УЗЕЛ ШПАЛЬНОГО БЛОКА ДЛЯ СИСТЕМ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ
CROSSTIE BLOCK UNIT FOR RAILWAY SYSTEMS

Изобретение относится к узлу шпального блока для систем рельсового пути, состоящего из шпального блока и шпального башмака, который частично окружает шпальный блок, при этом шпальный блок имеет верхнюю часть и нижнюю часть с поверхностями боковых стенок и нижней поверхностью, и при этом верхняя часть является более длинной и больше, чем нижняя часть, так что образует уступ между верхней частью и нижней частью.
Узлы шпального блока применяются в так называемых сплошных подрельсовых основаниях, которые все в большей степени предпочтительны, чем так называемые балластированные пути, поскольку они позволяют улучшить характеристики пути в отношении достижимых скоростей и снизить эксплуатационные затраты. Такие узлы шпального блока обычно содержат блок, выполненный из бетона, башмак, обычно выполненный из формованной резины, который принимает блок, и упругую эластомерную прокладку, которая расположена между нижней частью блока и нижней частью башмака. На верхней стороне блока расположена крепежная система для рельса. Башмак заключен в оболочку из бетона.
В патенте DE10196374B4 объясняется, что в таких узлах шпального блока отношение динамической жесткости к статической жесткости увеличивается при вертикальном перемещении блока, и вследствие этого деформации эластомерной прокладки при динамических нагрузках препятствует взаимодействие между блоком и стенкой башмака, и что данное взаимодействие представляет собой явление, известное как клиновой эффект. Упомянутый патент затем описывает решение для устранения клинового эффекта без уменьшения поперечного сопротивления пути, и для уменьшения отношения динамической жесткости к статической жесткости. Очевидно, что жесткость и демпфирующие свойства узлов шпального блока подвергаются негативному воздействию, когда вода, пыль, грязь, цементное молочко или тому подобное попадает в пространство между блоком и башмаком, в особенности, когда проникающая вода замерзает. Поэтому уже были предложены меры, направленные на герметизацию пространства между блоком и башмаком.
Со ссылкой на патенты EP1017906B1 и DE4335516A1 показан шпальный блок, имеющий частично окружающий его шпальный башмак, в котором упругая уплотнительная кромка, лежащая на, по существу, вертикально ориентированной внешней стенке шпального блока, расположена на верхнем краю шпального башмака. Данные расположения имеют недостатки, которые связаны с тем, что во время вертикальных перемещений шпального блока уплотнительная кромка трется о внешнюю стенку шпального блока и вследствие этого подвергается такому износу, что герметизирующий эффект со временем снижается. Со ссылкой на патент EP0915202A1 описан шпальный блок и узел шпального башмака, в котором последний имеет окружное уплотняющее устройство на своем верхнем краю, которое герметично сцеплено со специальной окружной канавкой в шпальном блоке. Данная канавка усложняет изготовление шпального блока. Наконец, патентная заявка FR2840330A1 описывает шпальный блок и шпальный башмак в сборе, в которой последний имеет относительно сложное уплотняющее устройство на своем верхнем краю, которое выполняется с помощью сыпучего уплотняющего материала.
На фоне данного предшествующего уровня техники задачей изобретения является создание узла шпального блока упомянутого в предисловии типа, в котором уплотняющее устройство имеет простую конструкцию и тем не менее подвергается незначительному износу при эксплуатации.
Согласно изобретению данная задача достигается тем, что на верхнем краю шпального башмака расположена проходящая вверх и наружу окружная уплотнительная кромка, которая лежит на уступе.
В частности, данное изобретательское решение предлагает преимущество, заключающееся в том, что во время вертикальных перемещений шпального блока в шпальном башмаке уплотнительная кромка деформируется, по существу, вертикально в диапазоне упругой деформации, а не трется о внешнюю стенку шпального блока как в известных узлах шпального блока. Таким образом, уплотнительная кромка подвергается пониженному износу, так что уплотняющий эффект сохраняется на более длительный период и узлы шпального блока имеют больший срок службы.
Согласно одному варианту осуществления изобретения уступ образует контактную поверхность, участки которой ориентированы, по меньшей мере, приблизительно параллельно нижней поверхности. Данная контактная поверхность сжимает уплотнительную кромку вертикально, когда шпальный блок вдавливается в шпальный башмак.
Согласно дополнительному варианту осуществления область стыковки между боковыми стенками нижней части и уступом выполнена закругленной. Уплотнительная кромка предпочтительно располагается в данном закругленном участке так, что в результате получается относительно большая область контакта между уплотнительной кромкой и шпальным блоком.
Согласно дополнительному варианту осуществления на шпальном башмаке в области основания уплотнительной кромки обеспечен окружной направленный наружу выступ. С одной стороны, данный выступ служит в качестве указателя уровня бетона, в котором узлы шпального блока должны быть заключены в оболочку, и с другой стороны, выступ образует прочное основание для уплотнительной кромки.
Наконец, согласно дополнительному варианту осуществления, как нижняя часть шпального блока, так и шпальный башмак уменьшаются по длине и ширине от верха к низу. Это позволяет заменять заключенные в оболочку узлы шпального блока без вскрытия окружающего бетона.
Примерный вариант осуществления изобретения будет описан более подробно далее в данном документе посредством примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид частичного разреза длинной стороны узла шпального блока.
Фиг.2 - вид частичного разреза короткой стороны того же узла шпального блока.
Фиг.3 - деталь на фиг. 1 или 2, соответственно, в увеличенном масштабе.
Фиг.1 и 2 показывают частичный разрез на видах сбоку варианта осуществления узла 1 шпального блока согласно изобретению, показывающий длинную и короткую стороны узла 1 шпального блока, соответственно, который имеет, по существу, прямоугольный вид сверху. Кроме уплотнительной кромки 14, которая будет описана ниже, узел 1 шпального блока соответствует блоку, описанному в документе DE10196374B4, и состоит из шпального блока 2, выполненного из бетона, и шпального башмака 3, который окружает последний на части своей высоты и выполнен из эластомерного материала, предпочтительно из резины. Шпальный блок 2 имеет верхнюю часть 4 с несущей поверхностью 5 для средства крепления рельса (не показано). Шпальный блок 2 дополнительно содержит нижнюю часть 6, которая является более короткой и узкой, чем верхняя часть 4, так что между верхней частью 4 и нижней частью образован уступ 10. Поверхности боковых стенок 7 нижней части 6 немного наклонены так, что длина и ширина нижней части 6 уменьшаются в направлении дна. Это позволяет заменять узел 1 шпального блока без необходимости вскрытия окружающего бетона. Ссылочная позиция 8 обозначает нижнюю поверхность шпального блока 2. Вышеупомянутый уступ 10 образует окружную контактную поверхность, внешняя часть которой ориентирована, по меньшей мере, приблизительно параллельно нижней поверхности 8, и функция которой будет объяснена ниже. Стык 9 между поверхностями боковых стенок 7 и уступом 10 выполнен предпочтительно закругленным, как показано.
Шпальный башмак 3 имеет четыре боковые стенки 11 и дно 12, и между нижней поверхностью 8 шпального блока 2 и дном 12 шпального башмака 3, расположена упругая вкладка 15, которая при эксплуатации под нагрузкой, позволяет вертикальное перемещение шпального блока 2 в шпальном башмаке 3. На внешних стенках 11 шпального башмака 3 расположен горизонтально проходящий выступ 13, который служит ориентиром уровня бетона, который должен быть виден, когда узел 1 шпального блока заключается в оболочку, и показан на фиг.1 и 2 линией 16.
Как видно особенно отчетливо на увеличенном подробном виде на фиг.3, окружная уплотнительная кромка 14 расположена на верхнем крае шпального башмака 3, свободный конец которого проходит наружу и лежит на нижней стороне контакной поверхности, образованной уступом 10. При эксплуатации, когда шпальный блок 2 перемещается вертикально и вкладка 15 сжимается, уплотнительная кромка 14 упруго изгибается контактной поверхностью, в то же время всегда оставаясь в контакте с контактной поверхностью и тем самым надежно уплотняя пространство между шпальным башмаком 3 и шпальным блоком 2. Упругое изгибающее перемещение создает относительно небольшое трение между уплотнительной кромкой 14 и шпальным блоком 2 так, что узлы шпального блока согласно изобретению имеют более долгий срок службы, чем известные узлы шпального блока, несмотря на их более простую конструкцию.
Список ссылочных позиций
1 узел шпального блока
2 шпальный блок
3 шпальный башмак
4 верхняя часть
5 несущая поверхность
6 нижняя часть
7 поверхности боковых стенок нижней части
8 нижняя поверхность нижней части
9 стык
10 уступ
11 боковая стенка шпального башмака
12 дно шпального башмака
13 выступ
14 уплотнительная кромка
15 вставка
16 линия (уровень бетона)