способ оснащения опор для рельсов, в частности бетонных шпал, элементами для крепления рельсов и матрица для осуществления этого способа

Формула изобретения

1. Способ оснащения опор для рельсов, в частности бетонных или шпал из предварительно напряженного бетона требующимися для крепления рельсов элементами, такими, как рельсовые винты, пружинные скобы, угловые направляющие пластины и т.д., причем эти элементы предварительно монтируют в местах, предусмотренных для последующего крепления рельсов, и временно фиксируют путем ввинчивания рельсовых винтов в дюбели шпалы, отличающийся тем, что элементы (3) для крепления каждого рельса (2) располагают относительно друг друга в положении, удобном для предварительного монтажа, в этом положении захватывают монтажным роботом и в одну рабочую операцию укладывают на шпалу (1).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что крепежные элементы (3) для рельсов располагают на матрице (19) и подают к монтажному роботу (12).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что матрицы (19) подают к монтажному роботу (12) с помощью бесконечного транспортера (18).

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что винты шпал (10) ввинчивают также с помощью монтажного робота (12).

5. Матрица оснащения опор для рельсов, в частности бетонных шпал, крепежными элементами с использованием монтажного робота, отличающаяся тем, что содержит плиту основания, снабженную профилями (20,21) для поддержания крепежных элементов (3) в нужном для монтажа положении, и сквозными отверстиями для прохождения рельсовых винтов (10).

6. Матрица по п.5, отличающаяся тем, что на наружных участках матрицы (19) по обе стороны от позиции рельса (2) предусмотрены возвышения (20) для поддержания пружинных скоб (9) в положении, которое позволяет поддерживать рельсовые винты (10) в вертикальном висячем положении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу оснащения опор для рельсов, в частности, бетонных шпал или шпал из предварительно напряженного бетона, необходимыми для крепления рельсов элементами согласно п. 1 формулы изобретения.

При строительстве рельсовых путей для железных дорог опорные тела для рельсов, большей частью в виде поперечных шпал, укладывают в щебеночный слой. Через шпалы проходят рельсы рельсового пути. Шпалы при этом берут на себя функцию распределения нагрузки на основание. Для соединения рельсов со шпалами с силовым замыканием служат так называемые крепежные элементы для рельсов. Крепежные элементы для рельсов включают, как правило, опорную плиту под подошвой рельса, расположенные по бокам рельса угловые направляющие пластины для восприятия горизонтальных сил, а также пружинную скобу, которая прижимается к подошве рельса с помощью винтов шпал.

Известны деревянные шпалы, при которых рельсовые шурупы для крепления рельсов непосредственно ввинчивают в деревянные шпалы. В последнее время все большее значение приобретают, однако, бетонные шпалы, в частности, шпалы из предварительно напряженного бетона, прежде всего из-за их высокой прочности и их длительного срока службы при небольших затратах на уход. Бетонные шпалы имеют то преимущество, что их поверхность на участках, предназначенных для опирания рельсов, можно точно подогнать к форме крепежных элементов для рельсов. Для приема рельсовых винтов дюбели, большей частью, пластмассовые дюбели, заделываются в бетон уже при изготовлении шпал.

Изготовление бетонных шпал осуществляется большей частью автоматическим путем на конвейере на заводе бетонных изделий. При этом шпалы оснащают крепежными элементами для рельсов в процессе последней рабочей операции перед складированием и отправкой. Крепежные элементы для рельсов при этом предварительно монтируют на шпалах таким образом, чтобы после укладки рельсов на место строительства нужно было лишь ослабить рельсовые винты, сдвинуть пружинные скобы к месту, определенному для них, и снова жестко затянуть рельсовые винты. Этот последний рабочий этап на заводе до сих пор осуществляется вручную. При этом отдельные крепежные элементы для рельсов в соответствующей последовательности укладываются на поверхность шпал и фиксируются в своем положении путем ввинчивания рельсовых винтов. Величина доли расходов на оплату и на затраченное время для осуществления ручных работ при оснащении шпал оказывает при этом значительное влияние на стоимость изготовления.

Наряду со сплошными поперечными шпалами, которые известны как моноблочные, состоящие из двух частей или сочлененные шпалы, имеются также выполненные в виде готовых бетонных изделий рельсовые опорные тела для опирания рельсов отдельными точками на сплошную опорную плиту из железобетона, например, при так называемом "твердом дорожном полотне типа "Rheda".

На этом фоне в основе изобретения лежит задача усовершенствовать еще в большей степени изготовление опорных тел для рельсов, в частности, шпал, и при этом прежде всего оснащение их крепежными элементами для рельсов с целью повышения экономичности процесса.

Согласно изобретению эта задача решается с помощью способа с признаками п. 1 формулы изобретения, а также с помощью матрицы с признаками п. 5 формулы изобретения.

Предпочтительные улучшенные варианты изобретения получаются из зависимых пунктов формулы изобретения.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы требуемые для предварительного монтажа крепежных элементов для рельсов трудовые ресурсы заменить роботами по монтажу. Благодаря этому удается снизить долю затрат на зарплату в стоимости единицы изделия. Кроме того, робот превосходит монтаж вручную в отношении скорости монтажа. Благодаря использованию роботов, можно увеличить скорость конвейерной ленты поточной линии изготовления до удвоенной. С помощью подачи крепежных элементов для рельсов на матрице в том порядке, в каком они предварительно монтируются на шпале, снижается число проходов робота для оснащения шпалы до двух. Это в соединении с возможностью использовать робот почти 24 часа в сутки способствует высокой степени загрузки средств производства, благодаря чему повышается в целом экономичность процесса изготовления.

Наконец, благодаря использованию монтажного робота достигается одинаково высокое качество работы.

Далее изобретение поясняется более подробно на основе представленного в чертежах примера выполнения изобретения. Показано:

фиг. 1 отрезок бетонной шпалы с предварительно смонтированными крепежными элементами для рельсов,

фиг. 2 место монтажа с монтажным конвейером, робот и подача материала в виде сверху,

фиг. 3 подача материала в виде транспортной ленты, вид сбоку,

фиг. 4 матрица с расположенными на ней крепежными элементами для рельсов, вид сбоку, и

фиг. 5 матрица, показанная на фиг. 4, вид сверху.

Фиг. 1 показывает отрезок бетонной шпалы 1 в продольном разрезе, подготовленный для наложения рельсов. Последующее положение рельса обозначено штриховой линией 2, крепежные элементы для рельсов в целом обозначены цифрой 3. Шпала 1 имеет на своей поверхности углубления 4 и возвышения 5, соответствующие форме крепежных элементов для рельсов 3 и благодаря этому фиксируют их в своем положении. В области этих профилированных участков вбетонированы, кроме того, еще два пластмассовых дюбеля 6.

В отдельности крепежные элементы для рельсов 3 состоят из опорной плиты 7, которая расположена между поверхностью шпалы и подошвой рельса 2 и таким образом обеспечивает равномерное наложение рельса 2 на шпалу 1. В продольном направлении шпалы 1 к обеим сторонам опорной плиты 7 примыкают угловые направляющие пластины 8. Их утолщение входит в углубления 4 шпалы 1, так что возникает зубчатое зацепление, с помощью которого горизонтальные усилия передаются от рельса 2 на угловые направляющие пластины 8, а от них - на шпалу 1.

Угловые направляющие пластины 8 прижимаются соответственно с помощью рельсовых винтов 100 через соответствующую пружинную скобу 9 (фиг. 5) к поверхности шпалы. В представленном на фиг. 1 предварительно смонтированном состоянии пружинные скобы 9 своими обращенными к рельсу 2 краями оказывают давление на угловые направляющие пластины 8. Чтобы из этого предварительно смонтированного состояния придти в окончательное состояние, рельсовые винты 10 ослабляют и пружинные скобы 9 сдвигают вовнутрь к наложенному между ними рельсу 2 так, чтобы их внутренние края легли на подошву рельса, а наружные края - в углубление угловой направляющей пластины 8. Поддерживаются пружинные скобы 9 в каждом случае рельсовыми винтами 10, которые проходят через пружинные скобы 9 и угловые направляющие пластины 8 и входят в пластмассовый дюбель 6 в шпале 1. Эта ситуация, представленная на фиг. 1, соответствует состоянию шпалы 1 после проведения способа согласно изобретению.

Необходимые для осуществления способа устройства и их расположение относительно друг друга представлены в качестве альтернативы для многих возможностей на фиг. 2, вид сверху. С левой стороны изображения виден бесконечный конвейер, например, конвейерную ленту 11, которая вводит отвержденные и предварительно напряженные бетонные шпалы 1 в рабочую зону монтажного робота 12 и снова выводит оттуда. Монтажный робот 12 стоит близко к транспортной ленте 11, так что он с помощью по возможности короткой захватывающей руки 13 достигает обоих мест монтажа 14, 15 на шпале 1. Для подгонки к различным расстояниям между местом монтажа 14, 15 и роботом 12 захватывающая рука 13 - показанная лишь схематически - предпочтительно выполнена с возможностью телескопирования или же оснащена рычагом с изломом.

Рядом с монтажным роботом на правой стороне изображения предусмотрено стационарное рабочее место 16. Оно включает, во-первых, емкости 17, в которых находятся отсортированные крепежные элементы для рельсов 3, а также другая транспортная лента 18, которая ведет к месту подачи материала в рабочую зону монтажного робота 12 и там заканчивается.

Фиг. 3 показывает возможность подачи материала от стационарного рабочего места 16 к монтажному роботу 12. На транспортной ленте 18 друг за другом и в замкнутом контуре жестко установлены специально сформированные матрицы 19. На эти матрицы укладываются изъятые из емкостей 17 крепежные элементы для рельсов 3. Они транспортируют крепежные элементы для рельсов 3 в верхней ветви транспортной ленты 18 к монтажному роботу 12 и возвращаются при дальнейшем прохождении в нижней ветви к стационарному рабочему месту 16 после того, как робот 12 извлечет элементы 3 из матрицы 19.

Пример выполнения матрицы 19 показывают фиг. 4 и 5. Матрица 19 имеет подобно поверхности шпал 1 в областях, предназначенных для наложения рельсов, возвышения 20 и углубления 21, в которые подходят крепежные элементы для рельсов 3. Однако, в противоположность поверхности шпал, возвышения 20 в левой и правой краевых областях выбраны такими, чтобы пружинные скобы 9 у своего наружного конца поднимались настолько, пока они внутренними, имеющими форму петли и поддерживающими рельсовые винты 10 областями не примут горизонтальное положение. Благодаря этому рельсовые винты 10 поддерживаются в подвешенном вертикальном положении на расстоянии от отверстий дюбелей шпал 6 в поверхности шпал, так что свободные концы рельсовых винтов 10 при опускании с помощью робота попадают во входные отверстия дюбелей шпал 6 и могут быть ввинчены в них.

Так как матрицы 19 должны использоваться для различных крепежных элементов для рельсов 3, в соответствии с типом шпал, то они могут подгоняться к соответствующим величинам с помощью не показанного перемещающего механизма, например, в виде телескопа. В качестве альтернативы этому можно использовать вторую, параллельную первой, транспортную ленту с другим типом матрицы, или же матрицы 19 закрепляются на транспортной ленте 18 с помощью быстродействующего замка, так чтобы их можно было быстро и без больших усилий заменить.

Для осуществления способа на стационарном рабочем месте 16 пустые матрицы 19 на транспортной ленте 18 заполняют крепежными элементами для рельсов 3. Эти элементы рабочий извлекает из соответствующих емкостей 17 и собирает в соответствии с их дальнейшим положением на шпале в свободном состоянии на матрице 19. Транспортная лента 18 транспортирует снабженные таким образом крепежными элементами матрицы 19 в рабочую зону монтажного робота 12. Он захватывает крепежные элементы для рельсов 3 своей захватывающей рукой 13 в один прием, причем обусловленное матрицей 19 положение относительно друг друга отдельных деталей 3 не изменяется, и ставит элементы 3 на предназначенные для них места на шпале 1. При этом рельсовые винты 10 попадают своими свободными концами точно во вбетонированные в шпалы 1 пластмассовые дюбели 6.

С помощью следующего рабочего хода рельсовые винты 10 ввинчивают вручную или же также с помощью монтажного робота 12. Для того чтобы рельсовые винты 10 нашли имеющуюся в дюбеле 6 резьбу, можно винты 10 немного повернуть против направления ввинчивания, прежде, чем их затянуть. Предварительно смонтированные таким образом шпалы затем транспортируются дальше для отправки или складирования.

Процесс монтажа можно осуществлять также при движущемся ленточном транспортере 11. Захватывающая рука 13 робота 12 в этом случае следует по пути мест монтажа (точки опоры рельса) 14, 15.