CZ25914U1

CZ25914U1 - Výhybka s prímou kolejí a odbocovací kolejí

Info

Publication number: CZ25914U1
Application number: CZ201327970U
Authority: CZ
Inventors: Dostál@Petr; Havlík@Jirí; Muzikant@Vladimír; Smolka@Marek
Original assignee: Dt-Výhybkárna A Strojírna, A. S.
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2013-10-01
Also published as: BR112015028537A2; EP2999821A1; AU2014270811A1; AU2014270811B2; WO2014187437A1; TR201807051T4; EP2999821B1

Description

Výhybka s přímou kolejí a odbočovací kolejí

Oblast techniky

Technické řešení se týká výhybky s přímou kolejí a odbočovací kolejí, u nichž jedna kolejnice každé koleje je tvořena jazykem pohyblivým k příslušné opomici.

Dosavadní stav techniky

Při průjezdu vozidla výhybkou dochází ke změně směru působení silových účinků. Při jízdě odbočovací větví výhybky působí na kolejnice kromě svislých silových účinků také velké silové účinky (vodící síly) v příčném směru. Vznikající síly jsou zachycovány výhybkovými díly a to jazyky, kolejnicemi střední části a srdcovkou. Z důvodu zajištění možnosti změny směru jízdy vozidla musí být díly výhybky konstrukčně přizpůsobeny tak, aby zajistily postupný a plynulý nájezd z přímého směru do odbočovacího směru a naopak.

Z tohoto pohledu je nej důležitějším dílem výhybky jazyk. Ve výhybkách a výhybkových konstrukcí se jedná zejména o ohnuté jazyky. Pro zajištění výše uvedené funkce je třeba, aby jazyk měl příslušný geometrický tvar. Od začátku hrotu jazyka dochází k postupnému zvětšování jeho šířky. Z toho vyplývá, že na začátku hrotu jazyk je jeho šířka nejmenší a právě v této oblasti dochází vlivem působení silových účinků k největšímu namáhání a opotřebení, které je způsobeno opakovaným dotykem (příčným silovým impulsem) na počátku zóny kontaktu jízdního obrysu kola s jazykem. Vlivem provozního namáhání zde může docházet k tvorbě převalků, vydrolování, vytahování materiálu, což může vést až k vylomení materiálu v podobě břitu o délce několika desítek centimetrů. Namáhání a intenzita opotřebení závisí zejména na geometrii, směrovém uspořádání a rychlosti, kterou je výhybka pojížděna. Proto se objevilo řešení, které spočívá ve vyhnutí opomice až o 15 mm, čímž se dosahuje nejen zesílení jazyka v inkriminované oblasti, ale i plynulejšího průjezdu vozidla výměnou s minimalizací bočního napadání jazyka okolkem. Nevýhodou tohoto řešení je nutnost použití odlišných pražců popř. kluzných stoliček v oblasti vyhnutí opomic a značné skokové rozšíření rozchodu, které může být vyhodnocováno měřícím vozem jako závada.

Jiným řešením podle EP 1516091 je to, u kterého se uvažuje s opracováním hlavy opomice. Toto opracování se provádí na opomici od místa začátku jazyka s hodnotou 0 mm a zvětšuje se až do maximální hodnoty opracování opomice. V tomto bodě dochází ke změně sklonu, tzn. ke snižování hodnoty opracování boční strany hlavy opomice až na hodnotu 0 mm. Nevýhodou je náhlý nárůst opracování boční strany hlavy opomice z 0 mm na maximální hodnotu a nedosažení maximální hodnoty zesílení jazyka v delším úseku v oblasti zvýšeného namáhání hrotu jazyka.

Podstata technického řešení

Úkolem technického řešení je ještě v co největší míře zmírnit opotřebení výhybky a dosáhnout v co největší míře toho, aby se skutečná pojezdová dráha ještě více přiblížila jízdní dráze teoreticky a aby vůči známému stavu techniky došlo k dalšímu zmenšení silových účinků vozidel a tím k prodloužení životnosti jazyka.

Toho se značnou měrou dosáhne výhybkou s přímou kolejí a odbočovací kolejí s jednou kolejnicí každé koleje tvořenou jazykem pohyblivým k opomici, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že hloubka vybrání v opomici se zvětšuje do místa počátku maximálního namáhání jazyka, načež je hloubka vybrání v úseku maximálního namáhání jazyka konstantní a od konce úseku maximálního namáhání se hloubka vybrání plynule zmenšuje k nulové hodnotě.

Je účelné, když hrot jazyka přiléhá k opomici ve vybrání v opomici, přičemž v místě počátku styku hrotu jazyka s opomici je hloubka vybrání v opomici rovna hodnotě ze vztahu d = L₅*a/(L₃+L₅),

- 1 CZ 25914 U1 kde znamená:

a - maximální velikost vybrání v opomici, d - velikost vybrání v opomici v místě počátku hrotu jazyka,

L₃ - vzdálenost mezi počátkem hrotu jazyku a počátkem maximální velikosti vybrání v opomici, L₅ - vzdálenost mezi počátkem hrotu jazyku a počátkem vybrání v opomici.

Podle zatížení je vhodné volit maximální hloubku vybrání v opomici v rozmezí 1 až 6 mm.

S ohledem na co největší možné zatížení jazyka je vhodné, když od počátku maximální hloubky vybrání se šířka jazyka převyšující vybrání zvyšuje z hodnoty 2 mm k hodnotě 15 mm na konci konstantní hloubky vybrání v opomici.

Z funkčního hlediska se dále jeví výhodné, když začátek jazyka přiléhá k opomici v hodnotách délek, které jsou definovány vztahy

L = ^(2*R*c + c²) - V2*b + b² , L2 = min. Li , L4 = 72*b + b² , L5 = min. 210mm, kde znamená:

b - šířka hrotu jazyka v místě počátku maximálního vybrání v opomici, měřená bez hodnoty zesílení o vybrání v opomici (rozměr mezi poloměrem R a tečnou k tomuto poloměru ve vzdálenosti L4), c - šířka hrotu jazyka v místě konce maximálního vybrání v opomici, měřená bez hodnoty zesílení o vybrání v opomici (rozměr mezi poloměrem R a tečnou k tomuto poloměru ve vzdálenosti L+L₄),

R - poloměr,

L - vzdálenost mezi počátkem a koncem maximálního vybrání v opomici (délka konstantního úseku zapuštění jazyka do opomice),

Li - vzdálenost mezi počátkem vybrání v opomici a počátkem maximálního vybrání v opomici, L₂ - vzdálenost mezi koncem maximálního vybrání v opomici koncem vybrání v opomici, L₄ - vzdálenost mezi počátkem maximálního vybrání v opomici a počátkem poloměru, L₅ - vzdálenost mezi počátkem hrotu jazyku a počátkem vybrání v opomici.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže objasněno s použitím výkresů, na kterých je schematicky znázorněn na obr. 1 pohled shora na část výhybky, ve které dochází k přiléhání jazyka na opomici, na obr. 2 příčný řez v místě A-A z obr. 1 a obr. 3 příčný řez podle obr. 1 v místě B-B, obr. 4 příčný řez v místě C-C podle obr. 1 a obr. 5 příčný řez v místě D-D podle obr. 1.

Příklady provedení technického řešení

Výhybka s přímou kolejí a odbočovací kolejí podle technického řešení, částečně znázorněná na obr. 1 v místě, kde k opomici 1 přímé kolejnice 2 přiléhá hrot 3 jazyka 4 odbočovací kolejnice 5. Jazyk 4 a opomice 1 jsou součástí poloviny výměny výhybky nebo výhybkové konstrukce. Jazyk 4 se může nacházet ve dvou polohách. Pokud se jazyk 4 nachází v poloze přilehlé k opomici 1, kolo neznázoměného vozidla, které jede po opomici 1, postupně najíždí na jazyk 4 a dochází k předávání zatížení z opomice 1 na jazyk 4 a současně probíhá odbočení vozidla. Pokud dojde k oddálení jazyka 4 od opomice 1, vytváří se mezi nimi volný prostor pro průjezd jízdního kola po opomici 1 do druhého směru.

Styčné plochy hrotu 3 jazyka 4 a opomice 1 jsou obrobeny zpravidla pod určitým sklonem, mohou být však obrobeny i svisle, a to tak, že na příložné straně 41 hrotu 3 jazyka 4 je v oblasti, kde dochází k největším provozním problémům s vytahováním hrotu 3 jazyka 4, zesílení hrotu 3 jazyka 4 maximální. Tato oblast se nalézá v úseku L mezi řezy B-B a C-C podle obr. 1. K zajištění zvětšení šířky hrotu 3 jazyka 4 na jeho příložné straně 41 začíná obrobení opomice 1 v místě řezu A-A před začátkem jazyka 4. Mezi řezy A-A a B-B podle obr. 1 v úseku délky Li dochází k

-2CZ 25914 Ul postupnému zvětšování hloubky vybrání 11 opomice 1 z hodnoty 0 mm na hodnotu maxima a u hrotu 3 jazyka 4 k postupnému nárůstu jeho šířky převyšující vybrání z hodnoty b = 2 mm na hodnotu c = 15 mm. Hodnota zapuštění hrotu 3 jazyka 4 do vybrání 11 opomice 1, která v nejvíce namáhané oblasti v závislosti na zatížení, může nabývat hodnot v rozmezí a = 1 až 6 mm. V úseku o délce L mezi řezy B-B a C-C je však hloubka „a“ vybrání 11 opomice 1, a tedy i zapuštění hrotu 3 jazyka 4 do opomice 1, konstantní. Za místem řezu C-C do místa řezu D-D v délce L2 se hodnota „a“ hloubky vybrání 11 opomice 1 a zapuštění hrotu 3 jazyka 4 do vybrání 11 v opomici 1 postupně snižuje na nulu.

Tvar hrotu 3 jazyka 4 a opomice 1 je dosažen obráběním z oblasti, která začíná před začátkem hrotu 3 jazyka 4 tak abychom získali maximální prodloužení oblasti postupného rozšíření rozchodu a tím k plynulejší průjezd vozidla výměnou. Délky náběhů Li a výběhů L2 musí být navrženy tak, aby byly pozvolné, umožňovaly plynulý průjezd a respektovaly danou geometrii. Navržená opatření zvětšují plochu průřezu jazyka a zvyšují šířku jazyka v oblasti, ve které dochází k největšímu bočnímu namáhání a opotřebení hrotu 3 jazyka 4 jízdním obrysem. Délka úseku konstantního zapuštění jazyka do opomice L vymezená tloušťkou hrotu jazyka převyšující hodnotu zapuštění odpovídá vztahu:

L = ^(2*R*c + c²) - >/2*b + b² , kde znamená:

b - šířka hrotu jazyka v místě počátku maximálního vybrání v opomici, měřená bez hodnoty zesílení o vybrání v opomici (rozměr mezi poloměrem R a tečnou k tomuto poloměru ve vzdálenosti L₄), c - šířka hrotu jazyka v místě konce maximálního vybrání v opomici, měřená bez hodnoty zesílení o vybrání v opomici (rozměr mezi poloměrem R a tečnou k tomuto poloměru ve vzdálenosti L+L₄),

R - poloměr

L - vzdálenost mezi počátkem a koncem maximálního vybrání v opomici (délka konstantního úseku zapuštění jazyka do opomice)

Vzdálenost počátku úseku s konstantním zapuštěním od počátku poloměru odpovídá vztahu:

L₄= V2*b + b² , kde znamená:

b - šířka hrotu jazyka v místě počátku maximálního vybrání v opomici, měřená bez hodnoty zesílení o vybrání v opomici (rozměr mezi poloměrem R a tečnou k tomuto poloměru ve vzdálenosti L₄),

R - poloměr,

L₄ - vzdálenost mezi počátkem maximálního vybrání v opomici a počátkem poloměru.

Minimální přesah počátku zapuštění před počátkem jazyka:

L₅ = min. 210 mm kde znamená:

L₅ - vzdálenost mezi počátkem hrotu jazyku a počátkem vybrání v opomici.

Hodnoty opracování hrotu jazyka a opomice jsou uvažovány v horizontální rovině umístěné 14 mm pod úrovní nejvýše umístěného bodu neopracovaného jazyka a opomice. Na vnitřní straně koleje orientované směrem do osy koleje se tento průsečík nazývá „pojížděná hrana”.

-3CZ 25914 U1

Příklad 1

Technické řešení je zvoleno pro poloměr výměny 900 m.

Začátek hrotu 3 jazyka 4 přiléhá k opomici 1 ve vybrání 11 v opomici 1, přičemž v místě styku začátku hrotu 3 jazyka 4 s opomici 1 je hloubka vybrání 11 v opomici 1 0,5 mm. Maximální hodnota a zesílení hrotu 3 jazyka 4 na jeho pří ložné straně 41 je měřeno od začátku hrotu 3 jazyka 4 je ve vzdálenosti L₃ = 1018 mm a tato vzdálenost je 3 mm přičemž maximální hodnota a zesílení hrotu 3 jazyka 4 se nachází v místě přechodu hloubky vybrání 11 v opomici i z délky Lj = 1236 mm na L = 1103 mm tzn. kdy původní šířka jazyka je 2 mm (ve vzdálenosti L) resp. 5 mm (ve vzdálenosti L + Li) se zvětšuje o uvedené 3 mm. Délky Li = 1236 mm náběhu a L₂ = 2500 mm výběhu musí být pozvolné, aby umožňovaly plynulý přejezd a respektovaly geometrii hrotu 3 jazyka 4. Popsanými úpravami opomice 1 a hrotu 3 jazyka 4 je zajištěno zvětšení plochy průřezu hrotu 3 jazyka 4 a zvětšení jeho šířky v oblasti, ve které dochází k největšímu namáhání a opotřebení hrotu 3 jazyka 4 jízdním obrysem.

Příklad 2

Technické řešení je příkladně zvoleno pro poloměr výměny 300 m.

Začátek hrotu 3 jazyka 4 přiléhá k opomici 1 ve vybrání 11 v opomici 1, přičemž v místě styku začátku hrotu 3 jazyka 4 s opomici 1 je hloubka vybrání 11 v opomici 1 3,1 mm. Maximální hodnota a zesílení hrotu 3 jazyka 4 na jeho příložné straně 41 je měřeno od začátku hrotu 3 jazyka 4 je ve vzdálenosti L₃ = 607 mm a tato vzdálenost je 5 mm přičemž maximální hodnota a zesílení hrotu 3 jazyka 4 se nachází v místě přechodu hloubky vybrání 11 v opomici 1 z délky Li = 1615 mm na L = 637,5 mm tzn. kdy původní šířka jazyka je 2 mm (ve vzdálenosti L) resp. 5 mm (ve vzdálenosti L + Lj) se zvětšuje o uvedené 3 mm. Délky Li = 1236 mm náběhu a L2 = 3170 mm výběhu musí být pozvolné, aby umožňovaly plynulý přejezd a respektovaly geometrii hrotu 3 jazyka 4. Popsanými úpravami opomice 1 a hrotu 3 jazyka 4 je zajištěno zvětšení plochy průřezu hrotu 3 jazyka 4 a zvětšení jeho šířky v oblasti, ve které dochází k největšímu namáhání a opotřebení hrotu 3 jazyka 4 jízdním obrysem.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je k využití u výhybek a výhybkových konstmkcí v oblasti železničního svršku.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Výhybka s průběžnou kolejí a odbočovací kolejí s jednou kolejnicí každé koleje tvořenou jazykem pohyblivým k opomici, vyznačující se tím, že v opomici je na straně přiléhající k hrotu (3) jazyka (4) vytvořeno vybrání (11), přičemž hloubka vybrání (11) v opomici (I) se v úseku (L,) zvětšuje z nulové hodnoty z místa ve vzdálenosti (L₅) před začátkem hrotu (3) jazyka (4) do místa počátku konstantní hloubky (a) vybrání (11) v opomici (1) a v na to navazující oblasti délky (L) je hloubka vybrání (11) opomice (1) konstantní a v na to navazující oblasti délky (L₂) se hloubka vybrání (11) opomice (1) plynule zmenšuje k nulové hodnotě, přičemž hrot (3) jazyka (4) přiléhající k opomici (1) je na straně přiléhající k opomici (1) zesílen o hodnotu vybrání (11) opomice (1), přičemž v místě začátku hrotu (3) jazyka (4) je hodnota vybrání (II) opomice (1) rovna hodnotě (d) ze vztahu d = L₅*a/(L₃+L₅) a hrot (3)jazyka (4) má v tomto místě nulovou tloušťku.
2. Výhybka podle nároku 1, vyznačující se tím, že maximální hloubka (a) vybrání (11) v opomici (1) respektive maximální hodnota zesílení hrotu (3) jazyka (4) jev rozmezí 1 až 6 mm.

-4CZ 25914 U1
3. Výhybka podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že od místa počátku maximální hloubky (a) vybrání (11) opomice (1) se šířka hrotu (3) jazyka (
4) převyšující vybrání (11) zvyšuje z hodnoty b = 2 mm v místě počátku konstantní hloubky (a) vybrání (11) opomice (1) k hodnotě c = 15 mm v místě konce konstantní hloubky (a) vybrání (11) v opomici (1).
5 4. Výhybka podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že délka úseku konstantního vybrání (a) v opomici (1) respektive délka úseku konstantního zesílení hrotu (3) jazyka (4) je definována vztahem L= ý(2*R*c + c²) - v2*b + b² , přičemž vzdálenost (L4) počátku úseku (L) od počátku poloměru odbočení (R) je definována vztahem L4 = y2*b + b²a vzdálenost (L5) počátku vybrání (11) opomice (1) před počátkem hrotu (3) jazyka (4) je defmoio vána vztahem L5 = min. 210 mm.