專利名稱：一種彈性墊,尤其是鋼軌下的彈性墊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種彈性墊，尤其涉及一種用于鋼軌下的彈性墊，由彈性塑料或橡膠制成的這種彈性墊作為減震和吸收車輛傳遞給鋼軌的動載荷的部件主要應用于軌道運輸?shù)挠谰眯澡F路。
目前已經(jīng)公開了許多種一般為矩形平面狀的鋼軌下彈性墊的技術方案，由塑料或橡膠制成的這些彈性墊作為減震和吸收動載荷的部件被應用于軌道運輸?shù)挠谰眯澡F路上。每個鋼軌下的塑性墊都設置有兩個相對的側(cè)面，其中一個側(cè)面設置于路基的上表面或金屬支承板的上表面上，而另一側(cè)面則設置于軌腳的下表面或金屬墊片的下表面上。彈性墊的一個表面或兩個相對的表面可以有不同的型面，例如凹槽、柱體和其它突出部分，以改善鋼軌下彈性墊的動載特性，并減少傳遞給路基的動載余量。
德國專利說明書865147公開了一種鋼軌下的彈性墊，這種彈性墊包括一薄的中間板，該中間板在相對的突出部分上規(guī)則排列，其中突出部分從薄的中間板的兩側(cè)突出，而且該突出部分具有圓形或類似的截面。
法國專利說明書1211567公開了一種鋼軌下的彈性墊，在彈性墊的兩個主要側(cè)面上設置有許多柱狀的凸起或截錐體狀的凸起，這些凸起規(guī)則地分布在兩個側(cè)面上，以使其一個側(cè)面上的凸起恰好正對彈性墊上另一側(cè)面的凸起。
英國專利說明書946936公開了一種鋼軌下的彈性墊，該彈性墊設置有多個獨立的承載區(qū)域，各區(qū)域以金字塔式的截頭六方體凸起的形式設置于彈性墊兩個相對的側(cè)面上，而且彼此間以V形槽隔開。彈性墊相對的兩個側(cè)面上的六方體凸起恰好彼此正對。在彈性墊具體的實施例中，彈性墊一個側(cè)面上的凸起為圓形、錐形或平直的。
歐洲專利說明書169685公開了一種鋼軌下的彈性墊，這種彈性墊包括一由彈性材料例如天然橡膠制成的膜片和柱狀的凸起，這些凸起在彈性墊的兩個主要側(cè)面上在兩個相對的方向上突出。一般為圓柱形的這些凸起具有相同的尺寸，而且在彈性墊的兩側(cè)上均勻分布。
美國專利說明書4648554和歐洲專利說明書279094公開了一種鋼軌下的彈性墊，該彈性墊包括許多間隔分布的圓形凹座，這些凹座形成于彈性墊的兩個相對的側(cè)面上。形成于鋼軌下的彈性墊之一側(cè)的圓形凹座的中心在側(cè)向相對形成于彈性墊對側(cè)上的圓形凹座之中心橫向移動，以當沿剖面觀看所說的彈性墊時，彈性墊形成互聯(lián)的弧形橋狀網(wǎng)絡。彈性墊側(cè)面上的大部分圓形凹座都位于設置于彈性墊對側(cè)的四個凹座之間。
美國專利說明書4971247公開了一種鋼軌下的彈性墊，該彈性墊在一側(cè)或相對的兩側(cè)設置有獨立的島狀凸起，例如人字形凸起。
美國專利說明書5195679公開了一種鋼軌下的彈性墊，該彈性墊設置有凸出部分，這些凸出部分可相對彈性墊另一側(cè)面上的凸出部分在彈性墊的一側(cè)橫向移動，從而當彈性墊位于水平位置上時，不會有垂直線貫穿多于一個凸出部分。每個凸出部分都是一個獨立的區(qū)域，而且都具有圓形或矩形的端面。這些凸出部分可以是短圓柱或加長的矩形棱柱。
美國專利說明書5335850也公開了一種鋼軌下的彈性墊，這種彈性墊包括一中芯和許多規(guī)則分布的柱體，這些柱體在中芯相對的兩側(cè)凸出。這些柱體具有兩種不同的高度，而且相互偏移，從而使彈性墊第一側(cè)面上較高的柱體與彈性墊另一側(cè)面上較低的柱體對立，彈性墊第一側(cè)面上的較低柱體與另一側(cè)面上較高的柱體對立。所有的柱體都自由直立，而且在所說的中芯之上的柱體間沒有互接，這些柱體都具有向外凸出彎曲的周壁。
根據(jù)本發(fā)明的彈性墊由彈性的塑料或橡膠制成，該彈性墊具有兩個相對的側(cè)面，其特征在于相對的兩個表面中至少一個表面為一個至少部分被單一和/或復合的正弦和/或余弦函數(shù)所限定的表面，以至少在彈性墊相對的表面中一個表面的一部分上交替設置凸起和空腔，并使其相互平滑轉(zhuǎn)化。
有利的情形是如果在彈性墊之相對的側(cè)面中至少一個側(cè)面上，至少部分凸起為隆起，至少部分空腔為凹槽，那么就交替設置隆起和凹槽，形成一個波狀表面。隆起和凹槽沿直線和/或曲線一起并列延伸。
另一有利的情形是如果在根據(jù)本發(fā)明的彈性墊之相對的表面中至少一個表面上，至少部分凸起為圓拱，至少部分空腔為凹盤，那么每個圓拱就會被四個鄰近的凹盤和鄰近的四個鞍狀表面片斷所包圍，四個凹盤和鞍形的四個表面片斷就會交替設置，而且每個凹盤都被四個鄰近的圓拱和鄰近的四個鞍形表面片斷所包圍，四個圓拱和鞍形的表面片斷也交替排列。
本發(fā)明確保得到非常有效的彈性墊，尤其是鋼軌下的彈性墊。在火車通過過程中，根據(jù)本發(fā)明的彈性墊緩慢而平滑地變形，這就是為什么彈性墊能夠減震并吸收火車車輪滾動過程中產(chǎn)生的沖擊的原因，這種沖擊作用于恰好定位于彈性墊之上的局部鋼軌上。根據(jù)本發(fā)明的彈性墊不會相對軌腳的下表面和/或軌枕的上表面移動，因此也就不會滑出軌腳與軌枕之間的間隙，這樣就可防止位于鋼軌下的軌枕的磨損，并且還可防止根據(jù)本發(fā)明之彈性墊的磨損。在根據(jù)本發(fā)明之彈性墊的壓縮過程中，任何點都不會存在應力集中，而且凸起部分的材料可平緩、自由地轉(zhuǎn)移，逐漸填滿空腔。
下面參照附圖，通過實施例說明本發(fā)明，附圖中

圖1為根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊的第一實施例之平面視圖；圖2為彈性墊之第一實施例沿圖1中剖面線A-A的剖視圖；圖3為彈性墊之第一實施例的立體圖；圖4為鋼軌下的彈性墊之第二實施例的局部平面圖及沿圖5中剖面線D-D的局部剖視圖；圖5為彈性墊之第二實施例沿圖4的剖面線B-B的剖視圖；圖6為彈性墊之第二實施例沿圖4的剖面線C-C的剖視圖；圖7為彈性墊之第二實施例的立體視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊的第三實施例的平面圖，該圖用測地線示出了彈性墊的部分上表面，該表面由復合三角正弦函數(shù)所限定；圖9為彈性墊之第三實施例沿圖6的剖面線E-E的剖視圖；圖10為彈性墊之第三實施例的立體視圖。
在根據(jù)本發(fā)明之彈性墊的第一實施例中，該彈性墊由彈性塑料制成，兩個相對的表面之一(上表面)被設計成與軌腳的下表面接觸，該表面為一個由簡單的三角正弦函數(shù)所限定的表面，在直角坐標系(又叫做笛卡兒坐標系)中的等式關系如下z=a*sinx；y=b，其中a和b為不為零(a≠0)的數(shù)字系數(shù)，而x、y、z為笛卡兒坐標系的坐標，該坐標系以如下方式產(chǎn)生坐標軸x和y平行于軌腳的下表面，而坐標軸z垂直于該表面。在根據(jù)本發(fā)明之彈性墊的上表面形成凸起和空腔，即隆起1和凹槽2。隆起1和凹槽2交替設置，而且彼此平緩轉(zhuǎn)化，以形成一個波浪形的柱面。隆起1和凹槽2一起沿平行直線并列延伸，以在二者之間形成一恒定的距離。根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊的另一下表面為一個平直的表面，該表面與路基的上表面接觸。
在火車通過過程中，根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊緩慢而平緩地變形，這就是為什么彈性墊可以減震和吸收火車車輪在局部鋼軌上滾動過程中產(chǎn)生的沖擊的原因，其中鋼軌直接位于該彈性墊之上。在變形的初始階段，設置于根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊上表面的隆起1被壓碾、擠壓，從而使包括于其中的材料平緩、自由地轉(zhuǎn)移，逐漸填充形成于彈性墊之同一表面上的凹槽2。由于隆起1和凹槽2的正弦形狀，使得在隆起1被周期性的動載荷和火車通過過程中產(chǎn)生的震動擠壓時，隆起1的表面和軌腳的下表面之間不會存在間隙，這樣就可有利地防止由摩擦產(chǎn)生的鋼軌下彈性墊的磨損。
當由擠壓和壓碾根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊而產(chǎn)生的變形增加時，隆起1被擠壓，以使槽2被填滿。由于這種運動，使得根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊變得完全平展，這就是彈性墊具有很大剛性的原因，并且當其在更大載荷的作用下時，僅會增加進一步的變形。根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊剛度的改變限制了在側(cè)向力的影響下軌道曲線上鋼軌的轉(zhuǎn)向。
根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊的第二實施例與第一實施例的區(qū)別之處在于隆起1a和凹槽2a沿同心橢圓的曲線并列延伸，橢圓的長軸位于彈性墊的兩個對稱軸之一上，而其短軸則位于另一對稱軸上。在變形的初始階段，設置于根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊上表面上的隆起1a被擠壓、碾壓，以使包括于其中的材料平緩自由地移動，逐漸填滿形成于彈性墊同一表面上的凹槽2a。由于隆起1a和凹槽2a的正弦形狀，使得在隆起1a的擠壓過程中，根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊不會相對軌腳的下表面移動。由于隆起1a和凹槽2a沿同心橢圓并列延伸，因此在變形的初始階段根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊之剛度在其上表面的不同片斷上都是不同的。
當然，也存在將根據(jù)本發(fā)明之第一實施例和第二實施例的所有技術特征包括于一個實施例中的可能性。也就是說，在其它的實施例中，隆起和凹槽可間隔一恒定的距離部分沿直線、部分沿曲線并列延伸。在另一不同的實施例中，隆起和凹槽可彼此越來越靠近地延伸，和/或彼此遠離地延伸。
在根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊的第三實施例中，該彈性墊由彈性塑料制成，在其兩個相對的側(cè)面中，與軌腳的下表面接觸的上表面為一個由復合三角正弦函數(shù)所限定的表面，在直角坐標系(又稱為笛卡兒坐標系)中存在如下等式關系z=a*sinx+b*siny，其中a和b為不等于0的系數(shù)(a≠0，b≠0)，而x、y、z為以如下方式產(chǎn)生的笛卡兒坐標系的坐標坐標軸x和y平行于軌腳的下表面，而坐標軸z垂直于軌腳的下表面。在根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊的上表面上，形成凸起和空腔，即圓拱3和凹盤4。圓拱3和凹盤4交替設置。每個圓拱3都被鄰近的四個凹盤4和鄰近的四個鞍狀表面片斷5所包圍，四個凹盤4和四個鞍狀表面片斷5交替設置。每個凹盤4也被四個鄰近的圓拱3和四個鞍狀的表面片斷5所包圍，四個圓拱3和四個鞍狀的表面片斷5也交替設置。根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊的另一下表面被設計成與路基的上表面接觸，而且該下表面為一平面。
在火車通過過程中，根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊以如下方式變形形成于彈性墊上表面的圓拱3被擠壓、碾壓，以使包括于其中的材料平緩、自由地移動，逐漸填滿形成于彈性墊同一表面上的凹盤4。由于圓拱3和凹盤4的正弦形狀，使得圓拱3在周期性動載荷和火車通過時產(chǎn)生的震動的擠壓過程中，不會在圓拱3的表面與軌腳的下表面間產(chǎn)生滑動，這樣就可有利地防止由于摩擦而產(chǎn)生的鋼軌下彈性墊的磨損。
當由擠壓和碾壓根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊而產(chǎn)生的變形增加時，圓拱3被擠壓，以使凹盤4被完全填滿。由于這種運動，使得根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊完全變平展，這就是其具有更大剛度的原因，而且當有更大的載荷增加時，彈性墊還可進一步產(chǎn)生變形。根據(jù)本發(fā)明之鋼軌下的彈性墊剛度的變化可防止在側(cè)向力影響下軌道曲線的轉(zhuǎn)彎。
當然，根據(jù)本發(fā)明的彈性墊也可能存在這樣的實施例將單一和復合的三角正弦與/或余弦函數(shù)所限定的表面應用于彈性墊的同一表面上。
當限定彈性墊上表面的正弦或余弦函數(shù)具有以下特征時即與限定彈性墊之下表面的正弦或余弦函數(shù)相比，具有較小的周期和振幅時，根據(jù)本發(fā)明的彈性墊還可能存在彈性墊的兩個相對的側(cè)面都由單一和/或復合的三角正弦和/或余弦函數(shù)來限定的實施例，其特征在于相同參數(shù)或在一個周期內(nèi)和/或振幅和/或階段不同的參數(shù)最好變換一確定的角度。
當然根據(jù)本發(fā)明的彈性墊也可能存在這樣的實施例彈性墊之一側(cè)的表面或相對兩側(cè)的表面被一單一和/或復合三角正弦和/或余弦函數(shù)所限定。
權利要求
1.一種彈性墊，尤其是鋼軌下的彈性墊，由彈性的塑料或橡膠制成，該彈性墊具有兩個相對的側(cè)面，其特征在于相對的兩個表面中至少有一個表面為一個至少部分被單一和/或復合三角正弦和/或余弦函數(shù)所限定的表面，以至少在彈性墊相對的表面中一個表面的一部分上交替設置凸起和空腔，并使其相互平滑轉(zhuǎn)化。
2.根據(jù)權利要求1所述的彈性墊，其特征在于在相對的兩個表面中至少一個表面上，至少所有凸起中的部分凸起為隆起(1,1a)，至少所有空腔中的部分空腔為凹槽(2,2a)，所說的隆起和凹槽交替設置，以形成波浪形的表面。
3.根據(jù)權利要求2所述的彈性墊，其特征在于所說的隆起(1,1a)和凹槽(2,2a)沿直線和/或曲線并列延伸。
4.根據(jù)權利要求1所述的彈性墊，其特征在于在相對的兩個側(cè)面中的一個側(cè)面上，至少部分凸起為圓拱(3)，至少部分空腔為凹盤(4)，每個圓拱(3)都被四個鄰近的凹盤(4)和四個鞍形的表面片斷(5)所包圍，這四個鄰近的凹盤(4)和四個鞍形的表面片斷(5)交替排列；每個凹盤(4)被四個鄰近的圓拱(3)和四個鄰近的鞍形表面片斷(5)所包圍，而且這四個鄰近的圓拱(3)和四個鄰近的鞍形表面片斷(5)交替排列。
全文摘要
一種尤其是鋼軌下的彈性墊,它由彈性的塑料或橡膠制成,這種彈性墊有兩個相對的表面。相對的表面中至少有一個表面為一個至少部分被單一和/或復合三角正弦和/或余弦函數(shù)所限定的表面,以至少在彈性墊相對的表面中一個表面的一部分上交替設置凸起(3)和空腔(4),并使其相互平滑轉(zhuǎn)化。彈性墊主要作為減震和吸收機車傳遞給鋼軌的動載荷的部件被應用于軌道運輸?shù)挠谰眯澡F路。
文檔編號E01B9/00GK1236412SQ97199204
公開日1999年11月24日 申請日期1997年6月9日 優(yōu)先權日1996年9月27日
發(fā)明者安杰伊·卡奇馬雷克, 伊雷娜·瓦萊科瓦茜卡, 安東尼·卡拉, 克雷斯蒂娜·沙博沃維斯卡, 簡·杜爾斯基, 簡·雅韋奇, 安杰伊·卡明斯基, 安杰伊·奧濟科斯基 申請人:潘德羅爾有限公司