CN103987896A - 带有密封部的轨道垫层 - Google Patents

Abstract

一种用于为轨道提供持续支撑的细长的轨道垫层(20)具有顶面(201)和底面(201)，其中顶面(201)形成有多个间隔开的纵向沟槽(201)。在每个横向端部(204)处的顶面(201)上设有抵挡水和污物的纵向密封部(23)。当从横向端部来考虑时，该密封部(23)包括第一纵向唇部(231)、第一纵向通道(233)、第二纵向唇部(232)和第二纵向通道(234)按照这个顺序的依次布置，其中第一唇部(231)突出到顶面(201)之上，并且第一和第二通道(233、234)具有足够大的横截面尺寸以允许在使用中渗入的水能够贯穿通道流动，并且第二唇部(232)的厚度(T2)比第二通道(234)与相邻的第一沟槽之间的间距(W)小。

Description

带有密封部的轨道垫层

技术领域

本发明涉及特别是用于起重机系统的轨道的弹性轨道垫层。

背景技术

该类型的轨道通常贯穿其长度由弹性垫层持续地支撑，弹性垫层通常被插置在轨道的基部与钢底板或诸如钢梁的其他支撑件之间。底板压在混凝土基础或浆液上并且使载荷分散在该基础上。轨道通过固定至底板或固定至梁的轨道压板(rail clip)紧固。当起重机的车轮经过时，弹性轨道垫层吸收并分散作用在轨道上的集中载荷。

上述类型的轨道垫层从GB854063中可以得知，GB854063描述将垫层形成为弹性材料的薄板。在第一个示例中，垫层将在稍微含油的条件下使用，该垫层在上表面和下表面上都形成有大量的浅纵向沟槽。靠近垫层的每个边缘处以及在上表面和下表面上的重合的位置处都设有一对相邻的V形油密封脊。当垫层易于润滑并且因此存在相当多的油泄漏时，GB854063描述使薄板的顶面形成有紧密布置的大量沟槽，用于提供抵挡有害润滑进入的有效的密封，同时还提供更多的尖锐边缘以给予抵挡横向扩展的抓握力。底面与第一个示例中的设计相同。

对于这样的垫层，已经注意到的是大量沟槽没有提供有效的密封，因为每当起重机经过时，垫层发生弹性变形，弹性变形引起泵浦效应，抽吸轨道与垫层之间以及可能是垫层与底板之间的水和污物。水和污物在沟槽中积聚，并且当垫层被加载时，沟槽被压缩，由此将污物和水按压在沟槽之间的脊的顶面上。污物形成应力集中点，从而每当起重机经过时在轨道中引起高的集中应力。这导致疲劳裂纹，引起轨道系统的早期失效。

专利AT398591描述了特别是用于电车轨道的轨道垫层，其中，顶面设有纵向延伸的大量间隔开的脊，以便为轨道提供支撑。在最外面的脊上设有用于排除污物的狭窄的向上突出的唇部。

特别是在港口中起重和搬运能力的持续增加导致能够搬运更大负载的更高的起重机系统的安装，该起重机系统还以更高的速度移动。由于起重机车轮的数目和尺寸不能成比例地增大，这导致每个起重机车轮的负载量的显著增加，每个起重机车轮的负载量可能超过100吨。此外，起重机的材料节省以及由此产生的重量的减少导致了起重机结构的挠曲性/易曲性(flexibility)的增加。这些问题导致轨道系统的增加的以及新型的激励模式。已经注意到的是起重机不只是引起轨道的压缩，还增加了绕轨道的纵向的(水平的)轴线的旋转(转矩)。在具有这些新型激励模式的情况下，前述的密封方案的结果是无效的。

由此可见，专利AT398591的垫层为上述类型的轨道提供了较弱的支撑，因为轨道在空载的条件下，将会几乎仅在其边缘处由唇部支撑。这导致在起重机经过时轨道的变形增大，并因此导致轨道系统的早期失效。因此，这样的轨道垫层不适用于起重机系统。

因此，本发明的目的是提供一种特别是用于起重机系统的轨道的轨道垫层，该轨道垫层可以如密封件一样有效地抵挡水和污物的侵入，并且还提供对轨道的理想的支撑。

发明内容

根据本发明，由此提供一种轨道垫层。该轨道垫层是细长的并且至少部分地由弹性材料制成。该轨道垫层为轨道提供持续的支撑。该垫层具有顶面和底面，其中，顶面形成有多个间隔开的纵向沟槽。在每个横向端部处，在顶面上设有抵挡水和污物的纵向密封部。

根据本发明，当从横向端部来考虑时，该密封部包括依次布置(以给定的顺序)的第一纵向唇部、第一纵向通道、第二纵向唇部以及第二纵向通道。唇部和通道形成为如下。第一唇部突出到顶面之上。第一和第二通道具有足够大的横截面尺寸以在使用中允许渗入的水能够贯穿通道流动。第二唇部的厚度比第二通道与相邻的第一沟槽之间的间距小。该后一项设置允许从第二通道朝向第一通道与朝向沟槽相比获得较小的流动阻力。

这样的密封能够有效地防止水渗出到第二通道以外的任何情况，因为通道足够大以允许通过通道分散渗漏的水，并且因为第二唇部相比于沟槽间距更小，不仅防止水进一步向里渗到垫层内，还有助于将任何渗漏的水排出朝第一通道返回。

有利地，第一唇部与垫层的横向边缘相重合。替代性地，或者附加地，第一唇部能够具有不对称的横截面形状，其中厚度朝向顶部不对称地减小，大部分的厚度减小发生在第一通道的一侧。这些设置中的任一设置有助于使第一唇部横向地向外自然弯曲以易于将水排出。

阐述了本发明的另外的有利的方面。

附图说明

现在将参照附图更加详细地描述本发明的各个方面，其中：

图1示出用于高架起重机的典型轨道系统的横截面视图；

图2示出根据本发明的示例性实施方式的轨道垫层的横截面视图或侧视图；

图3是图2中的垫层的横向端部的放大图；

图4是图2中的垫层的中间部分的放大图；

图5示出根据本发明的另一个示例性实施方式的轨道垫层的横向端部的横截面视图或侧视图；

图6示出在车轮接触点附近的轨道的变形D，变形D类似于冲击波并且因此也被称为冲击波效应。竖直轴线的位置与车轮在轨道上的接触点的位置重合；以及

图7示出图3中的横向端部，其中阴影线区域V1和V2表示密封部的通道的横截面尺寸。

具体实施方式

图1示出例如在港口和使用起重及搬运设备的其他场所，用于起重机系统的典型轨道系统组件的横截面视图。在该轨道系统10中，轨道11在其基部或法兰111处并且贯穿其长度由弹性垫层12支撑，该弹性垫层12被称为轨道垫层。轨道垫层12形成轨道11与钢底板13之间的弹性层，钢底板13设置在灌浆锚固体14和混凝土基础15上并且通过锚固螺栓16紧固至灌浆锚固体14和混凝土基础15。轨道垫层12可以与轨道的基部111一样宽。底板13承受来自于轨道11和垫层12的集中载荷，并将该载荷分散于基础14上的较大区域上，因为混凝土通常太软以至于不能承受这么高的集中载荷。轨道11和垫层12通过轨道压板17固定至底板13，轨道压板17将轨道11的基部111和垫层12夹紧在底板13上。类似的配置还应用于其他适当的支撑件，例如钢梁。

起重机轨道系统要求不仅能承受高的压力载荷F，而且还要越来越多地承受高的扭转载荷R，扭转载荷R会导致轨道11绕着平行于轨道的水平轴线旋转。由于这样的旋转，垫层12上的载荷倾向于朝向一侧或另一侧转移，同时轨道压板17经历逐渐增大的释放激励。另外，由于轨道和梁腹板之间或车轮和轨道头轴线之间的偏移，支撑件本身可能会弯曲，例如梁的通道，并且为轨道摇摆和进水创造条件。

另外，由于轨道在车轮前方和后方的变形受到轨道压板的约束，因此该变形类似于冲击波，如图6所示。图6中的竖轴线与车轮在轨道上的接触点的位置重合。可以看到，在车轮的两侧都具有轨道发生正变形从而被抬起的区域。在过去，这种变形完全被轨道垫层吸收。然而，考虑到出于明显的经济上的原因而将轨道尺寸设定为容量的极限的趋势，可以注意到的是冲击波效应不再通过压缩轨道垫层来补偿，使得轨道能够从垫层上抬起，使水容易进入。

因此，最重要的是轨道垫层确保在所有环境下抵挡水和污物渗入垫层与轨道之间的有效密封。本发明通过提供具有改进的渗入抵挡能力的密封来解决该问题。

图2示出根据本发明的轨道垫层20的剖面图或侧视图。垫层20形成为具有顶面201和相对的下部面或底面202的薄板。轨道11被布置为安置在顶面201上，而垫层20的底面202搁在例如底板13上。

大量的优选为半圆形或圆整形横截面形状的纵向沟槽21形成在顶面201上，并且优选地延伸越过垫层的整个长度。沟槽21优选地有规律地间隔开来。形成于沟槽21之间的脊22特征为具有优选光滑的和可能平整的顶面221。顶面显然能够适合于轨道的基部的底面的形状。作为示例，图2所示的轨道垫层具有稍微凸起的顶面201，并且脊的顶面221与之相适应。沟槽21的尺寸将确保在加载的情况下，插置的脊22能够有效地横向扩张到沟槽21中。

底面202有利地为平的，但是可替代地为带沟槽的。

垫层20在每个横向端部203、204处的顶面上包括密封部23，密封部23纵向地延伸贯穿垫层的长度，这在图3中被更详细地示出。密封部23优选地由两个(可能更多个)依次布置的唇部231和唇部232构成，两个唇部都纵向地延伸并且分别由通道233和通道234间隔。唇部231和唇部232形成有利地上升直到顶面201之上的脊。

最外面的唇部231比顶面201高，高出的量H1有利地至少是1mm，H1有利地至少是1.5mm，H1有利地至少是2mm(从顶面201的基准线或表面沿着穿过唇部231的中线垂直测量)。这允许维持与轨道的底面有效接触，即使是轨道在变形过程中被抬起的时候。唇部231有利地上升直到最内侧的唇部232之上。

唇部231有利地设置在垫层的边缘处(在顶面201上)，这有助于在轨道放置于顶部上时使唇部231自然地横向地向外弯曲。

一种有利地改进上述效果的替代性的或附加的方式是通过对最外侧的唇部231的横截面形状作适当的设计，使得在轨道放置于顶部上时唇部231自然地横向地向外弯曲。有利地，如图3所示，这通过使唇部231朝向顶部变薄来实现。有利地，唇部的横截面形状呈现为不对称的或偏斜的，使得其在内侧(通道233的一侧)显著地凸出或具有增大的厚度(当从上往下看时)。如图3所示，唇部231的外侧的壁大约是垂直的，而内侧的壁(在通道233的那一侧)具有柔和的倾斜度。

然而，轨道与唇部231之间的轻微的接触对于有效的密封可能还不够。为此，本发明提供增加至少一个内唇部232，以及通过通道233和234为唇部231和232提供间隔。

间隔唇部231和232的通道233和234具有足够大的横截面尺寸以允许渗入的水能够自由地纵向贯穿通道流动。这意味着通道233和234的尺寸必须足够大，以使得当垫层在加载的条件下被压缩时，通道233和234不会被横向扩张的垫层的弹性材料挤塞至完全阻塞。通道必须维持在使用中有足够大的开口截面以允许水自由地流经该通道。

该足够大的通道能够缓解当垫层被压缩时渗漏的或渗入的水可能局部地施加的任何压力。实际上，假如通道太小，那么这些水不能经由通道(沿着两侧)足够快地排出，将会使得水压局部地积聚，这将有助于水进一步朝向垫层的内侧渗入。

因此，通道233和234必须保证在使用中有足够低的通流阻力。

参照图7，通道233和234有利地分别地具有横截面尺寸(面积)V1、V2，V1、V2大于或等于5mm²，有利地大于或等于6mm²。最外侧的通道233能够比内通道234大，最外侧的通道233的横截面尺寸(面积)V1有利地大于或等于7.5mm²，有利地大于或等于10mm²(一直测量至最低的毗邻的唇部或脊的顶部，如图7所示)。通道233和234有利地具有比沟槽21的尺寸(通常测量为大约3.5mm²)更大的尺寸。

通道233和234有利地布置在顶面201以下。有利地，通道233和234的底部被布置为低于沟槽21的底部。这种布置能够维持通道的开口断面，即使是在承受极端载荷的条件下沟槽21将要完全地被弹性材料挤塞的情况下(弹性材料被压缩并且横向扩张，从而挤塞沟槽)。回到图3，最外侧的通道233和内通道234的底部被布置为低于沟槽21的底部，或者至少分别比邻近最内侧通道234的第一沟槽21的底部低距离D1和D2。D1和D2有利地至少为0.5mm。可能地，但是非必须地，D1能够比D2大例如至少0.5mm，使得D1测量为总共至少1mm，并且最外侧通道233的底部布置为低于内通道234的底部。

作为示例，沟槽21可以是半径为1.5mm的半圆形的横截面。内通道234也可以是半圆形横截面，半径为2mm。最外侧通道233可以具有与内通道234相同的形状，但是其半径的中心被降低0.5mm。

有利地，通道233和234比沟槽21宽，例如宽出的量至少为1mm。

插置在通道233与234之间的内唇部232形成抵挡渗入的水的第二屏障。内唇部232能够具有与顶面201相同的高度(H2＝0)，或可替代性地更高。有利地，唇部232突出到顶面201之上的量H2至少为0.5mm，有利地至少为0.75mm，有利地至少为1mm(沿着穿过唇部232的中线测量)。

根据本发明的一个方面，内唇部232应适当地薄，至少比在相对一侧毗邻最内侧的通道234的脊222的宽度W薄。如图3所示，宽度W在内通道234的边缘与最外侧的沟槽21的边缘之间测得。由于唇部232的厚度T2相比于脊222的宽度W更小，通道234中的任何液体在经过唇部232时都将比经过脊222时经历更小的流动阻力。这样的配置确保垫层在轨道的加载下重复地扩展和压缩的过程中，存在于通道234中的水将会被偏压从而越过唇部232形成的屏障继而流入通道233中，替代越过脊222并进一步扩散到沟槽21中。

因此，密封部23能够有效地避免液体越过内通道234的任何渗入。

另一个优点是，通过使外唇部231如上文所述地向外弯曲，可以实现外通道233内的任何液体都能容易地经过外唇部231排出。

有利地，唇部232的厚度T2和唇部231的可能的厚度T1(如图3所示，在唇部的顶部测量)不超过脊222的宽度的0.6倍。有利地，厚度T2和可能的厚度T1小于或等于4mm，有利地小于或等于2mm。有利地，厚度T2小于或等于1mm，有利地小于或等于0.75mm。

在使用中，当轨道搁在垫层20上并且轨道基部被轨道压板夹紧时，唇部231和唇部232有利地布置为以如下方式进行变形，即，轨道的底面可以搁在脊22上并且与脊22相接触。

根据本发明的另一个方面，可以为内唇部232提供附加的弹性。这通过在薄板下面在与内唇部232相对应的位置处设置空隙空间而实现。在内唇部被上升至顶面201的脊22之上的情况下，该方面将会特别有用。在下面的空隙空间允许内唇部被轨道向下按压。该内唇部将会维持与轨道的接触，因为当轨道被任何的旋转提升时或者当起重机经过使得轨道被抬起的时候内唇部将会弹起。

有利地，如图3所示，通过在底面202上形成与内唇部232相对应的纵向沟槽或凹部238获得弹性。凹部238在横向边缘的一侧将有利地由支撑唇部或脊237限定，该支撑唇部或脊237将密封部23支撑在底板上。在凹部238的另一侧，支撑由底面202提供。

有弹性的外唇部231以及有弹性的内唇部232的另一个优点是它们能够朝向轨道压板17偏压轨道的法兰或基部，从而确保全时有效的夹紧力。

在底面202上介于凹部238与横向边缘之间可能而非必要地设有第二纵向沟槽或凹部239。凹部239与沟槽233一起限制外密封唇部231与内密封唇部232各自之间的垫层，从而改进外唇部231的偏斜。因此，外唇部231可以增加高度从而确保与轨道更好的接触。这将不会对轨道支撑的一致性产生负面影响。

凹部238能够产生类似的效果。

凹部239有利地由支撑脊236限定在垫层的横向边缘的一侧。因此，通过两个依次布置的凹部238和凹部239，在底面202上创建一对依次布置的支撑脊236和支撑脊237。脊236和脊237能够有助于将密封部23支撑在底板上。

有利地，最外侧的支撑脊236突出到底面202以下，例如至少突出到底面202以下1mm。可能地，最内侧的支撑脊237也突出到底面202以下，同时最外侧的脊236优选地延伸到最内侧的脊237以下。在这种情况下，脊236和可能的脊237充当抵挡水和污物侵入垫层与底板之间的双密封。支撑脊236和支撑脊237各自的厚度T3和T4能够等于唇部231和唇部232的厚度T1和T2。厚度T4能够比厚度T3小。

图5示出根据本发明的另一个轨道垫层50的横向端部的剖视图或侧视图。与图2至图3中的垫层的区别在于由凹部538和凹部539形成的支撑脊536和支撑脊537与底面202共面。支撑脊536和支撑脊537各自的厚度T5和T6能够稍微大于图3所示的T3和T4。垫层50的其他特征保持相同并且以相同的附图标记表示。

在后一种情况下，其中支撑脊536和支撑脊537不突出到底面202以下，通过使唇部231、232充分地突出到顶面201以上能够确保底面202的密封，从而使得在操作中，支撑脊被轨道基部和轨道压板按压在诸如底板的下层支撑件上。

如从图3和图5中可以看到的，在内密封唇部232的中面300与底面202上的内凹部238、538的中面301、501之间不需要有精确的对应关系。重要的是大约在内唇部232以下的位置提供有空隙空间，允许唇部232由于垫层材料的弹性而向下运动。作为示例，相比于密封唇部232本身的中面，凹部538的中面501能够朝向垫层中心转移。

如从图2中可以看到的，在不考虑沟槽21的情况下，顶面201能够是倾斜的，倾斜方式为高度朝向垫层的中面24稍微增加。斜坡能够是直线的或是曲线的(凸起的)，角度(切向的)有利地落在从0°到1.2°的范围内。该形状显然与轨道基部的底面的形状相适应。

如图4中更详细地示出的，在靠近并且对称于垫层20的中面24的中心区域25中，在不考虑沟槽21的情况下，顶面201能够是反向地倾斜的，倾斜方式为高度朝向中面24稍微降低。相对于中线24对称布置的脊251至253的顶面以朝向中线24增大的各距离E1、E2、E3被布置在顶面201的基准线205以下。换句话说，在不考虑沟槽21和密封部23的情况下，垫层的厚度从横向端部203、204开始朝向中面24稍微增大，接着在到达中面24之前在中心区域25中减小。

在中心区域25中，在被压下的脊251至253之间的一些沟槽254也会被降低。沟槽254的底部相对于中心区域25之外的沟槽21的底部被降低。在图4的示例中，沟槽具有半径为r1的敞开的圆形横截面，并且可以看到的是半径r1的中心取在基准线25以下离基准线25的距离为G1和G2的位置。

中心区域25在中面24的两侧延伸的距离能够是轨道垫层的宽度的大约10％至大约30％，有利地为大约20％。

倾斜方式类似于八字胡的顶面的上述形状避免了轨道仅集中地承受载荷，例如(非有意的)稍微凸起的轨道底面的情况。轨道由具有该形状的垫层沿着位于中面24两侧的两条纵向的线或区域支撑。这样既允许吸收轨道的底面的尺寸误差，又允许在轨道的水平旋转(转矩)的过程中为轨道提供理想的支撑。

已知通过将优选的钢箔26嵌入到弹性材料的薄板中来增强垫层20、50。该增强结构26避免垫层在加载的情况下过度伸长，并且增强结构26有利地一直延伸到密封部23之前。假设能够确保这些唇部的弹性和/或变形，增强结构26也能够部分地在一个或更多个密封唇部231、232的下面延伸。

垫层的宽度基于对应的轨道的基部的宽度决定，由于考虑到基部的边缘的圆角，因此垫层的宽度通常与基部的宽度一致。

根据本发明的垫层有利地由诸如橡胶材料的弹性材料制成，优选为丁腈橡胶(NBR)，并且能够通过挤压或通过模塑的方法制造。

Claims (15)

1.一种用于为轨道(11)提供持续的支撑的轨道垫层(20、50)，所述轨道垫层(20、50)是细长的并且至少部分地由弹性材料制成，并且具有顶面(201)和底面(202)，其中，所述顶面(201)形成有多个间隔开的纵向沟槽(21)，并且其中，在每个横向端部(203、204)处，抵挡水和污物的纵向密封部(23)设在所述顶面(201)上，

其特征在于，当从横向端部来考虑时，所述密封部(23)包括第一纵向唇部(231)、第一纵向通道(233)、第二纵向唇部(232)以及第二纵向通道(234)按照这个顺序的依次布置，其中，所述第一唇部(231)突出到所述顶面(201)以上，并且所述第一通道(233)和所述第二通道(234)具有足够大的横截面尺寸(V1、V2)以允许在使用中渗入的水能够贯穿所述通道流动，并且其中，所述第二唇部(232)的厚度(T2)比所述第二通道(234)与相邻的第一沟槽之间的间距(W)小，以便从所述第二通道(234)朝向所述第一通道(233)相比于朝向所述沟槽(21)获得更小的流动阻力。

2.根据权利要求1所述的轨道垫层，其中，所述第一唇部(231)与所述垫层(20、50)的横向边缘重合。

3.根据权利要求1或2所述的轨道垫层(20、50)，其中，所述第一唇部(231)具有呈现为厚度朝向顶部不对称地减小的横截面形状，使得大部分厚度减小发生在朝向所述第一通道(233)的一侧。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的轨道垫层，其中，所述第一通道(233)和所述第二通道(234)具有大于或等于5mm²的横截面面积(V1、V2)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的轨道垫层，其中，所述第一唇部(231)突出到所述顶面(201)以上至少1mm。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的轨道垫层，其中，所述第二唇部(232)突出到所述顶面(201)以上，并且所述第一唇部(231)优选地突出到所述第二唇部(232)以上。

7.根据权利要求6所述的轨道垫层，其中，所述底面(202)成形为在基本上与所述第二唇部(232)相对应的位置处在所述垫层(20、50)的下面形成纵向空隙(238、538)，以允许所述第二唇部(232)向下运动。

8.根据权利要求7所述的轨道垫层，其中，所述纵向空隙由设在所述底面(202)上的第一凹部(238、538)形成。

9.根据权利要求8所述的轨道垫层，其包括第一支撑脊(237、537)，所述第一支撑脊(237、537)位于所述第一凹部(238、538)的朝向所述垫层(20、50)的横向边缘的一侧，以至少部分地支撑所述密封部(23)。

10.根据权利要求9所述的轨道垫层，其包括：

-第二凹部(239、539)，所述第二凹部(239、539)设在所述底面(202)上并且插置在所述第一支撑脊(237、537)与所述垫层(20、50)的所述横向边缘之间，以及

-第二支撑脊(236、536)，所述第二支撑脊(236、536)位于所述第二凹部(239、539)的朝向所述垫层(20、50)的所述横向边缘的一侧。

11.根据权利要求9或10所述的轨道垫层，其中，所述第一和/或所述第二支撑脊突出到所述底面(202)以下。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的轨道垫层，其中，在不考虑所述沟槽(21)的情况下，所述顶面(201)形成有布置在中间的纵向凹区(25)。

13.根据权利要求12所述的轨道垫层，其中，在不考虑所述沟槽(21)和所述凹区(25)的情况下，所述顶面(201)朝向竖直中面(24)倾斜。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的轨道垫层，其包括优选地嵌入的增强薄板(26)。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的轨道垫层(20、50)在起重机系统的轨道组件(10)中的使用。