Узел шпального блока для железнодорожных путевых систем

Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, в частности к шпальному блоку безбалластного пути. Узел шпального блока содержит полушпалу, подшпальный чехол и упругую уплотняющую манжету. Подшпальный чехол выполняют плотно охватывающим полушпалу. На верхней грани чехла выполняют утолщенный бурт. Профиль манжеты выполнен изогнутым. Нижняя часть манжеты накладывается на бурт чехла, а верхняя часть закрепляется в теле полушпалы. Собранный шпальный блок закрепляют в основании безбалластного пути, при этом нижняя часть манжеты находится выше уровня основания пути. Повышается надежность уплотнения шпального блока. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к узлу шпального блока для железнодорожных путевых систем, включающему в себя шпальный блок и шпальный башмак, который окружает шпальный блок в его нижней области и содержит нижнюю часть и четыре боковые стенки, при этом окружающая уплотняющая манжета из упругого материала расположена в области верхнего края боковых стенок, которая плотно соединяет шпальный блок со шпальным башмаком.

Узлы шпальных блоков используются в так называемых путях на сплошном подрельсовом основании, которые являются все больше предпочтительными относительно так называемых балластированных путей, так как они обеспечивают возможность улучшенной работы пути касательно достижимых скоростей и уменьшенных затрат на техническое обслуживание. Такие узлы шпальных блоков содержат шпальный блок, обычно выполненный из бетона, башмак, обычно выполненный из формованной резины, который размещает шпальный блок, и эластомерную прокладку, которая размещается между нижней частью шпального блока и нижней частью шпального башмака. На верхней стороне шпального блока, расположена крепежная система для рельса. Шпальный башмак заключен в бетон.

В DE10196374B4 объясняется, что в таких узлах шпальных блоков отношение динамической жесткости к статической жесткости увеличивается с вертикальным перемещением блока и, следовательно, деформация эластомерной прокладки под действием динамических нагрузок затрудняется вследствие взаимодействия между блоком и стенкой башмака, и что это взаимодействие представляет собой явление, известное как клиновой эффект. Указанный патент затем описывает решение для исключения клинового эффекта без уменьшения бокового сопротивления пути и для уменьшения отношения динамической жесткости к статической жесткости. Очевидно, что на жесткость и демпфирующие свойства узла шпального блока оказывается неблагоприятное воздействие, особенно, когда твердые частицы, например, песок, пыль, грязь, истертый бетон и т.д., попадают между блоком и башмаком. Следовательно, меры, цель которых уплотнить пространство между блоком и башмаком от внешней среды, уже были предложены.

В EP1017906B1 и DE4335516A1 показан шпальный блок, имеющий частично окружающий шпальный башмак, где упругий уплотняющий выступ, лежащий на по существу вертикально ориентированной внешней стенке шпального блока, расположен на верхнем крае шпального башмака. Эти конструкции имеют недостаток, заключающийся в том, что во время вертикальных перемещений шпального блока, уплотняющий выступ трется о внешнюю стенку шпального блока и, следовательно, подвергается износу, таким образом эффект уплотнения ухудшается со временем. В EP0915202A1 описан узел шпального блока и шпального башмака, где последний имеет окружающую уплотняющую конструкцию на его верхнем крае, которая плотно сцепляется в специальной окружающей канавке в шпальном блоке. Эта канавка усложняет изготовление шпального блока.

В DE4335516A1 также предложено дополнительно уплотнить соединение между шпальным блоком и башмаком посредством адгезивной полосы. С одной стороны, прикрепление адгезивных полос требует значительных трудозатрат во время сборки пути на сплошном подрельсовом основании, а с другой стороны, следует ожидать, что эффект уплотнения адгезивных полос будет ухудшаться со временем.

В EP0557870B1 описано решение, в котором окружающая уплотняющая рама из упругого материала предусмотрена в области верхних краев боковых стенок шпального блока, нижняя краевая секция которых накладывается на верхний край боковых стенок шпального башмака снаружи и которая плотно соединена с ним, и верхняя краевая секция которых плотно соединена с боковыми поверхностями шпального блока. Более конкретно, эта верхняя краевая секция уплотняющей рамы может заключаться в шпальный блок, и нижняя краевая секция, предпочтительно, соединена со шпальным башмаком посредством склеивания или сварки. Кроме того, как показано на фиг.2 документа, область соединения уплотняющей рамы покрыта окружающим бетоном. Хотя эта конструкция обеспечивает требуемую плотность, она влечет за собой значительные трудности, когда требуется заменить шпальный блок. Подъем шпального блока требует существенного усилия, посредством чего уплотняющая рама будет в общем смысле разрушена, таким образом фрагменты уплотняющей рамы неизбежно останутся на шпальном башмаке и еще больше затруднят плотное прикрепление новой уплотняющей рамы к шпальному башмаку. Соответственно, вставка нового шпального блока будет проблематичной, и надежное уплотнение нового шпального блока может достигаться только посредством частичного удаления окружающего бетона и повторного заделывания шпального башмака, когда уплотняющая рама нового шпального блока была приклеена или приварена, соответственно.

На фоне этого предшествующего уровня техники, задача изобретения заключается в создании узла шпального блока типа, упомянутого в водной части, где эффект уплотнения между уплотняющей манжетой и шпальным башмаком также обеспечивается после замены шпального блока.

В соответствии с изобретением, эта задача достигается тем, что уплотняющая манжета содержит верхнюю краевую секцию, нижнюю краевую секцию и боковую секцию, расположенную между ними, тем, что окружающий буртик расположен снаружи в области верхнего края боковых стенок шпального башмака, и тем, что нижняя краевая секция уплотняющей манжеты накладывается на буртик и лежит на буртике по меньшей мере в области, расположенной ниже наибольшего горизонтального размера буртика.

В частности, настоящее решение по изобретению предлагает преимущество, заключающееся в том, что эффект уплотнения между уплотняющей манжетой и шпальным башмаком также обеспечивается без клеевого или сварного соединения, так как бетон, который окружает шпальный башмак, заливается вплоть до нижнего края уплотняющей манжеты и, таким образом, прижимает последнюю к буртику шпального башмака. В результате, является возможным заменять шпальный блок без обновления окружающего бетона. Кроме того, в узле шпального блока в соответствии с изобретением, едва ли возникает какое-либо трение скольжения между уплотняющей манжетой и шпальным башмаком во время изменений нагрузки, таким образом эффект уплотнения также обеспечивается без клеевого или сварного соединения. Какое-либо трение скольжения в значительной степени исключено благодаря тому факту, что боковая секция уплотняющей манжеты сгибается, когда шпальный блок вдавливается под действием нагрузки. Другое преимущество заключается в том, что шпальный башмак прикреплен к шпальному блоку посредством уплотняющей манжеты, накладывающейся на буртик, до сборки пути, таким образом крепежные средства, например, адгезивные полосы или тросовые стяжки, которые использовались до настоящего времени для временного удерживания шпального башмака на шпальном блоке, могут исключаться.

Конкретные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Иллюстративный вариант осуществления изобретения будет описан более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие

фиг.1 - вид длинной стороны узла шпального блока;

фиг.2 - вид короткой стороны того же узла шпального блока; и

фиг.3 - узел частично в разрезе по фиг.1 или 2, соответственно, в увеличенном масштабе.

На фиг.1 и 2 показаны виды сбоку иллюстративного варианта осуществления узла 1 шпального блока в соответствии с изобретением, показывающие длинную и короткую сторону узла 1 шпального блока, соответственно, который имеет по существу прямоугольный вид в плане. Узел 1 шпального блока является аналогичным описанному в DE10196374B4 и включает в себя шпальный блок 2, выполненный из бетона, и шпальный башмак 3, который окружает последний на части его высоты и выполнен из эластомерного материала, предпочтительно резины. Шпальный блок 2 имеет головной участок 4 с несущей поверхностью 5 для рельсовых крепежных средств (не показаны). Более того, в настоящем примере, шпальный блок 2 содержит основной участок 6, который короче и уже головного участка 4, таким образом уступ 7 (фиг.3) образуется между головным участком 4 и основным участком 6. Область 8 соединения между боковыми стеновыми поверхностями основного участка 6 и уступом 7, предпочтительно, скруглена, как показано. Боковые стеновые поверхности основного участка 6 слегка наклонены таким образом, что длина и ширина основного участка 6 уменьшаются по направлению к нижней части. Это обеспечивает возможность замены узла 1 шпального блока без необходимости разрушения окружающего бетона. Шпальный башмак 3 имеет четыре боковые стенки 9 и нижнюю часть 10, и между нижней поверхностью шпального блока 2 и нижней частью 10 шпального башмака 3, расположен упругий вкладыш, который не показан на чертеже, который при работе под действием нагрузки обеспечивает возможность вертикального перемещения шпального блока 2 в шпальном башмаке 3.

На фиг.3 показан увеличенный, частично в разрезе узел верхнего края боковой стенки 9 шпального башмака 3. Снаружи боковой стенки 9, расположен окружающий буртик 11, который, предпочтительно, скруглен, как показано. Ссылочная позиция 12 обозначает линию, которая проходит перпендикулярно относительно плоскости чертежа и соответствует вершине буртика и, таким образом, наибольшему горизонтальному размеру буртика 11 и, соответственно, также шпального башмака 3. Над буртиком 11, боковая стенка 9 заканчивается сужающимся выступом 13, который лежит на шпальном блоке 2. Этот выступ служит в качестве вспомогательного средства, когда уплотняющая манжета 14 скользит по шпальному башмаку 3, либо во время первой сборки, либо после замены шпального блока 2 в имеющемся железнодорожном полотне.

Уплотняющая манжета 14 из эластомерного материала, предпочтительно резины, соединяет верхний край боковых стенок 9 шпального башмака 3. Уплотняющая манжета 14 имеет горизонтально ориентированную верхнюю краевую секцию 15, за которой следуют по существу вертикально ориентированная боковая секция 17 и нижняя краевая секция 16, которая наклонена по направлению к боковой стенке 9 шпального башмака 3. Последняя краевая секция, предпочтительно, немного толще боковой секции 17, как показано. Верхняя краевая секция 15 заключена в шпальный блок 2, и крепежные элементы 18 дополнительно усиливают соединение между шпальным блоком 2 и уплотняющей манжетой 14. На фиг.3, показан реброобразный крепежный элемент 18, но также является возможным использовать крепежные элементы в форме углублений или отверстий в верхней краевой секции 15. На фиг.3 узел шпального блока заключен в бетон, при этом ссылочной позицией 19 обозначен уровень заполненного бетона.

При работе, когда конструкция по фиг.3 нагружена проезжающим поездом, шпальный блок 2 будет слегка вдавливаться в шпальный башмак 3 и будет захватывать верхнюю краевую секцию 15 уплотняющей манжеты 14, заключенную в шпальном блоке 2, при этом нижняя краевая секция 16 уплотняющей манжеты 14 остается в изображенном положении и остается в контакте с буртиком 11. Уровень 19 заполненного бетона, окружающего шпальный башмак 3, способствует предотвращению того, что нижняя краевая секция 16 уплотняющей манжеты теряет контакт с буртиком 11. В результате, так как верхняя краевая секция 15 уплотняющей манжеты 14 слегка приближается к нижней краевой секции 16 вследствие направленного вниз перемещения шпального блока 2 в шпальном башмаке 3, боковая секция 17 уплотняющей манжеты 14 будет упруго деформироваться. Боковая секция 17 может иметь по существу прямую форму и быть вертикально ориентированной. Однако, для способствования вышеупомянутой упругой деформации, боковая секция 17, предпочтительно, изогнута наружу, т.е. от шпального башмака 3, как показано. Следовательно, под действием нагрузки, возникает изгибающее напряжение боковой секции 17, посредством чего нежелательное трение скольжения между уплотняющей манжетой 14 и шпальным башмаком 3 также предотвращено.

Перечень ссылочных позиций

1 узел шпального блока

2 шпальный блок

3 шпальный башмак

4 головной участок

5 несущая поверхность

6 основной участок

7 уступ

8 область соединения

9 боковая стенка шпального башмака 3

10 нижняя часть шпального башмака 3

11 буртик

12 вершина буртика 11

13 выступ

14 уплотняющая манжета

15 верхняя краевая секция уплотняющей манжеты 14

16 нижняя краевая секция уплотняющей манжеты 14

17 боковая секция уплотняющей манжеты 14

18 крепежный элемент

19 уровень.

1. Узел (1) шпального блока для железнодорожных путевых систем, включающий в себя шпальный блок (2) и шпальный башмак (3), который окружает шпальный блок (2) в его нижней области и содержит нижнюю часть (10) и четыре боковые стенки (9), при этом окружающая уплотняющая манжета (14) из упругого материала расположена в области верхнего края боковых стенок (9), которая плотно соединяет шпальный блок (2) со шпальным башмаком (3), отличающийся тем, что уплотняющая манжета (14) содержит верхнюю краевую секцию (15), нижнюю краевую секцию (16) и боковую секцию (17), расположенную между ними, причем окружающий буртик (11) расположен снаружи в области верхнего края боковых стенок (9) шпального башмака (3), а нижняя краевая секция (16) уплотняющей манжеты (14) накладывается на буртик (11) и лежит на буртике (11) по меньшей мере в области, расположенной ниже наибольшего горизонтального размера (12) буртика (11).

2. Узел (1) шпального блока по п.1, отличающийся тем, что верхняя краевая секция (15) уплотняющей манжеты (14) заключена в шпальный блок (2).

3. Узел (1) шпального блока по п.2, отличающийся тем, что верхняя краевая секция (15) уплотняющей манжеты (14) имеет крепежные элементы (18).

4. Узел (1) шпального блока по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что боковая секция (17) уплотняющей манжеты (14) изогнута от шпального башмака (3).

5. Узел (1) шпального блока по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что нижняя краевая секция (16) уплотняющей манжеты (14) ориентирована под углом от 30 градусов до 60 градусов относительно внешней части боковой стенки (9) шпального башмака (3).

6. Узел (1) шпального блока по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что нижняя краевая секция (16) уплотняющей манжеты (14) толще ее боковой секции (17).

7. Узел (1) шпального блока по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что шпальный блок (2) имеет головной участок (4) и основной участок (6), при этом головной участок (4) длиннее и больше основного участка (6), так что между головным участком (4) и основным участком (6) образуется уступ (7).

8. Узел (1) шпального блока по п.7, отличающийся тем, что верхняя поверхность верхней краевой секции (15) уплотняющей манжеты (14) находится на одном уровне с уступом (7).

9. Узел (1) шпального блока по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что над буртиком (11) боковые стенки (9) шпального башмака (3) заканчиваются сужающимся вверх выступом (13), который лежит на шпальном блоке (2).