CN1774542A - 钢轨减震器 - Google Patents
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Abstract
钢轨(10)的减震器(18)包括可变形材料(20)和伸长谐振构件(20，24)，与可变形材料相比，该谐振构件为较硬材料，并将尺寸加工成在钢轨的振动频率范围内产生谐振频率，其中谐振构件包括从它开始延伸的夹子(26)，从而将谐振构件和可变形材料保持在钢轨上的位置中。夹子最好在谐振构件的横向延伸以夹紧钢轨的下侧。该夹子能够在其末端具有配合构造，以与位于钢轨的相对侧上的另一减震器的类似构造相配合。
Description
技术领域
本发明涉及钢轨减震器。
背景技术
移动铁路车辆所产生的噪音是它们使用中的主要限制，其中它将限制操作人员在居住区安装新线路，并将限制现有线路的速度和交通量。噪音往往主要是轮子/钢轨界面的滚动噪音，该噪音部分由轮子的振动引起，部分由轨道的振动引起。
由于它们在使用期间承受非常高的瞬时载荷，并必须经得起该载荷，所以这些元件不可能选择备选材料等。能够吸收振动并因此降低噪音的材料将无法在使用中继续存在任何有效的时间。已经使用弹性钢轨扣件减少养路队，并因此减小部件损伤和结构载荷振动(structure-borne)噪音。然而，由于它们往往减小轨道振动的衰减，所以对于轨道噪音具有负面效果。
EP628,660 A1公开了一轨条，其中将高质量密度的本体设置在低质量密度的可塑材料中。
我们的在先申请WO99/15732公开了一钢轨减震器，它通过使用具有调到将进行吸收的噪音频谱的两倍频率的谐振构件的减震器，适合于吸收钢轨中较宽范围的谐振频率。
发明内容
本发明涉及提供一装置，该装置用于沿着EP 628,660 A1和WO99/15732所示系统的线路减小钢轨系统所产生的轨道噪音，但是安装更加简单。
因此，我们提供钢轨减震器，它包括可变形材料和伸长谐振构件，与可变形材料相比，该谐振构件为较硬的材料，并将尺寸加工成在钢轨的振动频率范围内产生谐振频率，其中该谐振构件包括从此延伸的夹子，从而将谐振构件和可变形材料保持在钢轨上的位置中。
与粘合和固化过程相比，该夹子允许减震器在极短的时间内装配到钢轨上，并且与压接过程相比，具有较大的可信度和较小的库存。
谐振构件和可变形材料之间的关系对本发明不是至关重要的。如果需要，谐振构件可以嵌入到可变形材料中，或者通过封闭，或使表面暴露，或者该可变形材料可简单地夹在谐振构件和钢轨之间。
谐振构件是伸长的，并将通常沿着钢轨延伸。然后，夹子最好在谐振构件下侧的横向延伸，意味着它能够抓住钢轨。该夹子能够在其末端上具有配合构造，以与预先形成的配合装置相配合，或者与位于钢轨的相对侧上的另一减震器的类似构造相配合。在后一种情况下，配合构造最好对称使得两个夹子相同。
也可以包括如WO99/15732(或其他)中所述的另一谐振构件。于是，该另一谐振构件最好将尺寸加工成在钢轨的振动频率范围内产生不同谐振频率。为了实现该目的，它能够具有与第一谐振构件不同的轮廓。它能够以和第一谐振构件相同的方式嵌入到可变形材料中。
该可变形材料最好处于伸长的形式和/或连续的形式。尽管通过材料选择可以解决这些问题，但是简单地由支承谐振构件的隔绝岛(isolated island)组成的可变形材料可以不太坚固，并可以具有不适合传递振动的弹性属性。
该可变形材料可以是粘弹性的和/或橡胶或橡胶状材料。最好在成分上基本相同。
本发明也提供钢轨，上述减震器固定到该钢轨上。在这种钢轨中，减震器最好定位在钢轨上，从而覆盖钢轨的轨腹和底部之间的结合处。如果至少一个(或该)谐振构件是伸长的倾斜截面，最好具有与钢轨头部和底部的外表面之间的角度相匹配的角度，则将是有帮助的。
附图说明
现在将参照附图，利用例子描述本发明的实施例，其中：
附图1示出了用夹子保持在位置上的已知钢轨减震器；
附图2示出了组装过程中本发明的减震器的剖视图；
附图3示出了安装到位的本发明的减震器的透视图；
附图4示出了安装到位的备选减震器的剖视图；
附图5示出了本发明所述减震器的透视图。
附图6a和6b示出了本发明的夹子的互锁部件。
具体实施方式
参照附图1，示出了已知的钢轨和减震器，其中钢轨10包括较宽的底部12、轨腹14和增大的头部16。如WO99/15732所述构造的减震器18位于底部/轨腹结合的每个侧面上。它包括可变形材料的本体20，其中嵌入有两个不同剖面轮廓的伸长杆22、24。这些杆22、24以不同频率在钢轨的振动频率范围内谐振，并且形成减震器18的组合本体20和杆22、24吸收来自钢轨的较宽范围的振动频率，从而减小噪音产生。
然而，却难以将减震器18固定到钢轨10上。一种选择是将减震器粘合到位置上或者将可变形材料固化到钢轨上的位置中。这种方法产生良好的连接但是安装时间较长。附图1中所示的另一种选择是使用C形夹子26，通过将其挤压到位，使得减震器向下推到钢轨上。该夹子安装到减震器18的顶部表面和钢轨底部12的下侧上。然而，这并不安全，而且需要储存大量部件。
附图2示出了备选设计。钢轨10宽松地装配有减震器50，该减震器包括一块可变形材料52，处于伸长铁杆形式的谐振构件54嵌入到该可变形材料中。第二谐振构件56设置成不同剖面轮廓的另一伸长杆的形式。它在一侧上具有条带58，该条带由可变形材料制成并从相对侧，即一个或最好是数个夹子60延伸。在这种情况下，夹子为基本C形轮廓，并从杆56相隔一段距离开始延伸。或者，夹子可以是沿着谐振构件的长度连续。它们的尺寸加工成使得，当杆56位于块52的上表面上时，C形夹子60的远端压靠在钢轨底部的下侧上。用这种方法，一旦杆56到位，就形成已经由夹子60保持到位的两个谐振减震器。
如附图2中所示，第一谐振器54嵌入到可变形材料52中，使得只有该谐振器的一个表面暴露。它位于可变形材料52的外表面上，并因此在第一谐振器54和钢轨10之间和减震器50的上表面上具有一层可变形材料。于是，当第二谐振器56装配到位时，上表面上的层位于第一谐振器54和第二谐振器56之间。
当然也可能采用备选设置。例如，延伸的变形材料层58可能覆盖第二谐振器56的下侧，而不是位于第一谐振器54的上表面上的变形材料层上或加在它上面。
附图3示出了伸长谐振器54、56和两个夹子60的剖视图，该夹子从第二谐振器56的外表面开始延伸，还示出了C形结构，该C形结构使其下边缘延伸到钢轨底部12下面。如附图3中所示，该夹子具有一轮廓，它包括提供钢轨底部12所需间隙的向外延伸部分62，和覆盖第二减震器56和固定点之间距离的向下延伸部分64，该固定点在这种情况下是钢轨底部12的下表面，还包括与位于钢轨底部12的下侧的固定点相配合的向内延伸部分66。
附图3还示出了固定到第二谐振器上的可变形材料58，使部件68在第二谐振器56的上表面上延伸。变形材料的这个部件不希望在减震器的振动吸收属性中起到主要作用，但是可以提供装饰效果，并提供环境保护措施。
附图4示出了在钢轨10的一侧上固定到位的三体系统(three-mass system)100。第一谐振构件102和第二谐振构件104嵌入到可变形材料106中。第三谐振构件108位于可变形材料106上，并具有一个或多个夹子110，该夹子延伸到钢轨底部12下面。这些夹子将第三谐振构件108朝钢轨底部12弹性推动，并因此将第一谐振构件102和第二谐振构件104限定，以将减震器100在钢轨上保持到位。在第三谐振构件108的一端和钢轨10之间设置有小间隙，以允许第三谐振构件振动。这当然能够用一层可变形材料替代，但是通过使用间隙就避免了制造步骤。振动仍然将经过嵌入有第一谐振器102和第二谐振器104的可变形材料106传递到第三谐振器108上。
三个谐振器102、104、108都是不同横截面轮廓，因此产生具有多个谐振频率的系统。实际中，如果需要，或者如果只需要单个或两个频率的减震器的话，则某些谐振器可以匹配。
在附图4中，标准单体减震器(single-mass damper)112设置在钢轨的第二侧上。该减震器的减振频率可以与三体减震器100的减振频率相同，或者可以是第四频率。这当然能用此处所述的单体、双体(double mass)或三体减震器替代。
附图5示出了减震器120，它包括嵌入到可变形材料124中的谐振器122，并(在这种情况下)具有两个夹子126，这两个夹子从谐振器122延伸，以将谐振器夹到位置上。可以再次调整夹子的尺寸，以适应特殊设置。另一块可变形材料(未示出)可以设置在将夹到位置上的谐振器122下面。这块可变形材料能够包含调谐成相同频率或其它频率的另外谐振器。如果没有这块可变形材料，则谐振器122下面的这层可变形材料可能是有用的。
附图6a和6b示出了夹子的修改形式，该夹子可应用于上述任一各种减震器。夹子的尖端128(参见附图5)将垂直地位于钢轨底部下面。在夹住的减震器装配到钢轨的任意一侧上的位置处，将有彼此面对的两个这种夹子。如附图6a中所示，这些夹子可以形成有适合于锁定到一起的配合构造130a、130b。在附图6a和6b中，从上面示出的夹子是对称的，于是两个部件同样具有明显的优点。包括附图6a和6b的半燕尾槽形的凸轮轮廓在内，宽范围的配合构造是合适的。
用于上述部件的材料可以是具有适当属性的任何合适的材料。由于橡胶或橡胶状材料具有合适的粘弹性属性，所以可变形材料最好是橡胶或橡胶状材料。尽管如向下延伸部件64之类的夹子的部件可以是如尼龙或如塑料/铁混合物的混合物之类的不太坚硬的材料，其余部分是合适的含铁材料，如铁。
本发明所述减震器具有数个优点。尤其是；
●夹子装置代替了粘合，从而减少了安装时间
●调谐减震器能够根据需要具有两个或以上的部分
●当钢轨寿命终结时，可取下减震器
●可以取下减震器，用于钢轨维护
●减震器可以比已知设计更宽，以位于枕木之间
●由于它们能够取下用于填实操作，所以尽管仍然需要考虑如磨损的轨道/磨损的轮子之类的其他设备之间的间隙，但是减震器可以比现有设计更高
当然应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例做出多种改变。
Claims (25)
1.一种钢轨减震器，包括可变形材料和伸长谐振构件，与可变形材料相比，该谐振构件是较硬的材料，并将尺寸加工成在钢轨的振动频率范围内产生谐振频率；
其中谐振构件包括从它开始延伸的夹子，从而将谐振构件和可变形材料保持在钢轨上的位置上。
2.如权利要求1所述的减震器，其特征在于，该谐振构件嵌入到可变形材料中。
3.如权利要求2所述的减震器，其特征在于，该谐振构件封闭在可变形材料中。
4.如权利要求2所述的减震器，其特征在于，谐振构件的表面是暴露的。
5.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，夹子横向于谐振构件延伸。
6.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，通过与钢轨的下侧配合，夹子适合于将谐振构件和可变形材料保持在钢轨上的位置上。
7.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，夹子在其末端上具有配合构造。
8.如权利要求7所述的减震器，其特征在于，适合与位于钢轨的一侧上，其中该配合构造适合于和位于钢轨的相对侧上的另一减震器的类似构造相配合。
9.如权利要求8所述的减震器，其特征在于，该配合构造为对称的，从而两个夹子是相同的。
10.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，包括另一谐振构件。
11.如权利要求10所述的减震器，其特征在于，所述另一谐振构件的尺寸加工成在钢轨的振动频率范围内产生不同谐振频率。
12.如权利要求10所述的减震器，其特征在于，所述另一谐振构件具有与第一谐振构件不同的轮廓。
13.如权利要求10至12中任意一项所述的减震器，其特征在于，该谐振构件嵌入到可变形材料中。
14.如权利要求13所述的减震器，其特征在于，该谐振构件封闭在可变形材料中。
15.如权利要求13所述的减震器，其特征在于，该谐振构件的表面是暴露的。
16.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，该可变形材料处于伸长形式。
17.如权利要求16所述的减震器，其特征在于，该可变形材料是连续的。
18.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，该可变形材料是粘弹性的。
19.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，该可变形材料是橡胶或橡胶状材料。
20.如前述权利要求中的任意一项所述的减震器，其特征在于，该可变形材料的成分是基本均一的。
21.一种钢轨，该钢轨上固定有前述任意一项权利要求所述的减震器。
22.如权利要求21所述的钢轨，减震器定位在钢轨上，覆盖钢轨的轨腹和轨底之间的结合处。
23.如权利要求21或22所述的钢轨，其特征在于，至少一个谐振构件为伸长的倾斜部分。
24.如权利要求23所述的钢轨，其特征在于，该倾斜角度与轨头和轨底的外表面之间的角度相匹配。
25.基本如此处参照附图所描述的和/或附图中所说明的减震器。
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