CZ83799A3 - Pružná podkladová výztuž pod kolejnice - Google Patents

Description

Pružná podkladová výztuž rod kolejnice

Oblast techniky

Vynález se týká pružné výztuže k podkládání především železničních kolejnic. Tyto výztuze jsou ν'/robeny z pružné umélé hmoty anebo gumy a jsou určeny k dlouhodobému použiti jako prostředek k tlumeni otřesů a k pohlcování dynamického zatíženi kolejnic pohybujícími se vagóny.

Dosavadní stav techniky

Je známá celá řada různých řešení podkladových výztuži pod kolejnice, které mají obvykle podobu plochy ν'/mezené pravoúhlými okraji a které jsou určeny k dlouhodobému použiti jako prostředek k tlumení otřesů a k pohlcování dynamického zatíženi kolejnic pohybujícími ae vagóny. Každá pružná podkladová výztuž pod kolejnice má dvé opačné strany. Jedna je určena k překryti horní plochy základního podkladového stavebního článku anebo k překrytí horní plochy kového nosiče. Na druhou stranu výztuže je pokládán spodek kolejnice anebo spodní strana kovové podložky pod matku. Jedna anebo obě strany výztuže jsou opatřeny žlábky anebo výstupky s různými profily, které zkvalitňují dynamické vlastnosti výztuže a rozkládají nadbytečné dynamické zatížení podkladového článku.

V německém patentu Č. 865147 je popsána pružná výztuž pod kolejnici v podobě tenké prostředni plochy, z níž na obě strany vystupují pravidelně rozmístěné výstupky s kruhovitým anebo jiným proíilem.

• · · · • · · ·

2Ve írancouzkéra patentu C. 1211567 je popsána pružná výztuž pod kolejnici, po jejíchž obou hlavních stranách je množství válcovitých výstupků anebo výstupků v podobě seříznutých kuželů. Tyto výstupky jsou pravidelně rozmístěné po obou stranách výstuže takovým způsobem, že výstupky na jedné straně jsou přesně proti výstupkům na

T straně druhé.

V anglickém patentu c. 946936 je popsána pružná výztuž pod kolejnici s množstvím oddělených plosek nesoucích zátěž. Tyto plosky mají podobu Šestiúhelných výstupků v podobě pyramid a jsou na obou opačných plochách výstuže. Mezi výstupky na každé straně výstuže jsou mezery ve tvaru písmene V a výstupky na jedné straně jsou přesně proti výstupkům na straně druhé. V některých provedeních této výstuže mají výstupky na jedné její straně zaoblený, kuželovitý anebo plochý profil.

V evropském patentu c. 169685 je popsána pružná výztuž pod kolejnici, která má podobu tenké vrstvy pružné hmoty například z přírodního kaučuku. Na obou stranách této vraty jsou rovnoměrně rozmístěny výstupky vpodstatě válcovitého tvaru o stejné velikosti.

V americkém patentu č. 4648554 a v evropském patenetu » 279094 je popsána pružná výztuž pod kolejnici s kruhovitými oddělenými prohlubněmi po obou stranách. V příčném řezu jsou středy prohlubní na jedné straně výstuže rozmístěny souběžně se středy prohlubní na straně druhé, tzn. že neleží proti sobě. Každá kruhovitá prohlubeň na jedné straně výstuže leží mezi čtyřmi prohlubněmi na její straně opačné.

Také v americkém patentu 4971247 je popsána pružná výztuž pod kolejnici s výstupky v podobě oddělených plosek, například bublin, buď na jedné anebo na obou opačných stranách výztuže.

Také v americkém patentu 5195679 je popsána pružná výztuž pod kolejnici s prohlubněmi na obou stranách, které nejsou umístěny proti sobě. Při horizontální poloze výztuže tak žádná vertikální přímka neprotíná více než jednu prohlubeň. Prohlubně jsou v pftdor/su kruhovité anebo pravoúhlé, v příčném řezu mají podobu krátkých válců anebo protáhlých pravoúhlých hranolů.

Také v americkém výztuž pod kolejnici rozmístěnými výstupky dvojího typu a lisí patentu 5335850 je popsána pružná b pravidelně Výstupky jsou výSkou. Jsou se střední částí po obou stranách, se od sebe svou rozmístěny takovým způsobem, že proti vyňňím výstupkům na jedné straně výztuže jsou postaveny nižší výstupky na straně druhé a proti nižším výstupkům na straně prvé jsou vyšší výstupky na straně druhé. VSechny výstupky jsou umístěny volně nad střední vrstvou a jejích bodní stěny jsou navenek vypouklé.

Podstata vynálezu

Pružná podkladová výztuž podle tohoto vynálezu je vyrobena z pružné umělé hmoty anebo pryže a má dvě opačné strany. Vyznačuje se tím, že přinejmenším jedna z jejích protilehlých stran je alespoň částečně tvořena povrchem, který je přinejmenším zhruba ν'/mezen jednoduchou a/nebo složitou goniometrickou sinusoídní a/nebo kosinusoidní funkci, tak aby přinejmenším na části jedné z obou protilehlých stran byly výstupky a dutiny, přičemž výstupky pozvolna přecházejí do dutin a naopak.

Je výhodné, má-li alespoň část výstupků na přinejmenším jedné z obou protilehlých stran podobu vlnek a alespoň část dutin podobu žlábků, které se vzájemně střídají a tak tvoři vlnitý povrch. Vlnky a Žlábky jsou spolu vedeny jedny vedle druhých podél rovných a/nebo zakřivených car.

Je také výhodné, má-li alespoň část výstupků přinejmenším na jedné z obou protilehlých stran podobu vypouklých výstupků a alespoň část dutin podobu jamek, přičemž každý vypouklý výstupek je obklopen čtyřmi sousedními jamkami a Čtyřmi sousedícími povrchovými prvky ve tvaru sedla. Tyto čtyři jamky a čtyři povrchové prvky ve tvaru sedla jsou uspořádány střídavé. I každá jamka je obklopena čtyřmi sousedními vypouklými výstupky a Čtyřmi sousedícími povrchovými prvky ve tvaru sedla, přičemž čtyři jamky a čtyři povrchové prvky ve tvaru sedla jsou uspořádány střídavě.

Vynález řeší problém pružné výztuže k podkládání především železničních kolejnic. Při projíždění železničního vagónu mění podkladová vložka podle tohoto vynálezu měkce a pružně svůj tvar, Čímž účinně snižuje vibrace a pohlcuje otřesy přenášené kolem železničního vagónu na kolejnici ležící přímo na této výztuži. Pružná podkladová vložka podle tohoto vynálezu se vzhledem ke spodnímu povrchu kolejnice anebo k hornímu povrchu pražce neposouvá a nevyjíždí tedy z mezery mezi spodní Částí kolejnice a pražcem. Tím je Část pražce pod kolejnici chráněna před opotřebováním v důsledku třeni. Při stlačení pružné podkladové vložky nedochází v žádném jejím bodě ke koncentraci tlaků, výstupky jsou stlačovány měkce a plynule a postupně zaplňují prostor prohlubní.

Stručný přehled obrázků na výkresech

Na výkresu i je znázorněna první verze provedeni pružné podkladové výstuže pod kolejnici podle tohoto vynálezu při pohledu shora.

Na výkresu 2 je znázorněn průřez výstuži podle tohoto vynálezu z výkresu 1, průřez je veden poděl přímky A-A.

Také na výkresu 3 je axonometrické zobrazení první verze provedení podkladové výatuíe.

Na výkresu 4 je jedna část druhé verze provedení podkladové výztuze při pohledu shora a druhá část téhož provedení v řezu podle čáry D-D :

Na výkresu 5 je znázorněn verzi jejího provedeni z výkresu přímky B-B.

Na výkresu 6 je znázorněn verzi jejího provedeni z výkresu přímky C-C.

výkřesu 6.

prftřez výstuží ve druhé 4, prftřez je veden podél prftřez výstuží ve druhé 4, pⁱrftřez je veden podél

Na výkresu 7 je axonometrické provedení podkladové výztuže.

zobrazení druhé verze

Na výkresu 8 je znázorněna třetí verze provedeni pružné podkladové výstuZe pod kolejnici podle tohoto vynálezu při pohledu shora s použitím výškových vrstevnic. Výkres zobrazuje povrch pruZné výztuže, kterV má podobu složené goniometrické sinusoidní funkce.

Na výkresu 9 je znázorněn prftřez výstuží ve třetí verzi jejího provedeni z výkresu 6, prftřez je veden podél přímky E-E.

Na výkresu 10 je axonometrické zobrazení třetí verze provedení podkladové výztuže.

Příklady provedeni vynálezu

V první versi provedeni pružné umělohmotné podkladové ···· · ···· · ·· · ·· ··· ·· ·· ··· ··· ··· · · · · · · ····· · · · · · · · · výztuže je její horní plocha určena k podloženi spodní čáati kolejnice. Povrch této horní plochy je tvořen jednoduchou goniometrickou sinusoidní funkci. Ta je dána pravoúhlými souřadnicemi podle rovnice z = a . sin x; y = b, kde a a b jsou Číselné koeficienty, přičemž platí, že a se nerovná 0 a x, y, z jsou souřadnice pravoúhlého souřadnicového systému vytvořeného takovým způsobem, že souřadnicové osy x a y jsou Boubéžné se spodním povrchem kolejnice a osa z je vzhledem ke spodnímu povrchu kolejnice kolmá. Na horní plose podkladové výztuže podle tohoto vynálezu jsou výstupky v podobé vlnek i a prohlubně v podobé žlábkft 2. Tyto vlnky a žlábky jsou uspořádány střídavé a přecházejí pozvolna jedna v druhou, Čímž vytvářejí zvlnéný povrch. Vlnky X a žlábky 2 jsou vedeny souběžné jedna vedle druhé podél paralelních os. Spodní strana pružné podkladové výztuže, kterou je výztuž kladena na horní povrch podkladového stavebního článku, má plochý povrch.

Při projíždění železničního vagónu se podkladová výztuž mírně zdeformuje a tím dobře tlumí otřesy a pohlcuje vibrace přenáSenó koly vagónu na část kolejnice ležící přímo na této výztuži. V první íázi deformováni vlnek X dochází k jejich stlačení, k následnému postupnému rozšíření do stran a ke zmenšeni prostoru žlábkft 2. To má vzhledem k sinusoidnímu tvaru vlnek X a žlábkft 2 při dynamickém zatížení výztuže za následek to, že prostor mezi povrchem vlnek X a spodní Části kolejnice je zaplněn beze zbytku. Tím je také výrazně snižováno opotřebováni výztuže.

Při pokračujícím zdeformování výztuže jsou vlnky 1 stlačeny natolik, že prostor žlábkft 2 je zcela vyplněn hmotou vlnek. V tomto okamžiku je povrch pružné podkladové výztuže zcela plochý a podstatně pevnější. K dalšímu zdeformováni může dojit pouze při značném zvýšení zátěže. Proměnlivá pružnost výztuže snižuje opotřebováni kolejnic v dftsledku působení příčných sil v zatáčkách.

Druhá verse provedeni pružné podkladové výztuže se od verze první lisí v tom, že vlnky la a žlábky 2a mají podobu soustředných elips. V proni fázi deformování vlnek la na horní ploée pružné podkladové výztuže podle tohoto vynálezu dochází k jejich mírnému stlačení, k následnému roztažení do stran a k vyplněni prostoru žlábků 2a hmotou vlnek. To má vzhledem k sinusoidnímu tvaru vlnek la a žlábků 2a za následek to, že nedochází k posouváni horního povrchu pružné podkladové výztuže vzhledem ke spodní Částí kolejnice. Protože vlnky la a žlábky 2a mají podobu soustředných elips, je pevnost pružné podkladové výztuže v jednotlivých částech svého povrchu odlišná.

Jsou možná i taková provedení pružné podkladové výztuže, které kromě' jednoho r/au obsahují všechny podstatné znaky uvedené první i druhé verze. Obzvláště vlnky a žlábky jsou v těchto dalších provedeních vedeny jedny vedle druhých částečně podél přímých čar a částečně podél křivek, přičemž vzdálenost mezi vlnkami a žlábky zůstává stejná. V jiných provedeních se vlnky a žlábky vzájemně přibližuji a/nebo vzdalují.

b . sin y, platí, že a

Ve třetí verzi provedeni pružné umělohmotné podkladové výztuže je její horní plocha určena k podloženi spodní části kolejnice. Povrch této horní plochy je tvořen složenou goniometrickou sinusoidni funkcí. Ta je dána pravoúhlými souřadnicemi podle rovnice z = a . sin x + kde a a b jsou číselné koeficienty, přičemž se nerovná 0, b se nerovná 0 a x, y, z jsou souřadnice pravoúhlého souřadnicového systému vytvořeného takovým způsobem, že souřadnicové osy x a y jsou souběžné se spodním povrchem kolejnice a osa spodnímu povrchu kolejnice kolmá.

výztuže podle tohoto vynálezu jsou vypouklé a prohlubně v podobě jamek 4. Každý vypouklý je obklopen 4 sousedícími jamkami 5 a podobně ve tvaru sedla 5. Stejně tak z je vzhledem ke Na horní plose podkladové výstupky fi. výstupek fi čtyřmi povrchovými prvky každá jamka 4 je obklopena čtyřmi sousedícími vypouklými výstupky 3 a čtyřmi povrchovými prvky ve tvaru sedla fi.

• · · • · · ·

- 8 Spodní strana pružně podkladově výztuže, kterou je výztuž kladena na horní povrch podkladového stavebního článku, má plochý povrch.

Při projížděni železničního vagónu se podkladová výztuž deformuje takovým způsobem, že dojde ke stlačení vypouklých výstupků 3 na horní straně výztuže, takže jejích hmota se rozSíří do stran a zaplní postupně jamky 4 na téže straně výstuže. To má vzhledem k sinusoidnimu tvaru vypouklých výstupků 3 a jamek 4 při dynamickém zatíženi výztuže za následek to, že prostor mezi povrchem vypouklých výstupků 3 a spodní částí kolejnice je zaplněn beze zbytku. Tím je také výrazně snižováno opotřebování výztuže.

Při pokračujícím zdeformování výztuže jsou vypouklé výstupky 3 stlačeny natolik, že prostor jamek 4 je zcela vyplněn hmotou výstupků. Od tohoto okamžiku je povrch pružné podkladové výztuže zcela plochý a podstatně pevnější. K dalěímu zdeformování může dojít pouze při značném zvýšení zátěže. Proměnlivá pružnost výztuže snižuje opotřebování kolejnic v důsledku působeni příčných sil v zatáčkách.

Jsou možná i taková provedení pružné podkladové výstuže, kdy jsou na témže povrchu výstuže spolu použity povrchové prvky vytvořené jak jednoduchou tak i složenou goniometrickou sinusoidou a/nebo kosinusoidou.

Jsou možná i taková provedení pružné podkladové výstuže podle tohoto vynálezu, kdy jsou obě opačné strany výztuže tvořeny jednoduchými a/nebo složenými goniometrickými sinusoidními a/nebo kosinusoidními funkcemi, které jsou charakterizovány stejnými parametry, anebo které mají odlišnou periodou a/nebo amplitudu a/nebo posun fáze o určitý úhel. Je výhodné, je-li sinusoidní anebo kosinusoidní funkce vymezující horní část pružné výstuže charakterizována menší periodou a menSi amplitudou než sinusoidní anebo kosinusoidní funkce, které

- 9 vymezují spodní Část výstuže.

Jsou možná i taková provedení pruZné podkladové ·. výstuZe podle tohoto vynálezu, kdy je povrch na jedné straně výstuže (anebo povrchy na obou opačných stranách) . zhruba tvořen jednoduchými a/nebo složenými goniometrickými sinusoidními a/nebo kosinusoidními funkcemi.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Pružná podkladová výztuž pod kolejnice vyrobená z pružné umělé hmoty anebo grumy, která se vyznačuj e tím, že alespoň jedna z obou protilehlých stran má podobu povrchu, který je přinejmenším částečně tvořen jednoduchou a/nebo složenou goniometrickou sinusoidni a/nebo kosinusoidni funkci, tak aby přinejmenším na části jedné z obou protilehlých stran podkladové výztuže byly výstupky a prohlubně, které jsou uspořádány střídavě, přičemž výstupky pozvolna přecházejí v prohlubně a naopak.
2. 2. Pružná podkladová výztuž pod kolejnice podle nároku 1, která se vyznačuj e tím, že alespoň na jedné z obou protilehlých stran má přinejmenším část vSech výstupků podobu vlnek (1, la) a přinejmenším část vSech prohlubní podobu žlábků (2, 2a), přičemž vlnky (1, la) a žlábky (2, 2a) jsou uspořádány střídavě a vytvářejí vlnitý povrch.
3. 3. Pružná podkladová výztuž pod kolejnice podle nároku 2, která se vyznačuje tím, že vlnky (1, la) a žlábky (2, 2a) běží jedny vedle druhých podél přímých čar a/nebo křivek.
4. 4. Pružná podkladová výztuž pod kolejnice podle nároku 1, která se vyznačuj e tím, že na jedné z obou protilehlých stran má alespoň část výstupků podobu vypouklých výstupků (3) a alespoň část prohlubni podobu jamek (4), přičemž každý vypouklý výstupek (3) je obklopen čtyřmi sousedními jamkami (4) a Čtyřmi povrchovými prvky ve tvaru sedla (5), tyto čtyři jamky (4) a čtyři povrchové prvky ve tvaru sedla (5) jsou uspořádány střídavě, také každá janíka (4) je obklopena

   4 ··

   4 444

   - 11 Čtyřmi sousedními vypouklými výstupky (3) a čtyřmi povrchovými prvky ve tvaru sedla (5), tyto Čtyři vypouklé výstupky (3) a Čtyři povrchové prvky ve tvaru sedla (5) jsou uspořádány střídavě.