометрию с расположенным в окружном направлении основанием паза отдельных резьбовых канавок. С другой стороны, например, в случае резьбы с боковыми стенками внутренней резьбы, сходящимися друг к другу под острым углом, существует опасность того, что трещины, исходя из основания резьбовых канавок, продолжаются в материал. Предпочтительно наружная резьба является круглой резьбой, благодаря чему усилия, передаваемые от крепежного элемента на резьбовой дюбель, могут хорошо вводиться в окружающий материал железнодорожной шпалы или жесткого дорожного полотна. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения коническая наружная форма второго участка в отдельных областях имеет по меньшей мере одно ребро, проходящее в продольном направлении резьбового дюбеля. Каждое ребро действует при этом в качестве элемента геометрического замыкания и служит для того, чтобы предотвратить нежелательное проворачивание резьбового дюбеля относительно бетонной шпалы или жесткого дорожного полотна, что способствует надежности функционирования резьбового дюбеля и к тому же повышает радиальные усилия, передаваемые от резьбового дюбеля в бетонную шпалу или жесткое дорожное полотно. Из тех же соображений также цилиндрическая наружная форма первого участка в отдельных областях может иметь по меньшей мере одно ребро, проходящее в продольном направлении резьбового дюбеля. Резьбовой дюбель с ввинченным крепежным элементом отличается тем, что второй участок с конической наружной формой имеет коническую внутреннюю форму с прямыми боковыми поверхностями,причем коническая внутренняя форма выполнена с такими параметрами, что она плоско прилегает к наружному конусу крепежного элемента. Соответствие конических поверхностей друг другу в отношении размеров и угла служит для того, чтобы достичь прилегания, по возможности, всей поверхностью между наружным конусом крепежного элемента и конической внутренней поверхностью резьбового дюбеля. Это мероприятие служит также для того, чтобы благодаря прилеганию по возможности большей поверхностью можно было передавать от крепежного элемента через резьбовой дюбель в шпалу или жесткое дорожное полотно как можно более высокие усилия. Предпочтительно крепежный элемент имеет ввинчиваемую резьбу, которая ввинчена во внутреннюю резьбу резьбового дюбеля, причем внутренняя резьба резьбового дюбеля проходит по меньшей ме-1 016150 ре по части первого участка. Таким образом, резьбовая пара для крепления крепежного элемента в резьбовом дюбеле выполнена по меньшей мере в части первого участка, в то время как в остальной части резьбового дюбеля не выполнено никакой внутренней резьбы и может быть изготовлена связь между крепежным элементом и резьбовым дюбелем по возможности по всей поверхности. Чем меньше область резьбового соединения между крепежным элементом и резьбовым дюбелем, тем меньше достигаемая прочность на вытягивание в осевом направлении между крепежным элементом и резьбовым дюбелем. Однако в противоположность этому, в остальной области может создаваться по возможности по всей поверхности прилегание для преодоления высоких латеральных усилий. Крепежный элемент имеет предпочтительно цилиндрический участок, к которому примыкает наружный конус. Благодаря тому, что ввинчиваемая резьба крепежного элемента проходит по всему цилиндрическому участку и части наружного конуса, может осуществляться очень высокая стойкость против вытягивания между крепежным элементом и резьбовым дюбелем. Предпочтительно крепежный элемент является винтом или анкерным болтом, которые взаимодействуют непосредственно с другими компонентами в верхнем строении рельсового пути, чтобы представить точку крепления для железнодорожного рельса на железнодорожной шпале или жестком дорожном полотне. Ниже изобретение в качестве примера описывается на основе прилагаемых чертежей, на которых фиг. 1 - схематический внешний вид резьбового дюбеля согласно изобретению; фиг. 2 - сечение дюбеля, показанного на фиг. 1; фиг. 3 - пример выполнения соответствующего крепежного элемента и фиг. 4 - разрез резьбового дюбеля, несколько преобразованного по сравнению с вариантом выполнения согласно фиг. 1 и 2, с ввинченным крепежным элементом по фиг. 3. На чертежах, поясненных ниже, одни и те же элементы обозначены одними и теми же ссылочными позициями. Резьбовой дюбель 10, представленный на фиг. 1 и 2, состоит из пластмассового материала,предпочтительно полиамида, и подразделяется на несколько участков: цилиндрический первый участок 12 и конический второй участок 14. Под понятием "цилиндрический участок" следует при этом понимать, что наружная периферия дюбеля может охватываться прямым цилиндром. Второй конический участок 14 согласно этому может быть охвачен, по существу, усеченным конусом, по существу, с прямыми боковыми стенками. Как в области первого участка 12, так и также и в области второго участка 14 находятся витки 16 резьбы, которая выполнены в виде круглой резьбы. Кроме того, как видно из фиг. 2, внутри резьбового дюбеля 10 предусмотрена внутренняя резьба 18, которая отличается от наружной резьбы формой резьбы и шагом резьбы. В варианте выполнения согласно фиг. 1 и 2 внутренняя резьба выполнена в виде трапецеидальной резьбы, причем понятие "трапецеидальная резьба" обозначает принципиальную форму обычной трапецеидальной резьбы, но не должна означать точную геометрию соответственно нормам. По сравнению с витками 16 наружной резьбы внутренняя резьба 18 имеет явно меньший шаг и, следовательно, большую контактную поверхность между резьбовым дюбелем и соответствующим крепежным элементом 30, благодаря чему получается высокое осевое усилие вытягивания между крепежным элементом и резьбовым дюбелем. На наружной периферии второго участка 14 расположено несколько ребер 20, которые проходят в продольном направлении резьбового дюбеля 10 и непосредственно примыкают к фланцевой области 24,примыкающей к верхней завершающей поверхности 22 дюбеля 10. Ребра 20 в настоящем примере выполнения имеют форму, по существу, прямоугольных перегородок и так же, как фланцевая область 24,выполнены за одно целое с материалом резьбового дюбеля 10, как это видно из изображения сечения на фиг. 2. Второй участок 14, примыкающий к вводному отверстию 26 резьбового дюбеля, как видно из фиг. 2, вплоть до начала внутренней резьбы 18 имеет прямые боковые стенки 28, которые могут приходить в положение прилегания всей поверхностью к соответственно сформированному наружному конусу крепежного элемента. Фиг. 3 показывает пример выполнения крепежного элемента 30 для применения с дюбелем согласно изобретению. Крепежный элемент при этом является винтом с первой областью 32, которая снабжена винтовой резьбой 34, соответствующей внутренней резьбе дюбеля, а также непосредственно примыкающей к первой области 32 второй областью 36, которая также в отдельных областях в примыкании к первой области 32 снабжена винтовой резьбой 34. Вторая область 36 с увеличением расстояния от первой области 32 расширяется в форме конуса и имеет плоскую боковую поверхность 38, а также угол конуса, который соответствует внутреннему конусу дюбеля и боковым стенкам 28. К первой области 32 и второй области 36 примыкает используемая в верхнем строении рельсового пути и подогнанная к специальным требованиям верхнего строения рельсового пути крепежная область 40, которая в варианте выполнения, представленном на фиг. 3, дополнительно снабжена наружной резьбой 42. Узел, состоящий из резьбового дюбеля 10 и крепежного элемента 40, представлен на фиг. 4. Как это является очевидным, плоская боковая поверхность 38 конической области крепежного элемента 40 по-2 016150 всей поверхности прилегает к боковым поверхностям 28 во втором участке дюбеля. Первая область крепежного элемента 30 в данном примере выполнения не проходит до нижнего конца выполненного внизу закрытым резьбового дюбеля, наружная геометрия которого в остальном отклоняется от таковой из вариантов выполнения по фиг. 1 и 2, как это видно из нижней надставки 44 резьбового дюбеля в сравнении с конической вершиной согласно вариантам выполнения по фиг. 1 и 2. Резьбовой дюбель в соответствии с вариантом выполнения согласно фиг. 4 имеет к тому же дополнительные ребра 46 в области первого участка резьбового дюбеля, которые также имеют функцию, состоящую в том, чтобы предотвращать проворачивание резьбового дюбеля относительно окружающего бетонного материала железнодорожной шпалы или жесткого дорожного полотна. Для всех представленных примеров выполнения является общим то, что резьбовой дюбель 10 снабжен конической головкой, так что во взаимодействии с соответственно сформированным крепежным элементом можно достичь увеличенной внутренней поверхности отверстия и тем самым могут передаваться повышенные латеральные усилия от крепления рельса через дюбель в железнодорожную шпалу или жесткое дорожное полотно. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Резьбовой дюбель для забетонирования в железнодорожную шпалу или жесткое дорожное полотно и для соединения с силовым замыканием с крепежным элементом (30), включающий в себя наружную резьбу (17), расположенную снаружи на резьбовом дюбеле (10); внутреннюю резьбу (18), расположенную внутри в резьбовом дюбеле (10); отличающийся тем, что резьбовой дюбель (10) состоит из двух участков (12, 14), примыкающих друг к другу в продольном направлении,первого участка (12), по существу, с цилиндрической наружной формой и второго участка (14), по существу, с конической наружной формой,второй участок (14) расположен между первым участком (12) и вводным отверстием (26) для крепежного элемента (30) и внутренняя резьба (18) является трапецеидальной резьбой, которая имеет меньший шаг, чем наружная резьба. 2. Резьбовой дюбель по п.1, отличающийся тем, что наружная резьба является круглой резьбой. 3. Резьбовой дюбель по п.1 или 2, отличающийся тем, что коническая наружная форма второго участка (2) в отдельных областях имеет по меньшей мере одно ребро (20), проходящее в продольном направлении резьбового дюбеля (10). 4. Резьбовой дюбель по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что цилиндрическая наружная форма первого участка (12) в отдельных областях имеет по меньшей мере одно ребро (46), проходящее в продольном направлении резьбового дюбеля (10). 5. Резьбовой дюбель с ввинченным крепежным элементом (30), отличающийся тем, что второй участок (14) резьбового дюбеля (10) с конической наружной формой имеет коническую внутреннюю форму с прямыми боковыми стенками (28), выполненную с такими параметрами, что коническая внутренняя форма плоско прилегает к наружному конусу (38) крепежного элемента (30). 6. Резьбовой дюбель по п.5, отличающийся тем, что крепежный элемент (30) имеет ввинчиваемую резьбу (34), которая ввинчена во внутреннюю резьбу (18) резьбового дюбеля (10), причем внутренняя резьба (18) резьбового дюбеля (10) проходит по меньшей мере по части первого участка (12). 7. Резьбовой дюбель по п.6, отличающийся тем, что крепежный элемент (30) имеет цилиндрическую область (32), к которой примыкает наружный конус (38); и ввинчиваемая резьба (34) крепежного элемента (30) проходит по всей цилиндрической первой области (32) и части наружного конуса (38). 8. Резьбовой дюбель по одному из пп.5-7, отличающийся тем, что крепежный элемент (30) является винтом. 9. Резьбовой дюбель по одному из пп.6-8, отличающийся тем, что крепежный элемент (30) является анкерным болтом. 10. Железнодорожная шпала по меньшей мере с одним резьбовым дюбелем по одному из пп.1-9. 11. Жесткое дорожное полотно по меньшей мере с одним резьбовым дюбелем по одному из пп.1-9.