CZ68799A3 - Ocelový železniční pražec a způsob jeho výroby - Google Patents

Description

Vynález se týká takovýchto pražců.

Dosavadní stav techniky • ·

ocelových železničních pražců a způsobů výroby

Pražce jsou součástí pružných nosných systémů pro vedení vlaků. Jejich hlavní funkcí je udržovat rozchod a sklon nesených kolejnic. Pražce dále napomáhají udržovat jak laterální, tak i vertikální tolerance trati. Pražce rovněž přenášejí zátěž do nosného štěrkového lože v ploše, která je podstatně větší než je plocha v níž působí kolo vlaku. Štěrkové lože musí zatížení dále přenášet do podzákladí, které leží pod štěrkovým ložem, a to bez deformace tohoto podzákladí. Pražce musí dále udržovat stabilitu kolejové trati při průjezdu vlaků a udržovat tuto stabilitu bez ohledu na probíhající změny teploty. Tento znak se stává důležitějším v případě použití kontinuálních svařovaných kolejí.

Menší část ze v současné době používaných pražců je vyrobena z oceli. Použitím těchto pražců se dosáhne menších montážních nákladů oproti použití tradičních pražců vyrobených z betonu a ze dřeva. Ocelové pražce mají vpodstatě průřez obráceného žlábku, jsou relativně snadno transportovatelné, vyžadují méně nákladné zařízení pro jejich instalaci, nepotřebují opakované zaštěrkování a potřebují v důsledku svého tvaru menší hloubku štěrkového lože. Při jejich použití lze zkrátit a předem stanovit čas potřebný pro stavbu trati. Jejich relativně nižší hmotnost ve srovnání s tradičními betonovými nebo dřevěnými pražci usnadňuje manipulaci a jejich montáž. Jsou také méně citlivé na zvětšení rozchodu a na poškození vykolejením. Tyto pražce lze opravovat a mají rovněž cenu jako šrot.

• · • · · · • · · ·

Známé ocelové pražce se vyrábějí tvářením za tepla, což má za následek poměrně vysoké výrobní náklady. Pro dosažení požadovaného zpevnění je nutné provést větší počáteční pěchování.

Jelikož se použitím těchto pražců dosáhne žádoucí velké odolnosti proti laterálnímu pohybu, je obtížnější při rektifikaci trati přemisťovat kolejnice na ocelových pražcích.

Ocelové pražce s krabicovitým průřezem jsou popsány ve spise DE-A-2 951 272. Otevřené konce těchto pražců jsou uzavřeny přivařením ocelových desek nebo tvarovkami z vyztuženého betonu nebo z plastů. Dutý vnitřek krabicovitého průřezu je vyplněn izolačním materiálem, například směsí pojivá a vody nebo pryžovým elastomerem.

WO 89/10450 popisuje ocelové železniční pražce mající průřez obráceného žlábku, které zahrnují blokovací prvky připojené k, a zavěšené na spodní straně horního nosného povrchu pražce. Tyto prvky zahrnují směrem dolů orientované součásti, které při použití pražce zajišťují laterální stabilitu pražce.

Oba popsané pražce však mají vpředu uvedené nevýhody.

Podstata vynálezu

Tento vynález si klade za cíl vytvořit ocelový železniční pražec, který překoná, nebo alespoň zmenší výše uvedené nevýhody pražců známých.

Vynálezem je vytvořen ocelový železniční pražec mající průřez obráceného žlábku a koncové desky pro volitelné uzavření otevřených konců pražce. Podstata vynálezu spočívá v tom, že koncové desky jsou vpodstatě vertikálním pohybem směrem dolů oddělitelně spojitelné jedna s každým otevřeným koncem pražce a se stranami pražce skloněnými dolů a ven od horní, kolejnice nesoucí, plochy pražce a v tom, že pražec je vyroben tvářením pásové oceli za studená.

·· ···· ·· ···· ·· ·· • · · · · ···· • · · · · ·· ······ ······· · · ···· ·· ·· ·· ·· ··

Koncové desky jsou vyrobeny jako zapadávající do své polohy. Pražec je vyroben lisováním za studená nebo válcováním za studená. Koncové desky mohou být rovněž vyrobeny tvářením ocelového pásu za studená.

Hloubka každé koncové desky je přitom větší než hloubka strany pražce.

Pražec a/nebo koncové desky mohou být vyráběny z měkké oceli nebo nerezavějící oceli nebo z legované oceli s vysokou pevností. Jestliže jsou vyráběny z nerezavějící oceli, může být provedeno kuličkování povrchu, nebo může být vytvořen antikorozní povlak, který zabrání korozi napětím.

Volný konec každé strany pražce je ohnut směrem ven a vzhůru tak, aby se vytvořil okraj.

Na vrcholu každé koncové desky je možno vytvořit otvor, kterým může procházet štěrk. Alternativně, nebo navíc, lze vytvořit pražec na, nebo v blízkosti jeho jednoho nebo všech konců tak, že bude zahrnovat otvor, kterým může procházet štěrk.

Pražec může být opatřen zúženou částí mající zmenšenou šířku. Tato zúžená část může být umístěna obecně ve středu délky pražce.

Vnitřek středové části pražce pak může být vyplněn materiálem zabraňujícím vnikání štěrku do této středové oblasti. Tímto materiálem může být zvuk pohlcující materiál a může zahrnovat expandovanou polyuretanovou pěnu. Alternativně, nebo navíc, mohou být vnitřní stěny pražce alespoň částečně pokryty zvuk pohlcujícím materiálem.

Další stránkou vynálezu je vytvoření způsobu výroby ocelového železničního pražce s průřezem obráceného žlábku s otevřenými konci a koncových desek tohoto pražce. Způsob zahrnuje kroky tváření ocelového pásu za studená do požadovaného průřezu obráceného žlábku a na požadované rozměry koncových desek a na každé koncové desce a/nebo každém otevřeném konci pražce vytvářející prostředky pro upevnění koncových desek a tím pro uzavření otevřených konců pražce, Uvedené prostředky přitom umožňují spojení koncové desky a pražce ve směru vpodstatě vertikálně dolů.

• · • · • ·

Další stránkou tohoto vynálezu je vytvoření železničního pražce s průřezem obráceného žlábku vyrobeného tvářením ocelového pásu za studená, s koncovými deskami odnímatelně připojenými ke každému konci pražce a uzavírajícími tento konec, kolejnice nesené horní plochou pražce a příchytky z pružinové oceli připevňující kolejnici k pražci. Příchytka přitom zahrnuje první opěrnou plochu pro záběr s horní plochou pražce, druhou opěrnou plochu pro záběr se spodní stranou plochy pražce nesoucí kolejnici a smyčkovitý úsek ležící mezi uvedenou první a druhou opěrnou plochou, který při použití příchytky zabírá s horní plochou paty kolejnice. Dále jsou vytvořeny prostředky pro vyvození síly na vnitřní plochy uvedeného smyčkovitého úseku příchytky, které zvětšují vzdálenost mezi nimi, čímž se po vložení izolačního materiálu mezi protilehlé plochy smyčkovitého úseku a paty kolejnice a po uvolnění síly vyvozované uvedenými prostředky vytvoří požadovaný záběr opěrných ploch s kolejnicí a smyčkovitého úseku příchytky s patou kolejnice.

Izolační materiál je výhodně předem vytvarován tak, aby odpovídal horní ploše paty kolejnice.

Ještě další stránkou vynálezu je vytvoření způsobu připojení kolejnice k pražci s průřezem obráceného žlábku vyrobenému tvářením ocelového pásu za studená, zahrnujícímu oddělitelné koncové desky a používajícímu příchytky z pružinové oceli Způsob přitom zahrnuje kroky umístění ramene příchytky do záběru s pražcem tak, že opěrná plocha ramene je v kontaktu se spodní stranou kolejnici nesoucí plochy pražce v blízkosti jeho okraje, umístění druhé opěrné plochy příchytky do kontaktu s horní plochou pražce, umístění smyčkovitého úseku příchytky mezi rameno a druhou opěrnou plochu tak, že její spodní strana leží nad patou kolejnice, vložení rozpínacího nástroje do smyčkovitého úseku a nakládání s ním tak, aby se zvětšila šířka smyčky a tím zvětšila vzdálenost mezi smyčkou a patou kolejnice, vložení předem vytvarované izolace mezi smyčku a patu kolejnice a konečně uvolnění rozpínacího nástroje pro vyvolání pevného záběru dvou opěrných ploch s pražcem a pevného záběru smyčky s patou kolejnice.

Příchytka může mít v půdoryse obecně tvar písmene „U“, přičemž každé rameno „U“ vytváří uvedenou první opěrnou plochu a uvedený smyčkovitý úsek a středový úsek „U“ tvoří uvedenou druhou opěrnou plochu.

• · · · ·· · · · « • · · · · » · · · · • · · · ·

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v následující části popsán na příkladu s odkazy na připojené schematické výkresy, kde:

Obr. 1 zobrazuje půdorys pražce podle tohoto vynálezu;

Obr. 2 znázorňuje řez vedený podél čáry II-II z Obr. 1;

Obr. 3 je perspektivní pohled na konec pražce zobrazeného na Obr. 1 a Obr. 2 s volitelně umístěnou a odnímatelnou koncovou deskou;

Obr. 4 je pohled v řezu ve zvětšeném měřítku zobrazující detail pražce a koncové desky z Obr. 3;

Obr. 5 a Obr. 6 zobrazují půdorys a bokorys upevňovací příchytky pro upevnění kolejnice k pražci z Obr. 1 a Obr. 2;

Obr. 7 a Obr. 8 zobrazují v řezu alternativní upevňovací prostředky pro připevnění kolejnice k pražci podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Pražec 1_ zobrazený na Obr. 1 a Obr. 2 má při svém používání průřez obráceného žlábku, který je na svých koncích otevřen. Strany 2 pražce 1 jsou skloněny směrem dolů a ven a svírají tak čelní úhel nezbytný pro dosažení žádoucí stability pražce a jeho odolnosti proti vertikálnímu tahu. Čelní úhel je volen také s ohledem na dosažení větší hustoty nastohovaných pražců bez toho, že by docházelo ke vzniku tření, které by mělo za následek přilepení sousedících nastohovaných pražců. Hloubka každé strany pražce je, s cílem obklopení většího množství štěrku, větší než je tomu u běžných za tepla válcovaných výrobků. Každá podélná strana pražce je ohnuta směrem ven a vzhůru, čímž je vytvořen okraj 3 zvětšující pevnost tohoto pražce a jeho odolnost proti vertikálnímu tahu.

Jak lze vidět na Obr. 3 a na Obr. 4, jsou otevřené konce pražce uzavřeny oddělitelnými, vpodstatě vertikálními koncovými deskami 4, které jsou k pražci připevněny odnímatelně pomocí ustavovacích příchytek 5. Ty jsou vytvořeny na každé straně koncové desky a zabírají se zajišťovacími chlopněmi 6 vytvořenými na každé koncové hraně pražce. Připojení koncových desek k pražci se provádí buď automaticky nebo za použití speciálního ručního nářadí. Koncové desky tak mohou být odděleny pouze za použití speciálního nářadí, čímž se zvýší jejich odolnost při podbíjení. V koncových deskách nebo na koncích pražce jsou vytvořeny otvory 7, které umožňují vpravení štěrku do vnitřku pražce. Jak je vidět na výkrese, zahrnují tyto otvory zářezy vytvořené na volných koncích horní, kolejnice nesoucí, plochy pražce.

Jak je vidět na Obr. 1, zahrnuje pražec 1 středovou část 8, která je zúžena. Toto zúžení má za následek větší obklopení štěrku natlačeného do vnitřku pražce a zároveň zmenšuje množství štěrku, které je nutno použít pro vyplnění vnitřku pražce. Na některé nebo na všechny vnitřní plochy pražce je možno nanést zvuk tlumící materiál. Podobný materiál lze použít i ve středové části 8, a to nejen pro vytvoření zvukové izolace, ale také pro zabránění průchodu štěrku do této středové oblasti pražce. Jedním takových vhodných materiálů je expandovaná pěnová hmota, například polystyrén.

V horní ploše pražce jsou dále vyraženy otvory 9, které jsou určeny pro přijetí upevňovacích příchytek, které připevňují kolejnice k pražci. Způsob připevnění kolejnice k pražci bude dále popsán v souvislosti s popisem Obr. 5 až Obr. 8. Poloha kolejnic 10, které mají být pražcem neseny, je na Obr. 1 znázorněna čerchovanými čarami.

Z Obr. 3 je zřejmé, že každá koncová deska 4 přečnívá směrem dolů přes boční stěny 2 pražce. Zvětšuje se tím laterální stabilita pražce, zmenšuje se množství loživa po jeho stranách a umožňuje se rektifikace pražce pouhým odstraněním koncových desek.

Průřez pražce, který má tvar obráceného žlábku, je vytvořen tvářením ocelového pásu za studená. U jednoho příkladného způsobu výroby pražce prochází ocelový pás před svým nastřiháním na vhodnou velikost pro tváření za studená ze svitku přes rovnací zařízení. Pražce lze tvářet jednotlivě nebo několik najednou bud • · · · • · v podélném směru pásu, nebo v příčném směru pásu. Odpadní materiál vznikající při dělení pásu může být přiváděn do druhého lisu, který je určen pro výrobu koncových desek 4. Alternativně mohou být koncové desky vyráběny tvářením za studená z vhodně tvarovaných ocelových pásů v doplňkové operaci.

Absence svařování v procesu výroby pražce podle vynálezu minimalizuje jeho výrobní náklady.

Při instalaci pražců podle tohoto vynálezu na připravené štěrkové lože může být každý pražec, v důsledku svého tvaru a otevřených konců, jednoduše položen na své místo. Lze tak snadno dosáhnout správného umístění pražců. Alternativně, pražce s již připevněnými koncovými deskami lze na vhodně rozprostřené štěrkové lože umisťovat běžným způsobem. Před připevněním koncových desek k pražci je možno do vnitřku pražce jeho otevřenými konci vpravit štěrk pod tlakem optimálním k vyplnění všech dutin pod šikmými oblastmi pražce. Tím se odstraní potřeba zvláštního pěchování, které je požadováno u běžných ocelových pražců. Následkem toho je prodloužena životnost štěrku a je vyloučena možnost poškození pražce při podbíjení. Jestliže jsou koncové desky 4 již instalovány, lze štěrk vpravit do dutiny pražce přes otvory 7.

Jak již bylo dříve uvedeno, jsou v horní ploše pražce 1 vyraženy otvory 9 sloužící pro přijetí upevňovacích příchytek, které připevňují kolejnice 10 k pražci. V blízkosti těchto otvorů 9 může být povrch pražce zpevněn kuličkováním, které zvýší zbytková pnutí v této oblasti. Tato úprava zvětšuje přínos posouvání pražců do správné polohy, neboť na nich eliminuje všechny výstupky.

Upevňovací příchytka zobrazená na Obr. 5 a Obr. 6 má podobu spony vyrobené z pružinové oceli s pravoúhlým průřezem. Použity však mohou být i jiné průřezy pružinové oceli, např. kruhovitý nebo oválný. Na Obr. 5 je vidět, že upevňovací příchytka má v půdoryse obecný tvar písmene ,,U'' a zahrnuje dvojici ramen 14 připojených ke středovému úseku 15, který je obecně kolmý k těmto ramenům 14.

Na Obr. 6 je vidět, že každé rameno upevňovací příchytky je vytvarováno tak, že zahrnuje ve směru od volného konce za sebou následující koncové rameno 16, které míří směrem ke středovému úseku 15 příchytky, úsek 17, který je obecně

kolmý k ramenu 16, smyčku 18 mající krček 19 a zakřivený úsek 20, který vede ke středovému úseku 15 příchytky.

Do krčku 19 je možno vložit rozpínací prvek, který zvětší šířku krčku a způsobí prodloužení úseku 17 příchytky.

Kolejnice 10 nesená na pražci 1_ je zobrazena také na Obr. 6. Na patu kolejnice IP je umístěna předem vytvarovaná izolace 21. Kolejnice 10 přitom spočívá na běžné izolační podložce 22.

Při montáži příchytky ke kolejnici a k pražci je do jejího krčku 19 vložen rozpínací nástroj, který zvětšuje šířku krčku 19 a způsobuje prodloužení úseku 17 a tím zvětšuje prostor mezi smyčkou a patou kolejnice. Volný konec každého ramene 14 příchytky je pak prostrčen příslušným otvorem 9 a příchytka je přemístěna do polohy zobrazené na Obr. 6, v níž koncové rameno 16 zabírá se spodní plochou pražce a úsek 17 je v kontaktu s okrajem otvoru. V této poloze středový úsek 15 příchytky dosedá na horní plochu pražce a smyčka 18 je umístěna nad patou kolejnice (v tomto okamžiku ješte není vložena izolace 21_). Izolace 21 se vkládá mezi příchytku a patu kolejnice při vloženém rozpínacím nástroji. Následné uvolnění a vyjmutí rozpínacího nástroje umožní vyvodit tlak na patu kolejnice a udržovat její správnou polohu. Není třeba používat žádné další upevňovací prostředky. Příchytka je snadno demontovatelná opětovným vložením rozpínacího nástroje do krčku 19, který vyvolá prodloužení rovného úseku příchytky, jak již bylo uvedeno, a vyjmutí izolace. Upevňovací příchytka může být v případě potřeby opětovně použita.

Použity mohou být i jiné tvary a typy příchytek než které jsou zobrazeny na Obr. 5 a Obr. 6.

U provedení zobrazeného na Obr. 7 je kolejnice 10 připevněna kombinovanou vrstvou připevňovací izolace 25, která je umístěna v mělkém zahloubení vytvořeném na horní ploše pražce.

U provedení podle Obr. 8 je kolejnice 10 uložena v pružinové příchytce 27, je k této příchytce připevněna, a příchytka sama je pak připojena k povrchu pražce, např. v zahloubení podobném zahloubení z Obr. 7. Příchytka může být přišroubována, přivařena nebo přilepena k pražci, izolační podložka 18 se umísťuje mezi protilehlé plochy paty kolejnice a této příchytky.

• · · · • · • · · · • ·

Je zřejmé, že výše uvedené provedení pražce je pouze příkladem ocelového pražce podle tohoto vynálezu, a že jej lze modifikovat a zdokonalovat bez toho, že by došlo k překročení rozsahu tohoto vynálezu, který je dán připojenými patentovými nároky.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ocelový železniční pražec s průřezem obráceného žlábku a koncovými deskami pro volitelné uzavření jeho otevřených konců, vyznačující se tím, že uvedené koncové desky jsou vpodstatě vertikálním pohybem směrem dolů oddělitelně spojitelné jedna s každým otevřeným koncem pražce a strany pražce jsou skloněné dolů a ven od horní, kolejnice nesoucí, plochy pražce, přičemž pražec je vyroben tvářením pásové oceli za studená.
2. 2. Pražec podle nároku 1, vyznačující se tím, že koncové desky jsou do své polohy zaskakovací.
3. 3. Pražec podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je vyroben lisováním za studená nebo válcováním za studená.
4. 4. Pražec podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že koncové desky jsou vyrobeny tvářením ocelového pásu za studená.
5. 5. Pražec podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že hloubka každé koncové desky je větší než hloubka každé strany pražce.
6. 6. Pražec podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že volný konec každé strany pražce je ohnut směrem ven a vzhůru a vytváří okraj.
7. 7. Pražec podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že v horní části každé koncové desky je vytvořen otvor pro umožnění průchodu štěrku.

   • · • ·
8. 8. Pražec podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na, nebo v blízkosti každého konce pražce je vytvořen otvor pro umožnění průchodu štěrku.
9. 9. Pražec podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje zúženou část mající zmenšenou šířku.
10. 10. Pražec podle nároku 9, vyznačující se tím, že zúžená část je umístěna obecně uprostřed délky pražce.
11. 11. Pražec podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že středová část vnitřku pražce je vyplněna materiálem bránícím průniku štěrku do této středové oblasti.
12. 12. Pražec podle nároku 11, vyznačující se tím, že uvedený materiál zahrnuje expandovanou polyuretanovou pěnu.
13. 13. Způsob výroby ocelového železničního pražce s průřezem obráceného žlábku s otevřenými konci a koncových desek tohoto pražce, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky tváření ocelového pásu za studená do požadovaného průřezu obráceného žlábku a na požadované rozměry koncových desek a na každé koncové desce a/nebo každém otevřeném konci pražce se vytvoří prostředky pro upevnění koncových desek a tím pro uzavření otevřených konců pražce, přičemž tyto prostředky umožňují spojení koncové desky a pražce ve směru vpodstatě vertikálně dolů.
14. 14. Železniční pražec s průřezem obráceného žlábku vyrobený tvářením ocelového pásu za studená, koncové desky odnímatelně připojené vždy jedna ke každému konci pražce a uzavírající tento konec, kolejnice nesená horní plochou pražce a příchytka z pružinové oceli připevňující kolejnici k pražci, vyznačující se tím, že uvedená příchytka zahrnuje první opěrnou plochu pro záběr s horní plochou pražce, druhou opěrnou plochu pro záběr se spodní stranou plochy pražce nesoucí kolejnici a smyčkovitý úsek ležící mezi uvedenou první a druhou opěrnou plochou, «V 9999 ···«··* · * 9999 99 ·· ·· · · ·· který při použití příchytky zabírá s horní plochou paty kolejnice a dále zahrnující prostředky pro vyvození síly na vnitřní plochy uvedeného smyčkovitého úseku příchytky zvětšující vzdálenost mezi nimi, čímž je po vložení izolačního materiálu mezi protilehlé plochy smyčkovitého úseku a paty kolejnice a po uvolnění síly vyvozované uvedenými prostředky vytvořen požadovaný záběr opěrných ploch s kolejnicí a smyčkovitého úseku příchytky s patou kolejnice.
15. 15. Pražec podle nároku 14, vyznačující se tím, že izolační materiál je předem vytvarován tak, aby odpovídal horní ploše paty kolejnice.
16. 16. Způsob připojování kolejnice k pražci s průřezem obráceného žlábku vyrobeného tvářením ocelového pásu za studená, zahrnujícího oddělitelné koncové desky a používajícího příchytky z pružinové oceli, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky umístění ramene příchytky do záběru s pražcem tak, že opěrná plocha ramene je v kontaktu se spodní stranou kolejnici nesoucí plochy pražce v blízkosti jeho okraje, umístění druhé opěrné plochy příchytky do kontaktu s horní plochou pražce, umístění smyčkovitého úseku příchytky mezi rameno a druhou opěrnou plochu tak, že její spodní strana leží nad patou kolejnice, vložení rozpínacího nástroje do smyčkovitého úseku a nakládání s ním tak, aby se zvětšila šířka smyčky a tím zvětšila vzdálenost mezi smyčkou a patou kolejnice, vložení předem vytvarované izolace mezi smyčku a patu kolejnice, uvolnění rozpínacího nástroje pro vyvolání pevného záběru dvou opěrných ploch s pražcem a pevného záběru smyčky s patou kolejnice.
17. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že příchytka má v půdoryse obecně tvar písmene „U“, přičemž každé rameno „U“ vytváří uvedenou první opěrnou plochu a uvedený smyčkovitý úsek a středový úsek „U“ tvoří uvedenou druhou opěrnou plochu.