PL100999B1 - Podklad drewniany zwlaszcza do torow kolejowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest podklad drewniany przeznaczony zwlaszcza do torów kolejowych luib ciezkich maszyn roboczych.

Przy budowie torów kolejowych stosowane sa podklady z drewna, stali lub zbrojonego betonu.

Podklady drewniane sa najczesciej wykonalne w po¬ staci monolitycznej z drewna litego. Sloje drewna przebiegaja w nich poprzecznie do kierunku uloze¬ nia s^yn. W miejscach mocowania szyn, podklady w czasie eksploatacji podlegaja dzialaniu duzych sil zgniatajacych o charakterze pulsacyjnym. Na skutek tego, miejsca te ulegaja trwalym odksztal¬ ceniom. W celu rozlozenia sil zgniatajacych na wie¬ ksza powierzchnie stosuje sie powszechnie pod szy¬ na podkladki metalowe. Wprawdzie podkladki te chronia podklad drewniany w pewnym stopniu przed predkim mechanicznym zuzyciem, jednak po kilku latach eksploatacji nastepuje zgniecenie ma¬ sy drewna.

Odksztalcenie to. moze dochodzic do glebokosci mm. Nastepuje przy tym równiez oslabienie mo¬ cowania podkladki przez wkrety. Podklad taiki nie nadaje sie juz do dalszej eksploatacji. Zgniatanie drewna jest oczywiscie tym wieksze, im mieksze jest drewno stosowane w podkladach. Wystepuje ono takze w drewnie twardym. Przy zwiekszeniu predkosci przejazdu pociagów powyzej 140 km/godz. w podkladach kolejowych nie moga wystepowac zadne odksztalcenia trwale.

Dla obnizenia kosztów podkladów kolejowych stosowano konstrukcje* w których podklady byly sklejane z kilku kawalków drewna. Dzieki temu mozna uzyc do wytwarzania podkladów drewno o nizszej jakosci.. We wszystkich znanych konstruk¬ cjach tego typu nacisk szyny lub podkladki naste¬ powal w kierunku prostopadlym do przebiegu wló¬ kien drewna1, a wiec pomimo sklejania podkladu z kilku czesci, opisane wyzej niekorzystne zgniatanie drewna bylo podobne jak w przypadku podkladów wykonanych z jednego kawalka drewna.

Wyzej wymienione niedogodnosci sa w znacznej mierze ograniczone w podkladzie kolejowym wed¬ lug wynalazku, W podkladzie tym w strefach na¬ ciskania przez szyny sa we wglebieniach lub row¬ kach zainstalowane wkladki, które zmieniaja kieru¬ nek nacisku z prostopadlego do przebiegu wlókien drewna na skosny lub równolegly do tych wlókien.

Przez zastosowanie wkladek usytuowanych w wy¬ konanych w podkladzie wglebieniach rozklada sie sile nacisku na wieksza powierzchnie, a ponadto zmienia sie jej kierunek na znacznie korzystniej¬ szy pod wzgledem wytrzymalosci drewna na sciska¬ nie. Wytrzymalosc ta jest bowiem wzdluz wlókien 6—10 razy wieksza od jego wytrzymalosci na scis¬ kanie w poprzek wlókien.

Doswiadczalnie stwierdzono, ze przez zastosowa¬ nie wyzej wymienionych wkladek mozna zmniej¬ szyc prawie dziesieciokrotnie wielkosc trwalych odksztalcen podkladm pod wplywem nacisku szyny. 100 9993 100 999 4 Wkladki wykonuje sie z dowolnego materialu twardszego od drewna podkladu. Sa to wkladki wykonane z twardego drewna, drewna utwardza¬ nego tworzywami sztucznymi, wkladki z metalu, betonu lub tworzyw ceramicznych lub tworzyw sztucznych. Kazda z tych wkladek jest uksztalto¬ wana w postaci monolitycznej, albo sklada sie z kUfeu czesci. Wkladki te sa umocowane w podkla¬ dzie na stale, na przyklad' za pomoca kleju lufo tez sa zainstalowane w sposób umozliwiajacy ich wyj¬ mowanie lub wymiane.

W najprostszym przypadku Wladki stosowane w podkladzie wedlug wynalazku, maja postac klina.

Kazda z szyn spoczywa na podkladzie za posrednic¬ twem jednego lub kilku takich klinów usytuowa¬ nych w poprzecznych rowkach wykonanych w po¬ kladzie. Sila nacisku; wywieranego przez szyne na podklad jest rozkladana na skladowa prostopadla do wlókien drewna podkladu i na sile równoleglA do tych wlókien. Zamiast wkladek o ksztalcie kli¬ nowym stosuje sie wkladki o przekroju pólkolistym, pólediptycznym, lub o ksztalcie zblizonym, gwaran¬ tujacym przetwarzanie sily naciskajacej poprzecz¬ nie na wlókna na sile skosna lub równolegla do wlókien. Kazda z tych klinowych lub podobnych wkladek sklada sie z dwu luib wiecej czesci sklado¬ wych polaczonych ze soba, lufo nie polaczonych. W przypadku stosowania wkladek w postaci klinów wykonanych z drewna, uslojenie w tych klinach przebiega poprzecznie do sily wywieranej przez szy¬ ne na podklad. W tym przypadku material do wy¬ robu klinów winien byc twardszy od materialu, z którego jest wykonany podklad. W przypadku, gdy uslojenie drewna w klinie przebiega równolegle do kierunku sily nacisku wywieranej przez szyne, ma¬ terial tego klina moze miec te sama twardosc co material, z którego wykonany jest podklad.

Do wykonania wkladek nadaje sie szczególnie dobrze drewno, którego twardosc i wytrzymalosc na zlamanie zostaly powiekszone przez nasycenie two¬ rzywami sztucznymi.

Wkladki z drewna lub drewna utwardzanego tworzywami sztucznymi mocuje sie w rowkach podkladu za pomoca kleju, albo za pomoca mecha¬ nicznych elementów, sluzacych do laczenia czesci drewnianych, takich jak gwozdzie, sruby, kolki, o- bejmy lub podobne elementy.

Wkladki, jak równiez przeznaczone dla nich row¬ ki wykonane w podkladzie sa uksztaltowane tak, by zapobiec wypadaniu wkladek z podkladu. W ta¬ kim przypadku wkladki i przeznaczone dla nich rowki maja ksztalt na przyklad graniastoslupa o podstawie piecioibocznej. Na poziomej plaszczyznie takiej wkladki spoczywa szyna lub jej podkladka.

Dwie przeciwlegle do niej plaszczyzny przenosza sila nacisku szyny na podklad, a dwie przylegle plaszczyzn natomiast stanowia powierzchnie opo¬ rowe przeciwdzialajace wypadnieciu wkladki z podkladu.

Przekrój poprzeczny wkladek jest nieco mniej¬ szy od przekroju poprzecznego rowków wykona¬ nych na podkladzie. W tym przypadku w przestrze¬ niach pomiedzy wkladka a dnem rowka umieszcza sie warstwe spoiwa lub przekladke elastyczna.

Przekla.dka ta jest na przyklad wykonana z gumy, która pozwala na calkowicie równomierne przenie¬ sienie sil z wkladki na drewno podkladu, a ponadto stanowi warstwe uszczelniajaca pomiedzy wkladka a podkladem.

Wkladki stosowane w podkladzie wedlug wyna¬ lazku, poza> wyzej opisanym przenoszeniem i zmia¬ na kierunku dzialania sil, spelniaja dodatkowa fun¬ kcje. Sa one mianowicie wykorzystane jako elemen¬ ty przeciwdzialajace pekaniu podkladów wzdluz !• wlókien (wiadomo bowiem, ze podklady kolejowe wykazuja podczas eksploatacji tendencje do peka¬ nia podluznego powodowanego dzialaniem czynni¬ ków atmosferycznych oraz obciazeniami mechani¬ cznymi). W tym celu stykajace sie ze soba powierz- nie wkladki i podkladu maja zarys krzywoliniowy, dzieki czemu wkladka pracuje w podkladzie podob¬ nie jak klamra spinaijaca go poprzecznie.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czesc tego podkladu wraz ze spoczywa¬ jaca na nim szyna i elementami mocujacymi, w przekroju pionowym wzdluz osi podkladu, fig 2 — te sama czesc podkladu bez szyny i elementów mo¬ cujacych, w widoku z góry, fig 3 — drugi przyklad wykonania podkladów wraz z szyna i elementami mocujacymi, w przekroju pionowym wzdluz osi pod¬ kladu, fig 4 — trzeci przyklad wykonania podkla¬ du, w przekroju pionowym wzdluz osi podkladu, fig. 5 — czwarty przyklad wykonania podkladu, w przekroju pionowym wzdluz osi podkladu, fig. 6 — piaty przyklad wykonania podkladu zaopatrzonego w przekladki gumowe miedzy wkladka a podkla¬ dem, w przekroju pionowym wzdluz osi podkladu, fig. 7 — szósty przyklad wykonania, podkladu zao¬ patrzonego we wkladki zabezpieczajace przeciw pekaniu' podluznemu, w przekroju pionowym wzdluz linii A—A na fig. 8, fig. 8 — podklad wed¬ lug fig. 7 w widoku z góry, fig, 9 — podklad wed¬ lug fig. 7 i 8, w przekroju pionowym wzdluz linii B—B na fig. 8, fig. 10 — siódmy przyklad wykona¬ nia podkladu wedlug wynalazku zaopatrzonego we wkladki zabezpieczajace przeciw pekaniu podluz¬ nemu, w widoku z góry, a fig. 11 — podklad wedlug fig. 10 w przekroju pionowym wzdluz linii C—C na fig. 10.

W rozwiazaniu pokazanym na fig. 1 i 2 podklad 1 jest zaopatrzony pod kazda szyna w dwie wkladki 2 w postaci klinów o zaokraglonym ostrzu. Kazda z wkladek 2 jest osadzona w rowku wyfrezowanym w podkladzie 1. Przekrój poprzeczny rowków jest dostosowany do wkladek 2. Pomiedzy dnem rowka a najnizsza czescia wkladki jest pozostawiony luz.

Wkladki 2 siegaja na cala szerokosc podkladu. Na wkladkach 2 spoczywa konwencjonalna stalowa podkladka 3 przymocowana do podkladu 1 za po¬ moca czterech wkretów 4. Do podkladki 3 jest za pomoca srubowych zacisków 5 przymocowana szyna 6. Sila F z jaka podkladka 3 naciska na kazda z wkladek 2 jest zgodnie z z zasada dzialania klina rozkladana na dwie sily skladowe Fi oraz Ff, któ¬ rymi sciany boczne wkladki 2 oddzialywuja na pod¬ klad 1. Sily Fi i Ff sa skierowane ukosnie do prze¬ biegu wlókien podkladu, jednak ich skladowe pozio¬ me Fu i F2i, które sa równolegle do wlókien drew- n 40 45 50 55 00100 999 na, sa wieksze niz skladowe pionowe F12 i F22 — prostopadle do wlókien. Sila F jest wiec przede wszystkim rozkladana wzdluz wlókien, a tylko w nieznacznym stopniu dziala w poprzek wlókien.

Niezaleznie od tej korzystnej zmiany kierunku dzia¬ lania sil wkladki 2 daja jeszcze jeden pozadany efekt. Powierzchnia styku wkladek 2 z podkladem 1 jest wieksza niz wolna powierzchnia podkladki 3.

Dzieki temu uzyskuje sie przy zastosowaniu wkla¬ dek 2 mniejsze naciski na jednostke powierzchni podkladu w porównaniu z naciskami wywieranymi na podklad bezposrednio przez podkladke 3 (w przy¬ padku braku wkladek 2).

W drugim przykladzie wykonania wedlug fig. 3 zastosowano pod kazda szyna 36 tylko jedna wklad¬ ke 32 skladajaca sie z dwóch czesci.

W trzecim przykladzie wykonania wedlug fig. 4 pod podkladka 43 jednej szyny 46 znajduje sie az- szesc wkladek 42. Cztery skrajne wkladki 42a i 42b dzieki sciskaniu drewna w poblizu wkretów 44 po¬ woduja lepsze trzymanie tych wkretów w drewnie.

W czwartym przykladzie wykonania wedlug fig. 5 zastosowano nieco inny przekrój podikladek^ijniesz- czacych je rowków, w celu uniemozliwienia samo¬ czynnego wypadania wkladek 52 z podkladu.' Kaz¬ da z wkladek ma w poblizu górnej powierzchni dwie ukosne sciany 7 opierajace sie o odpowiednie powierzchnie rowków w podkladzie 51. Wkladki 52 wprowadza sie do podkladów przez ich wsunie¬ cie wzdluz osi rowków.

W piatym przykladzie Wykonania wedlug fig. 6 pomiedzy scianami rowków wykonanych w podkla¬ dzie a scianami wkladek 62 znajduje sie warstwa 8 z elastycznego tworzywa, takiego jak gumai, która tlumi wstrzasy, jest warstwa uszczelniajaca i moze stanowic warstwe elektroizolacyjna.

W szóstym przykladzie wykonania wedlug fig. 7, 8 i 9 kazda z wkladek 72 ma ksztalt klina o zaokra¬ glonym ostrzu, przy czym zewnetrzne konce tego klina maja wieksze rozmiary niz czesc srodkowa.

Dzieki temu wkladka 72 obejmuje siodlowo podklad 71, spinajac go w kierunku poprzecznym. Zapobiega to peknieciom podluznym podkladu.

W siódmym przykladzie wykonania podkladu wedlug fig. 10 i 11 wkladki 102 maja faliste zgru¬ bienia i zwezenia, podobnie jak rowki, w których sa one usytuowane. Te zgrubienia i zwezenia po¬ woduja spinanie podkladu 101 w kierunku poprze¬ cznym, a tym samym przeciwdzialaja podluznemu pekaniu.

Wynalazek nie jest oczywiscie ograniczony do wyzej opisanych przykladowych postaci wykonaw¬ czych. Zamiast stosowania wkladek w ksztalcie klinowym mozna oczywiscie uzywac wkladki o przekroju mniej wiecej póleliptycznym, pólkolistym lub tym podobnym.

Podklad wedlug wynalazku moze byc uzywany wszedzie tam, gdzie stosuje sie elementy drewnia¬ ne do przenoszenia duzych nacisków, które sa skie¬ rowane poprzecznie do kierunku ulozenia wlókien drewna, a wiec na przyklad w drewnianych podusz¬ kach przeznaczonych dla róznego rodzaju ciezkich maszyn, albo narzedzi, w torach dla ciezkich ma¬ szyn roboczych itp. 6

Claims (12)

Zastrzezenia patentowe

1. Podklad drewniany, zwlaszcza do torów kole¬ jowych luib ciezkich maszyn roboczych, znamienny tym, ze w strefach obciazonych ma co najmniej jedno wglebienie, w którym jest zainstalowana co najmniej jedna wkladka (2) zmieniajaca kierunek nacisku z prostopadlego do wlókien drewna na sko¬ sny lub równolegly do tych wlókien.

2. Podklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wkladka (2) ma twardosc wieksza niz podklad: (1).

3. Podklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wglebienie jest wykonane w podkladzie w kierunku poprzecznym w stosunku do jego osi podluznej.

4. Podklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wkladka (2) jest we wglebieniach wykonanych w podkladzie umocowana za pomoca kleju.

5. Podklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wkladka (2) jest we wglebieniach wykonanych w podkladzie umocowana za pomoca wkretów.

6. Podklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wkladka <2) jest we wglebieniach wykonanych w pokladzie umocowana za pomoca igwozdzi.

7. Podklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kazda wkladka (2) ma ksztalt klina o zaokraglonym ostrzu skladajacego sie z kilku czesci.

8. Podklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kazda wkladka ma ksztalt segmentu o przekroju pólkolistym, skladajacego sie z kilku czesci.

9. Podklad drewniany, zwlaszcza do torów kole¬ jowych lub ciezkich maszyn roboczych, znamienny tym, ze w strefach obciazonych ma co najmniej jedno wglebienie, w którym jest zainstalowana co najmniej jedna wkladka (52) izmieniajaca kierunek __ nacisku z prostopadlego do wlókien drewna na 35 skosny lub równolegly do tych wlókien, majaca po¬ wierzchnie (7) zapobiegajace wypadnieciu wkladki (52) z podkladu.

10. Podklad drewniany, zwlaszcza do torów kole- jowych lub ciezkich maszyn roboczych, znamienny tym, ze w strefach obciazonych ma co najmniej jedno wglebienie, w którym jest zainstalowana co najmniej jedna wkladka (62) zmieniajaca kieru¬ nek nacisku z prostopadlego do wlókien drewna na skosny lub równolegly do tych wlókien, przy czym pomiedzy scianami wglebienia, a scianami wkladki (62) znajduje sie warstwa (8) z elastycznego mate¬ rialu.

11. Podklad drewniany, zwlaszcza do torów kole¬ jowych lub ciezkich maszyn roboczych, znamienny tym, ze w strefach obciazonych, ma co najmniej jedno wglebienie, w którym jest zainstalowana co najmniej jedna wkladka (72) zmieniajaca kierunek nacisku z prostopadlego do wlókien drewna na 55 skosny lub równolegly do tych wlókien, majaca zewnetrzne konce o wiekszym przekroju niz jej czesci srodkowe.

12. Podklad drewniany, zwlaszcza do torów kole¬ jowych lub ciezkich maszyn roboczych, znamienny M tym, ze w strefach obciazonych jedno wglebienie, w którym jest zainstalowana co najmniej jedna wkladka (102) zmieniajaca kie¬ runek nacisku z prostopadlego do wlókien drewna na skosny lub równolegly do tych wlókien, majaca 65 faliste zgrubienia i zwezenia.100 999 5 2 4 3 1 Fig-1 .4, I 1 ii i ? r FiQ 2100 999 36 32 FLq.3 42a 44 42b 42 46 H . 43 42a %*100 999 52 7 51 62 8 £1 Rg.6100 999 A-A B-B W 72 FigS n 71 B\ n 3 U %« 102 101 Fig. W Re 11