Механизм железнодорожной стрелки и способ его эксплуатации
Изобретение относится к механизму (100) железнодорожной стрелки. Механизм (100) железнодорожной стрелки содержит первый и второй остряки (141, 142) стрелки. Точка (145а, 145b) перевода каждого из первого и второго остряков (141, 142) стрелки выполнена с возможностью вертикального смещения посредством механизма (200а, 201а) смещения для осуществления переводного перемещения в соответствующей точке (145а, 146а) перевода. Соответствующий механизм (200а, 201а) смещения содержит по меньшей мере одну пару взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а), содержащую нижний клин (211а, 211b) и верхний клин (212а, 212b). По меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) выполнен с возможностью смещения в направлении, по существу параллельном продольному направлению остряка (141, 142) стрелки или параллельном продольному направлению (L) упомянутого механизма стрелки. Остряки (141, 142) стрелки являются упругодеформируемыми в вертикальном направлении или поворотно соединены посредством шарнирных узлов с первым и вторым соединительными рельсами (170, 171) соответственно для обеспечения возможности вертикального смещения остряков (141, 142) стрелки. Изобретение относится также к соответствующей крестовине стрелки, узлу такого механизма перевода остряков стрелки и крестовины стрелки и способу эксплуатации такого узла. В результате создан надежный механизм железнодорожной стрелки. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к механизму железнодорожной стрелки, содержащему первый и второй остряки стрелки и крестовину стрелки. Изобретение относится также к способу эксплуатации механизма железнодорожной стрелки, содержащего первый и второй остряки стрелки и крестовину стрелки, механизма железнодорожной стрелки, содержащего крестовину стрелки, и механизма железнодорожной стрелки, содержащего первый и второй остряк стрелки. Упомянутый механизм железнодорожной стрелки обычно может быть использован для обеспечения перевода железнодорожного вагона с основного железнодорожного пути на ответвляющийся железнодорожный путь или наоборот.
Уровень техники
Как известно, в железнодорожных стрелках существуют проблемы надежности при эксплуатации в зимних условиях из-за снега и льда, препятствующих правильному переводу остряков стрелки. Снег и лед могут препятствовать надлежащему переводному перемещению остряков стрелки так, что может потребоваться железнодорожный обслуживающий персонал для обслуживания. Одной известной попыткой решения упомянутых проблем забивания снегом и льдом является электрический обогрев железнодорожный стрелки. Однако электрический обогрев обходится дорого вследствие значительного количества электроэнергии, требующейся для обогрева. Таким образом, существует потребность в усовершенствованной железнодорожный стрелке, устраняющей вышеупомянутые недостатки.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание механизма железнодорожной стрелки, в котором вышеупомянутая проблема по меньшей мере частично устраняется. Данная задача решается посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения.
Проблема ненадежного перевода стрелки в зимних условиях обусловлена преимущественно тем, что при горизонтальном перемещении остряков стрелки снег и лед легко попадают между рамными рельсами и остряками стрелки. При горизонтальном переводном перемещении остряков эффективного средства предотвращения попадания снега и льда просто не существует. Аналогичные проблемы могут возникать, когда мусор, камни или другие твердые частицы захватываются горизонтально перемещающимися остряками стрелки. Решение, предлагаемое настоящим изобретением, основано на использовании вертикального переводного перемещения остряков стрелки.
При использовании вертикального переводного перемещения риск попадания снега и льда между остряками стрелки и другим элементом механизма стрелки значительно уменьшается. В обоих переводных положениях остряков стрелки горизонтальное пространство между остряком стрелки и рамными рельсами остается по существу одинаковым, так что снег и лед по существу никак не смогут проникнуть в данное пространство. Кроме того, даже если бы снег или лед находились в области остряков стрелки, вероятность того, что упомянутые снег и лед будут оказывать негативное воздействие, мала, поскольку существует велика вероятность того, что снег и лед будут вытолкнуты при переводном перемещении, не застревая между двумя частями так, чтобы оказывать негативное влияние на надежность или функционирование стрелки.
Крестовина стрелки сама по себе улучшает безопасность, функционирование и комфорт для пассажиров посредством устранения или по меньшей мере уменьшения промежутка, который существует в закрепленных неподвижных крестовинах. Упомянутый промежуток необходим для того, чтобы позволять гребню каждого колеса проходить через крестовину в каждом направлении прохождения крестовины. Проходя через неподвижную крестовину, колесо вообще временно испытывает недостаток в необходимой боковой опоре, и колесо обычно будет опускаться на некоторое расстояние в упомянутый промежуток, прежде чем попадет на непрерывный рельсовый путь на другой стороне упомянутого промежутка, вызывая толчок и создавая шум. Крестовина стрелки, т.е. крестовина, которая способна селективно заполнять промежутки между центром крестовины и соответствующими соединительными путями посредством перевода по меньшей мере одного переводного элемента, уменьшает или по существу устраняет данные проблемы. Известные решения для крестовин стрелки основаны на переводе рельсового сегмента, перемещающегося в горизонтальном направлении, такое как, например, подвижная крестовина. Однако в таких крестовинах стрелок существуют такие же проблемы, как описанные выше в отношении остряков стрелки, а именно, блокирование снегом и льдом надлежащего переводного перемещения переводных рельсовых сегментов. Решение, описанное в независимых пунктах формулы изобретения, а именно, использование вертикально перемещающихся переводных рельсовых сегментов в крестовине стрелки, обеспечивает по существу такие же преимущества для крестовины стрелки, которые были описаны в отношении остряков стрелки.
Блокирование вертикального переводного перемещения снегом и льдом гораздо труднее, чем блокирование горизонтального переводного перемещения, благодаря отсутствию противоположных поверхностей, которые приближаются друг к другу во время перевода. При горизонтальном переводном перемещении боковая поверхность остряка стрелки расположена напротив и обращена к боковой поверхности рамного рельса, и при переводном перемещении упомянутые боковые поверхности приближаются или отходят друг от друга. А при вертикальном поднимающем переводном перемещении отсутствует поверхность вертикально над остряком стрелки или рельсовым сегментом крестовины стрелки, так что блокирование по существу невозможно. Кроме того, при вертикальном опускающем переводном перемещении остряков стрелки или рельсовых сегментов крестовины стрелки, теоретически возможно, чтобы снег или лед застревали на нижней стороне остряка стрелки или рельсового сегмента крестовины стрелки, однако это может быть предотвращено посредством обеспечения достаточного вертикального пространства под остряками стрелки и рельсовыми сегментами крестовины стрелки. Упомянутое пространство под вертикально подвижным остряком стрелки или рельсовым сегментом крестовины стрелки может быть также лучше предохранено или уплотнено от попадания снега или льда по сравнению с обычным механизмом железнодорожной стрелки с горизонтальным переводным перемещением.
В соответствии с первым аспектом изобретения, упомянутая задача по меньшей мере частично решается посредством механизма железнодорожной стрелки, содержащего первый и второй остряк стрелки, причем конец каждого из упомянутых первого и второго остряка стрелки выполнен с возможностью вертикального смещения посредством механизма смещения для осуществления перевода стрелки в соответствующем конце остряка, причем упомянутый соответствующий механизм смещения содержит по меньшей мере одну пару взаимодействующих клиньев, содержащую нижний клин и верхний клин, и при этом по меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев выполнен с возможностью смещения в направлении, по существу параллельном продольному направлению остряка стрелки или параллельно продольному направлению механизма стрелки, причем упомянутые остряки стрелки являются упруго деформируемыми в вертикальном направлении или поворотно соединены посредством шарнирных узлов с первым и вторым соединительными рельсами соответственно для обеспечения возможности вертикального смещения остряков стрелки.
В соответствии с вторым аспектом изобретения, упомянутая задача по меньшей мере частично решается посредством механизма железнодорожной стрелки, содержащего крестовину стрелки, причем упомянутая крестовина стрелки содержит первый и второй рельсовые сегменты, выполненные с возможностью вертикального смещения, для осуществления перемещения стрелки в крестовине стрелки, причем каждый рельсовый сегмент крестовины стрелки снабжен соответствующим механизмом смещения, посредством которого по меньшей мере один участок первого и второго рельсовых сегментов крестовины стрелки может быть смещен в вертикальном направлении в по меньшей мере верхнее положение и нижнее положение, причем каждый соответствующий механизм смещения содержит по меньшей мере одну пару взаимодействующих клиньев, содержащую нижний клин и верхний клин, причем упомянутый по меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев выполнен с возможностью смещения в продольном направлении механизма стрелки, или в направлении, по существу параллельном продольному направлению рельсового сегмента крестовины стрелки, соответственно.
В соответствии с третьим аспектом изобретения, упомянутая задача по меньшей мере частично решается посредством механизма железнодорожной стрелки, содержащего первый и второй остряки стрелки и крестовину стрелки, причем конец каждого из первого и второго остряка стрелки выполнен с возможностью вертикального смещения для осуществления перемещения стрелки в соответствующем конце остряка; при этом упомянутая крестовина стрелки содержит первый и второй рельсовые сегменты, выполненные с возможностью вертикального смещения, для осуществления перемещения стрелки в крестовине стрелки; причем каждый остряк железнодорожной стрелки и каждый рельсовый сегмент крестовины стрелки снабжен соответствующим механизмом смещения; причем каждый соответствующий механизм смещения содержит по меньшей мере одну пару взаимодействующих клиньев, содержащую нижний клин и верхний клин; причем упомянутая по меньшей мере одна пара взаимодействующих клиньев расположена так, что относительное смещение между упомянутыми нижним и верхним клиньями вызывает вертикальное перемещение по меньшей мере верхнего клина; и при этом по меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев выполнен с возможностью смещения в продольном направлении механизма стрелки, или в направлении, по существу параллельном продольному направлению остряка стрелки или по существу параллельном продольному направлению рельсового сегмента крестовины стрелки, соответственно.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения, упомянутая задача по меньшей мере частично решается посредством способа эксплуатации механизма железнодорожной стрелки в соответствии с упомянутым третьим аспектом.
Вертикальное смещение является предпочтительным относительно горизонтального смещения в точки зрения предотвращения попадания снега и льда. Упомянутый механизм смещения обеспечивает необходимое вертикальное смещение и может использовать самые разные технологические решения для обеспечения вертикального смещения, такие как, например, один или несколько клиньев, платформы с гидравлическим регулированием высоты, поворотное перемещение или т.п.
Посредством снабжения каждого соответствующего механизма смещения по меньшей мере одной парой взаимодействующих клиньев, содержащей нижний клин и верхний клин, могут быть обеспечены большие опорные поверхности, так что нагрузка на площадь на механизме смещения может быть сохранена относительно малой. Это приводит к уменьшенному износу и позволяет использовать менее дорогие материалы.
Относительное смещение двух взаимодействующих клиньев обеспечивает эффективное и экономичное решение для реализации механизма смещения.
Кроме того, посредством размещения стрелки так, что по меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев выполнен с возможностью смещения в продольном направлении механизма стрелки или в направлении, по существу параллельном продольному направлению остряка стрелки или по существу параллельном продольному направлению рельсового сегмента крестовины стрелки, соответственно, обеспечивается возможность вертикального смещения длинного сегмента посредством одного привода. Один привод может быть соединен прямо и/или непрямо с множеством клиньев/опорных элементов, расположенных последовательно. Кроме того, упомянутый механизм смещения может быть проще встроен в конструкцию корпуса механизма стрелки, если таковая используется, тем самым упрощая обогрев механизма смещения при необходимости. Кроме того, параллельное размещение приводов также обеспечивает более компактное исполнение механизма стрелки, которое является важным фактором, когда множество стрелок размещают близко друг от друга.
Кроме того, при использовании остряков стрелки, упруго деформируемых в вертикальном направлении, для обеспечения их требуемого вертикального смещения, устраняется любая точка отдельного шарнирного соединения с соединительным рельсом, так что получается более непрерывный рельс. Каждое нарушение непрерывности, каждый промежуток в рельсе означает более сильный шум, более сильные вибрации, меньшую прочность и надежность. А значит непрерывный рельс в принципе является предпочтительным. Таким образом, остряк стрелки и соединительный рельс представляют собой один и тот же элемент, поскольку невозможно определить конкретный участок, отделяющий остряк стрелки от соединительного рельса. Кроме того, при использовании естественной вертикальной упругости остряков стрелки могут быть использованы более обычные элементы железнодорожного пути в механизме стрелки, тем самым уменьшая стоимость механизма стрелки. При использовании альтернативной конструкции с поворотно соединенными остряками стрелки потребуется меньшее усилие для сгибания рельса, т.е. потребуется меньшее усилие для прижатия вниз остряка стрелки для обеспечения возможности прохождения колеса при переводе на ответвляющийся путь.
Дополнительные преимущества достигаются посредством реализации одного или нескольких признаков зависимых пунктов формулы изобретения.
Упомянутая по меньшей мере одна пара взаимодействующих клиньев может быть соединена с остряком стрелки или рельсовыми сегментами крестовины стрелки так, что вертикальное перемещение по меньшей мере верхнего клина превращается в вертикальное перемещение по меньшей мере одного участка первого и второго остряка стрелки или по меньшей мере одного участка первого и второго рельсового сегмента крестовины стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутый механизм стрелки может быть пригоден для перевода железнодорожных колес железнодорожного вагона, движущегося по железнодорожному пути, расходящемуся в первом и втором направлении, и упомянутый механизм стрелки может содержать первую пару путевых рельсов, разветвляющуюся на вторую и третью пару путевых рельсов, причем упомянутая первая пара путевых рельсов может содержать первый и второй наружный рельс, и крестовина стрелки может разветвляться на первый и второй внутренний рельс, вторая пара путевых рельсов может содержать первый наружный и первый внутренний рельс, третья пара путевых рельсов может содержать второй наружный рельс и второй внутренний рельс, первый остряк стрелки может проходить по меньшей мере частично между первым наружным рельсом и крестовиной стрелки, и второй остряк стрелки может проходить по меньшей мере частично между вторым наружным рельсом и крестовиной стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, каждый соответствующий механизм смещения может содержать по меньшей мере один клин. Упомянутый клин может быть неподвижным или выполненным с возможностью смещения и может взаимодействовать с другим клинообразным или неклинообразным элементом. Перемещение для смещения неподвижной части обычно осуществляется по существу в горизонтальной плоскости, в частности в направлении, параллельном продольному направлению соответствующего остряка стрелки/рельсового сегмента или параллельном продольному направлению механизма стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, смещение упомянутого по меньшей мере одного клина или относительное смещение между нижним и верхним клином может осуществляться посредством привода, действующего на упомянутый по меньшей мере один клин или на по меньшей мере один из верхнего и нижнего клина. Для каждого механизма смещения может быть предусмотрен один или множество приводов. Один из верхнего и нижнего клина может быть неподвижным, а другой клин выполненным с возможностью перемещения для вертикального смещения. Если для относительного смещения используется скользящий контакт, то может быть предусмотрена смазка.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, каждый механизм смещения остряка железнодорожный стрелки и/или рельсового сегмента крестовины стрелки может содержать множество пар взаимодействующих клиньев, распределенных на по меньшей мере одном участке первого и второго остряка стрелки и/или одном участке первого и второго рельсового сегмента крестовины стрелки. Множество пар взаимодействующих клиньев, распределенных на некотором участке, обеспечивает в высокой степени распределенную нагрузку и обеспечивает экономичное постепенное вертикальное смещение в пределах длины упомянутого участка.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, по меньшей мере две из упомянутого множества пар взаимодействующих клиньев каждого механизма смещения остряка железнодорожный стрелки и/или рельсового сегмента крестовины стрелки могут выполнены с разными углами наклона клиньев, так что одинаковое относительное смещение в одинаковом горизонтальном направлении упомянутых двух разных пар взаимодействующих клиньев обеспечивает разную величину перемещения в вертикальном направлении соответствующей пары взаимодействующих клиньев. Данное исполнение обеспечивает экономичное постепенное вертикальное смещение на протяжении длины рельсового участка.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, крестовина стрелки может содержать вершину крестовины, и первый и второй рельсовые сегменты, выполненные с возможностью вертикального смещения, расположены так, чтобы селективно создавать непрерывный рельсовый путь от первого и второго остряка стрелки к вершине крестовины соответственно. Непрерывный рельсовый путь эффективно устраняет или по меньшей мере уменьшает обычный промежуток, который обычно существует в неподвижной крестовине. Упомянутый промежуток может вызывать проблемы безопасности вследствие уменьшенной боковой опоры через гребень колеса, проходящий через упомянутый промежуток. Кроме того, может быть уменьшена площадь вертикальной нагрузки, доступная для колеса, проходящего через упомянутый промежуток, так что на крестовину может оказываться чрезмерное напряжение, и если при прохождении колесо опускается в упомянутый промежуток на некоторую величину, будет возникать шум и толчок, уменьшающие комфорт для пассажиров и увеличивающие износ.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутые механизмы смещения остряков железнодорожный стрелки могут быть жестко прикреплены к нижнему опорному элементу механизмов смещения и к острякам стрелки, и/или механизмы смещения рельсовых сегментов крестовины стрелки могут быть жестко прикреплены к нижнему опорному элементу механизмов смещения и к рельсовым сегментам крестовины стрелки. Посредством прочного прикрепления механизмов смещения к нижнему опорному элементу и остряку стрелки, и/или к нижнему опорному элементу и рельсовому сегменту крестовины стрелки, можно надежно управлять вертикальным положением каждого остряка железнодорожный стрелки и/или каждого рельсового сегмента крестовины стрелки посредством положения срабатывания механизма смещения. Уменьшается риск того, что остряк стрелки и/или рельсовый сегмент крестовины стрелки будет всегда оставаться в поднятом положении, независимо от механизма смещения, так что потенциальный сход с рельсов может происходить вследствие неправильного переводного положения остряков стрелки и/или рельсовых сегментов крестовины стрелки. Жесткое закрепление в данном случае означает крепежное средство, которое остается функциональным как при положительном, так при отрицательном усилии зажима, т.е. и когда механизм смещения проталкивает остряк стрелки вверх к его верхнему положению, и когда механизм смещения оттягивает остряк стрелки вниз к его нижнему положению. Данная функция особенно предпочтительна, когда для получения требуемого вертикального смещения используется исключительно упругая деформация остряка стрелки и/или рельсовых сегментов крестовины стрелки, поскольку гравитации может быть недостаточно для обеспечения требуемого вертикального усилия, направленного вниз, необходимого для достижения нижнего положения. Жесткое закрепление может быть реализовано, например, посредством выступа с подрезом, расположенного в пазу, если относительное смещение между частями должно быть возможным. Если же относительное смещение не требуется, то жесткое закрепление может быть реализовано посредством резьбовых элементов, крепежных деталей, встраиваемых во время изготовления, например, отлитых заодно, или т.п..
В соответствии с примерным вариантом осуществления, рельсовые сегменты крестовины стрелки могут быть упруго деформируемыми в вертикальном направлении для обеспечения их требуемого вертикального смещения. Данное исполнение является предпочтительным, поскольку каждый рельсовый сегмент при этом не нуждается в отдельном шарнирном соединении с соединительным рельсом, так что получаются менее прерывистые рельсы. Каждое нарушение непрерывности, каждый промежуток в рельсе подразумевает больший шум, большие вибрации, меньшую устойчивость и надежность. Таким образом, непрерывный рельс является вообще предпочтительным. В данном примерном варианте осуществления, рельсовый сегмент крестовины стрелки и соединительный рельс представляют собой по существу один и тот же элемент, поскольку невозможно определить конкретный участок, отделяющий рельсовый сегмент от соединительного рельса. Кроме того, при использовании естественной вертикальной упругости рельсовых сегментов крестовины стрелки можно использовать обычные элементы железнодорожных путей в механизме стрелки, тем самым уменьшая стоимость механизма стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, рельсовые сегменты крестовины стрелки могут быть поворотно соединены посредством шарнирных узлов с первым и вторым соединительными рельсами соответственно для обеспечения требуемого вертикального смещения рельсовых сегментов крестовины стрелки. Это является альтернативным примерным вариантом осуществления относительно описанного выше. Поворотное соединение рельсовых сегментов с соединительными рельсами приводит к меньшему усилию, требующемуся для сгибания рельса, т.е. меньшему усилию для прижатия вниз рельсового сегмента для обеспечения прохода колеса, переводимого на ответвляющийся путь. В соответствии с другим примерным вариантом осуществления, в остряках стрелки можно использовать упругость для осуществления вертикального смещения, в то время как в рельсовых сегментах крестовины стрелки можно использовать поворотное соединение между рельсовыми сегментами и соединительным рельсом, или наоборот.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, механизм стрелки может быть расположен по меньшей мере частично на по меньшей мере одном каркасе, содержащем основание и по меньшей мере две боковые стенки, продолжающиеся из него, первый наружный рельс и второй наружный рельс могут быть размещены на упомянутых по меньшей мере двух боковых стенках, а механизмы смещения могут быть размещены по меньшей мере частично в пространстве, образуемом посредством упомянутого основания и упомянутых по меньшей мере двух боковых стенок. Каркас обеспечивает максимальный контроль и точность относительного положения элементов механизма стрелки, а также обогрев механизма стрелки. Основание каркаса может иметь прямоугольную форму, и боковая стенка на каждой ее стороне, т.е. четыре боковые стенки окружают полую внутреннюю часть каркаса.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, механизм стрелки может быть расположен по меньшей мере частично на первом каркасе, расположенном так, чтобы по меньшей мере частично окружать первый и второй остряки стрелки, а второй каркас может быть расположен так, чтобы по меньшей мере частично окружать крестовину стрелки. Данная конструкция обеспечивает экономичное исполнение и изготовление механизма стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутая первый каркас дополнительно может содержать поперечную боковую стенку, смежную с корневым концом остряков стрелки, причем упомянутая поперечная боковая стенка может быть выполнена с возможностью образования опоры для обеспечения требуемого вертикального смещения остряков стрелки, при этом второй каркас может дополнительно содержать поперечную боковую стенку, смежную с корневым концом рельсовых сегментов крестовины стрелки, и упомянутая поперечная боковая стенка может быть выполнена с возможностью образования опоры для обеспечения требуемого вертикального смещения рельсовых сегментов крестовины стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, в верхней части по меньшей мере одного из первого и второго каркаса предусмотрена крышка для по меньшей мере частичного закрытия механизма смещения. Упомянутая крышка способствует сохранению внутреннего пространства каждого каркаса чистым и свободным от снега и льда, а также улучшенной теплоизоляции.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, для закрытия упомянутых механизмов смещения может быть предусмотрена изолирующая крышка на каркасе. Упомянутая изолирующая крышка выполнена с возможностью обеспечения преграды для переноса тепла от холодного воздуха, проникающего внутрь каркаса. Изолирующая крышка может также выполнять функцию защиты от снега, дождя и льда, проникающих внутрь каркаса, так чтобы любые элементы в ней, такие как механизм смещения, были лучше защищены.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, каркас может быть выполнен из бетона и снабжен электрическим обогревательным устройством. Обогрев каркаса может быть предпочтительным дополнительным признаком для дополнительного улучшения функционирования механизма стрелки зимой.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутая по меньшей мере один каркас может быть выполнен с возможностью образования боковой опоры для упомянутого по меньшей мере одного механизма смещения. Боковая опора означает опору в направлении, поперечном продольному направлению перемещения по меньшей мере одного элемента механизма смещения при вертикальном смещении. Такая боковая опора служит для удерживания элементов механизма смещения, таких как взаимодействующие клинья, в надлежащем взаимном расположении, и для управления перемещением механизма смещения во время вертикального смещения. В частности, для обеспечения упомянутой боковой опоры пригодны продольные боковые стенки каркаса.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, по меньшей мере один механизм смещения может быть расположен по меньшей мере частично в металлическом канале, обеспечивающем боковую опору для упомянутого по меньшей мере одного механизма смещения. Металлический канал может быть выполнен с возможностью обеспечения прочной боковой опоры в обоих боковых направлениях. Металлический канал может также обеспечивать надлежащую поверхность скольжения для любых движущихся элементов механизма вертикального смещения, таких как движущиеся клинья.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутый металлический канал может быть расположен рядом с боковой стенкой упомянутой по меньшей мере одного каркаса. Такая конструкция может использовать преимущество прочной боковой опоры, обеспечиваемой боковой стенкой каркаса, так что сам металлический канал может обеспечивать меньшую боковую опору. Это позволяет использовать уменьшенную толщину стенки металлического канала для уменьшения стоимости.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутый металлический канал может содержать стопорное устройство для обеспечения ограничения вертикального смещения механизма смещения в направлении вверх. Это может быть предпочтительно для размещения механизма вертикального смещения в напряженном состоянии в верхнем положении остряков стрелки или рельсовых сегментов для уменьшения мертвого хода, вибраций и дребезжания в механизме смещения. Посредством прижатия механизма вертикального смещения к останавливающему устройству в верхнем положении обеспечивается более надежный и устойчивый механизм стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутое стопорное устройство может содержать по меньшей мере один опорный элемент, выступающий в упомянутый металлический канал и выполненный с возможностью вхождения в зацепление с механизмом смещения или промежуточным опорным элементом в верхнем положении одного из первого и второго остряков стрелки или первого и второго рельсовых сегментов.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, по меньшей мере один механизм смещения первого и второго остряков стрелки и первого и второго рельсовых сегментов расположен в каркасе, который содержит основание, две поперечные боковые стенки и две продольные боковые стенки, охватывающие механизм смещения. Это обеспечивает улучшенную защиту от снега и грязи снаружи.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, каркас прикреплена к множеству расположенных под ним шпал. Использование шпал является экономичным решением для поддержки рельса и механизма стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, по меньшей мере одна из упомянутых шпал, которая поддерживает каркас, также поддерживает первый и/или второй наружный рельс механизма железнодорожной стрелки. Это обеспечивает двойную функцию шпал.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, по меньшей мере один из первого и второго остряков стрелки и первый и второй рельсовые сегменты прикреплены к промежуточным опорным элементам соответственно, и упомянутые механизмы смещения соединены с упомянутыми промежуточными опорными элементами и выполнены с возможностью смещения упомянутых промежуточных опорных элементов в вертикальном направлении. Использование промежуточных опорных элементов упрощает размещение механизма стрелки, поскольку остряки стрелки должны быть прикреплены только к промежуточным опорным элементам.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, по меньшей мере один из упомянутых промежуточных опорных элементов закрывает верхнюю поверхность внутреннего пространства, образуемого каждым каркасом. Это дополнительно улучшает защиту механизма смещения, окруженного каркасом.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, по меньшей мере один из упомянутых промежуточных опорных элементов содержит первую часть и вторую часть, причем один конец упомянутой первой части поворотно соединен с верхней стороной поперечной боковой стенки каркаса в первой точке поворота, а противоположный конец упомянутой первой части поворотно соединен с упомянутой второй частью во втором шарнирном узле. Данная конструкция обеспечивает возможность вертикального смещения длинного сегмента остряков стрелки без необходимости лишнего пространства для концов остряков в опущенном положении.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, механизм смещения, управляющий перемещением упомянутой первой части, содержит, множество продольно разнесенных пар взаимодействующих клиньев, каждая из которых имеет определенный угол наклона. Это обеспечивает распределенную опору для упомянутой первой части.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутый механизм смещения, управляющий перемещением упомянутой второй части, выполнен с возможностью вертикального смещения упомянутой второй части, при этом сохраняя неизменной ее горизонтальную ориентацию. Данная конструкция обеспечивает возможность вертикального смещения длинного сегмента остряков стрелки без необходимости лишнего пространства для концов остряков в опущенном положении.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутый механизм смещения, управляющий перемещением упомянутой второй части, содержит множество продольно разнесенных пар взаимодействующих клиньев, имеющих одинаковый угол наклона. Данная конструкция обеспечивает возможность вертикального смещения длинного сегмента остряков стрелки без необходимости лишнего пространства для концов остряков в опущенном положении.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутый механизм смещения содержит опускающий элемент управления, который соединен с расположенной под ним опорной конструкцией и упомянутым промежуточным опорным элементом, причем упомянутый опускающий элемент управления содержит звено с наклонным участком и направляющий элемент, выполненный с возможностью направления посредством упомянутого звена.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, упомянутый механизм смещения содержит продольно продолжающийся элемент управления, выполненный с возможностью продольного скольжения, соединенный с возможностью передачи приводного усилия с приводом, при этом часть упомянутого опускающего элемента управления или клина прикреплена к упомянутому элементу управления, и упомянутый элемент управления закреплен от вертикального смещения.
Другие области применения станут очевидными из приведенного ниже описания.
Краткое описание чертежей
В приведенном ниже подробном описании сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, из которых:
Фиг.1 - схематичный вид сверху примерного варианта осуществления механизма стрелки;
Фиг.2 - схематичный разрез по линии В-В с остряком стрелки в верхнем положении;
Фиг.3 - схематичный разрез по линии В-В, показанной на фиг.1, с остряком стрелки в нижнем положении;
Фиг.4 - схематичный разрез по линии А-А с фиг.1;
Фиг.5 - схематичный разрез по линии D-D с фиг.1;
Фиг.6 - схематичный разрез по линии C-C с фиг.1, но с альтернативным исполнением механизма смещения;
Фиг.7 - схематичный вид сверху альтернативного примерного варианта осуществления механизма смещения;
Фиг.8 - вид в перспективе каркаса, содержащего механизм смещения для рельсовых сегментов крестовины стрелки;
Фиг.9а - вид в разрезе каркаса, показанного на фиг.8, содержащего механизм смещения в первом положении;
Фиг.9b - вид в разрезе каркаса, показанного на фиг.8, содержащего механизм смещения во втором положении; и
Фиг.10 - вид в перспективе каркаса, содержащего механизм смещения для остряков стрелки.
Подробное описание примерных вариантов осуществления изобретения
Различные аспекты изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, приведенные для пояснения, но не для ограничения изобретения, в которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и варианты описанных аспектов не ограничены конкретно показанными вариантами осуществления, а применимы в других вариантах изобретения.
Фиг.1 схематично показывает механизм 100 правой железнодорожной стрелки, выполненный с возможностью перевода железнодорожных колес железнодорожного вагона, движущегося по пути, расходящемуся в первом и втором направлении А, В. Механизм 100 стрелки содержит первую пару путевых рельсов 110, разветвляющуюся на вторую и третью пару путевых рельсов 120, 130 соответственно. Первая пара путевых рельсов 110 содержит первый и второй наружный рельс 111, 112, иногда называемые также рамными рельсами. Механизм 100 стрелки дополнительно содержит крестовину 150 стрелки, которая соединена с первым и вторым расходящимися внутренними рельсами 121, 132. Вторая пара путевых рельсов 120 содержит первый наружный рельс 111 и первый внутренний рельс 121. Третья пара путевых рельсов 130 содержит второй наружный рельс 112 и второй внутренний рельс 132, при этом второй наружный рельс 112 иногда называют внутренним кривым ведущим рельсом.
Первый остряк 141 проходит по меньшей мере частично между первым наружным рельсом 111 и крестовиной 150 стрелки, а второй остряк 142 проходит по меньшей мере частично между вторым наружным рельсом 112 и крестовиной 150 стрелки. Точка 145а, 146а перевода каждого из первого и второго остряков 141, 142 стрелки выполнена с возможностью вертикального смещения для осуществления переводного перемещения в соответствующих точках 145а, 146а перевода.
В варианте осуществления, показанном на фиг.1, первый и второй остряки 141, 142 стрелки не имеют отдельного выдвижения, поскольку и первый и второй остряки стрелки выполнены с возможностью вертикального смещения посредством упругой деформации остряков 141, 142 стрелки. Таким образом, происходит постепенная трансформация остряков 141, 142 стрелки в неподвижные рельсовые сегменты при приближении к крестовине стрелки. Неподвижные рельсовые сегменты, расположенные между крестовиной стрелки и остряками 141, 142 стрелки, называются первым и вторым соединительными рельсами 170, 171.
Каждый остряк 141, 142 железнодорожной стрелки снабжен соответствующим механизмом 200а, 201а смещения, посредством которого по меньшей мере один участок первого и второго остряка стрелки может быть смещен в вертикальном направлении в по меньшей мере верхнее и нижнее положение. Каждый отдельный механизм 200а, 201а смещения предпочтительно расположен под первым и вторым остряком 141, 142 стрелки соответственно, для обеспечения возможности требуемого вертикального смещения остряка 141, 142 стрелки.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.1, механизм 100 стрелки размещен на первом каркасе 160а и втором каркасе 160b. Первый и второй каркас 160а, 160b предусмотрены частично для обеспечения прочной несущей опоры для механизма 100 стрелки, чтобы гарантировать, что механизмы 200а, 201а вертикального смещения остаются в надлежащем относительном положении относительно остряков 141а, 142 стрелки и наружных рельсов 111, 112, и чтобы обеспечить экономичное размещение механизма стрелки посредством обеспечения возможности заводского изготовления механизма стрелки, включающего в себя рельсовые сегменты, остряки стрелки, соединительные рельсы, крестовину стрелки, каркас и др.
Первый каркас 160а содержит нижнюю основание 161а, две продольные боковые стенки 162а и две поперечные боковые стенки 164а, продолжающиеся из упомянутого основания вверх. Внутреннее пространство 163а образовано посредством упомянутых боковых стенок 162, 164а и основания 161а, и механизмы 200а, 201а смещения расположены во внутреннем пространстве 163. Преимуществом размещения механизмов 200а, 201а смещения в пространстве 163а является обеспечение более защищенного размещения механизмов 200а, 201а смещения от климата, мусора, снега, льда и др. Кроме того, размещение в каркасе обеспечивает более экономичный обогрев механизмов 200а, 201а смещения и остряков 141, 142 стрелки.
Продольное направление L в данном случае обозначает направление, параллельное первой паре путевых рельсов 110 непосредственно перед механизмом 100 стрелки, а поперечное направление Т проходит перпендикулярно продольному направлению L.
Продольное расстояние D1 механизма 200а, 201а смещения остряков 141, 142 стрелки обычно составляет 10-70% продольного расстояния D2 между промежутком крестовины 150 стрелки и дистальным концом механизма 200а, 201а смещения, конкретно в пределах 10-50%, более конкретно в пределах 20-40%. Продольное расстояние D1 механизма 200а, 201а смещения предпочтительно небольшое, чтобы обеспечить возможность использования компактного и экономичного механизма 200а, 201а смещения, однако жесткость остряков 141, 142 стрелки может потребовать относительно большого продольного расстояния D1 для обеспечения достаточной постепенной упругой деформации остряков 141, 142 стрелки, чтобы позволять гребню железнодорожного колеса проходить через смещенный вертикально вниз остряк 141, 142 стрелки без контакта между ними, и дополнительный запас безопасности для обеспечения возможности изменений со временем. Длина продольного расстояния D1 обычно может находиться в пределах 3-12 м, конкретно в пределах 4-8 м, например, в зависимости от радиуса кривизны ответвляющегося железнодорожного пути.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.1, первый и второй наружные рельсы 111, 112 расположены по меньшей мере частично на двух продольных боковых стенках 162а первого каркаса 160а. В примерном варианте осуществления первого каркаса 160а, форма первого каркаса 160а выполнена с возможностью размещения и протяженности первого и второго наружных рельсов 111, 112 при стремлении к окружению по существу всего первого и второго механизмов 200а, 201а смещения. Таким образом, первый каркас 160 может иметь несимметричную форму.
Первый и второй наружные рельсы 111, 112 могут быть размещены на продольной боковой стенке 162а вдоль по существу всей продольной длины первого каркаса 160а. В примере, показанном на фиг.1, продольная боковая стенка 162а первого каркаса 160а, расположенная на стороне ответвляющегося пути, постепенно отклоняется наружу около ответвляющегося пути, чтобы позволить второму наружному рельсу 112 быть закрепленным на ней и отслеживать протяженность боковой стенки 162а вдоль по существу всей продольной длины первого каркаса 160а. Однако, в качестве альтернативы, первый каркас 160а может иметь прямоугольную форму, так что второй наружный рельс 112 начинает отходить от продольной боковой стенки ко второму направлению В на участке рядом второй точкой 145а перевода.
Механизм 100 стрелки дополнительно содержит крестовину 150 стрелки. Крестовина стрелки может также называться переключаемым переездом. Крестовина 150 стрелки содержит вершину 151 крестовины и первый и второй рельсовые сегменты 144, 143, выполненные с возможностью вертикального смещения для осуществления переводного перемещения в крестовине 150 стрелки. Переводное перемещение в крестовине стрелки выполнено с возможностью селективного образования непрерывного рельсового пути между первым и вторым соединительными рельсами 170, 171 и вершиной 151 крестовины соответственно.
Обычные неподвижные и неуправляемые крестовины содержат промежуток в каждом рельсе в вершине 155 крестовины, чтобы позволять гребню железнодорожных колес проходить через крестовину. Без такого промежутка железнодорожное колесо никогда не сможет выходить из границ правого и левого рельсовых путей, вследствие гребня колеса, который проходит внизу вод верхней поверхностью качения рельсов. А упомянутый промежуток в крестовине позволяет осуществлять данный выход, так что железнодорожный вагон способен переходить с одного пути на другой путь. Однако в некоторых случаях желательно закрывать упомянутый промежуток в крестовине для улучшения комфорта, перемещения и безопасности крестовины. В обычных крестовинах стрелок используется горизонтальное перемещение вершины крестовины для обеспечения перехода крестовины стрелки. Рельсовые сегменты 144, 143 крестовины стрелки в соответствии с изобретением выполнены с возможностью упругой деформации в вертикальном направлении для обеспечения их требуемого вертикального смещения.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.1, каждый рельсовый сегмент 144, 143 крестовины стрелки снабжен отдельным механизмом 200b, 201b вертикального смещения, посредством которого по меньшей мере один участок первого и второго рельсовых сегментов 144, 143 крестовины стрелки может быть смещен в вертикальном направлении в по меньшей мере верхнее и нижнее положение. Как было описано в отношении остряков 141, 142 стрелки, вертикальное смещение приводит к значительно повышенной надежности и устойчивости зимой по сравнению с горизонтально смещаемой вершиной крестовины в крестовине 150 стрелки.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, показанным на фиг.1, второй каркас 160b предусмотрен для лучшего управления вертикальным смещением рельсового сегмента 144, 143 крестовины стрелки. Второй каркас 160b выполнен так, чтобы по существу окружать рельсовые сегменты 144, 143 крестовины стрелки. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.1, второй каркас 160b содержит основание 161b, две продольные боковые стенки 162b и две поперечные боковые стенки 164b, продолжающиеся из упомянутого основания вверх. Внутреннее пространство 163b образовано посредством упомянутых боковых стенок 162b, 164b и основания 161b, и механизмы 200b, 201b смещения размещены в пространстве 163b. Преимуществом размещения механизмов 200b, 201b смещения в пространстве 163b является обеспечение более защищенного размещения механизмов 200b, 201b смещения от климата, мусора, снега, льда и др. Кроме того, размещение в каркасе обеспечивает более экономичный обогрев механизмов 200b, 201b смещения и рельсовых сегментов 144, 143 крестовины стрелки.
Возможно множество разных геометрических конфигураций второго каркаса, и конфигурация, показанная на фиг.1, является только примерным вариантом ее осуществления. Поперечная боковая стенка 164b второго каркаса 160b, расположенная дальше всего от остряков 141, 142 стрелки, показана в данном случае проходящей по существу в боковом направлении L поперек второй пары путевых рельсов 120 и под по меньшей мере частью вершины крестовины для обеспечения необходимой и жесткой опоры для вершины крестовины. Около вершины крестовины направление поперечной боковой стенки 164b немного изменяется так, чтобы проходить перпендикулярно продольному направлению третьей пары путевых рельсов 130. Две продольные боковые стенки 162b второго каркаса 160b проходят по существу вдоль первого и второго наружных рельсов 111, 112, и первый и второй наружные рельсы 111, 112 расположены на упомянутых продольных боковых стенках 162b. Оставшаяся поперечная боковая стенка 164b закрывает второй каркас 160b и образует внутреннее пространство 163b.
Каждый механизм 200а, 201а, 200b, 201b остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143 крестовины стрелки имеет преимущественно удлиненную форму. Данная форма необходима для того, чтобы вертикальное смещение остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143 осуществлялось только на основе упругой деформации остряков 141, 143 стрелки, рельсовых сегментов 144, 143 и любых соединительных рельсов 170, 171 и частично для обеспечения необходимой вертикальной опоры для остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143 для выдерживания нагрузки железнодорожного вагона без недопустимого уровня отклонения.
Остряки 141, 142 стрелки и рельсовые сегменты 144, 143 подобны консольной балке тем, что они постоянно закреплены только в одном конце, т.е. корне. Остряки 141, 142 стрелки и рельсовые сегменты 144, 143 обычно выполнены из стали и поэтому должны иметь значительную длину для обеспечения требуемого вертикального смещения на точках 145а, 146а, 145b, 146b перевода остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143 без превышения предела для постоянной деформации остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143. Если механизмы 200а, 201а, 200b, 201b смещения не обеспечивают распределенную опору для остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143, то они могут локально отклоняться, когда принимают на себя нагрузку проходящего железнодорожного вагона. Такое отклонение может вызывать риск для безопасности вследствие более быстрого старения остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143, а также неровного железнодорожного пути. Поэтому механизмы 200а, 201а, 200b, 201b смещения предпочтительно могут быть выполнены с возможностью обеспечения по существу непрерывной опоры для остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143 на протяжении их значительной длины или для обеспечения множества отдельных опор, распределенных регулярно или нерегулярно по их длине.
Следовательно, механизмы 200а, 201а, 200b, 201b смещения будут часто иметь удлиненную форму с длиной, по существу превышающей их ширину, если смотреть сверху. Направление удлинения механизмов 200а, 201а, 200b, 201b смещения, т.е. их продольная ориентация схематично показана на фиг.1 как проходящая по существу в продольном направлении L механизма стрелки. Данное расположение следует рассматривать как один примерный вариант осуществления из множества альтернативных возможных конфигураций. Например, один предпочтительный альтернативный вариант осуществления представляет собой конструкцию, в которой продольное направление каждого из механизмов 200а, 201а, 200b, 201b смещения ориентировано более связанным с рельсовым сегментом, которым он управляет. При таком размещении, каждый механизм 200b, 201b смещения крестовины стрелки не будет расположен в продольном направлении L, как показано на фиг.1, а будет связан с первым и вторым рельсовыми сегментами 144, 143 крестовины стрелки соответственно.
Шпалы 303 схематично показаны на фиг.1 для улучшения понимания изобретения, но по существу не оказывают влияния на само изобретение.
Многие альтернативные конфигурации механизма 100 стрелки возможны без отхода от объема изобретения. Например, первый и второй каркасы 160а, 160b могут быть взаимно соединены посредством некоторого соединительного устройства, для того гарантировать неизменность относительного положения первого и второго каркасов 160а, 160b со временем. Кроме того, может быть реализован один каркас, окружающий как остряки 141, 142 стрелки, так и крестовину 150 стрелки. Такой один каркас, например, может содержать по меньшей мере две промежуточные стенки каркаса, проходящие в поперечном направлении Т, для обеспечения опоры для механизма 200а, 201а, 200b, 201b смещения и обеспечения упругого сгибания остряков 141, 142 стрелки и рельсовых сегментов 144, 143 крестовины стрелки.
Функционирование механизма 100 стрелки будет описано со ссылкой на фиг.1. Посредством управления первым и вторым остряками 141, 142 стрелки так, что только один из остряков 141, 142 стрелки находится в верхнем положении, а другой остряк 141, 142 стрелки находится в нижнем положении, может быть осуществлен стрелочный перевод железнодорожного колеса железнодорожного вагона, приближающегося к механизму 100 стрелочного перевода, на первую пару путевых рельсов 110, так что железнодорожный вагон может селективно двигаться в первом или втором направлении А, В. Например, если требуется, чтобы железнодорожный вагон, приближающийся к механизмам 100 стрелки на первой паре путевых рельсов 110, проходил прямо через механизмы 100 стрелки и продолжал движение в первом направлении А, то первый остряк 141 стрелки смещают в его нижнее положение, а второй остряк 142 стрелки смещают в его верхнее положение. Таким образом, гребень левого железнодорожного колеса железнодорожного вагона не будет двигаться по первому остряку 141 стрелки просто потому, что гребень проходит выше остряка 141 стрелки и, следовательно, не входит в контакт с первым остряком 141 стрелки. Кроме того, правое железнодорожное колесо предохранено от движения по второму наружному рельсу 112 за счет гребня правого колеса, потенциально контактирующего с внутренней поверхностью второго остряка 142 стрелки. В результате, левое колесо железнодорожного вагона будет продолжать двигаться по первому наружному рельсу 111, а правое колесо будет двигаться по второму остряку 142 стрелки к второму соединительному рельсу 172.
В другом примере, если требуется, чтобы железнодорожный вагон, достигающий механизмов 100 стрелки на первой паре путевых рельсов 110, отклонялся и продолжал двигаться во втором направлении В, то первый остряк 141 стрелки смещают в его верхнее положение, а второй остряк 142 стрелки смещают в его нижнее положение. Таким образом, гребень 412 левого железнодорожного колеса 409 железнодорожного вагона вынужден двигаться по первому остряку 141 стрелки, а правое колесо будет двигаться по второму наружному рельсу 112.
Управлять крестовиной 150 стрелки можно так, чтобы переводить в соответствии с остряками 141, 142 стрелки. Это означает, что первым рельсовым сегментом 144 крестовины стрелки управляют так, чтобы он находился в его верхнем положении, когда первым остряком 141 стрелки управляют так, чтобы он находился в его верхнем положении, и что вторым рельсовым сегментом 143 крестовины стрелки управляют так, чтобы он находился в его верхнем положении, когда вторым остряком 142 стрелки управляют так, чтобы он находился в его верхнем положении. Данная схема управления, в комбинации обеспечением нахождения только одного остряка 141, 142 стрелки в верхнем положении в каждый момент времени, гарантирует, что первый рельсовый сегмент 144 находится в верхнем положении, когда железнодорожный вагон движется во втором направлении В, и что второй рельсовый сегмент 143 находится в верхнем положении, когда железнодорожный вагон движется в первом направлении А.
Механизм смещения должен быть прикреплен к основанию 161 каркаса 160, а также рельсовому сегменту крестовины стрелки. Таким образом можно надежно управлять вертикальным положением каждого сегмента железнодорожного пути посредством положения срабатывания механизма смещения. Как было описано выше, жесткое закрепление может быть реализовано посредством по существу продольно проходящего блокирующего соединения с фиксирующими выступами и пазами (не показанного) между верхним и нижним клином 212, 211 с возможностью продольного относительного скользящего смещения.
Фиг.2 схематично показывает разрез механизма 100 стрелки по линии В-В, показанной на фиг.1, с вторым остряком 142 стрелки в верхнем положении. Показан первый каркас 160а, содержащий основание 161а и две параллельные поперечные боковые стенки 164а. Второй наружный рельс 112 расположен на верхней поверхности боковой стенки первого каркаса 160а и продолжается за первым каркасом 160а. Второй соединительный рельс 171 показан расположенным на верхней поверхности поперечной боковой стенки 164а, расположенной ближе всего к крестовине 150 стрелки. Отсутствует отчетливый участок, где второй соединительный рельс 171 превращается во второй остряк 142 стрелки, поскольку упругое отклонение непрерывного рельса, образующего второй соединительный рельс 171 и второй остряк 142 стрелки, зависит от многих параметров, таких как размеры, материал рельса, конструкция каркаса, конструкция механизма вертикального смещения и др. Возможно, что упомянутое отклонение будет начинаться рядом с поперечной боковой стенкой 164а, расположенной ближе всего к крестовине стрелки, поскольку рельс механически отклоняется вниз только в пределах первого каркаса 160а, а не в области второго соединительного рельса 171.
На фиг.2 показан примерный вариант осуществления механизма 201а смещения, причем упомянутый примерный механизм 201 смещения содержит множество пар взаимодействующих клиньев 311а, 312а, 313а, 314а, 315а. Каждая пара взаимодействующих клиньев 311а, 312а, 313а, 314а, 315а содержит нижний клин 211а и верхний клин 212b, причем каждая пара расположена так, что относительное смещение между нижним и верхним клиньями 211а, 212а вызывает вертикальное перемещение верхних клиньев 212а. Нижние клинья 211в поддерживаются прямо или непрямо посредством основания 161а первого каркаса 160а и не могут быть опущены. При продольном смещении нижних клиньев 211а влево на фиг.2, как показано стрелками, верхние клинья 212а будут соответственно смещаться вертикально вниз относительно основания 161а. Предполагается, что верхние клинья 212а по существу неподвижны в продольном направлении L и выполнены с возможностью смещения только в вертикальном направлении V.
На фиг.2 показан второй промежуточный опорный элемент 214а, расположенный над верхними клиньями 212а. В данном случае второй промежуточный опорный элемент 214а представляет собой промежуточный элемент между механизмом 201 вертикального смещения и вторым остряком 142 стрелки, при этом второй остряк 142 стрелки расположен поверх промежуточного опорного элемента 214а. Второй промежуточный опорный элемент 214а может быть выполнен, например, из металла. Второй промежуточный опорный элемент 214а может быть также соединен с поперечной боковой стенкой 164а первого каркаса 160а, расположенной в корневом конце 175b рельсовых сегментов 144, 143, например, посредством поворотного или неподвижного соединения 178а. Кроме того, второй остряк 142 стрелки может быть прикреплен к второму промежуточному опорному элементу 214а любым подходящим способом. В качестве альтернативы, второй промежуточный опорный элемент 214а может быть исключен, так что второй остряк 142 стрелки непосредственно прикреплен к механизму 201 вертикального смещения, например, непосредственно к верхним клиньям 212а. Такой альтернативный вариант осуществления в частности может быть предпочтительным в том случае, когда используется один верхний клин 212а, поскольку один верхний клин 212а может также выполнять функцию крышки механизма 201 смещения. Однако если используется множество верхних клиньев 212а, как показано на фиг.2, предпочтительно использовать непрерывный промежуточный опорный элемент 214а.
Упомянутое множество пар взаимодействующих клиньев соединены с вторым остряком 142 стрелки так, что вертикальное перемещение верхних клиньев 212а вызывает соответствующее вертикальное перемещение второго остряка 142 стрелки.
Как показано на фиг.2, упомянутое множество пар клиньев распределены по продольной длине второго остряка 142 стрелки. Кроме того, упомянутое множество пар взаимодействующих клиньев также выполнены с разными углами наклона α1, α2, α3, α4, α5 клиньев, так что одинаковое относительное смещение в продольном направлении каждой пары взаимодействующих клиньев обеспечивает разные по величине перемещения в вертикальном направлении соответствующей пары взаимодействующих клиньев. Пара 315а с самым максимальным углом наклона обеспечивает максимальное вертикальное смещение при данном смещении в продольном направлении нижнего клина 211а. Данная конструкция используется для осуществления постепенного отклонения остряка 142 стрелки по всей длине остряка 142 стрелки.
Постепенное отклонение, вызываемое посредством множества пар взаимодействующих клиньев 311а, 312а, 313а, 314а, 315а, распределенных по длине остряка стрелки, является предпочтительным с точки зрения возможности управления отклонением остряка стрелки по всей длине остряка 142 стрелки. Данная возможность управления гарантирует, что остряк стрелки не будет легко пластически деформироваться около поддерживающей поперечной боковой стенки 164а в корневом конце остряка 142 стрелки.
В примерном варианте осуществления механизма 201 вертикального смещения, показанном на фиг.2, верхние клинья 212а могут быть постоянно прикреплены к нижней поверхности второго промежуточного опорного элемента 214а посредством сварки, крепежных элементов, таких как резьбовые элементы или т.п.
Наклонная поверхность скольжения каждой пары взаимодействующих клиньев 311а, 312а, 313а, 314а, 315а предпочтительно содержит соединение какого-либо типа, которое позволяет осуществлять относительное скользящее перемещение, но препятствует отрыву поверхностей скольжения друг от друга. Усилие, требующееся для упругого сгибания второго остряка 142 стрелки, и возможно также второго промежуточного опорного элемента 214а, очевидно больше, чем сила гравитации, так что второй остряк 142 стрелки, вероятно, должен быть поджат вниз в нижнее положение. Такое поджатие невозможно, если клинья 211а, 212а любой пары взаимодействующих клиньев имеют возможность отрываться и отделяться друг от друга в вертикальном направлении. Требуемый контакт может быть обеспечен посредством размещения продольно проходящих фиксирующих выступов и пазов на наклонной поверхности скольжения клиньев 211а, 212а.
Нижние клинья 211а скользят вдоль основания первого каркаса 160а, либо непосредственно по основанию, либо по нижней части металлического канала 307а, если такое устройство используется. Кроме того, данное скользящее соединение предпочтительно снабжено некоторым соединением, которое позволяет осуществлять продольное относительное скользящее перемещение, но предотвращает вертикальный отрыв поверхностей скольжения друг от друга. Требуемое соединение может быть обеспечено посредством размещения продольно проходящих фиксирующих пазов и выступов на поверхности скольжения нижних клиньев 211а, которая находится в контакте с возможностью скольжения с поверхностью скольжения первого каркаса 160а или металлического канала 307а.
Приводной механизм для обеспечения требуемого продольного смещения нижних клиньев 211а содержит, например, гидравлический, пневматический или электромеханический привод, соединенный с по меньшей мере одним нижним клином 211а посредством штока 177. Электромеханический привод, такой как электродвигатель, который приводит в движение шток 177 с резьбой, может быть предпочтительным по причине устранения риска утечки гидравлической жидкости.
Длина клиньев 211а, 212а в продольном направлении L может быть одинаковой на всех клиньях, однако пара взаимодействующих клиньев 311а, расположенная ближе всего к корневой стороне второго остряка 142 стрелки, предпочтительно длиннее в продольном направлении, чем остальные пары взаимодействующих клиньев, поскольку пара взаимодействующих клиньев, расположенных в корневой стороне, принимает на себя больше нагрузки, чем пара клиньев, расположенных ближе к точке 145а перевода. Причина состоит в том, что второй остряк 142 стрелки, в его верхнем положении, будет вынуждать железнодорожное колесо сходить с второго наружного рельса 112 и двигаться по второму соединительному рельсу и затем первому внутреннему рельсу 121. В начале данного перехода от второго наружного рельса 112 на второй соединительный рельс 171 вес нагрузки еще воспринимается только вторым наружным рельсом 112. Однако в некоторой точке железнодорожное колесо будет сходить с второго наружного рельса 112, и в этом положении вся нагрузка железнодорожного колеса воспринимается вторым остряком 142 стрелки. Более значительная продольная длина клиньев пары взаимодействующих клиньев допускает увеличенную нагрузку при сохраненной нагрузке на единицу площади.
Первый каркас 160а может быть снабжен средствами обогрева, таким как электрические проводники, встроенные в часть первого каркаса 160а или расположенные на внутренней поверхности первого каркаса 160а. Другие части механизма 100 стрелки могут также или в качестве альтернативы быть обогреваемыми, такие как клинья 211а, 212а, промежуточные опорные элементы 213а, 214а и/или остряки 141, 142 стрелки. Электрический воздушный обогреватель может также или в качестве альтернативы быть предусмотрен в первом каркасе 160а для увеличения динамической реакции в случае быстрого изменения погодных условий. Обогрев каркаса может представлять собой предпочтительную дополнительную особенность для дополнительного улучшения функционирования механизма 100 стрелки зимой. Электрические обогревательные средства, в качестве альтернативы или в сочетании с обогревом каркаса, могут применяться непосредственно в остряках 141, 142 стрелки и/или рельсовых сегментах 144, 143 крестовины стрелки. Электрический воздушный обогрев, в качестве альтернативы или в комбинации с вышеупомянутыми обогревательными средствами, может быть предусмотрен в по меньшей мере одном каркасе 160а, 160b, например, посредством электрического нагнетателя воздуха. Электрический воздушный обогрев может быть предпочтительным в случае быстрых изменений в погодных условиях. Обогрев каркаса посредством встроенных обогревательных проводов реагирует относительно медленно, а нагнетатель воздуха может относительно быстро нагревать внутреннее пространство в каркасе 160а, 160b.
Кроме того, может быть также предусмотрена изоляция 422а первого каркаса 160а для уменьшения потерь тепла из первого каркаса 160а. Изоляция предпочтительно расположена под первым каркасом 160а и/или на наружной и/или внутренней стороне боковых стенок 162а, 164а.
Фиг.3 схематично показывает такой же разрез по линии В-В, как и на фиг.2, но с вторым остряком 142 стрелки в нижнем положении. При этом все нижние клинья 211а смещены на чертеже влево на некоторое расстояние так, чтобы обеспечить требуемое вертикальное смещение вниз соответствующих верхних клиньев 212а за счет углов наклона α1, α2, α3, α4, α5 клиньев и того факта, что верхние клинья 212а являются по существу неподвижными в продольном направлении L. В результате, второй промежуточный опорный элемент 214а, вместе с вторым остряком 142 стрелки, постепенно вертикально смещаются относительно основания, при по существу отсутствии смещения вообще около корневого конца 175а второго остряка 142 стрелки и максимальном вертикальном смещении во второй точке 145а перевода.
Второй остряк 142 стрелки, который поддерживается посредством второго механизма 201 вертикального смещения через второй промежуточный опорный элемент 214а, постепенно вертикально смещается вдоль длины второго остряка стрелки, при максимальном вертикальном смещении в точке стрелочного перевода. От участка, где неподвижный соединительный рельс 171 переходит в остряк 142 стрелки, остряк 142 стрелки начинает упруго деформироваться для достижения нижнего участка стрелочного перевода. Упругая деформация продолжается более или менее постепенно вдоль второго остряка 142 к точке 145а стрелочного перевода.
Вертикальное смещение второго остряка 142 стрелки должно быть достаточным, чтобы позволить гребню 412 железнодорожного колеса 411 проходить над верхней стороной второго остряка 42 стрелки, при этом двигаясь по второму наружному рельсу 112 к второму направлению В. Если расстояние D3 на фиг.3 соответствует расстоянию, где гребень 412 только что полностью прошел над вторым остряком 142 стрелки, то вертикальное смещение 310 второго остряка 142 стрелки должно быть больше или равно глубине гребня 410, и предпочтительно плюс запас безопасности для обеспечения эксплуатационной безопасности со временем и при изменении погодных условий.
Фиг.4 схематично показывает разрез механизма 100 стрелки по линии А-А, показанной на фиг.1, с первым остряком 141 стрелки в верхнем положении и вторым остряком 142 стрелки в нижнем положении, что соответствует фиг.3. На фиг.4 показан первый каркас 160а, содержащий основание 161а и продольные боковые стенки 162а. Можно ясно видеть, что как первый, так и второй наружные рельсы 111, 112 расположены поверх боковых стенок 162а.
Показаны каждый из первого и второго механизмов 200а, 201а смещения остряков 141, 142 стрелки, содержащие нижний клин 211а и верхний клин 212а. Над каждым верхним клином 212а расположены первый и второй промежуточные опорные элементы 213а, 214а соответственно. И наконец, первый и второй остряки 141, 142 стрелки расположены поверх первого и второго промежуточных опорных элементов 213а, 214а соответственно. Таким образом, первый и второй остряки 141, 142 стрелки выполнены с возможностью вертикального смещения посредством первого и второго механизмов 200а, 201а смещения. В показанном примерном варианте осуществления первый и второй механизмы 200а, 201а смещения расположены непосредственно рядом с боковыми стенками 162а, тем самым оставляя пространство 163а в центре каркаса по существу пустым.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.4, первый и второй механизмы 200а, 201а смещения расположены внутри металлических каналов 307а. Металлические каналы 307а обеспечивают надежную опору для первого и второго механизмов 200а, 201а смещения в поперечном направлении Т и они обеспечивают истираемые и управляемые поверхности скольжения для клиньев 211а, 212а. К металлическим каналам 307а могут быть прикреплены металлические соединительные устройства 316 для улучшенного соединения с бетонным первым каркасом 160а после отливки первого каркаса 160а.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.1-4, нижние клинья 211а смещаются посредством привода 176 в по существу продольном направлении. Каждый металлический канал 307а расположен так, чтобы обеспечивать необходимую вертикальную опору для нижнего клина 211а для предотвращения смещения нижнего клина 211а в вертикальном направлении при переводе соответствующего остряка 141, 142 стрелки. Нижние клинья 211а должны быть предохранены от подъема в вертикальном направлении V, когда остряки стрелки жестко отклоняются вниз от своего естественного положения в нижнее положение, и нижние клинья 211а также должны быть предохранены от смещения вниз в вертикальном направлении V, когда остряки стрелки принимают на себя нагрузку поезда.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.4, данная вертикальная опора нижнего клина 211а реализована посредством блокировочного средства 416а, которое допускает относительное смещение нижнего клина 211а и металлического канала 307, при этом поддерживая вертикальное положение нижнего клина 211а. В частности, блокировочное средство 416а нижнего клина 211а содержит структуру 308а из фиксирующих выступов и пазов. Структура 308а содержит некоторый подрез, предохраняющий нижний клин 211а и металлический канал 307 от вертикального расцепления.
На фиг.4, структура 308а с фиксирующими выступам и пазами расположена на боковых стенках металлического канала 307а, однако в качестве альтернативы данная структура 308а с фиксирующими выступами и пазами может быть расположена на нижней стороне нижнего клина 211а. Кроме того, нижний клин 211а может быть расположен так, чтобы его нижняя поверхность находилась в скользящем контакте с внутренней нижней поверхностью металлического канала 307а для улучшения передачи нагрузки со стрелочных остряков 141, 142 на металлический канал 307а.
Кроме того, для предотвращения подъема верхних клиньев 212а в вертикальном направлении V, когда остряки стрелки поджимаются так, чтобы отклоняться вниз из их естественного положения в нижнее положение, могут потребоваться блокировочные средства между нижними и верхними клиньями 211а, 212а каждой пары взаимодействующих клиньев. В примере, показанном на фиг.4, данная задача решается посредством блокировочного средства, расположенного в области контакта между нижними и верхними клиньями 211а, 212а. Средство 415 с пазами и выступами содержит некоторый подрез, предохраняющий верхний клин 212а и нижний клин 211а от вертикального расцепления. Средство 415а с пазами и выступами также допускает скользящее перемещение между верхними и нижними клиньями 212а, 211а.
И наконец, первый и второй промежуточные опорные элементы 213а, 214а могут быть также прикреплены к верхним клиньям 212а соответственно для предотвращения взаимного расцепления и для обеспечения поджатия остряков 141, 142 стрелки так, чтобы отклоняться вниз из их естественного положения в нижнее положение. Это может быть реализовано посредством блокировочного средства 309а, содержащего, например, структуру с фиксирующими выступами и пазами в области контакта между верхними клиньями 212а и первым и вторым промежуточными опорными элементами 213а, 214а соответственно, как показано на фиг.4. Упомянутая структура с выступами и пазами содержит некоторый подрез, предохраняющий верхний клин 212а и первый и второй промежуточные опорные элементы 213а, 214а соответственно от вертикального расцепления. Однако, учитывая по существу отсутствие относительного скользящего перемещения между первым и вторым промежуточными опорными элементами 213а, 214а и верхними клиньями 212а в варианте осуществления, показанном на фиг.4, могут быть также использованы блокировочные средства другого типа, такие как сварка, клепка, резьбовые крепежные элементы.
Использование блокировочного средства, встроенного в клинья механизма 200а, 201а, 200b, 201b смещения для обеспечения отклонения вниз остряков 141, 142 стрелки позволяет механизму 100 железнодорожной стрелки освободиться от элементов управления, взаимно соединяющих первый и второй механизмы 200а, 201а смещения. Таким образом, используется меньше подвижных деталей и уменьшается риск нарушения нормальной работы, вызываемый снегом, льдом или грязью.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.4, металлический канал 307а содержит стопорное устройство для обеспечения ограничения вертикального смещения механизма 200а, 201а смещения в направлении вверх. Примерное стопорное устройство содержит упорные элементы 305, 306а, выступающие в металлический канал 307 и выполненные с возможностью вхождения в контакт с первым и вторым промежуточными опорными элементами 213а, 214а соответственно. Стопорное устройство позволяет механизму 200а, 201а вертикального смещения оставаться в поджатом состоянии в верхнем положении одного из первого и второго остряков стрелки, так что уменьшается мертвый ход и обеспечивается более устойчивая и надежная опора для остряков стрелки. Упомянутое поджатое состояние может быть реализовано посредством управления приводом 176 для оказания поджимающего усилия на нижние клинья 211а.
Боковая опора для механизмов 200а, 201а смещения может быть предусмотрена посредством размещения каждого механизма 200а, 201а смещения рядом с продольными боковыми стенками 162а. Дополнительная боковая опора с внутренней стороны внутреннего пространства 163а может быть обеспечена частями первого каркаса 160, обеспечивающими необходимую боковую опору, например, посредством неподвижных литых бетонных опорных конструкций 304а. В качестве альтернативы, или в сочетании с неподвижными бетонными опорными конструкциями, может быть предусмотрена отсоединяемая боковая опора, например, посредством опорных элементов, прикрепленных к внутренней поверхности пространства 163а, или опорных элементов, поджимающих первый и второй механизмы 200а, 201а смещения друг от друга, или т.п.
На фиг.4 показаны железнодорожные колеса 409, 411 и общая ось 413 железнодорожного вагона в контакте с первым и вторым наружными рельсами 111, 112, а также первым остряком 141 стрелки. В показанном способе перевода второй остряк 142 стрелки смещен вертикально вниз на расстояние 310, далеко за глубину 410 гребня 412 правого колеса 411, и стрелка соединяет первую и третью пару 110, 130 путевых рельсов.
Как было упомянуто выше, первый каркас 160а обычно выполнен из бетона. В показанных примерных вариантах осуществления первый каркас 160а снабжен устройством обогрева, приспособленным для обогрева каркаса 16. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.4, предусмотрена также изолирующая крышка 421а для улучшения обогрева механизма стрелки и для закрытия механизмов смещения. Изолирующая крышка 421а может быть расположена на металлическом канале 307а или на первом и втором промежуточных опорных элементах 213а, 214а. На внешней поверхности каркаса 160, в частности на внешней поверхности боковых стенок 162а, 164а и на изолирующей крышки 421а предусмотрен изолирующий слой 422а.
На фиг.4 габаритные размеры и масштаб первого каркаса 160 показаны неточно, в некоторых аспектах преувеличены для улучшения читаемости и понимания изобретения. Например, требуемое вертикальное перемещение остряков 141, 142 стрелки очевидно относительно мало, может быть примерно 100 мм в точке стрелочного перевода и примерно 50 мм около расстояния D3. Гребни колес обычно не могут быть больше чем примерно 45 мм. Следовательно, высота первого каркаса 160а может быть относительно малой, так что расстояние D5 на фиг.4 находится в пределах 200-1000 мм, конкретно в пределах 200-700 мм. Ширина D4 первого каркаса 160а обычно больше чем, например, стандартная европейская колея, равная 1435 мм. Таким образом, в большинстве сооружений ширина D4 должна быть больше, чем высота D5.
Фиг.5 схематично показывает разрез механизма 100 стрелки по линии D-D, показанной на фиг.1, т.е. через крестовину 150 стрелки. Первый рельсовый сегмент 144 находится в верхнем положении, а второй рельсовый сегмент 143 находится в нижнем положении. На фиг.5 показан второй каркас 160b, содержащий основание 161b и продольные боковые стенки 162b. Можно ясно видеть, что первый и второй наружные рельсы 111, 112 расположены поверх продольных боковых стенок 162b.
По существу все аспекты первого и второго механизмов 200b, 201b смещения и второго каркаса 160b, показанных на фиг.5, полностью соответствуют первому и второму механизмам 200а, 201а смещения и первому каркасу 160а, описанным выше со ссылкой на фиг.4, и сделана ссылка на приведенное выше описание, относящееся к данным аспектам. Это касается в частности конструкции, расположения и функционирования первого и второго механизмов 200b, 201b смещения и их клиньев 211b, 212b и промежуточных опорных элементов 213b, 214b.
Одно отличие состоит в том, что первый и второй механизмы 200b, 201b смещения расположены рядом друг с другом так, что один элемент металлического канала может быть использован для механизмов 200b, 201b смещения как первого, так и второго рельсовых сегментов 144, 143. Упомянутый один элемент металлического канала соответственно будет включать два металлических канала, каждый содержащий один механизм 200b, 201b смещения. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.5, упомянутый один элемент металлического канала выполнен в виде общей стенки 320, которая образует один канал на каждой своей стороне. Таким образом, первый и второй механизмы 200b, 201b смещения имеют общую стенку 320.
Другое отличие состоит в размещении первого и второго механизмов 200b, 201b смещения в пространстве 163b второго каркаса 160b. На фиг.5 первый и второй механизмы 200b, 201b смещения расположены по существу в центральной области внутреннего пространства 163b. Следовательно, боковая опора требуется с обеих их боковых сторон. В примере, показанном на фиг.5, боковая опора предусмотрена для механизма 200b, 201b смещения посредством частей второго каркаса 160b, обеспечивающих необходимую боковую опору, т.е. в виде неподвижных литых бетонных опорных конструкций 304b. В качестве альтернативы, или в сочетании с неподвижными бетонными опорными конструкциями, может быть предусмотрена отсоединяемая боковая опора, например, посредством опорных элементов, прикрепленных к внутренней поверхности пространства 163b, или опорных элементов, контактирующих с наружными стенками упомянутого одного элемента металлического канала и внутренней поверхностью продольных боковых стенок 162b, или т.п.
По меньшей мере одна изолирующая крышка 421b, и предпочтительно по меньшей мере две изолирующие крышки 421b предусмотрены для предотвращения попадания снега и льда во внутреннее пространство 163b второго каркаса, а также предотвращения отвода тепла из второго каркаса 160b.
Как было описано выше, продольная ориентация каждого механизма 200b, 201b смещения крестовины стрелки необязательно должна быть параллельна продольной ориентации L, как показано на фиг.1, и может быть изменена в некоторой степени. В показанном примере нижние клинья 211b обоих механизмов 200b, 201b смещения расположены так, чтобы смещаться в продольном направлении L. Однако, в качестве альтернативы, первый и второй механизмы 200b, 201b смещения второго каркаса 160b могут иметь непараллельную ориентацию. Например, в соответствии с предпочтительным альтернативным размещением первого и второго механизма 200b, 201b смещения, второй механизм 201b смещения может оставаться расположенным по существу в продольном направлении L механизма 100 стрелки, поскольку данная ориентация соответствует направлению второго рельсового сегмента 143, а первый механизм 200b смещения может быть ориентирован под углом, соответствующим углу ориентации первого рельсового сегмента 144 крестовины 150 стрелки.
Фиг.6 схематично показывает разрез механизма 100 стрелки по линии С-С, показанной на фиг.1, с вторым рельсовым сегментом 143 в верхнем положении, и с альтернативным вариантом осуществления второго механизма 201b смещения. В данном альтернативном варианте осуществления использована одна пара взаимодействующих клиньев 311b для обеспечения требуемого вертикального смещения второго рельсового сегмента 143. Один верхний клин 212b соответственно выполнен с возможностью контакта с одним нижним клином 211b, и угол наклона клина является постоянным по всей рабочей длине механизма 201b смещения.
Упомянутый альтернативный вариант осуществления отличается также тем, что верхний клин 212b выполнен с возможностью продольного смещения, в то время как нижний клин 211b является неподвижным. Это позволяет, например, выполнить нижний клин за одно целое со вторым каркасом 160b. В качестве альтернативы, нижний неподвижный клин 211b может быть выполнен из металла, такого как сталь или алюминий.
Как верхний, так и нижний клин 212b, 212а предпочтительно проходят по всей длине, или по меньшей мере значительной длине, второго рельсового сегмента 143 для обеспечения вертикальной опоры для второго рельсового сегмента 143 вдоль всей, или по меньшей мере значительной его длины. Рельсовые сегменты 144, 143 крестовины стрелки будут брать на себя всю нагрузку, оказываемую железнодорожным колесом, проходящим по рельсовому сегменту 144, 143 по всей длине до точек 145b, 146b перевода рельсовых сегментов 144, 143, тем самым предъявляя сверхвысокое требование к вертикальной опоре в верхнем положении. Требование к вертикальной опоре остряков 141, 142 стрелки менее жесткие, поскольку остряки стрелки не берут на себя никакой вертикальной нагрузки в точках 145а, 146а перевода остряков 141, 142 стрелки в верхнем положении, а только направляют железнодорожное колесо к требуемому направлению А, В. Сначала, когда железнодорожное колесо сходит с первого и второго наружного рельса 111, 112, остряк 141, 142 стрелки будет нести на себе всю нагрузку, оказываемую железнодорожным колесом, проходящим через остряк 141, 142 стрелки.
Относительное смещение по меньшей мере одного клина обеспечивается посредством привода, действующего на один клин из упомянутого по меньшей мере одного из верхнего и нижнего клина. Для каждого механизма смещения может быть предусмотрен один или множество приводов.
В качестве альтернативы, один привод может быть предусмотрен для двух механизмов смещения. Это может быть реализовано, например, посредством снабжения каждого механизма смещения резьбовым приводным механизмом и червячным колесом, соединенным с упомянутым резьбовым приводным механизмом, для управления продольным смещением по меньшей мере одного клина, а также соединением с возможностью передачи приводного усилия обоих червячных колес с одним электродвигателем. Данная конструкция может также иметь преимущество автоматического управления взаимно исключающим положением остряков стрелки или рельсовых сегментов просто посредством наличия червячных колес, приспособленных для приведения в движение в разных направлениях при данном направлении вращения на входе от двигателя. Таким образом, данная конструкция гарантирует, что в любой момент времени только один остряк стрелки или один рельсовый сегмент будет находиться в верхнем положении, так что возникает риск конфликтования стрелочного перевода.
При использовании скользящего контакта для относительного смещения может быть предусмотрена смазка. Для множества механизмов 200а, 201а, 200b, 201b смещения может быть использована централизованная система смазки с одним смазочным насосом. На фиг.2-4 показан пневматический или гидравлический поршень, реализованный в качестве надежного и проверенного решения для управления стрелочным переводом. На фиг.6 показано альтернативное решение, в котором для управления вертикальным смещением приспособлен электродвигатель 176 и резьбовой шток 177.
Механизм стрелки в принципе описан как содержащий остряки стрелки, выполненные с возможностью вертикального смещения, и рельсовые сегменты крестовины стрелки. Однако изобретение применимо также только к острякам стрелки или только к крестовине стрелки. В некоторых применениях может быть предпочтителен механизм стрелки, содержащий остряки стрелки и неподвижную крестовину, например, на участках с низкоскоростным и/или редким движением, и проблемы уменьшенного комфорта и увеличенного износа не обосновывают увеличенную сложность крестовины стрелки по сравнению с неподвижной крестовиной. В таких сооружениях, в зависимости от размера, формы и вида механизма 100 стрелки, остряки 141, 142 стрелки могут проходить более или менее непрерывно до крестовины 150 стрелки.
Остряки стрелки и рельсовые сегменты крестовины стрелки в принципе раскрыты как основанные на упругой деформации (изгибе) для осуществления требуемого вертикального смещения во время стрелочного перевода между верхний и нижним положением и наоборот. Однако, в качестве альтернативы, или остряки 141, 142 стрелки и/или рельсовые сегменты 144, 143 крестовины стрелки могут быть поворотно соединены с соответствующим неподвижным соединительным рельсом 170, 171 для обеспечения требуемого вертикального смещения остряков стрелки и/или рельсовых сегментов 144, 143 крестовины стрелки. Кроме того, остряки 141, 142 стрелки могут быть основаны на упругой деформации, а рельсовые сегменты 144, 143 крестовины стрелки основаны на поворотном перемещении, и наоборот.
В соответствии с альтернативным примерным вариантом осуществления, схематично показанным на фиг.7, первый каркас 160а, поддерживающий первый и второй остряки 141, 142 стрелки, может иметь более или менее компактную конструкцию и поддерживаться посредством множеством шпал 304а.
Аналогично, как также показано в альтернативном примерном варианте осуществления на фиг.7, второй каркас 160b, поддерживающий первый и второй рельсовые сегменты 144, 143 крестовины 150 стрелки, выполненные с возможностью вертикального смещения, может иметь более или менее компактную конструкцию и поддерживаться посредством множества шпал 304b. Шпалы 304а, 304b могут представлять собой обычные шпалы, например, сделанные из дерева или бетона.
Малый вариант первого и второго каркасов 160а, 160b может содержать относительно тонкие боковые стенки, например, толщиной в пределах 10-200 мм, конкретно в пределах 20-150 мм, и более конкретно 25-100 мм. Первый и второй каркасы 160а, 160b могут принимать боковые и продольные опоры из шпал 304а, 304b посредством устойчивого и прочного соединения между первым и вторым каркасами и расположенными под ними шпалами 304а, 304b. Упомянутое соединение может быть реализовано, например, посредством резьбовых элементов, скоб или т.п., которые прижимают первый и второй каркасы 160а, 160b к расположенным под ними шпалам 304а, 304b. Шпалы 304а, 304b могут быть снабжены, например, одним или двумя углублениями в верхних поверхностях для приема первого и второго каркасов, соответственно. Упомянутые одно или два углубления могут быть выполнены так, чтобы обеспечивать первый и второй каркасы боковой опорой посредством боковых стенок упомянутых углублений.
Шпалы 304а, 304b могут быть дополнительно снабжены поднятыми участками в одном или обоих концах шпал 304а, 304b для обеспечения вертикальной опоры для первого и второго наружных рельсов 111, 112, которые расположены за пределами первого и второго каркасов 160а, 160b.
Более или менее компактная конструкция первого и второго каркасов 160а, 160b может быть приспособлена, например, для приема опоры из расположенных под ней шпал 304а, 304b на регулярно разнесенных участках вдоль продольной длины рельсов, т.е. тех участках, где расположена шпала 304а, 304b.
Первый и второй каркасы 160а, 160b содержит нижнюю стенку 161а, 161b, две противоположные поперечные боковые стенки 164а, 164b и две противоположные продольные боковые стенки 162а, 162b. Закрытое исполнение каркаса 160а, 160b обеспечивает защиту механизмов 200b, 201b смещения, расположенных в каркасе, от снега, грязи и животных и др.
Каркас 160а, 160b может быть выполнен из бетона и/или металлического материала. Электрическое обогревательное устройство, такое как терморезисторный проводник, может быть размещено в соответствующем месте в или на одной или более стенках каркаса и/или внутри каркаса.
На верхней стороне каркаса 160а, 160b расположены промежуточные опорные элементы 213b, 214b первого и второго рельсовых сегментов 144, 143. Промежуточные опорные элементы 213b, 214b предпочтительно выполнены так, чтобы полностью закрывать отверстие в верхней части каркаса, так что проникание снега, грязи и животных в механизмы 200b, 201b смещения предотвращено.
Промежуточные опорные элементы 213b, 214b первого и второго рельсовых сегментов 144, 143 выполнены с возможностью вертикального смещения каждый в отдельности для осуществления вертикального переводного перемещения первого и второго рельсовых сегментов 144, 143. Первый и второй рельсовые сегменты 144, 143 прикреплены к верхней стороне промежуточных опорных элементов 213b, 214b любым подходящим способом, например, посредством обычного прижима или приваривания первого и второго рельсовых сегментов 144, 143 к верхней стороне промежуточных опорных элементов 213b, 214b.
Управление вертикальным переводным перемещением первого и второго рельсовых сегментов 144, 143 осуществляется посредством механизмов 200b, 201b смещения, которые расположены в каркасе 160а, 160b и в рабочем соединении с основанием 161а, 161b каркаса и нижней стороной промежуточных опорных элементов 213b, 214b.
Механизмы 200b, 201b смещения каркаса крестовины 150 стрелки могут приводиться в действие посредством соответствующего привода 176 любого типа. В примере, показанном на фиг.8, привод 176 содержит два электродвигателя, каждый из которых управляет перемещением отдельного механизма 200b, 201b смещения через червячное колесо. Для каждого механизма 200b, 201b смещения предусмотрен один электродвигатель. В качестве альтернативы может быть использован гидравлический или пневматический привод.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.8, каждый промежуточный опорный элемент 213b, 214b первого и второго рельсовых сегментов 144, 143 содержит первую часть 810b, 812b и вторую часть 811b, 813b. Данная конструкция более подробно раскрыта со ссылкой на фиг.9а и 9b, которые схематично показывают каркас и механизмы 200b, 201b смещения крестовины 150 стрелки в разрезе по линии F-F, показанной на фиг.7. Фиг.9а показывает положение стрелочного перевода для железнодорожного вагона, движущегося во втором направлении В, а фиг.9b показывает положение стрелочного перевода для железнодорожного вагона, движущегося в первом направлении А.
Каждая часть 810b, 811b, 812b, 813b образует особый участок промежуточных опорных элементов 213b, 214b. Первая часть 810b, 812b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b поворотно соединена в или около верхней части поперечной боковой стенки 164b каркаса 160b в первой точке 178b поворота. Первая часть 810b и вторая часть 811b первого промежуточного опорного элемента 213b дополнительно поворотно соединены друг с другом во втором шарнирном узле 814b, и первая часть 812b и вторая часть 813b второго промежуточного опорного элемента 214b дополнительно поворотно соединены друг с другом во втором шарнирном узле 815b.
Длина L1 первой части 810b, 812b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b в продольном направлении L обычно меньше, чем длина L2 второй части 811b, 813b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b в продольном направлении L. Длина L1 первой части 810b, 812b может находиться в пределах 30%-90% длины L2 второй части 811b, 813b.
Как было подробно описано выше, первый и второй рельсовые сегменты 143, 144 могут быть выполнены за одно целое с неподвижным соединительным рельсом 170, 171 и основаны на упругой деформации (изгибе) для осуществления требуемого вертикального смещения во время переводного перемещения между верхним и нижним положением. В качестве альтернативы, рельсовые сегменты 144, 143 могут представлять собой отдельные детали, которые поворотно соединены с соответствующим неподвижным соединительным рельсом 170, 171 для обеспечения возможности требуемого вертикального смещения сегментов 144, 143.
Первый и второй рельсовые сегменты 144, 143 прикреплены к верхней стороне промежуточных опорных элементов 213b, 214b любым подходящим способом, например, посредством обычного зажима или приваривания первого и второго рельсовых сегментов 144, 143 к верхней стороне промежуточных опорных элементов 213b, 214b.
Использование точек 178b, 814b, 815b поворота вдоль продольной длины каждого из промежуточных опорных элементов 213b, 214b крестовины 150 стрелки позволяет промежуточным опорным элементам 213b, 214b занимать опущенное вертикальное положение в пределах относительно длинного расстояния. Фактически вся длина L2 второй части 811b, 813b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b может быть опущена в положение, в котором вторая часть 811b, 813b расположена по существу параллельно соединительному рельсу 170, 171. Таким образом, данная конструкция позволяет осуществлять относительно большое вертикальное смещение в пределах относительно большой длины в продольном направлении.
Каждый механизм 200b, 201b смещения крестовины 150 стрелки содержит два разных элемента: опускающий элемент 900 управления и две пары взаимодействующих клиньев 311b, 312b.
Опускающий элемент 900 управления расположен на первой части 810b, 812b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b около второго шарнирного узла 814b, 815b, однако, в качестве альтернативы, он может быть расположен на второй части 811b, 813b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b около второго шарнирного узла 814b, 815b. Опускающий элемент 900 управления содержит звено 904, образованное в нижнем элементе 901, и направляющий элемент в виде оси 903, проходящей через звено 904 и расположенный так, чтобы отслеживать траекторию звена 904. Ось 903 прикреплена к нижней стороне первой части 810b, 812b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b посредством кронштейна 902.
Упомянутое звено содержит горизонтальный участок 904а, который выполнен с возможностью обеспечения вертикальной опоры для первой части 810b, 812b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b в вертикально верхнем положении посредством оси 903 и кронштейна 902. Звено 904 содержит также наклонный участок, который взаимодействует с осью 903 так, чтобы гарантировать, что кронштейн 902 и соответственно также первая и вторая части 810b, 812b, 811b, 813b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b вертикально смещаются в нижнее положение при продольном смещении нижнего элемента 901 и оси 903. Наклонный участок 904b может иметь наклон 910 в пределах примерно 5-30° относительно горизонтального направления.
Посредством снабжения опускающего элемента 900 управления осью 903, которая расположена так, чтобы скользить в звене 904 с по меньшей мере двумя отдельными направлениями, осуществляются две функции, а именно, вертикальная опора в верхнем положении и вертикальное смещение в нижнем положении. Опускающий элемент 900 управления может иметь множество альтернативных исполнений. Например, нижний элемент 901 может быть прикреплен к первой части 810b, 812b или второй части 811b, 813b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b, а кронштейн 902 выполнен с возможностью продольного смещения посредством привода 176. Опускающий элемент 900 управления, в качестве альтернативы, может быть также выполнен в виде двух взаимодействующих клиньев с взаимодействующими пазами, подобно клиньям 211b, 212b и структуре 415а с пазами и выступами, показанным на фиг.5.
Каждая из двух пар взаимодействующих клиньев 311b, 312b может иметь одинаковое исполнение, при этом каждая содержит нижний клин 211b и верхний клин 212b. Нижние клинья 211b выполнены с возможностью смещения в направлении, по существу параллельном продольному направлению рельсовых сегментов 144, 143 или по существу параллельном продольному направлению L механизма 100 железнодорожной стрелки. Нижний и верхний клин 211b, 212b каждой пары взаимодействующих клиньев выполнены так, чтобы осуществлять вертикальное смещение верхнего клина 212b при по существу горизонтальном перемещении одного из верхнего и нижнего клиньев 212b, 211b.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, показанным на фиг.9а и 9b, обращенная вверх поверхность скольжения нижнего клина 211b содержит по существу горизонтальный участок 911b поверхности, примыкающий к участку 912b наклонной поверхности скольжения. Угол наклона 913 участка 912b наклонной поверхности скольжения может находиться в пределах 5-30°. Кроме того, угол наклона 913 упомянутого участка наклонной поверхности скольжения может быть по существу равен углу наклона 910 наклонного участка 904b звена 904, образованного в нижнем элементе 901. Таким образом, вторые части 811b, 813b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b могут быть вертикально смещены, при этом сохраняя неизменным свой угол наклона. Это может считаться предпочтительным, поскольку обеспечивает достаточное вертикальное смещение вторых частей 811b, 813b каждого промежуточного опорного элемента 213b, 214b в компактном блоке.
Каждый верхний клин 212b имеет конфигурацию, которая соответствует конфигурации нижнего клина 211b. Таким образом, каждый верхний клин 212b содержит обращенную вниз поверхность скольжения, содержащую по существу горизонтальный участок поверхности, примыкающий к участку наклонной поверхности скольжения.
Как показано в примерном варианте осуществления на фиг.9а и 9b, нижний элемент 901 и нижние клинья 211b второго промежуточного опорного элемента 214b горизонтально смещаются посредством одного отдельного привода 176. Это реализовано посредством продольно проходящего элемента 915b управления, выполненного с возможностью продольного скольжения, который соединен с одним приводом 176 с возможностью передачи приводного усилия, и посредством прикрепления нижнего элемента 901 и нижних клиньев 211b второго промежуточного опорного элемента 214b к упомянутому элементу 915b управления. Элемент 915b управления может представлять собой металлическую пластину.
Элемент 915b управления закреплен от вертикального смещения. Это необходимо для предотвращения смещения элемента 915b управления вверх при горизонтальном смещении элемента 915b управления, которое должно приводить к опусканию второго промежуточного опорного элемента 214b. Вертикальное закрепление элемента 915b управления при обеспечении возможности продольного скользящего перемещения может быть реализовано посредством блокировочного устройства 416b, которое, например, может содержать любую пригодную структуру с фиксирующими пазами и выступами. Блокировочное устройство 416b может быть предусмотрено между элементом 915b управления и расположенной под ним опорной конструкцией, такой как основание 161b каркаса 160b, как показано на фиг.9а и 9b, и/или между элементом 915b управления и продольной боковой стенкой 162b каркаса 160b или т.п.
Первый и второй механизмы 200b, 201b смещения крестовины 150 стрелки, содержащие опускающий элемент 900 управления, взаимодействующую пару клиньев 311b, 312b, элемент 915b управления и привод, могут иметь по существу одинаковую конструкцию.
На фиг.9b первый промежуточный опорный элемент 213b находится в верхнем положении, готовый для обеспечения вертикальной опоры для первого рельсового сегмента 144 и по существу минимизации любого промежутка стрелки между первым рельсовым сегментом 144 и вершиной 151 крестовины, при этом второй промежуточный опорный элемент 214b вертикально смещен в нижнее положение, так что железнодорожное колесо железнодорожного вагона, движущегося вдоль второго направления В, может проходить по второму рельсовому сегменту 143.
На фиг.9b второй промежуточный опорный элемент 214b находится в верхнем положении, готовый для обеспечения вертикальной опоры для второго рельсового сегмента 143 и по существу минимизации любого промежутка стрелки между вторым рельсовым сегментом 143 и вершиной 151 крестовины, при этом первый промежуточный опорный элемент 213b вертикально смещен в нижнее положение, так что железнодорожное колесо железнодорожного вагона, движущегося вдоль первого направления А, может проходить по первому рельсовому сегменту 144.
Принципы разработки примерного варианта осуществления механизмов 200b, 201b смещения первого и второго рельсовых сегментов 144, 143, выполненных с возможностью вертикального смещения, показанных на фиг.8, 9а, 9b, могут быть также использованы для механизмов 200а, 201а смещения первого и второго остряков 141, 142 стрелки, выполненных с возможностью вертикального смещения. На фиг.10 схематично показан примерный вариант осуществления первого и второго остряков 141, 142 стрелки, выполненных с возможностью вертикального смещения, использующий упомянутые принципы разработки.
Разрез, показанный на фиг.10, в принципе соответствует разрезу по линии Е-Е, показанной на фиг.7, но со значительно удлиненным вариантом вторых механизмов 201а смещения. Такой продольно удлиненный вариант механизма 100 железнодорожной стрелки требуется для высокоскоростных участков. Первый механизм 200а смещения имеет по существу такое же устройство, как и второй механизм 201а смещения и поэтому здесь не будет описан подробно.
Вторые механизмы 201а смещения первого и второго остряка 142 стрелки могут быть размещены в удлиненном каркасе 160а, содержащем основание 161а, две противоположные поперечные стенки 164а и две противоположные продольные боковые стенки 162а. Большинство деталей второго механизма 201а смещения второго остряка 142 стрелки по существу такие же, как во втором механизме 201b смещения крестовины 150 стрелки и повторно не описаны.
Основным отличием между вторым механизмом 201а смещения второго остряка 142 стрелки, показанным на фиг.10, и вторым механизмом 201b смещения крестовины 150 стрелки, показанным на фиг.9а и 9b, является значительно большая общая длина L3 второго механизма 201а смещения. В результате этого требуется больше пар взаимодействующих клиньев для распределения нагрузки от поезда, установленного на шпалах 700. Например, примерно одна пара взаимодействующих клиньев может быть расположена над каждой шпалой 700, за исключением участков привода 176 и опускающих элементов 900, 950 управления.
Второй промежуточный опорный элемент 214а содержит первую часть 812а и вторую часть 813а. Четыре пары взаимодействующих клиньев 340а, 341а, 342а, 343а распределены под первой частью 812а. Поскольку первая часть 812а поворачивается вокруг поворотного соединения 178а, и второй шарнирный узел 815а выполнен с возможностью вертикального смещения, угол наклона α1, α2, α3, α4 участка наклонной поверхности скольжения каждой пары взаимодействующих клиньев 340а, 341а, 342а, 343а постепенно увеличивается для каждой пары взаимодействующих клиньев, которая расположена ближе к второму шарнирному узлу 815а.
Множество по существу одинаковых пар взаимодействующих клиньев 311а, 312а, 313а, 314а распределены под второй частью 813а второго промежуточного опорного элемента 214а. Все они могут иметь одинаковый угол наклона 913 наклонной поверхности скольжения.
Более значительная общая длина L3 второго механизма 201а смещения может потребовать, чтобы вторая часть 813а второго промежуточного опорного элемента 214а была снабжена одним или более дополнительными опускающими элементами 950 управления для обеспечения реального смещения второй части 813а в нижнее положение при необходимости. Смежные опускающие элементы 900, 950 управления могут содержать, например, примерно 3-10 пар взаимодействующих клиньев, конкретно примерно 4-6 пар взаимодействующих клиньев, расположенных между ними. Количество пар взаимодействующих клиньев первой и второй частей 812а, 813а, 812b, 813b первого и второго промежуточных опорных элементов 213а, 213b, 214а, 214b может варьироваться в соответствии с конкретным случаем. Возможна конструкция, содержащая только опускающие элементы 900, 950 управления и без пар взаимодействующих клиньев. Один или несколько опускающих элементов 900, 950 управления могут быть также использованы совместно с жестким, цельным первым и вторым промежуточным опорным элементом 213а, 213b, 214а, 214b. В таком варианте осуществления угол наклона 910 наклонного участка 904b нужно выбирать отдельно для каждого опускающего элемента 900, 950 управления для приспосабливания вертикального смещения к расстоянию от одной точки 178а, 178b поворота первого и второго промежуточного опорного элемента 213а, 214b, 214а, 214b.
В соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления (не показанным), механизм 200а, 201а, 200b, 201b смещения первого и второго остряков 141, 142 стрелки и/или первого и второго рельсовых сегментов 143, 144 может содержать один клин вместо пары взаимодействующих клиньев. Упомянутый один клин может быть прикреплен к расположенной под ним опорной конструкции, такой как элемент 915а, 915b управления, или с использованием промежуточного опорного элемента 213а, 214а, 213b, 214b. Упомянутый один клин может содержать участок 912b наклонной поверхности скольжения и примыкающий по существу горизонтальный участок поверхности. Упомянутый один клин может быть дополнительно выполнен с возможностью взаимодействия с расположенным напротив соответствующим элементом, таким как элемент, содержащий по существу горизонтальную опорную поверхность. Упомянутая горизонтальная опорная поверхность соответствующего элемента обеспечивает достаточно большую площадь поверхности для предотвращения чрезмерного давления нагрузки. Кроме того, упомянутая горизонтальная опорная поверхность соответствующего элемента обеспечивает возможность скольжения вдоль участка 912b наклонной поверхности скольжения.
Термин «упругая деформация» означает деформацию в некоторых пределах, которая заканчивается, когда материал достигает своего предела текучести. В данной точке начинается пластическая деформация. Упругая деформация является обратимой, что означает, что предмет будет возвращаться к своей первоначальной форме, а пластическая деформация является необратимой.
Настоящее изобретение описано и показано в основном в плане стандартного правопутного железнодорожного перевода, а также другие варианты осуществления железнодорожной стрелки включены в настоящее изобретение, такие как стандартные левопутные стрелки, одинарная или двойная внутренняя или наружная перекрестная стрелка, трехпутевая стрелка, стрелка с укороченным остряком, звездообразная стрелка или т.п.
Механизм смещения настоящего изобретения, показанный на фиг.1-6, содержит одну или более пар взаимодействующих клиньев для осуществления требуемого вертикального смещения остряков стрелки и рельсовых сегментов крестовины стрелки. При этом могут быть использованы альтернативные механизмы смещения, в зависимости от конкретных условий. Например, в качестве альтернативы может быть использован один продольно смещаемый клин, один неподвижный клин в комбинации с одним или несколькими продольно смещаемыми разделителями, или т.п.
Кроме того, если остряки стрелки и/или рельсовые сегменты крестовины стрелки поворотно соединены с соединительными рельсами в шарнирном узле, то остряки стрелки и/или рельсовые сегменты необязательно должны быть упруго сгибаемыми в вертикальном направлении, так что они могут быть упрочнены, чтобы выдерживать нагрузку железнодорожного вагона, при этом удерживаемые только в упомянутом шарнирном узле и одном дополнительном участке. Это позволяет использовать локально расположенный механизм вертикального смещения, такой как вертикально размещенный гидравлический цилиндр, вертикально размещенный резьбовой шток, соединенный с возможностью передачи приводного усилия с электродвигателем, или т.п.
Необходимо отметить, что габаритные размеры и масштаб чертежей необязательно соответствуют конечной физической установке механизма стрелки и его частей, а являются только схематическим изображением изобретения. Например, промежутки стрелки в остряках стрелки и рельсовых сегментах крестовины стрелки показаны преувеличенными для улучшения читаемости и понимания изобретения.
Настоящее изобретение может быть осуществлено в других конкретных вариантах без отхода от его сущности или существенных характеристик. Понятно, что различные признаки вышеописанных примеров могут быть использованы в разных сочетаниях и в согласовании для получения множества других альтернативных вариантов. Описанные варианты осуществления следует рассматривать во всех аспектах только как пояснительные и не ограничивающие. Таким образом, объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием. Все изменения, которые находятся в пределах сущности и диапазона эквивалентности пунктов формулы, должны быть включены в их объем.
Ссылочные позиции, упоминаемые в формуле изобретения, не следует понимать как ограничивающие объем изобретения, определяемый формулой, и они использованы с единственной целью сделать формулу более простой для понимания.
1. Механизм (100) железнодорожной стрелки, содержащий первый и второй остряки (141, 142) стрелки,
причем точка (145а, 146а) перевода каждого из первого и второго остряков (141, 142) стрелки выполнена с возможностью вертикального смещения посредством механизма (200а, 201а) смещения для осуществления перевода стрелки в соответствующей точке (145а, 146а) перевода, отличающийся тем, что
каждый соответствующий механизм (200а, 201а) смещения содержит по меньшей мере одну пару взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а), включающую в себя нижний клин (211а, 211b) и верхний клин (212а, 212b),
при этом по меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) выполнен с возможностью смещения в направлении, по существу параллельном продольному направлению остряка (141, 142) стрелки или параллельном продольному направлению (L) механизма стрелки,
причем остряки (141, 142) стрелки являются упругодеформируемыми в вертикальном направлении или поворотно соединены посредством шарнирных узлов с первым и вторым соединительными рельсами (170, 171), соответственно, для обеспечения вертикального смещения остряков (141, 142) стрелки.
2. Механизм стрелки по п. 1, отличающийся тем, что каждый механизм (200а, 201а) смещения первого и второго остряков (141, 142) стрелки расположен в каркасе (160а, 160b), который содержит основание (161а, 161b), две поперечные боковые стенки (164а, 164b) и две продольные боковые стенки (162а, 162b), охватывающие механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения.
3. Механизм (100) стрелки по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый и второй остряки (141, 142) стрелки прикреплены к промежуточным опорным элементам (213а, 214а), соответственно, и механизмы (200а, 201а) смещения соединены с промежуточными опорными элементами (213а, 214а) и выполнены с возможностью смещения промежуточных опорных элементов (213, 214а) в вертикальном направлении.
4. Механизм (100) стрелки по п. 3, отличающийся тем, что каждый промежуточный опорный элемент (213а, 214а) закрывает верхнюю поверхность внутреннего пространства (163а), образуемого каркасом (160а).
5. Механизм (100) стрелки по п. 3 или 4, отличающийся тем, что каждый промежуточный опорный элемент (213а, 214а) содержит первую часть (812а) и вторую часть (813а), причем один конец первой части (812а) шарнирно соединен с верхней стороной поперечной боковой стенки (164а) каркаса в первой точке (178а) поворота, а противоположный конец первой части (812а) поворотно соединен со второй частью (813а) во втором шарнирном узле (815а).
6. Механизм (100) стрелки по п. 5, отличающийся тем, что механизм (200а, 201а) смещения, управляющий перемещением первой части (812b, 810b, 812a), содержит множество продольно разнесенных пар взаимодействующих клиньев (340а, 341а, 342а, 343а), каждый из которых имеет свой угол наклона.
7. Механизм (100) стрелки по п. 5 или 6, отличающийся тем, что механизм (200а, 201а) смещения, управляющий перемещением второй части (813а), содержит множество продольно разнесенных пар взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а), имеющих одинаковый угол наклона (913).
8. Механизм (100) железнодорожной стрелки, содержащий крестовину (150) стрелки, отличающийся тем, что крестовина стрелки содержит первый и второй рельсовые сегменты (144, 143), выполненные с возможностью вертикального смещения, для осуществления перевода стрелки в крестовине (150) стрелки, причем каждый рельсовый сегмент (144, 143) крестовины стрелки снабжен соответствующим механизмом (200b, 201b) смещения, посредством которого по меньшей мере один участок первого и второго рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки может быть смещен в вертикальном направлении (V) в по меньшей мере верхнее и нижнее положения, при этом каждый соответствующий механизм (200b, 201b) смещения содержит по меньшей мере одну пару взаимодействующих клиньев (311b, 312b), включающую в себя нижний клин (211b) и верхний клин (212b), причем по меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев (311b, 312b) выполнен с возможностью смещения в продольном направлении (L) механизма (100) стрелки или в направлении, по существу параллельном продольному направлению рельсового сегмента (144, 143) крестовины стрелки, соответственно.
9. Механизм (100) железнодорожной стрелки, содержащий первый и второй остряки (141, 142) стрелки и крестовину (150) стрелки, отличающийся тем, что
точка (145, 146) перевода каждого из первого и второго остряков (141, 142) стрелки выполнена с возможностью вертикального смещения для осуществления перевода стрелки в соответствующей точке (145а, 146а) перевода;
крестовина (150) стрелки содержит первый и второй рельсовые сегменты (144, 143), выполненные с возможностью вертикального смещения, для осуществления перевода стрелки в крестовине (150) стрелки);
каждый остряк (141, 142) железнодорожной стрелки и каждый рельсовый сегмент (144, 143) крестовины стрелки снабжены соответствующим механизмом (200а, 201а, 200b, 201b) смещения;
каждый соответствующий механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения содержит по меньшей мере одну пару взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а), включающую в себя нижний клин (211а, 211b) и верхний клин (212а, 212b);
упомянутая по меньшей мере одна пара взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) расположена таким образом, что относительное смещение между нижним и верхним клиньями (211а, 211b, 212а, 212b) вызывает вертикальное перемещение по меньшей мере верхнего клина (212а, 212b); и
по меньшей мере один клин из упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) выполнен с возможностью смещения в продольном направлении (L) механизма (100) стрелки или в направлении, по существу параллельном продольному направлению остряка (141, 142) стрелки, или по существу параллельном продольному направлению рельсового сегмента (144, 143) крестовины стрелки, соответственно.
10. Механизм стрелки по п. 9, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью перевода железнодорожных колес железнодорожного вагона, движущегося по рельсовому пути, расходящемуся в первом и втором направлениях (А, В), и механизм (100) стрелки содержит первую пару путевых рельсов (110), расходящуюся во вторую и третью пары путевых рельсов (120, 130), при этом:
первая пара путевых рельсов (110) содержит первый и второй наружные рельсы (111, 112), и крестовина (150) стрелки расходится в первый и второй внутренние рельсы (121, 132),
вторая пара путевых рельсов (120) содержит первый наружный рельс (111) и первый внутренний рельс (121);
третья пара путевых рельсов (130) содержит второй наружный рельс (112) и второй внутренний рельс (132);
первый остряк (141) стрелки проходит по меньшей мере частично между первым наружным рельсом (111) и крестовиной (150) стрелки; и
второй остряк (142) стрелки проходит по меньшей мере частично между вторым наружным рельсом (112) и крестовиной (150) стрелки.
11. Механизм стрелки по п. 9 или 10, отличающийся тем, что по меньшей мере одна пара взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) соединена с остряком (141, 142) стрелки или рельсовым сегментом (144, 143) крестовины стрелки таким образом, что вертикальное перемещение по меньшей мере верхнего клина (212а, 212b) превращается в вертикальное перемещение по меньшей мере одного участка первого и второго остряков (141, 142) стрелки или по меньшей мере одного участка первого и второго рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки.
12. Механизм стрелки по любому из пп. 9-11, отличающийся тем, что относительное смещение между нижним и верхним клиньями (211а, 212а, 211b, 212b) осуществляется посредством привода (176), действующего на по меньшей мере один клин (211а, 212а, 211b, 212b) или на по меньшей мере один из верхнего и нижнего клиньев (211а, 212а, 211b, 212b).
13. Механизм стрелки по любому из пп. 9-12, отличающийся тем, что каждый механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения остряков (141, 142) железнодорожной стрелки и/или рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки содержит множество пар взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а), распределенных на по меньшей мере одном участке первого и второго остряков (141, 142) стрелки и/или одном участке первого и второго рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки.
14. Механизм стрелки по любому из пп. 9-13, отличающийся тем, что по меньшей мере две из упомянутого множества пар взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) каждого механизма (200а, 201а, 200b, 201b) смещения остряков (141, 142) железнодорожной стрелки и/или рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки снабжены разными углами наклона клиньев, так что одинаковое относительное смещение в горизонтальном направлении упомянутых двух разных пар взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) вызывает разные величины перемещения в вертикальном направлении (V) соответствующей пары взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а).
15. Механизм стрелки по любому из пп. 9-14, отличающийся тем, что крестовина (150) стрелки содержит вершину (151) крестовины, и первый и второй рельсовые сегменты (144, 143) крестовины стрелки, выполненные с возможностью вертикального смещения, расположены таким образом, чтобы селективно создавать по существу непрерывный рельсовый путь от первого и второго остряков (141, 142) к вершине (151) крестовины соответственно.
16. Механизм стрелки по любому из пп. 9-15, отличающийся тем, что механизмы (200а, 201а) смещения остряков (141, 142) железнодорожной стрелки жестко прикреплены к нижней опорной конструкции механизмов (200а, 201а) смещения и к острякам (141, 142) стрелки, и/или механизмы (200b, 201b) смещения рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки жестко прикреплены к нижней опорной конструкции механизмов (200b, 201b) смещения и к рельсовым сегментам (144, 143) крестовины стрелки.
17. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 9-16, отличающийся тем, что остряки (141, 142) стрелки и/или рельсовые сегменты (144, 143) крестовины стрелки подвергаются упругой деформации в вертикальном направлении для обеспечения их требуемого вертикального смещения.
18. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 9-16, отличающийся тем, что остряки (141, 142) стрелки и/или рельсовые сегменты (144, 143) крестовины стрелки поворотно соединены посредством шарнирных узлов с первым и вторым соединительными рельсами (170, 171) соответственно для обеспечения возможности требуемого вертикального смещения остряков (141, 142) стрелки и/или рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки.
19. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 9-18, отличающийся тем, что он расположен по меньшей мере частично на по меньшей мере одном каркасе (160а, 160b), содержащем основание (161а, 161b) и по меньшей мере две боковые стенки (162, 162b), продолжающиеся из него, при этом первый наружный рельс (111) и второй наружный рельс (112) расположены на упомянутых по меньшей мере двух боковых стенках (162а, 162b), а механизмы (200а, 201а, 200b, 201b) смещения расположены по меньшей мере частично в пространстве (163а, 163b), образованном посредством основания (161а, 161b) и упомянутых по меньшей мере двух боковых стенок (162а, 162b).
20. Механизм (100) стрелки по п. 19, отличающийся тем, что он расположен по меньшей мере частично на первом каркасе (160а), по меньшей мере частично окружающем первый и второй остряки (141, 142) стрелки, и втором каркасе (160b), по меньшей мере частично окружающем крестовину (150) стрелки.
21. Механизм (100) стрелки по п. 20, отличающийся тем, что первый каркас (160а) дополнительно содержит поперечную боковую стенку (164а) рядом с корневым концом (175а) остряков (141, 142) стрелки, причем поперечная боковая стенка (164а) выполнена с возможностью создания опоры для обеспечения требуемого вертикального смещения остряков (141, 142) стрелки, при этом второй каркас (160b) дополнительно содержит поперечную боковую стенку (164b) рядом с корневым концом (175b) рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки, и поперечная боковая стенка (164b) выполнена возможностью создания опоры для обеспечения требуемого вертикального смещения рельсовых сегментов (144, 143) крестовины стрелки.
22. Механизм (100) стрелки по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поверх по меньшей мере одного из первого и второго каркасов (160а, 160b) предусмотрена крышка (421а, 421b) для по меньшей мере частичного закрытия механизмов (200а, 201а, 200b, 201b) смещения.
23. Механизм (100) стрелки по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один каркас (160а, 160b) выполнен из бетона и снабжен электрическим обогревательным устройством (420а, 420b).
24. Механизм (100) стрелки по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один каркас (160а, 160b) выполнен с возможностью обеспечения боковой опоры для по меньшей мере одного механизма (200а, 201а, 200b, 201b) смещения.
25. Механизм (100) стрелки по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения расположен по меньшей мере частично в металлическом канале (307а, 307b), обеспечивающем боковую опору для по меньшей мере одного механизма (200а, 201а, 200b, 201b) смещения.
26. Механизм (100) стрелки по п. 25, отличающийся тем, что металлический канал (307а, 307b) расположен рядом с боковой стенкой (162а, 162b) упомянутого по меньшей мере одного каркаса (160а, 160b).
27. Механизм (100) стрелки по п. 25 или 26, отличающийся тем, что металлический канал (307а, 307b) содержит стопорное устройство для обеспечения ограничения для вертикального смещения механизма смещения в направлении вверх.
28. Механизм (100) стрелки по п. 27, отличающийся тем, что стопорное устройство содержит по меньшей мере один упорный элемент (305, 306а, 305b, 306b), выступающий в металлический канал (307а, 307b) и выполненный с возможностью вхождения в контакт с механизмом (200а, 201а, 200b, 201b) смещения или промежуточным опорным элементом (213а, 214а, 213b, 214b) в верхнем положении одного из первого и второго остряков (141, 142) стрелки или первого и второго рельсовых сегментов (144, 143).
29. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 9-18, отличающийся тем, что по меньшей мере один механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения первого и второго остряков (141, 142) стрелки и первого и второго рельсовых сегментов (144, 143) расположен в каркасе (160а, 160b), который содержит основание (161а, 161b), две поперечные боковые стенки (164а, 164b) и две продольные боковые стенки (162а, 162b), охватывающие механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения.
30. Механизм (100) стрелки по п. 29, отличающийся тем, что каркас (160а, 160b) прикреплен к множеству расположенных под ним шпал (700, 701).
31. Механизм (100) стрелки по п. 30, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из шпал (700, 701), которая поддерживает каркас (160а, 160b), также поддерживает первый и/или второй наружный рельс (111, 112) механизма (100) железнодорожной стрелки.
32. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 9-31, отличающийся тем, что по меньшей мере один из первого и второго остряков (141, 142) стрелки и первого и второго рельсовых сегментов (144, 143) прикреплен к промежуточным опорным элементам (213а, 214а, 213b, 214b), соответственно, и механизмы (200а, 201а, 200b, 201b) смещения соединены с промежуточными опорными элементами (213а, 214а, 213b, 214b) и выполнены с возможностью смещения промежуточных опорных элементов (213а, 214а, 213b, 214b) в вертикальном направлении.
33. Механизм (100) стрелки по п. 32, отличающийся тем, что по меньшей мере один из промежуточных опорных элементов (213а, 214а, 213b, 214b) закрывает верхнюю поверхность внутреннего пространства (163а, 163b), образованного каждым каркасом (160а, 160b).
34. Механизм (100) стрелки по п. 32 или 33, отличающийся тем, что по меньшей мере один из промежуточных опорных элементов (213а, 214а, 213b, 214b) содержит первую часть (810b, 812b, 812а) и вторую часть (811b, 813b, 813а), причем один конец первой части (810b, 812b, 812а) поворотно соединен с верхней стороной поперечной боковой стенки (164а, 164b) каркаса в первой точке (178а, 178b) поворота, а противоположный конец первой части (810b, 812b, 812а) поворотно соединен со второй частью (811b, 813b, 813а) во втором шарнирном узле (815а, 814b, 815b).
35. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 32-34, отличающийся тем, что механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения, управляющий перемещением первой части (812b, 810b, 812а), содержит множество продольно разнесенных пар взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 340а, 341а, 342а, 343а), каждая из которых имеет свой угол наклона (913).
36. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 32-35, отличающийся тем, что механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения, управляющий перемещением второй части (811b, 813b, 813а), выполнен с возможностью вертикального смещения второй части (811b, 813b, 813а), при этом сохраняя неизменной ее горизонтальную ориентацию.
37. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 32-36, отличающийся тем, что механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения, управляющий перемещением второй части (811b, 813b, 813а), содержит множество продольно разнесенных пар взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 311b, 312b), имеющих одинаковый угол наклона (913).
38. Механизм (100) стрелки по любому из пп. 3-7 или 32-37, отличающийся тем, что механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения содержит опускающий элемент (900) управления, который соединен с расположенной под ним опорной конструкцией и промежуточным опорным элементом (213а, 214а, 213b, 214b), причем опускающий элемент (900) управления содержит звено (904) с наклонным участком и направляющий элемент (903), выполненный с возможностью направления посредством упомянутого звена (904).
39. Механизм (100) стрелки по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что механизм (200а, 201а, 200b, 201b) смещения содержит продольно проходящий элемент (915а, 915b) управления, выполненный с возможностью продольного скольжения и соединенный с возможностью передачи приводного усилия с приводом (176), причем один клин (211а, 211b) упомянутой по меньшей мере одной пары взаимодействующих клиньев (311а, 312а, 313а, 314а, 315а, 311b, 312b, 340а, 341а, 342а, 343а) прикреплен к элементу (915а, 915b) управления, а элемент (915а, 915b) управления закреплен от вертикального смещения.
40. Способ эксплуатации механизма железнодорожной стрелки по любому из пп. 9-39, отличающийся тем, что:
осуществляют перевод первого и второго остряков (141, 142) стрелки посредством вертикального смещения точки (145а, 146а) перевода первого и второго остряков (141, 142) стрелки, соответственно; и
осуществляют перевод крестовины (150) стрелки посредством вертикального смещения первого и второго рельсовых сегментов (144, 143).
