PL172614B1

PL172614B1 - Bearing system for a portion of pavement

Info

Publication number: PL172614B1
Application number: PL93308235A
Authority: PL
Inventors: Sebastian Benenowski; Albrecht Demmig; Hans Ulrich Dietze; Alfred Kais; Erich Nuding
Original assignee: Butzbacher Weichenbau Gmbh
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1997-10-31
Also published as: US5645216A; DE4232990C1; KR950703684A; EP0666938A1; WO1994008093A1; KR100276033B1; FI951512L; DK0666938T3; NO951261L; EP0666938B1; ES2107052T3; PL308235A1; FI110885B; NO951261D0; AU5110093A; NO304491B1; DE59307088D1; ATE156545T1; FI951512A0

Abstract

1. Urzadzenie mocujace dla czesci nawierzchni toru kolejowego, zawierajace podkladke, plyte mocujaca dla odcinka szyny, pierwszy element sprezysty, poprzez który plyta m ocujaca jest umieszczona posrednio lub bezposrednio n a podkladce, oraz urzadzenie naprezaja- ce, usytuowane naprzeciwko podkladki, przy czym mie- dzy urzadzeniem naprezajacym a plyta mocujaca jest umieszczony drugi element sprezysty, a plyta mocujaca jest polaczona z podkladka z naprezeniem wstepnym z tym, ze pierwszy i drugi element sprezysty, majacy pierwsza i druga krzywa charakterystyczna, tworzy sy- stem sprezysty, majacy laczna krzywa charakterystycz- n a z obszarem roboczym, lezacym w obszarze sil wprowadzonych zwyklymi obciazeniami kól przejez- dzajacego pojazdu szynowego, znam ienne tym, ze dru- gi element sprezysty (22, 24) stanowi co najmniej jeden wystep, skierowany w góre od czesci nawierzchni (10) toru kolejowego, który je st tak umieszczony wewnatrz wybrania (32, 34) o ksztalcie rózniacym sie od ksztaltu wystepu (22, 24) urzadzenia naprezajacego (36), o ob- jetosci najwyzej równej objetosci wystepu, ze przy wpro- w adzeniu sily do system u sprezystego, która je st mniejsza od sily oddzialywujacej w obszarze roboczym, drugi element sprezysty (22, 24) calkowicie jest otoczo- ny przez wybranie (32, 34). Fig. 2 P L 172614 B 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie mocujące dla części nawierzchni tom kolejowego.

Z DE 3 033 607 C2 jest znany tłumiący hałas pokład szynowy, składający się z płyty podstawowej, płyty nośnej dla szyny i elementów umieszczonych pomiędzy płytą podstawową a płytą nośną.

172 614

Aby móc oddziaływać na dodatkowe tłumienie dźwięków, pomiędzy płytą podstawową a płytą nośną szyny są usytuowane, w bocznym odstępie od pierwszych elementów tłumiących, nrynd/pnia nanrż7aiflr n npyfp nnśna dn nłyty podstawowej które składają się z nodnór ntrzymnjących koiki gwintowane, pomiędzy którymi a płytą podstawową jest umieszczony elastycznie odkształcany element naprężający. Za pomocą odpowiedniego podłoża powinny być dzięki temu zmienione powstające częstotliwości własne, że przerywa się niepożądany rozwój hałasu.

Przez ukształtowanie elementów tłumiących i ich rozmieszczenie osiąga się dla całego systemu, utworzonego z elementów tłumiących, charakterystykę sprężynowania, która ma zasadniczo stałe nachylenie. Oznacza to, że istnieje liniowe odniesienie pomiędzy ugięciem sprężystym a wprowadzoną siłą.

Przez te środki nie zawsze jednak można przeszkodzić, aby drgania wywołane przez pojazd, przenoszone w ten sposób na pokład i podsypkę, nie powodowały wypływu podsypki, zwłaszcza gdy chodzi o podłoże szyn na szlakach, przystosowanych wysokiej prędkości jazdy pociągów. Cała nawierzchnia, w zależności od charakterystyki sprężynowania stosowanych elementów tłumiących ciągle jest twarda, względnie miękka. Ta ostatnia jest zwłaszcza wtedy niedogodnością, gdy wymagane są środki konstrukcyjne na nawierzchnię, względnie torze.

Zadaniem wynalazku jest takie ulepszenie mocowania nawierzchni toru kolejowego, że w zależności od wprowadzonych sił nastawia się jej elastyczność, zależnie od optymalnych warunków, tak, że np. przy prostowaniu i podbijaniu toru nawierzchniajest przedstawiona quasi jako mocna jednostka, podczas gdy przy przejeździe pociągu szynowego jest osiągana elastyczność, która umożliwia silne tłumienie hałasu.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że drugi element sprężysty stanowi co najmniej jeden występ, skierowany w górę od części nawierzchni toru kolejowego, który jest tak umieszczony wewnątrz wybrania o kształcie różniącym się od kształtu występu urządzenia naprężającego o objętości najwyżej równej objętości występu, że przy wprowadzeniu siły do systemu sprężystego, która jest mniejsza od siły oddziaływującej w obszarze roboczym, drugi element sprężysty całkowicie jest otoczony przez wybranie.

Korzystnie drugi element sprężysty w postaci występów w stanie nieobciążonym ma mniejszą sztywność od pierwszego elementu sprężystego z tym, że występ jest ukształtowany w postaci symetrycznego elementu obrotowego korzystnie cylindra, stożka ściętego.

Zgodnie z wynalazkiem występ jest usytuowany na płaskim trzecim elemencie sprężystym, rozciągającym się równolegle od górnej powierzchni części nawierzchni.

Korzystnie urządzenie naprężające stanowi płyta mająca wybrania, która ze swojej strony przez środek łączący jest połączona z podparciem podkładu i uprzywilejowanie jest podparta trzecim elementem sprężystym.

Zgodnie z wynalazkiem, część nawierzchni stanowi płyta mocująca szynę.

W korzystnym wykonaniu płyta, mająca wybranie, rozciąga się co najmniej odcinkami wewnątrz pierwszego elementu sprężystego, w postaci elastycznej podkładki, która jest zwulkanizowana z płytą mocującą.

Korzystnie co najmniej pierwszy element sprężysty stanowi sprężyna elastomerowa z mieszanki gumowej i/lub poliuretanu, a przez podkładkę i płytę mocującą przechodzi tuleja, która styka się z tuleją kołnierzową, osadzoną w płycie, a przez tuleje przechodzi element mocujący, łączący płytę z podkładką.

Zgodnie z wynalazkiem został zaproponowany system sprężysty, który przy nieznacznym obciążeniu jest twardy, a w wybranym obszarze, to znaczy obszarze roboczym jest dynamicznie miękki. Oznacza to, że nawierzchnia przedstawia wtedy mocnąjednostkę, gdy np. są wymagane prace prostowania i podbijania szyn.

W przypadku przejeżdżania pociągów o wysokiej prędkości, na podstawie płaskiego przebiegu charakterystyki drgań, występuje silne tłumienie tak, że przez to ponownie może być przerwane niepożądane przenoszenie drgań na podtorze.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pojedyncze krzywe charakterystyczne, z których jest utworzona całkowita krzywa charakterystyczna, fig. 2 - przekrój przez część nawierzchni, w postaci płyty żebrowej,

142 614 przejmowanej przez system sprężysty, fig. 3 - układ z fig. 2 w stanie rozczłonkowanym, a fig. 4 - widok z góry na układ, z fig. 2.

Na rysunku iest przedstawione urządzenie mocujące dla części nawierzchni toru kolejowego w postaci płyty żebrowej 10,na której jestmocowana w znany sposób nie przedstawiona szyna.

Urządzenie według wynalazku umożliwia, że płyta żebrowa 10 jest w ten sposób podpierana wobec podparcia, w postaci podkładu, że osiąga się z jednej strony statycznie twardą nawierzchnią przy wprowadzonych siłach, które są mniejsze od zwykłych obciążeń kół pojazdu szynowego, a z drugiej strony osiąga się miękką nawierzchnię, gdy oddziaływują zwykłe obciążenia kół pojazdu, co umożliwia w dalekim stopniu tłumienie drgań. Płyta żebrowa 10 jest przejmowana przez system sprężysty, omówiony poniżej i podparta wobec podtorza, według krzywej charakterystycznej, która jest przedstawiona na fig. 1 naprawo.

Krzywacharakterystycznacałkowita 12 ma odcinek 14 stromo wznoszący się, który przechodzi w odcinek 16, stanowiący obszar roboczy, urządzenia który podnosi się płasko i w odniesieniu do wprowadzanych sił P odpowiada zwykłemu obciążeniu kołami pojazdu szynowego.

Stromy odcinek 14, występuje przy wprowadzanych siłach od 30 do 50 kN, a obszar loooczy 16 rozciąga się ou Lej wartości aż do około 100 kN. Powyżej ooszaru roboczego 16 przebieg krzywej charakterystycznej całkowitej 12 systemu sprężystego zasadniczo nie jest interesujący tak, że on nie jest przedstawiony.

Aby osiągnąć tak odpowiednią zagiętą krzywą charakterystyczną całkowitą 12, zgodnie z wynalazkiemjest przewidziane, że pomiędzy płytą żebrową 10 a nie przedstawionym podkładem jest umieszczony pierwszy element sprężysty w postaci elastycznej podpory 18. Przy tym podpora 18 przykładowo jest nawulkanizowana na płytę żebrową 10 ico najmniej częściowo ją przykrywa wzdłuż swoich krawędzi wzdłużnych (fig. 2).

Pierwszy element sprężysty w postaci podpory 18 posiada krzywą charakterystyczną 20, która jest przedstawiona na fig. 1 u góry na prawo. Posiada ona liniowy przebieg, to znaczy skierowane siły i droga sprężysta są wzajemnie proporcjonalne.

Powyżej płyty żebrowej 10 jest umieszczony drugi element sprężysty, 22, 24, który w przykładzie wykonania jest zestawiony z dwóch występów w postaci stożka ściętego. Drugi element sprężysty 22,24 ma krzywą charakterystyczną, która jest przedstawiona na fig. 1 u góry na lewo, i jest utworzona z płasko wznoszącego się odcinka 26.

Zgodnie z wynalazkiem jest przewidziane, że drugi element sprężysty 22,24, a dzięki temu płyta żebrowa 10 i pierwszy element sprężysty 18, są w ten sposób naprężone wstępnie wobec podkładu, że osiąga się przebieg krzywej 28, składający się z płaskiego odcinka 26 oraz stromo wznoszącego się odcinka 30. Ten odcinek 30 osiąga się dzięki temu, że drugi element sprężysty 22, 24 jest w ten sposób naprężany, że jest on ściskany ze wszystkich stron. W tym przypadku element sprężysty 22, 24 nie posiada własnych własności sprężystych tak, że osiąga się stromy odcinek 30, który w idealnym przypadku przebiega równolegle do rzędnej (siła P). Aby osiągnąć zakres ściskania, drugi element sprężysty 22, 24, to znaczy występy w rodzaju stożka ściętego są przykryte przez pokrywę, korzystnie płytę mocującą 36, mającą wybranie 32 i 34 pokazane na fig. 2 tylko częściowo, mianowicie w lewej części rysunku.

Jeżeli teraz płyta mocująca 36 przez nie przedstawiony element mocujący, np. trzpień, jest do podkładu, a więc w kierunku płyt żebrowych 10, to element sprężysty 22,24jest w ten sposób odkształcalny, że wybranie 32 lub 34 jest całkowicie wypełnione tak, że dalsze ściskanie nie jest już więcej możliwe. Założono przy tym, że objętość wybrania 32,34 jest równa lub nieznacznie mniejsza od objętości tworzących drugi element sprężysty występów 22, 24.

Dzięki takiemu rozwiązaniu został zbudowany całkowity system sprężysty, składający się z pierwszego elementu sprężystego 18, i drugiego elementu sprężystego 22, 24, który posiada krzywą charakterystyczną całkowitą 12 według fig. 1. Przy tym krzywa charakterystyczna naprężonego drugiego elementu sprężystego 22, 24 jest tak dobrana, że stromo wnoszący się odcinek 14 leży przed właściwym obszarem roboczym 16, w którym jest osadzona szyna, zamocowana do płyty żebrowej 10, a więc oddziaływuje zwykłe obciążenia kół pojazdu szynowego.

W stanie wyjściowym O system całkowity jest naprężony. A więc na pierwszy i drugi element sprężysty 18, 22, 24 oddziaływuje siła X, przez którą jest wywoływana sprężysta droga Z (równoległa do rzędnej, zaznaczonej kreskowaną linią), pojedynczych elementów sprężystych 18 lub 22 albo 24. Jeżeli teraz na całkowity system sprężysty działa siła y, która odpowiada ohciążeniu kołami w 7wvk)vm obszarze rohoczvm 1 6, to nierw«7v element cnnężvctv 18 iect — — - — -e— — . j j XV X » » VX VXXXVXXV t-» i W JVJt

J_1_· _______ - J - · _1„_ J ___· _ XT. · . 1 . .1. __ 1 · . · 1 ♦ . ♦ j · uatej ściskany na odcinku drogi z. Na jednakowym zakresie następuje oaciążeme drugiego elementu sprężystego 22, 24.

Jeżeli odejmie się od siły y, działającej na pierwszy element sprężysty 18 siłę y_b działającą na naprężony drugi element sprężysty 22, 24, to otrzymuje się odpowiednie pary droga sprężysta/siła P dla krzywej charakterystycznej całkowitej 12. Z tego wynika także, że stromy odcinek 14 leży w obszarze wprowadzanej siły, wewnątrz którego jest ściskany jeszcze drugi element sprężysty 22, 24. Obciążenie koła P, działające na całkowity system sprężysty jest mniejsze od siły K, działającej na pierwszy element sprężysty 18, a mianowicie zawsze wartość, która jest wywoływana przez naprężenie wstępne. Na lewej części fig. 2 występ 24 znajduje się w stanie odprężonym. Jednocześnie w przekroju jest widoczne wybranie 34, aby uwidocznić, że objętość występu 24 i wybrania 34 są w ten sposób wzajemnie dostrojone, że ściskanie może odbywać się ze wszystkich stron, przez co występ 24 nie wykazuje więcej własności sprężystych, a więc jest sztywny jak zderzak. Przez podporę 18 i płytę żebrową 10 przechodzi tuleja 38, która może z podporą 18 i płytą żebrową 10 tworzyć jeden zespół (fig. 3).

Tuleja 38 jest osadzona w usztywnionym otworze 40 w płycie mocującej 36. Przy tym wymiary otworu 43 i tulei 38 są w ten sposób wzajemnie dostrojone, że płyta mocująca 36 jest tak dociągana za pomocą nie przedstawionej śruby, że osiąga się pożądaną krzywą charakterystyczną całkowitą 12, a więc naprężenie wstępne nie prowadzi do wprowadzenia siły, wpływającej niedopuszczalnie na działanie całkowitego systemu sprężystego.

Aby uniknąć, że płyta mocująca 36 jest uderzana, gdy przy przejeździe pojazdu szynowego następuje wspomniane odciążanie, płyta mocująca 36jest podparta na płycie 42, oznaczonej jako trzeci element sprężysty, który ma wysoką sztywność sprężystą. Trzeci element sprężysty 42 powoduje zazwyczaj także, że odcinek 30 krzywej charakterystycznej 28 nie przebiega równolegle do rzędnej, lecz przebiega nachylony do niej. Jako materiały na elementy sprężyste 18,22, 24 i ewentualnie 42, mogą być stosowane zwykłe mieszanki gumowe, poliuretan lub inne, które są odpowiednie dla sprężyn elastomerowych. Przy tym materiały pierwszego elementu sprężystego 18 i drugiego elementu sprężystego 22, 24 mogą być jednakowe lak, że przez samo ukształtowanie, względnie twardość materiału, jest ustalona pożądana charakterystyka sprężynowania. Korzystne jest wtedy, gdy płyta żebrowa 10 jest połączona przez wulkanizację z podporą 18.

Na fig. 4 jest przedstawiona płyta żebrowa W z systemem sprężystym według wynalazku, podpierającym ją wobec nie przedstawionego podkładu. Można rozpoznać płyty mocujące 36, 44, przebiegające w każdorazowym obszarze krawędziowym nawierzchni toru kolejowego, które przez trzpienie 46,48 są połączone z podporą podkładu i mogą być wobec niego ściskane. Linią kreskową są przedstawione także występy 22,24; 50,52, które są w ten sposób naprężone poza obszarem roboczym na płytach mocujących 36 i 44, że one znajdują się w swoim obszarze ściskania, a więc oddziaływują jak zderzak.

172 614 co

OJ

ΟΊ \O o

172 614 cm

Φ

Naprężenie własne , Przekładka cc σ

o t_

Ό

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie mocujące dla części nawierzchni toru kolejowego, zawierające podkładkę, płytę mocującą dla odcinka szyny, pierwszy element sprężysty, poprzez który płyta mocująca jest umieszczona pośrednio lub bezpośrednio na podkładce, oraz urządzenie naprężające, usytuowane naprzeciwko podkładki, przy czym między urządzeniem naprężającym a płytą mocującąjest umieszczony drugi element sprężysty, a płyta mocującajest połączona z podkładką z naprężeniem wstępnym z tym, że pierwszy i drugi element sprężysty, mający pierwszą i drugą krzywą charakterystyczną, tworzy system sprężysty, mający łączną krzywą charakterystyczną z obszarem roboczym, leżącym w obszarze sił wprowadzonych zwykłymi obciążeniami kół przejeżdżającego pojazdu szynowego, znamienne tym, że drugi element sprężysty (22, 24) stanowi co najmniej jeden występ, skierowany w górę od części nawierzchni (10) tom kolejowego, który jest tak umieszczony wewnątrz wybrania (32, 34) o kształcie różniącym się od kształtu występu (22,24) urządzenia naprężającego (36), o objętości najwyżej równej objętości występu, że przy wprowadzeniu siły do systemu sprężystego, która jest mniejsza od siły oddziaływującej w obszarze roboczym, drugi element sprężysty (22,24) całkowicie jest otoczony przez wybranie (32, 34).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że drugi element sprężysty (22, 24) w postaci występów w stanie nieobciążonym ma mniejszą sztywność od pierwszego elementu sprężystego (18).
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że występ (22, 24) jest ukształtowany w postaci symetrycznego elementu obrotowego korzystnie cylindra, stożka ściętego.
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że występ (22, 24) jest usytuowany na płaskim trzecim elemencie sprężystym (42), rozciągającym się równolegle od górnej powierzchni części nawierzchni (10).
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, zc urządzenie naprężające (36) stanowi płyta mająca wybranie (32, 34), która ze swojej strony przez środek łączący (46) jest połączona z podkładem.
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że płyta (36) jest podparta trzecim elementem sprężystym (42).
7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że część nawierzchni (10) stanowi płyta mocująca szynę.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że płyta (10) rozciąga się co najmniej odcinkami wewnątrz pierwszego elementu sprężystego (18), w postaci elastycznej podkładki.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że podkładka (18) jest zwulkanizowana z płytą mocującą (10).
10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej pierwszy element sprężysty (22, 24) stanowi sprężyna elastomerowa z mieszanki gumowej i/lub poliuretanu.
11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przez podkładkę (18) i płytę mocującą (10) przechodzi tuleja (38), która styka się z tuleją kołnierzową (40), osadzoną w płycie (36), a przez tuleje (38 i 40) przechodzi element mocujący (46), łączący płytę (36) z podkładką (18).