Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukce srdcovky se zkráceným odlitkem monobloku používané u železničních výhybek.

Dosavadní stav techniky

Doposud známé a používané jako jedny z nej důležitějších a nejvíce namáhaných součástí železničních výhybek ve všech požadovaných úhlech odbočení jsou srdcovky celolité, srdcovky se zkráceným monoblokem, srdcovky Insert, srdcovky s litým klínem, s kovaným kaleným hrotem a povrchově kalenými křídlovými kolejnicemi a montované srdcovky z kolejnic, které mají rozdílné funkční a užitné vlastnosti.

Příkladem celolitých srdcovek jsou srdcovky podle CZ patentového spisu č. 282131, jejichž nevýhodou je jejich složitá výroba, náročné formování a obtížné čištění po odlití, velká spotřeba oceli na jejich zhotovení, vysoká hmotnost, zvýšené náklady na značný rozsah jejich obrábění do požadovaného geometrického tvaru, zvýšená možnost výskytu vad při obrábění. S tím souvisí také velká energetická náročnost na jejich zhotovení, která je daná rozměry odlitku srdcovky, značným rozsahem obrábění a zvýšenými nároky na opravy vad.

Nevýhodou srdcovek se zkráceným monoblokem podle CZ užitného vzoru č. 5698 je konstrukční uspořádání koncové části, které neodpovídá požadavkům na zajištění potřebné tuhosti nutné k přenosu dynamických sil vznikajících při jízdě kolejových vozidel, jejž by bránila nadměrnému namáhání v tvarovaných místech průřezu.

Příkladným provedením srdcovek Insert jsou srdcovky podle CN patentového spisu č. 102021867, jejichž nevýhodou je složité konstrukční provedení, nepříznivý přechod kola z kolejnicové oceli na litou část srdcovky v oblasti hrdla srdcovky.

Nevýhodou srdcovky s kovaným kaleným hrotem a křídlovými kolejnicemi je nižší tuhost a nižší životnost. Konstrukční řešení nenabízí potřebnou kompaktnost spojení hrotu a křídlových kolejnic, což se může projevovat uvolněním spojů.

Montované srdcovky z kolejnic podle CZ užitného vzoru č. 6952 mají nižší tuhost a podléhají rychlému opotřebení. Konstrukční řešení tohoto provedení srdcovky nenabízí potřebnou kompaktnost spojení jednotlivých částí smontovaných k sobě, což se projevuje uvolněním spojů konstrukce, ztrátou tuhosti a nižší životností.

Podstata technického řešení

Konstrukční uspořádání zkráceného monobloku přináší výhody úplných monoblokových srdcovek ve smyslu zmonolitnění a mechanické statické i dynamické, určitosti konstrukce, jejíž nosnou část v místě přechodu kol železničních vozidel přes žlábek zajišťuje monolitický odlitek, a to při zachování výhody zkráceného monobloku ve smyslu úspor drahého odlitkového materiálu a zjednodušení jeho výroby, tj. zkrácení délky odlitku a tím i omezení slévárenských vad a nákladů na rovnání a dalších souvisících výrobních nákladů.

Tyto výhody do značné míry získává srdcovka se zkráceným odlitkem monobloku nerozebíratelně spojeným na jedné straně srdcovky před začátkem odlitku monobloku se dvěma kusy přípojných kolejnic a na straně druhé s nerozebíratelně spojenými hrotovými kolejnicemi, přičemž zkrácený odlitek monobloku je nerozebíratelně spojen v místě nejširší části hrotu odlitku monobloku s hrotovými kolejnicemi, přičemž oboustranné křídlové kolejnice tvořící výběhy žlábků z odlitku monobloku a jsou rozebíratelně spojené s částí odlitku monobloku vysokopevnostními šrouby a s částí hrotových kolejnic vysokopevnostními šrouby přes vložky podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá zejména v tom, že v oblasti připojení křídlových kolejnic jsou paty odlitku monobloku zmenšeny vnitřními plynulými v délce nejméně 100 mm od vnitřní boční stěny odlitku na menší šířku nejméně 35 mm a vnějšími plynulými přechody rozšířeny v délce nejméně 100 mm od vnější boční stěny odlitku monobloku na větší šířku nejméně 70 mm při zachování tloušťky paty nejméně 14 mm v oblasti připojení.

Z hlediska provedení se jeví výhodné, když že pod opracovanou patou křídlových kolejnic jsou uspořádány s vůlí paty odlitku monobloku.

Dále se jeví výhodné, když paty odlitku monobloku, přípojné kolejnice a hrotové kolejnice jsou uloženy v jedné rovině pro vytvoření kompaktní konstrukce se statickými a dynamickými vlastnostmi.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže vysvětleno pomocí výkresů, na kterých znázorňuje Obr. 1 konstrukční řešení srdcovky se zkráceným monoblokem s optimalizovaným tvarem odlitku. Obr. 2 odlitek monobloku v detailu oblasti připojení. Obr. 3 řez A-A odlitkem monobloku před vnějším přechodem a vnitřním přechodem. Obr. 4 řez B-B odlitkem monobloku v místě rozšíření paty odlitku od vnitřní boční stěny. Obr. 5 řez C-C odlitkem monobloku v místě rozšíření paty odlitku od vnější boční stěny a Obr. 6 řez D-D odlitkem monobloku ve spojení hrotových a křídlových kolejnic vysokopevnostními šrouby přes vložky.

Příklady uskutečnění technického řešení

Technické řešení podle obr. 1 je tvořeno zkráceným odlitkem monobloku 1 nerozebíratelně spojeným na jedné straně srdcovky před začátkem odlitku monobloku 1 se dvěma kusy přípojných kolejnic 3 a na straně druhé s nerozebíratelně spojenými hrotovými kolejnicemi 4, přičemž zkrácený odlitek monobloku 1 je nerozebíratelně spojen v místě nejširší části hrotu 5 odlitku monobloku 1 s hrotovými kolejnicemi 4. Oboustranné křídlové kolejnice 7 tvořící výběhy žlábků 6 z odlitku monobloku 1 jsou rozebíratelně spojeny s částí odlitku monobloku 1 vysokopevnostními šrouby 8 a s částí hrotových kolejnic 4 vysokopevnostními šrouby 8 přes vložky 9. Jak je patrno podle Obr. 3 až 6, pro zvýšení tuhosti odlitku monobloku 1, jsou, podle Obr. 2, v oblasti 10 připojení křídlových kolejnic 7 paty 11 odlitku monobloku 1 zmenšeny vnitřními plynulými přechody 17 v délce c nejméně 100 mm od vnitřní boční stěny 15 odlitku monobloku 1 na menší šířku a nejméně 35 mm a vnějšími plynulými přechody 16 rozšířeny v délce c nejméně 100 mm od vnější boční stěny 12 odlitku monobloku 1 na větší šířku b nejméně 70 mm při zachování tloušťky paty 11 vysoké d nejméně 14 mm v oblasti 10 připojení. Hlavy 13 křídlových kolejnic 7 jsou z boční strany slícovány s vnějšími bočními stěnami 12 odlitku monobloku 1 opracováním rovnoběžně ve svislém směru. Paty 14 křídlových kolejnic 7 jsou opracovány tak, aby byla nad patou 11 odlitku monobloku 1 vůle. Paty 11 odlitku monobloku 1 přípojných kolejnic 3 a hrotových kolejnic 4 jsou uloženy v jedné rovině pro vytvoření kompaktní konstrukce se statickými a dynamickými vlastnostmi.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení lze využít u všech typů výhybek, především výhybek určených pro modernizaci železnic s vysokými nároky na tuhost a odolnost proti dynamickému namáhání a opotřebení. Technické řešení je s výhodou použitelné též u výhybek pro městskou tramvajovou dopravu.

NÁROKY NA OCHRANU