FI60584B - Speciellt foer jaernvaegsskenor laemplig sliper av trae - Google Patents

Description

ESr^l ΓβΙ kuulutusjulka.su /inco4

JgfiA W (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT Ιυ504 C (45) Patentti : ; ‘.Ly D ' :

Patent m c 81 £-1 a t (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 E 01 B 3/02 SUOMI —FINLAND (21) Puenttlhakamut — Patvnttnsdknlng 7535^5 (22) H»k*ml*pUvt — AraSknlnpdtg l6.12. 75 ^ ' (23) AlkupUvt — Glklghtudag l6.12.75 (41) Tullut luikituksi — Bllvlt oftaitllg l8.06.76

Patentti- ja rekisterihallitus och <«> 30·10·81 (32)(33)(31) PjrrdMtjr«tudkauf —B«flrd prlorliM 17>12.7^ Puola-Polen(PL) 176555 (71) Akademia Rolnicza, ui. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznan,

Puola-Polen(PL) (72) Maciej Lawniczak, Poznafi, Andrzej Mamet, Poznan, Witold Aramovicz,

Gdansk, Puola-Polen(PL) (7^) Oy Kolster Ab (5M Erityisesti rautatiekiskoja varten sopiva puinen ratapölkky -Speciellt för järnvägsskenor lämplig sliper av trä

Keksintö kohdistuu puiseen ratapölkkyyn, joka on erityisen sopiva käytettäväksi rautatiekiskojen yhteydessä tai poikkipuuna raskaiden koneistojen alustoissa.

Rautatiekiskojen yhteydessä käytetään puisia, teräksisiä tai teräs-betonisia ratapölkkyjä. Puiset ratapölkyt on tavallisesti tehty yhdestä kappaleesta. Ratapölkyt on tehty sellaisella tavalla, että puunsyyt ovat aina poikittain rautatieraiteen suunnan suhteen. Ratapölkkyihin kohdistuu suuria värähteleviä puristusvoimia niissä kohdissa, missä raiteet on kiinnitetty ratapölkkyihin, mistä aiheutuu plastista jännitystä. Yleisesti käytetään metallisia aluslevyjä kiskojen alla puristusvoimien jakamiseksi laajemmalle alueelle. Vaikka tällaiset aluslevyt antavat tietyn suojan rata-pölkyn ennen aikaista mekaanista tuhoutumista vastaan, puun murtuminen seuraa, kun ratapölkkyä on käytetty useita vuosia. Aiheutuva muodonmuutos voi olla niin syvä kuin 20 mm. Aluslevyjen asentaminen ruuveilla heikentää myös pölkkyä. On ilmeistä, että puun murtuminen seuraa nopeammin, kun 1 M

2 60584 puumateriaali on pehmeä, mutta tämä murtuminen seuraa myös kovan puun ollessa kysymyksessä. Yhtään plastista jännitystä tai puristumista ei sallita ratapölkyille, joita käytetään sellaisten rautatiekiskojen yhteydessä, jotka on tarkoitettu yli 140 km/h kulkevia junia varten.

Länsi-saksalaisen hakemusjulkaisun n:o 1 910 210 mukaan on tunnettu sellainen puinen ratapölkky, jossa pinta on kuormitettu ja jossa käytetään useita jäykistäviä elementtejä, jotka on tehty materiaalista, jonka lujuus on suurempi kuin puun lujuus. Näitä elementtejä käytetään kohdissa, joihin kuormitus vaikuttaa ja ne ovat kohtisuorassa kuormitetun pinnan suhteen. Näiden elementtien väli on vähintään 31»8 mm, ja ne on tavallisesti tehty sylinterimäisten epoksihartsia olevien tappien muotoon, jotka on valettu reikiin, jotka ovat kohtisuoraan puunsyiden suhteen. Tällaisia useista puupalasista muodostuvia ratapölkkyjä on sitten käytetty rautatiekiskojen yhteydessä ratapölkkykustannusten pienentämiseksi. Tällä tavalla voidaan käyttää laadultaan alhaisempaa puuta ratapölkkyihin. Kaikissa tämäntyyppisissä rakentei88ä kiskoon tai aluslevyn vaikuttava paine on kohtisuora puunsyiden suunnan suhteen, jolloin edellä mainittu putin murtuminen seuraa samalla kuin yksikappaleisissa ratapölkyissä, huolimatta tällaisten rata-pölkkyjen käyttämisestä, jotka on tehty useista puupalasista, jotka on liimattu yhteen.

Jotta parannettaisiin pehmeästä puusta tehtyjen ratapölkkyjen lujuutta ja kestävyyttä, on keksinnölle tunnusomaista, että urilla ja sisäkkeillä on pölkyn sisäosaan päin suippeneva killanmuotoinen poikkileikkaus ja että sisäkkeet on liimaamalla kiinnitetty uriin. Tämän ansiosta paine puunsyiden suunnan suhteen ei ole kohtisuora vaan diagonaalinen tai samansuuntainen. Lovissa tai urissa käytetyt sisäkkeet eli alustat aiheuttavat sen, että kuorma jakautuu suuremmalle alueelle ja että kuormitussuunta on suotuisampi puun puristuslujuudelle, koska tämä lujuus on 6 - 10 kertaa suurempi puunsyiden piruussuunnassa kuin poikkisuunnassa.

Kokeiden tulokset osoittavat, että jos edellä kuvattuja alustoja käytetään, kiskon kuormituksen alaisena tapahtuvaa ratapölkyn plastista puristimista voidaan pienentää melkein kymmenenteen osaan.

Alustat voidaan tehdä mistä tahansa sopivasta materiaalista, joka on kovempaa kuin ratapölkyn puu. Nämä alustat voidaan tehdä kovasta puusta, muovilla kovetetusta puusta, metallista, betonista, keraamisesta materiaalista tai muovista. Kukin alusta voi olla yhtä kappaletta tai tehdä useista kappaleista. Ne voi olla kiinteästi asennettu ratapölkkyyn esim. liimaamalla tai ne voidaan asentaa sellaisella tavalla, että ne voidaan poistaa. Yksinkertaisimmassa tapauksessa keksinnön mukaiset alustat on tehty kiiloiksi. Kisko on ratapölkyllä yhden tai useamman tällaisen kiilan päällä, jotka on asennettu ratapölkkyyn tehtyihin poikittaisiin uriin. Kiskon välityksellä 5 60584 ratapölkkyyn vaikuttava voima jakautuu komponenttiin, joka on kohtisuora puunsyiden suhteen ja komponenttiin, joka on syiden suuntainen.

Voidaan käyttää myös puoliympyrämäisiä tai puolielliptisiä alustoja saunoin kuin sellaisia, jotka ovat yhdenmukaisia muodoiltaan, jotka sallivat sen, että poikittain puunsyiden suhteen vaikuttava voima voidaan muuttaa voimaksi, joka on diagonaalinen tai syiden suuntainen. Jokainen kiilatyyppi tai vastaava alusta muodostuu kahdesta tai useammasta osasta, jotka voidaan yhdistää toisiinsa tai ei voida. Siinä tapauksessa, että käytetään puista kiilatyyppistä alustaa, puun syyt näissä alustoissa voivat kulkea poikittain sen voiman suhteen, jonka kisko aiheuttaa ratapölkkyyn. Tällaisessa tapauksessa kiilojen materiaalin tulee olla kovempaa kuin ratapölkyn. Toisessa tapauksessa, jossa puunsyyt kiilatyyppisissä alustoissa ovat samansuuntaisia kuin kiekosta aiheutuva voima ratapölkkyä vasten, kiilojen materiaalin kovuus voi olla yhtä suuri kuin ratapölkyn puun kovuus. Erityisen sopiva alustoiksi on puu, jonka kovuus ja murtumislujuus on parannettu muovilla impregnoimalla. Puiset alustat tai alustat, jotka on tehty puusta ja kovetettu muovilla, voidaan asentaa ratapölkyn uriin liimaamalla tai mekaanisilla liittämiselementeillä, jolloin mekaanisiin elementteihin kuuluvat naulat, ruuvit, putket liitospidikkeet tai vastaavat elementit. Alustat samoin kuin näitä varten ratapölkkyyn tehdyt urat voivat olla muodoltaan sellaisia, että ne estävät alustojen putoamisen pois ratapölkystä. Tällaisessa tapauksessa alustat samoin kuin nämä alustat vastaanottavat urat voivat olla viisikulmaisen pohjan omaavan prisman muotoisia. Kisko tai alusta on alustan vaakasuoraa etupuolta vasten. Kaksi vastapäätä tätä puolta olevaa sivua siirtävät ratapölkkyyn kiskon aiheuttaman voiman samalla kun nämä kaksi vierekkäistä sivua ovat tukisivuina estäen alustojen putoamisen pois ratapölkystä.

Alustat voivat olla hieman pienempiä poikkileikkaukseltaan suhteessa urien poikkileikkaukseen, jotka on tehty ratapölkkyyn. Voidaan käyttää kerrosta sitovaa materiaalia tai elastista välilevyä tällaisessa tapauksessa alustan ja uran pohjan välisissä tiloissa. Tämä välilevy voi olla esim. kuminen välilevy, joka mahdollistaa ehdottoman yhtenäisen voimien siirtymisen alustasta ratapölkyn puuhun, jolloin mainittu välilevy samanaikaisesti liittää alustan ja pölkyn välisen kerroksen. Keksinnön mukaisilla ratapölkyillä voi olla myös lisätehtävä edellä kuvattujen voimien siirtämisen ja uudelleensuuntaamisen lisäksi. Niitä voidaan käyttää elementteinä, jotka estävät ratapölkkyjä murtumasta syiden suunnassa (on yleisesti tunnettu, että ratapölkyt pyrkivät murtumaan pituussuunnassa käytön aikana sään 4 60584 ja mekaanisten kuormien vaikutuksesta). Tämä voidaan saavuttaa, kun alustan ja ratapölkyn kontaktipinnat ovat kaarevia ääriviivoiltaan, täten aiheuttaen sen, että alusta toimii ratapölkyssä samalla tavalla kuin kiristin, joka puristaa ratapölkkyä sivusuunnassa.

Keksinnön mukaisia ratapölkkyjä kuvataan nyt esimerkkien avulla ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 kuvaa ratapölkyn osaa, jota vasten kisko on, ja ratapölkkyyn kuuluvat asennuselementit, pystysuorassa leikkauksessa ratapölkyn keskiviivaa pitkin, kuvio 2 kuvaa ratapölkyn samaa osaa (ei kiskoa eikä asennuselement-tiä) päältä, kuvio 3 kuvaa muunnettua ratapölkkyä ja kiskoa ja asennuselementtiä pystysuorassa leikkauksessa ratapölkyn keskiviivaa pitkin, kuvio 4 kuvaa muunnettua ratapölkkyä, kuvio 3 kuvaa vielä erästä muunnettua ratapölkkyä, kuvio 6 kuvaa kuvion 1 ratapölkkyä varustettuna lisäksi kumisella välilevyllä, kuvio 7 kuvaa ratapölkyn osaa, joka on varustettu alustoilla, jotka estävät ratapölkyn murtumisen pituussuunnassa, pystysuorana leikkauksena viivaa A-A pitkin kuviossa 8, kuvio 8 kuvaa päältä kuviossa 7 esitettyä alustaa, kuvio 9 kuvaa kuviossa 7 ja 8 esitettyä ratapölkkyä ja kuviossa kuvion 8 viivan B-B pystyleikkauksessa, kuvio 10 kuvaa päältä osaa keksinnön mukaisesta ratapölkystä muunnetussa muodossa ja varustettuna alustoilla, jotka estävät ratapölkyn murtumisen pituussuunnassa, kuvio 11 kuvaa kuviossa 10 esitettyä ratapölkkyä kuvion 10 viivan C-C mukaisessa pystyleikkauksessa.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä muodossa ratapölkky 1 on varustettu kahdella alustalla 2, jotka on asennettu kummankin kiskon alle, jolloin mainituilla alustoilla on kiilojen muoto, joiden kärki on pyöristetty. Kumpikin alusta 2 on asennettu uraan, joka on sahattu pölkkyyn 1. Urien poikkileikkaus eopii alustojen 2 muotoon. Uran pohjan ja alustan alimman osan väliin on jätetty aukko. Alustat 2 ulottuvat ratapölkyn koko leveydelle. Tavanomainen teräksinen aluslevy 3 on alustoja 2 vasten, jolloin mainittu levy 3 on kiinnitetty ratapölkkyyn 1 neljällä ruuvilla 4. Kisko 6 on kiinnitetty levyyn 3 pidikkeillä 5·

Levyn voima F, joka puristaa kumpaakin alustaa 2 vasten, jakautuu kiilan toimintaperiaatteen mukaisesti kahteen voimakomponenttiin F^ ja Fg, 5 60584 joilla alustan 2 sivupinnat vaikuttavat ratapölkkyyn 1. Voimat F^ ja Fg suuntautuvat diagonaalisesti ratapölkyn syiden suhteen, ja mainittujen voimien vaakakomponentit ja ^l* ovat puunsyiden suuntaisia, ovat suuremmat kuin pystysuorat komponentit P^2 Fgg» jolloin viimeksimainitut komponentit ovat kohtisuorassa syiden suhteen. Voima F jakautuu täten lähinnä syiden pituussuuntaan ja vaikuttaa ainoastaan vähän syiden sivusuunnassa. Ottamatta huomioon tätä voimien suotuisaa uudelleensuuntautumista alustat 2 antavat myös toisen halutun vaikutuksen. Alustojen 2 ja rata-pölkyn 1 välinen kosketuspinta on suurempi kuin alustan 3 vapaa ala. Tällä tavalla ratapölkyn pinta-alayksikköä kohti tulevat puristukset ovat pienempiä kun käytetään alustoja 2, kuin ne voimat, jotka ovat tuloksena, kun alusta 3 suoraan puristaa ratapölkkyä (ei käytetä alustoja 2).

Kuviossa 3 muunnetussa muodossa käytetään ainoastaan yhtä alustaa 2 kunkin kiskon 6 alla. Alusta koostuu kahdesta osasta; eräässä muunnetussa versiossa kuvion 4 mukaan käytetään kuutta alustaa levyn 3 alapuolella yhden kiskon 6 alla. Viimeksimainitussa tapauksessa neljä äärimmäistä alustaa 2 ja 2b aiheuttavat sen, että ruuvit 4 pysyvät paremmin puussa, koska puu on puristettuna lähellä mainittuja ruuveja. Kuviossa 3 kuvatussa muunnetussa muodossa erillinen osa on tarkoitettu alustoja varten ja nämä alustat vastaanottavia uria varten, jotta estettäisiin alustojen putoaminen pois. Jokaisella alustalla on 2 vinoseinää 7 sen yläsivun lähellä, jolloin mainitut seinät ovat urien sivuja vasten, jotka on sopivasti sahattu rata-pölkkyyn 1. Alustat 2 on asennettu ratapölkkyyn työntämällä ne urien keskiviivoja pitkin.

Kuviossa 6 kuvatussa muunnetussa muodossa on käytetty kerrosta Θ ratapölkkyyn tehtyjen urien pintojen ja alustojen 2 pintojen välissä, jolloin mainittu kerros on tehty elastisesta materiaalista esim. kumista, ja kerroksen tarkoituksena on absorboida iskuja, toimia suljentana tai sähköä eristävänä kerroksena.

Kuvioissa 7-11 kuvatuissa muunnetuissa muodoissa alustat 2 suun-taavat uudelleen puristavat voimat edellä kuvatulla tavalla, mutta estävät myös ratapölkyn pituussuuntaisen murtumisen. Kuviossa 7-9 kuvatussa muunnetussa muodossa kullakin alustalla on reunastaan pyöristetyn kiilan muoto, jolloin kiilan ulkopäiden mitat on suurempia kun sen keskiosan mitat. Tällä tavalla - kuten kuvataan kuvioissa 8 ja 9 - alusta 2 muodostaa sillan ja vahvistaa ratapölkkyä sivusuunnassa.

Kuvioissa 10 ja 11 kuvatussa muunnetussa muodossa alustoissa 2 on aallotetut tai uurrotetut palteet ja painumat, jotka ovat samanlaisia kuin ne jotka on tehty mainitut alustat vastaanottaviin uriin. Nämä palteet ja 6 60584 painumat aiheuttavat sen, että ratapölkky 1 on vahvistettu poikkisuunnassa, mikä estää täten sen pituussuuntaisen murtumisen.

On ilmeistä, että keksintö ei ole rajoittunut yksinomaan edellä kuvattuihin sovellutueesimerkkeihin. Kiilan muodossa olevien alustojen 2 sijasta voidaan käyttää myöskin sellaisia alustoja, jotka ovat poikkileikkaukseltaan puoliellipsimäisiä, puoliympyrämäisiä tai niiden tapaisia.

Alustat 2 voivat olla myös kiinteästi yhdistetyt aluslevyyn 3, tai jos alustat 2 ovat metallista, ne voivat muodostaa yhden yksikön aluslevyn 3 kanssa.

Keksinnön mukaista ratapölkkyä voidaan käyttää myös silloin, kun puisia elementtejä käytetään suurien poikkisuunnassa puunsyiden suhteen suunnattujen voimien siirtämiseksi esim. puisissa alustoissa, jotka on tarkoitettu erilaisia raskaista koneistoja tai työkaluja varten, raskaiden koneiden raiteissa jne.

Claims (7)

1. 7 60584
2. 1. Puinen ratapölkky (l) erityisesti rautatieruiteita tai raskaiden työkoneiden kiskoja (6) varten, jossa pölkyn kuormitetuissa kohdissa on niiden pitkittäissuuntaan nähden poikittain kulkeviin uriin upotetut vahvistusslääkkeet (2), tunnettu siitä, että urilla ja sisäkkeillä (?) on pölkyn (1) sisäosaan päin suippeneva kiilanmuotoinen poikkileikkaus ja että sisäkkeet (2) on liimaamalla kiinnitetty uriin.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puinen ratapölkky, tunnettu siitä, että sisäkkeet (2) ovat muoveilla kyllästettyä puuta, kovapuuta tai metallia, lasia tai keraamista massaa, betonia tai muovia.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen puinen ratapölkky, tunnet-t u siitä, että kiilanmuotoisella sisäkkeellä (2) on pyöristetty kärki. 1+. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen puinen ratapölkky, tunnettu siitä, että urissa ja sisäkkeissä (2) on sisäkkeen (2) putoamista pölkyltä vastustavat pinnat (7).
5. 5- Jonkin patenttivaatimuksen 1-1+ mukainen puinen ratapölkky, tunnettu siitä, että ainakin yhdellä sisäkkeellä (2) ja sitä vastaavalla uralla on niiden pituuteen nähden suureneva ja pienenevä poikkileikkaus.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen puinen ratapölkky, tunnettu siitä, että sisäkkeiden (2) poikkileikkaus niiden päissä on suurempi kuin niiden keskiosassa.
7. 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ratapölkky, tunnettu siitä, että sisäkkeissä (2) on aaltomaisia paksunnoksia ja supistumia.