NO170770B - Underlagsplate for fastgjoering av jernbaneskinner o.l. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder ei underlagsplate av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1, for fast-gjøring av jernbaneskinner og sporskiftere til tresviller eller lignende.

De underlagsplater som vanligvis blir brukt ved bygging av jernbanespor og sporvekslere, bli festet med fire skruer eller liknende på tresviller. Det blir da tilstrebet mest mulig konstante innskruingskrefter, disse kreftene bør utgjøre opptil 35 kN for den enkelte skruen, men kan også nå opptil 50 kN. Dermed kan underlagsplata, på grunn av disse høye innskruingskreftene, bli utsatt for ei flatelast på omtrent 200 kN.

Fordi festeskruene angriper relativt nær plateendene, oppstår det på grunn av de høye innskruingskreftene en konkav langsdeformasjon av underlagsplata, fordi denne vanligvis har en tykkelse på 16 eller 20 mm og derfor bare har en lav lengdestivhet, som ikke er tilstrekkelig for å oppnå en deformasjonsfri kraftoverføring.

For at ei normert ribbeplate av type "URp 206", som nå blir brukt for fastgjøring av skinner av type "UIC 60" på tresviller, skal oppnås en lengdestivhet, som umuliggjør en praktisk deformasjonsfr i overføring av den maksimale flatelasta på 200 kN, kreves en tykkelse på omtrent 35 mm, istendenfor de vanlige 20 mm, dersom et tilfredsstillende jevnt fordelt platetrykk skal oppnås mot svilleflata.

Et slikt økt materialforbruk for ribbeplatene er imidlertid uaktuelt på grunn av de økte kostnadene. Heller ikke har en hittil blitt klar over årsakene til den konkave krumming som oppstår allerede ved monteringen.

Det er hittil derfor akseptert, at det ved de vanlige underlagsplater bare er berøringskontakt med svilleflata i inngrepsområdet for svilleskruene, mens det sentrale området for hver underlagsplate er mer eller mindre konkavt krummet oppover, slik at der, hvor skinnefoten har sin anleggsflate, dannes et hulerom mot treunderlaget. Dette fører til at underlagsplata ved belastning med vognhjulene vekselvis senker seg og hever seg i en slags pumpebevegelse, slik at tresvillens overflate etter en viss brukstid blir skadet eller til og med ødelagt. Ved denne slitasjen løsner underlagsplata slik at sporvidden ikke lenger kan opprett-holdes og fjørringene som er festet mellom festeskruene og underlagsplata brytes. Det hender også at underlagsplata selv, på grunn av den stadige vekselpåkjenningen, kommer over i det kritiske området.

Disse ulempene ved kjente underlagsplater forårsaker forholdsvis høye vedlikeholdskostnader, fordi tresvillene må skiftes oftere på grunn av skader i svilletoppen og etter fjerning av underlagsplatene må avrettes på ny. Det er da imidlertid samtidig nødvendig å plugge igjen de hullene som har vært brukt for opptak til festeskruene og deretter bore nye, for at festeskruene for underlagsplaten kan festes på nytt tilfredsstillende.

Fordi slike renoveringsarbeider på ei tresville må gjennomføres to til tre ganger i løpet av dens levetid, til de råtner og altså ikke lenger kan brukes.

På grunn av brytingen av fjørringene som følge av "pumpingen", kan det bli nødvendig med innbygging av nye

fjørringer hvert tredje til fjerde år, noe som også medfører høye kostnader. Fra DE-OS 2 919 461 er det kjent ei elastisk forspent underlagsplate som blir tilvirket ved valsing eller pressing og hvis utgangsform er konveks forbuet, slik at den etter fastgjøringen til tresvilla ikke løfter seg fra denne og derfor heller ikke beveger seg opp og ned ved overkjøring. På grunn av denne utformingen og denne funksjonen faller de elleres nødvendige fjørringene bort.

Ved denne kjente underlagsplata har anleggsflata alltid en kontakt med tresvilla, som står under forspenning. Den kan imidlertid bare tilvirkes av et materiale, hvis strekkfasthet ligger minst ved 520 N/mm 2.

Av et slikt materiale, som skal bearbeides ved valsing, pressing og smiing, kan det derfor bare tilvirkes enkle, ukompliserte plateformer til en pris som er tilfresstillende. For komplisert utformete underlagsplater, såsom eksempelvis glidestol og støttebukkplater, som kreves for bygging av sporskiftere, er tilvirkning ved valsing, pressing og smiing ikke teknisk gjennomførbar.

De kompliserte underlagsplatene, henholdsvis de nevnte spesialplatene, kan nå tilvirkes mest økonomisk ved støping idet det vanligvis brukes "Sphåroguss GGG 40.30". Stålgods er ikke aktuelt fordi det for det første er for kostbart og for det andre fordi det ikke kan støpes med tilstrekkelig nøyaktighet og derfor krever en fordyrende etterbehandling.

Oppfinnelsen har til hovedformål å fjerne de spesielle ulempene ved de kjente underlagsplatene av den art som er beskrevet innledningsvis. Derfor er også formålet å angi ei underlagsplate av det nevnte slaget, som med enkle midler etter fastgjøring ved hjelp av skruer eller lignende kan gi et varig sikrere og større dimensjonert anlegg enn hittil på svilletoppen, og som eliminerer bevegelsen opp og ned ved overkjøring.

Dette blir løst ved hjelp av de trekk som er angitt i karakteristikken til patentkrav 1.

Ved tiltrekking av festeskruene blir underlagsplata først spent mot tresvilla med labbene på undersida, idet det deretter skjer en påkjenning av underlagsplata etter hvert som innskruingskreftene økes, hvormed det innstilles en konveks buing i området hvor skinnene ligger an, slik at dette området blir presset mot svilleunderlaget og dermed blir stabilisert mot den såkalte "pumpingen".

I samsvar med patentkrav 2 blir labbene utformet i ett stykke på plateundersida.

I samsvar med patentkrav 3 kan labbene være tilleggsdeler av platemateriale eller plast og påklemt eller innrastet på plata.

Vanligvis er det tilstrekkelig at labbene har en tykkelse på 1-2 mm som angitt i patentkrav 4. Den plassen som på denne måten blir dannet mot svilla, for nedsenkning av labbene er tilstrekkelig, for å sikre konvekst spenn i underlagsplata etter tiltrekking av festeskruene.

Løsningen i samsvar med oppfinnelsen har den spesielle fordelen, at underlagsplatene uavhengig av om de har en enkel eller komplisert oppbygning, kan tilvirkes av ethvert egnet materiale og på vanlig måte.

Det har vist seg særlig hensiktsmessig med underlagsplater hvor det til hvert hull er anordnet et eget labbområde, som angitt i patentkrav 5, og hvor nabo-labbområder er skilt fra hverandre av ei langsnot. Fortrinnsvis kan herunder avstanden til labbkanten fra hullkanten være større enn diameteren på hullet.

Herunder er det imidlertid viktig, at det for å oppnå et konvekst virkende moment på underlagsplata ved montering, slik det er angitt i patentkrav 6, sikres at avstanden fra hullets kant til den opptilliggende plateenden og den tilhør-ende ytre tverrkanten på labben er større enn avstanden fra hullets kant til innerkanten av labben. De moment som opptrer tiltrekking av festeskruene begunstiger da nemlig den konvekse krummingen av anleggsområdet for skinnene og dermed den optimale påpressingen av dette mot svilla. På denne måten blir skinna - i motsetning til kjent løsninger - støttet stabilt.

Det er særlig fordelaktig, dersom avstandsforholdet mellom den ytre og den indre labb-tverrkanten i forhold til hullets kant ligger ved omtrent 1,2: 1, som angitt i patentkrav 7, slik at altså avstanden til den ytre labb-tverrkanten fra hullets akse er omtrent 20% større enn avstanden fra aksen til den indre tverrkanten.

Et optimalt deformasjonsforhold for underlagsplata blir oppnådd, når det i samsvar med patentkrav 8 utformes labber som har en polygonformet, for eksempel omtrent rektangulær eller kvadratisk form, fordi deformasjonsforholdene blir ytterligere forbedret ved dette.

Oppfinnelsen foreslår videre i samsvar med patentkrav

9, at det i plateundersida ved de respektive labb-langskant-ene og -tverrkantene finnes opptilliggende noter. Det synes også fordelaktig, å anordne ringnoter i området for begge boringene, hvori labb-platenes uthvelvninger griper inn.

I samsvar med et ytterliger trekk ved oppfinnelsen blir det, som angitt i patentkrav 10, foreslått at tilleggsdelene som danner labbene er ført ut av sitt plan og er forsynt med hakeformet oppreiste klem-eller rasttunger, som griper inn i fordypninger som er anordnet i undersida av plata, for dermed å holde labbene på riktig plass. I samsvar med patentkrav 11 kan tilleggsdelene som danner labbene strekke seg over hele platebredden, idet tungene såvel som et utsnitt som i tillegg er anordnet mellom disse, befinner seg omtrent på tilleggs-delenes halve lengde.

For ikke å skape noe ekstra bøyemoment i tverrsnittet, blir det på plata sin langs-midtlinje i området ved labbene anordnet ei utsparing henholdsvis not, slik at resultanten av skruekrafta ligger i samme plan som resultanten av flatepressinga. Hittil ble platene i tillegg konkavt krummet på tvers i midten.

I tegningen er det vist eksempel på utførelsesformer av oppfinnelsen, idet. fig.l: Fig.l viser planriss ovenfra på ei underlagsplate utformet som støpt "glidestolplate" med ribber og med påstøpte ribber,

fig.2 viser plata i fig.l i pilretning II, samt et delsnitt etter linjene A-B og C-D i fig.l,

fig.3 viser et snitt etter linja E-F i fig,

fig.4 viser en tilsvarende gjengivelse av plata som i fig. 2, idet de krefter og momeneter som opptrer ved tiltrekkingen av festeskruene er illustrert og hvor det dessuten er antydet resultanten av den nøyaktig definerte flatepressingen som oppstår ved tiltrekkingen av festeskruene,

fig.5 viser en gjengivelse som tilsvarer fig.3, idet de kreftene og den resultanten av flatepressinga som oppstår ved tiltrekkingen av festeskruene er antydet,

fig.6 viser et planriss ovenfra av en modifisert utførelsesform av ei slik plate,

fig.7 viser et riss i retning 7 i fig.6, idet labbene består av underlagte blikkplater eller plastdeler,

fig.8 viser et snitt etter linja L-M-N-0 i fig.6,

fig.9 viser en gjengivelse som tilsvarer fig.7, hvor de

krefter og momenter samt resultanten av flatepressingen, som oppstår ved tiltrekkingen av festeskruene, mens

fig.10 viser et snitt som tilsvarer fig.8, med antydning av de krefter som resultatnten av flatepressingen, som opptrer ved tiltrekkingen av festeskruene, hvilket ligger i et plan og derved unngår et moment som kan føre til bøyning i tverretningen.

I fig. 1-5 er det vist ei støpt såkalt "glidestolplate" 1 med ribber, som blir brukt for oppbygging av jernbane-sporveksler i forbindelse med tresviller 2.

Plata 1 har herunder ei forholdsvis lang og smal underlagsplate 3, som på sin overside er utformet i ett med ribber 4 og dessuten bærer en glidestol 5.

Ved hver av sine ender, altså i nærheten av tverrkanten 6, er underlagsplata 3 forsynt med to gjennomgående hull 7, som tjener til opptak av ikke viste festeskruer.

I området mellom hullene 7 danner for det første plata

3 selv underlag for skinnefoten til ei ikke vist fast skinne, mens for det andre glidestolen 5 tjener som underlag for skinnefoten til ei vekslertunge, som heller ikke er vist.

På sin underside er underlagsplata 3 bare i området for gjennomgangshullene 7 for festeskruene forsynt med labber 8 som rager ut av plateplanet og som har forholdsvis lav høyde, eksempelvis 1,0 og 2,0 mm og hvilke danner anlegg mot svilleoversida.

Ved plata 1 i samsvar med fig. 1-5 er labbene 8 utformet i ett med underlagsplata 3 på undersida av denne, slik at det for hvert hull 7 finnes en egen labb 8. Herunder har disse labbene 8 en polygonformet, f.eks. omtrent kvadratisk omrissform. Den ytre tverrkanten 10 ligger herunder omtrent i plan med den ytre tverrkanten 6 til underlagsplata 3, mens dens ytre langskanten faller sammen med langskanten 12 på underlagsplata.

Den indre tverrkanten 13 til hver labb 8 blir begrenset av ei tverrnot 15 som befinner seg i undersida av underlagsplata 3, mens den indre langskanten 14 grenser opp mot ei langsnot 16 som befinner seg i undersida av plata 3, ved dennes langsgående midtlinje 22-22.

Hver labb 8 har ei slik stilling i forhold til det tilhørende hullet 7, at dens ytre tverrkant 10 oppviser en avstand 18 fra hullets 7 akse 17, som er større enn tverr-kantens 13 avstand 19 fra denne aksen.

Avstanden 20 mellom den ytre langskanten 11 til hver labb 8 fra aksen 17 til det tilhørende hullet 7 bør hensiktsmessig ha det samme mål som avstanden 21 fra den indre langskanten 14 til denne aksen 17.

I praktisk bruk har det vist seg at det er fordelaktig at forholdet mellom avstandene 18 og 19 er omtrent 1,2:1, slik at avstanden mellom hullets kant og den ytre tverrkanten er 10-20% større enn den tilsvarende avstanden fra den indre kanten 13.

Ved anbringelsen av plata 1 på tresvilla 2, legger underlagsplata 3 seg først an mot svilleoversida 9 med de nedre endeflatene til labbene 8, slik det er vist i fig. 2. De delene av plata 3 som bærer ribbene 4 og glidestolen 5 befinner seg imidlertid i avstand fra svilleoversida 9, slik det også er vist i fig. 2.

Straks de ikke viste festeskruene blir ført gjennom hullene 7 og dreid inn i svilla 2 .til. det oppnås maksimal innskruingskraft på 50 kN pr. festeskrue, dannes det mellom den nedre endeflata til labbene 8 og svilleoversida 9 ei tilsvarende flatepressing, som i fig. 4 og 5 er antydet ved de felt 23 som har vertikalt skravert.

Da resultanten av flatepressinga 24 for hvert labbområde 8 har en forskjøvet stilling 25 i forhold til aksen 17 til det tilhørende hullet 7, hvilken blir bestemt av forskjellen mellom de to avstandene 18 og 19, oppstår det ved tiltrekkingen av festeskruen et dreiemoment i området for hver labb 8, hvilket virker i pilens 26 retning på underlagsplata 3 og deformerer hhv. bøyer denne konveks nedover inntil kontakt med svilleoversida, slik dette er vist i fig. 4. På denne måten blir avstanden 22 mellom undersida 27 av underlagsplata 3 og svilleoversida 9 overvunnet, dvs. at undersida 27 av underlagsplata 3 går mot anlegg mot svilleoversida 29, slik det er vist i fig. 4.

Bøyemomentet som danner den konvekse krumming i plata 3 og som skapes av festeskruene, er altså avhengig av forskyv-ningsstillingen 25 mellom resultanten for flatepressinga 24 av labbene og skrueaksen 17 for det tilhørende hullet 7. Det konvekse spennet som skapes av dette bøyemomentet i underlagsplata 3 beror på, at labbene 8 i området for sine indre tverrkanter 13 kan synke noe lavere i svilleoversida 9 enn de ytre tverrkantene. Pga. den konvekse nedbøyningen hhv. deformasjonen av underlagsplata 3 og den av dette resulterende anlegget mellom dens underside 27 og svilleoversida 9, blir det oppnådd, at det i det kritiske området for plata ikke oppstår noen vekselpåkjenning ved overkjøring med et skinnekjøretøy, men bare en bølgende påkjenning. Den såkalte "pumpingen" av plata 1 i forhold til svilla 2 blir dermed fullstendig eliminert. Svilleoversida 9 blir skånet, slik at levetida til denne med hensyn til mekanisk ødeleggelse, blir med et mangfold av hittil oppnådd levetid. Den løpende overvåkingen mot løsning og brudd i platene 1 faller bort og det resulterende vedlikeholds- arbeidet blir unngått. I tillegg kan imidlertid også de fjøringene som hittil vanligvis er blitt brukt mellom festeskruene og plata utelates, slik at overvåkingen og utvekslingen av disse under levetida til ei tresville 2 likeens blir unngått.

Plata som er vist i fig. 6-10 har i prinsipp samme virkemåte som plata i fig. 1-5. Forskjellen er bare, at labbene 8 på undersida 27 av underlagsplata 3 ikke er påstøpt i ett stykke, men dannes av tilleggsdeler 28 av metallplate eller plast, som kan være fastklemt eller festet på annen måte til underlagsplata 3. Også tilleggsdelene 28 har en tykkelse som ligger mellom 1 mm og 2 mm og de er i tillegg utformet slik, at deres ytre tverrkanter 10 har en avstand 18 fra hullenes 7 akser, som er større enn avstanden 19 fra den indre tverrkanten 13 til aksen 17.

Til forskjell fra labbene 8 ved utførelseseksemplet i fig. 1-5 er tilleggsdelene ved utførelseseksemplet i fig.

6-10 utformet slik at de går uavbrutt over hele bredden av underlagsplata.

Omtrent midt på tilleggsdelene 28 er disse forsynt med klem- og rastertunger 29 som er bøyd ut og ført hakeformet opp og som går i inngrep med fordypninger i plateundersida 27, slik at de holdes riktig på plass.

I området mellom tungene 29 og 30 har hver tilleggsdel 28 dessuten et ekstra utsnitt 33, eksempelvis i form av et rundt hull, som kan være noe større enn hullene 7 i underlagsplata 3. For å bruke tilleggsdelene 28 som labber, er glidestolplater 1 av vanlig utforming egnet i praktisk talt uforandret form. Eventuelt er det nødvendig bare å utforme fordypninger 31 og 32 i undersida 27, som kan oppta klem-og rastetungene 29 og 30. Det er imidlertid også tenkelig, å bruke tilleggsdeler 28 uten slike tunger i forbindelse med vanlige glidestolplater 1, og oppnå festingen ved hjelp av et klebemiddel e.l.

Utformingen med labber 8 og tilleggsdeler 28 er ikke begrenset til glidestoler, men kan utnyttes ved ribbeplater av en hver annen form, f.eks. ved de vanlige K-ribbeplater, ved støttebukkplater e.l.

Claims (10)

1. Underlagsplate (3), særlig ribbeplate, for fastgjøring av jernbaneskinner og sporvekslere på tresviller (2), der hver skinne har en fot, og underlagsplata (3) er koplet til svilla (2) i nærheten av enden av skinnefoten ved skruer i gjennomgangshull (7) i underlagsplata (3), idet skinnefoten er støttet i det området av plata som er mellom gjennomgangshullene (7), og som danner festepunktene til svilla (2), videre er det på plateundersida (27) anordnet labber (8 hhv. 28) bare i området ved gjennomgangshullene (7) for festeskruene, hvilke labber (8 hhv. 28) rager ut av plateplanet, karakterisert ved at underlagsplata (3) i området mellom labbene (8 hhv. 28) er utformet slik at avstanden (18) mellom hullets (7) akse (17) hhv. avstanden mellom hullkanten og den tilstøtende plateenden (6) og den tilhørende ytre labb-tverrkanten (10) er lenger enn avstanden (19) mellom hullets akse hhv. avstanden mellom hullkanten og labbens indre tverrkant (13), slik at tiltrekking av skruene resulterer i en konveks, elastisk avbøyning av underlagsplata (3), og ethvert mellomrom mellom undersiden (27) av plata (3) og øvre overflate (9) av svilla (2) blir eliminert.

2. Underlagsplate i samsvar med krav 1, karakterisert ved at labbene (8) er utformet som en del ved plateundersida (27)

3. Underlagsplate i samsvar med krav 1, karakterisert ved at labbene dannes av tilleggsdeler (28) av metallplate eller plast, som er fastklemt, klebet eller festet på annen måte ved plateundersida (27).

4. Underlagsplate i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at labbene (8, 28), har en tykkelse på 1-2 mm, fortrinnsvis 1,5 mm.

5. Underlagsplate i samsvar med et av kravene 1 og 2, karakterisert ved at hvert hull (7) er tilordnet et eget labbområde (8), idet labbområdene er innbyrdes atskilt ved utsparinger (16) og at avstanden mellom hullkanten og labbkanten er større enn hulldiameteren.

6. Underlagsplate i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at avstandsforholdet mellom den ytre labb-tverrkanten (10) og hullets (7) akse (17) og den indre labb-tverrkanten (13) og hullets (7) kant, er omtrent 1,2 : 1.

7. Underlagsplate i samsvar med et av kravene 1-6, karakterisert ved at labbene (8, 28) har polygonformet, f.eks. rektangulær eller kvadratisk omrissform.

8. Underlagsplate i samsvar med et av kravene 1, 2 samt 4-7, karakterisert ved at det i plateundersida (27) er anordnet utsparinger (15 og 16) som ligger opp mot den indre labb-langskanten (13) hhv. den indre labb-tverrkanten (14).

9. Underlagsplate i samsvar med et av kravene 1, 3 samt 4-7, karakterisert ved at de av labbene dannet tilleggsdeler (28) er forsynt med utbøyde og hakeformet oppragende tunger (29, 30) som kan bringes i inngrep med fordypninger (31, 32) i plateundersida (27).

10. Underlagsplate i samsvar med krav 5, karakterisert ved at avstanden (21) fra hullenes (7) langsakse (17) til langskanten (14) av ei langsnot (16) ved platelangsmidten (22-22), er omtrent den samme som avstanden (20) til den ytre langskanten fra denne aksen.