ТРУБЧАТЫЙ МАТ Российский патент 2003 года по МПК E01B1/00 E01B19/00 

Изобретение относится к трубчатому мату из эластомерного материала в виде экструдированного изделия, содержащему, по меньшей мере, первый и второй торцы, расположенные перпендикулярно или под углом относительно направления экструзии, а также множество трубок, расположенных между обоими торцами параллельно направлению экструзии.

Трубчатый мат родового типа подробно описан, например, в печатных изданиях DE-C-3345388, DE-C-3403234, DE-C-3524719 и ЕР-В-0569867.

В известных до настоящего времени трубчатых матах со стороны торцов могли проникать загрязнения и вода, что часто приводило к тому, что трубчатый мат уже не мог выполнять полностью свою функцию эластичности.

Задача изобретения заключается в том, чтобы изготовить трубчатый мат, в котором полностью исключено проникновение загрязнений и воды, что связано с улучшением эластичных свойств изделия при одновременном повышении срока службы и при динамических длительных нагрузках.

Данная задача решается посредством того, что, по меньшей мере, часть трубок закрыта с промежутками, а именно с образованием закрытого воздушного столба, причем затвор трубок образует с трубчатым матом цельное эластомерное соединение.

При этом затвор трубок может располагаться на одной линии перпендикулярно или под углом, не равным 90^o, предпочтительно под углом 45-80^o относительно направления экструзии.

Относительно затвора трубок применяются, в частности, следующие два варианта.

Первый и второй торцы трубчатого мата закрыты, а именно с образованием полностью закрытой трубчатой системы.

Первый и/или второй торцы трубчатого мата частично или полностью открыт/открыты, а именно с образованием соответственно открытого участка торца. Однако в средней части трубчатого мата имеется закрытая трубчатая система.

Из соображений целесообразности для трубчатого мата выбраны следующие материалы:
- трубчатый мат состоит из вулканизированной резиновой смеси на основе сополимера этилена, пропилена и диена (EPDN), причем твердость по Шору А составляет 30-50^o.

- Альтернативным материалом является вулканизированная резиновая смесь на основе натурального каучука (NR), причем в данном случае твердость по Шору А составляет 30-60^o.

Другими ингредиентами соответствующей резиновой смеси являются, например, сера или доноры серы, ускорители, оксид цинка, наполнитель и противостарители.

Трубчатый мат согласно изобретению находит применение, в частности, в железнодорожной технике, а именно в рамках демпфирования вибраций и глушения звука в следующих областях применения.

Он служит в качестве эластичного мата в полотне железной дороги или в щебеночном балластном слое. С этой точки зрения трубчатый мат обозначается так же, как мат полотна железной дороги и мат щебеночного балластного слоя. При этом при необходимости мат может покрываться защитным слоем нетканого материала и т.п.

Трубчатый мат выполняет функцию эластичной вкладки в системах шпала - башмак.

Кроме того, он служит в качестве эластичной подкладки в опорных точках рельса, в частности опять же в виде рельсовой подкладки, размещаемой под подошвой рельса.

Кроме того, задача изобретения состоит в том, чтобы создать для трубчатого мата вышеуказанного типа способ, который обеспечивает надежный и экономичный затвор трубок.

Особенно предпочтительный способ изготовления трубчатого мата согласно изобретению отличается следующими технологическими операциями:
- после экструзии трубки сжимают с помощью прижимного ролика, который снабжен распределенными по своей периферии штырьками, а именно с образованием желобков и запорных перемычек;
- затем производят вулканизацию.

Другие предпочтительные параметры способа представлены в рамках описания фигур, которые показывают:
фиг.1 - трубчатый мат с затвором трубок с расположением линий под углом, не равным 90^o, относительно направления экструзии;
фиг.2 - деталь трубчатого затвора по линии разреза А-А (на фиг.1);
фиг. 3 - трубчатый мат с затвором трубок с расположением линий перпендикулярно направлению экструзии;
фиг.4 - трубчатый мат по линии разреза А-А (фиг.3);
фиг.5 - трубчатый мат по линии разреза В-В (фиг.3);
фиг.6 - технологический процесс изготовления трубчатого мата по фиг.1.

В связи с данными фигурами действителен следующий перечень позиций: 1 - трубчатый мат, 2 - трубки, 3 - затвор трубок, 4 - верхняя сторона трубчатого мата, 5 - желобок, 6 - запорная перемычка, 7 - трубчатый мат, 8 - трубки, 9 - затвор трубок, 10 - затвор трубок, 11 - первый торец трубчатого мата, 12 - второй торец трубчатого мата, 13 - экструдер с выходным отверстием, 14 - опорные ролики, 15 - прижимной ролик, 16 - штырьки, 17 - вулканизационный канал.

На фиг.1 изображен трубчатый мат из эластомерного материала, резины или резиноподобного материала. Этот трубчатый мат представляет собой экструдированное изделие Y. При этом длина L может быть до 100 м.

Трубчатый мат 1 имеет множество трубок 2, расположенных параллельно направлению экструзии Y. При этом трубки закрыты с промежутками "а", а именно с образованием закрытого воздушного столба. Затвор трубок 3 расположен в данном случае на линии Х под углом α приблизительно 55^o относительно направления экструзии Y. При этом образуется большое количество закрытых сегментов трубок I, II, III и IV.

В рамках разреза изделия в зависимости от требований имеется две возможности:
- разрез производится вдоль линии Х в середине по затвору трубки 3. Тем самым образуется торец трубчатого мата, который полностью закрыт;
- разрез производится вдоль линии Z перпендикулярно относительно направления экструзии Y. Тем самым образуется сегмент трубки III, который открыт внутри торца трубчатого мата. Однако с этим можно смириться, если трубчатый мат имеет, по меньшей мере, закрытый сегмент трубки, в частности несколько закрытых сегментов трубки в последовательном соединении. И это имеет место при применении трубчатого мата 1 в качестве мата для полотна железной дороги и щебеночного балластного слоя.

На фиг.2 изображен затвор трубки 3, причем на верхней стороне 4 трубчатого мата 1 внутри затвора образован желобок 5. Сам затвор трубки образуется запорной перемычкой 6.

Если разрез изделия производится вдоль линии Х в середине по запорной перемычке 6, то создается закрытый торец трубчатого мата 1.

На фиг.3 изображен трубчатый мат 7 с трубками 8. При изготовлении этого трубчатого мата в виде полотна образуется большое количество затворов трубок 9, 10, которые в противоположность примеру выполнения по фиг.1 расположены на линии Х перпендикулярно направлению экструзии Y. При этом трубки 8 закрыты с регулируемыми промежутками b, a именно с образованием закрытых трубчатых сегментов V.

В рамках данного примера выполнения производится разрез изделия вдоль линии X, причем образуются первый торец 11 и второй торец 12, каждый из которых полностью закрыт. При этом закрыт только один-единственный трубчатый сегмент V.

Такой трубчатый мат применяется, например, в качестве эластичной вставки в системе рельс - башмак.

На фиг. 4 изображен поперечный разрез А-А трубчатого мата 7 по фиг.3, причем трубки 8 в поперечном сечении имеют, по существу, полукруглую форму и в альтернативной структуре. Но возможны также трубки с другой формой поперечного сечения (например, круглой).

На фиг.5 изображен продольный разрез (В-В) трубчатого мата 7 по фиг.3 с образованием закрытой трубки 8. Относительно затворов трубок 9, 10 действительно то же самое, что и для затвора 3 по фиг.2.

На фиг.6 изображен технологический процесс изготовления трубчатого мата 1 по фиг.1.

Из экструдера 13 выходит в направлении экструзии Y трубчатый мат 1 в виде полотна. Трубчатый мат перемещается по системе скольжения, в частности, в виде опорных роликов 14. Прижимной ролик 15, снабженный распределенными по периферии штырьками 16, точечно прижимает трубки (то есть исключительно внутри запорного участка), а именно с образованием желобков 5 и запорных перемычек 6 (фиг.2). Затвор трубки 3 (фиг.1, 2) проходит при этом на линии Х под углом, не равным 90^o.

Затем трубчатый мат 1 входит в вулканизационный канал 17. При этом вулканизация производится в канале ультравысокой частоты без давления, в установке с соляной ванной или в установке с горячим воздухом.

Штырьки 16 предпочтительно можно заменять. Штырьки диаметром около 20 мм оказались пригодными, например, в матах для полотна железной дороги и щебеночного балластного слоя.

При другом принципе размещения прижимных роликов 15 и штырьков 16 можно также выполнить затвор трубки 3, который находится на линии Х перпендикулярно направлению экструзии Y.

Изобретение относится к трубчатому мату из эластомерного материала в виде экструдированного изделия. Мат содержит, по меньшей мере, первый и второй торцы, расположенные перпендикулярно или под углом относительно направления экструзии. А также множество трубок 2, расположенных между обоими торцами параллельно направлению экструзии. По меньшей мере, часть трубок 2 закрыта с образованием в каждой трубке закрытого воздушного столба. Причем затвор трубки 3 образует с трубчатым матом 1 цельное эластомерное соединение. Способ изготовления трубчатого мата отличается следующими технологическими операциями: после экструзии трубки сжимают с помощью прижимного ролика, который снабжен распределенными по своей периферии штырьками, а именно с образованием желобков 5 и запорных перемычек 6, затем производят вулканизацию. Техническим результатом данного изобретения является изготовление трубчатого мата, в котором полностью исключено проникновение загрязнений и воды, что связано с улучшением эластичных свойств изделия при одновременном повышении срока службы и при динамических длительных нагрузках, кроме того, создание для вышеуказанного трубчатого мата способа, который обеспечивает надежный и экономичный затвор трубок. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Трубчатый мат (1, 7) из эластомерного материала в виде экструдированного изделия, содержащий, по меньшей мере, первый и второй торцы (11, 12), расположенные перпендикулярно или под углом относительно направления экструзии (Y), а также множество трубок (2, 8), расположенных между обоими торцами параллельно направлению экструзии (Y), отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть трубок (2, 8) закрыта с образованием в каждой трубке закрытого воздушного столба, причем затвор трубки (3, 9, 10) образует с трубчатым матом (1, 7) цельное эластомерное соединение. 2. Трубчатый мат по п. 1, отличающийся тем, что затвор трубки (9, 10) располагается на одной линии (X). 3. Трубчатый мат по п. 1, отличающийся тем, что затвор (3) трубки располагается на одной линии (X) под углом, не равным 90^o, предпочтительно под углом 45-80^o относительно направления экструзии (Y). 4. Трубчатый мат по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что первый и второй торцы (11, 12) закрыты, а именно с образованием полностью закрытой трубчатой системы. 5. Трубчатый мат по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что первый и/или второй торцы (11, 12) частично или полностью открыт/открыты, а именно с образованием соответствующего открытого торцового участка, однако закрытой в средней части трубчатого мата трубчатой системы. 6. Трубчатый мат по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что он состоит из вулканизированной резиновой смеси на основе сополимера этилена, пропилена и диена (EPDN). 7. Трубчатый мат по п. 6, отличающийся тем, что твердость по Шору А составляет 30-50^o. 8. Трубчатый мат по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что он состоит из вулканизированной резиновой смеси на основе натурального каучука (NR). 9. Трубчатый мат по п. 8, отличающийся тем, что твердость по Шору А составляет 30-60^o. 10. Трубчатый мат по одному из пп. 1-9, в частности, в сочетании с пп. 3 и 5, для применения в качестве эластичного мата в полотне железной дороги или в щебеночном балластном слое, причем при необходимости мат покрыт защитным слоем нетканого материала и т. п. 11. Трубчатый мат по одному из пп. 1-9, в частности, в сочетании с пп. 2 и 4, для применения в качестве эластичной вкладки в системах шпала - башмак. 12. Трубчатый мат по одному из пп. 1-9, в частности, в сочетании с пп. 2 и 4, для применения в качестве эластичной вкладки в опорных точках рельса в виде рельсовой подкладки, размещаемой под подошвой рельса. 13. Способ изготовления трубчатого мата по одному из пп. 1-12, отличающийся следующими технологическими операциями: после экструзии трубки сжимают с помощью прижимного ролика (15), который снабжен распределенными по своей периферии штырьками (16), а именно с образованием желобков (5) и запорных перемычек (6), затем производят вулканизацию. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что применяют сменные штырьки (16). 15. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что вулканизацию производят в канале ультравысокой частоты без давления, в установке с соляной ванной или в установке с горячим воздухом. 16. Способ по одному из пп. 13-15, отличающийся тем, что изготавливают трубчатые маты (1, 7) большой длины, а именно с образованием закрытых сегментов трубок (I, II, III, IV, V) в сочетании с последующим разрезом изделия в зависимости от цели применения.