CN101970758A - 以弹性扣件将轨道扣接于轨枕的方法 - Google Patents
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Abstract
以一梯形金属压力片-扣件(1.5)及一塑胶垫板(1.4)把轨道扣接于木或混凝土轨枕的方法。所述金属压力片-扣件及塑胶垫板一体成形，并提供一沿着其整个边缘(2.1)的连续压力。抵靠于轨基的所述边缘设置为在拉动时能使其沿所述轨基平稳滑动，避免产生不必要的阻力及损耗。所述压力片较窄的另一边缘设置为于其末端(3.2)设有一固定边缘，以防止任何移位。所述塑胶垫板的外端(4.2)设有一固定凹槽，供所述压力片较窄的外端进入其中。所述凹槽设置为与所述压力片-扣件外端稳固连接，使所述压力片不能被移除。所述垫板亦设有一较大的凹槽(4.4)，以容许压力片于拆除时变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种以弹性扣件将轨道扣接于轨枕的方法。跟据国际专利分类，本发明属于E 01 B 9/28的领域。
背景技术
将轨道扣接于轨枕是一项十分费时、困难但重要的工作，需要大量工人的参与或使用十分专门的机器。将轨道扣接于轨枕的工作，在现实中是在轨道所在的地点进行，其中以螺旋道钉扣接轨道是一项十分费时工作，而连接的质素和稳固性亦难以检验。除了有大量的道钉需要旋紧之外，亦有很大的机会其中一些道钉完全没有旋紧或没有充分旋紧，加上列车造成的震动，最终可能导致其他道钉被旋松并减弱作用于轨道上的扣紧力，因而削弱了轨枕与轨道间的整体连接。若轨枕与轨道间的整体连接被削弱，将对轨道交通安全构成巨大的潜在风险。检验连接的稳固性和检查扣件有否向轨道施予指定的压力，几乎是不允许或不可行的。
以传统系统扣接于轨枕的轨道可被蓄意破坏或未经授权地拆除，而且，考虑到现时恐怖主义的威胁，绝对不能不理会这些可能性。在现有公知公用的系统中，任何拥有相对简单的工具的人都能拆除一条轨道而使交通变得不安全。
另一方面，拆除轨道工作在实行上甚为缓慢，因为每一个扣件都必须逐一拆除。此一工作十分费时，并需要大量工人的参与及使用专门的机器，因而增加所需的成本。
过去曾使用多个不同的方法以将轨道规范地和充分地扣接于轨枕。其中之一是在专利申请GB1510244公开的名称为″潘得路系统″方法，其通过由螺旋形的弹簧圆钢造成的扣件实现扣接。将轨道扣接于轨枕时，每一个扣件的平末端都需要插入孔内，使扣件的一端进入孔内，而另一端则向轨道施压。此一方法的其中一个缺点是安装这些扣件需要的时间很长，这是因为工人需要逐一插入每一个扣件。
此一方法的另一缺点，是所述扣件只向轨道的一点施压，因此经长时间使用后，因沉重的荷载及震动，所述扣件会于该点上变形，因而失去其压力。此方法的另一不足之处，是当于轨道及轨枕之间使用绝缘物料时，绝缘物料可能会随时间变薄，甚至破损。在实行上是不可能控制用在轨道上的每一个扣件的。基于上述的原因，拆除及安装的工序是十分缓慢和不便的。
另一在专利文件US5096119公开的名称为″SKL系统″的方法，同样使用弹簧圆钢。此方法包括一个以弹簧圆钢造成并屈曲成一变形″M″字形状的扣件，以及一垫板。轨道与轨枕间的连接通过将一螺旋道钉穿过扣件和垫板旋入轨枕实现。扣件的一部分施压于平放在轨枕上的垫板，而扣件的另一部分施压于轨道。扣件通过两点施压于轨道，而这种连接的缺点跟前述的例子相似。为求达致所需的压力，所述道钉需完全地旋入以将扣件的中央部分压向垫板。所述方法的缺点包括需要检查每一枚道钉有否达致所需的压力或有否完全地旋入，而所述检查并不能简单地进行。这事实说明了此一系统亦不可靠。
跟前述例子一样，此方法的安装及拆除的工序十分缓慢，因为每一枚道钉都需被旋紧或旋松，需于每一轨枕停下进行。
前述的方法不容许于工场预先进行装配及把装配完成的构件运送到所需地点，使在所需地点中只需把轨道加上。
专利文件US5125573公开了一个容许均匀地向轨道施压以达致更可靠的连接的扣件实施例。扣件为一梯形的金属片，其较阔的一端设置于轨道上，确保压力均匀地分布。安装轨道后，所述金属片被置于其最终位置。此一方法容许预先装配，但拆除的工序仍然是十分费时，因为要先逐一旋松每一枚道钉才可从道床移除扣件，之后才可拆除轨道。
前述的方法以不同的方式解决所述问题，但它们都未能以令人满意的方式解决所述问题。安装及拆除的工序差不多同样地费时，构成了非常显着的不足。每一枚道钉都需被完全地旋松，才可完全地把轨道自将其扣紧的扣件中松开。
发明内容
本发明的技术方案，包括将轨道扣接于轨枕及将其拆除，其通过一形状为梯形的金属压力片-扣件及一塑胶垫板实现。所述金属压力片-扣件及塑胶垫板一体成形，使整个装置能于工厂预先装配，之后才在现场装配于轨道。所述金属压力片-扣件的形状确保压力能持续地施于整个边缘，提供稳固及可靠的连接。抵靠于轨道的边缘设置为在拉动时能平滑地沿轨基滑动，并避免产生不必要的阻力及损耗。压力片的另一边设置为在所述片被拉向轨道及装配完成后，能防止任何移位。所述塑胶垫板于其外端设有一凹槽，供所述压力片较窄的外端进入其中。所述凹槽设置为与所述压力片的外端形成稳固连接，防止所述压力片被移除。所述垫板亦设有一较大的凹槽，以容许所述压力片变形以把所述压力片拆除。
所述垫板的上色边缘容许以视觉十分简单及快速地检查并得知是否所有压力片都被正确地设置于轨基上，从而避免了因要控制每一枚道钉及压力片而浪费时间。
附图说明
图1为一处于装配前状态的扣接装置
位置1.1为一轨枕
位置1.2为一轨道
位置1.3为一轨基
位置1.4为一垫板
位置1.5为一金属压力片-扣件
位置1.6为一螺旋道钉
位置Fa为一压力
图2为一处于组装完成状态的扣接装置
位置2.1为所述金属压力片-扣件的边缘
位置2.2为所述垫板的上色部分
位置Fb为扣紧力
位置Fc为用于拆除的力
图3为一金属压力片-扣件
位置3.1为所述金属压力片-扣件的剖面
位置3.2为固定边缘
位置3.3为压力片
位置3.4为曲线
位置3.5为一为螺旋道钉而设的椭圆形开口
图4为垫板
位置4.1为所述垫板的剖面
位置4.2为固定凹槽
位置4.3为固定限位件
位置4.4为一为所述金属压力片的变形而设的凹槽-空间
位置4.5为一为螺旋道钉而设的孔
位置4.6为所述金属压力片-扣件的边缘的支撑
位置4.7为所述垫板的斜面
位置4.8为垫板及轨枕的抵靠面
具体实施方式
一种将轨道可靠及快速地扣接于木或混凝土轨枕的技术方案，其包括两个主要组成部分。第一个组成部分为把所需力量施于轨基(图1，位置1.3)的一金属压力片(图3)，或一扣件。所述金属压力片-扣件的形状为一等边梯形，其较长的一边(图3位置2.1)沿一特定半径屈曲，以容许其在受压时沿所述垫板(图1，位置1.4)及轨基(图1，位置1.3)平稳滑动。所述金属压力片-扣件(图3)的对面的较短的一边亦向与较长的一边相同的方向屈曲，但其因屈曲而成的边缘(图3，位置3.2)为尖锐或成一90度角。此一边缘被设计成于组装完成的最终状态中处于所述垫板的所述凹槽(图4，位置4.2)中。
于所述金属压力片-扣件(图3，位置3.1)较短的一边屈曲后形成的受压表面(图3，位置3.3)的作用，是作为在向垂直作用于所述受压表面时的施力位置，目的是将所述金属压力片-扣件按压及拉向所述轨基。所述压力片(图3，位置3.3)的另一作用是防止所述金属压力片-扣件在拉动或组装完成后移位。此一目的通过把所述受压表面(图3，位置3.3)抵靠于所述垫板(图4)上的凹槽(图4，位置4.2)的内边缘(图4，位置4.3)来达成。所述金属压力片-扣件(图3)沿其中轴设有一椭圆形开口(图3，位置3.5)，供所述道钉穿过(图3，位置3.4)。所述金属压力片-扣件(图3)于其曲线屈曲成一钝角(图3，位置3.4)，以向所述金属压力片-扣件提供一弹性预压力，以向所述轨基(图1，位置1.3)施加所需压力。
所述技术方案的第二个组成部分为一塑胶垫板(图4)，其设有一圆孔(图4，位置4.5)供所述螺旋道钉(图1，位置1.6)穿过。所述垫板(图4)设有一凹槽(图4，位置4.2)，以在所述金属压力片(图3)处于组装完成的最终状态时，供所述金属压力片-扣件的下侧边缘(图3，位置3.2)容纳于其中，以固定或锁定所述金属压力片。所述固定凹槽(图4，位置4.2)的形状及深度容许实现锁定。所述固定凹槽(图4，位置4.2)的形状设置为完全对应所述金属压力片-扣件的下侧边缘(图3，位置3.2)。
所述金属压力片-扣件的所述受压表面(图3，位置3.3)，以及所述固定限位件(图4，位置4.3)的表面互相抵靠，确保于组装完成的最终状态时能实现稳固锁定、防止所述压力片移位、并防止所述固定边缘(图3，位置3.2)移离所述固定凹槽(图4，位置4.2)。所述垫板(图4)亦设有一较大的凹槽(图4，位置4.4)，其为在拆除所述压力片的过程中所述金属压力片-扣件的塑胶变形而设。
所述垫板(图4)亦设有一表面(图4.位置4.6)，供所述金属压力片-扣件的边缘(图3，位置3.4)在处于装配前状态时平放于其上。所述垫板的表面(图4，位置4.6)的高度对应所述轨基(图1，位置1.3)的高度，两者互相接触并处于相同水平。
所述表面(图4，位置4.6)邻接所述垫板的斜面(图4，位置4.7)，两者之间成一对应所述金属压力片-扣件屈曲角度(图3，位置3.4)的角。在其上侧表面设有一涂有一鲜亮色彩的表面(图2及图4，位置2.2)，其在处于装配前状态时被所述压力片(图1，位置1.5)覆盖。在最终组装状态(图2，位置1.5)时拉动所述压力片后，此上色表面(图2，位置2.2)变得可视，表示所述压力片处于所述最终状态。因此，凭视觉检查，便可得知所述片的装配已完成。
本发明的技术方案可应用于所有有关将轨道扣接于木或混凝土轨枕的情况。此技术方案提供一高度自动化的方法，以将轨道扣接于轨枕或从轨枕拆除轨道。可使用一自动行驶的维修车辆，或一安装于所述车辆上的装置，把压力片连续地移至其最终位置。
本发明相对于现有技术的优点，在于本发明能被预先装配，意味着除了在现场进行的轨道装配之外，整个过程能在工场进行，从而避免分开运送轨枕、垫板及扣接扣件。
本发明能应用于所有将轨道扣接于轨枕，而且需要显着地减低成本及时间消耗的情况及地点。
本发明的技术方案，是基于下述实施例的金属压力片-扣件(图3)及塑胶垫板(图4)，及两者于一装置中的用途。
在图1中，所述装置处于一装配前状态，其包括一轨枕(图1，位置1.1)及一设置于所述轨枕上的垫板(图1、位置1.4及图4)，其中一金属压力片-扣件(图1、位置1.5及图3)设置于所述垫板上，较阔的一边(图1及图3，位置2.1)抵靠于所述垫板的表面(图1及图4，位置4.6)，所述金属压力片-扣件其余的部分设置于所述垫板的上侧表面(图1，位置1.4)，而其较窄的外边与所述固定及锁定边缘(图3，位置3.3)一同伸延至超越所述垫板的边缘(图1，位置1.4)。
所述垫板(图1，位置4.6及图4)的下侧部分于所述凹槽(图4，位置4.5)的对面设有一对应的凸件(图4，位置4.8)，所述凹槽是为所述金属压力片的变形而设的空间，所述凸件的方向与所述凹槽相同，其表面设置为能抵靠于设于所述轨枕的一相似的凹槽(位置4.8，图1及图2)，故两者有着相同的抵靠面(位置4.8，图1及图2)，以防止所述垫板(位置1.4，图1及图2)及所述轨枕(位置4.8，图1及图2)之间的移位。
包括所述垫板(图1，位置1.4)及所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)的装置，通过将一螺旋道钉(图1，位置1.6)旋入所述轨道轨枕(图1，位置1.1)而扣接于轨枕(图3，位置1.1)上，其中所述螺旋道钉穿过所述金属压力片-扣件(图3)上的所述椭圆形开口(图3，位置3.5)，并接着穿过所述垫板(图4，位置4.4)上的所述圆孔。
以上述方式将所述螺旋道钉(图1，位置1.6)旋入所述轨枕，可容许所述螺旋道钉在工厂以一预先确定的力进行扣接，该力足够使所述装置于其组装完成的最终状态(图2)时变得稳固，并使所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)施加需要的力以将所述轨基(图1，位置1.3)压向所述轨枕，并保持所述轨道(图2，位置1.2)于需要的位置。于此一位置，所述压力片(图3，位置1.5)遮盖涂上鲜艳颜色的所述垫板(图2，位置1.4)的上侧表面，令其不被看见。
所述完成的装置已准备好被运送到将轨道扣接于轨枕的现场。
所述轨道(图1，位置1.2)在现场设置于轨枕(图1，位置1.1)上一限定的位置后，便可开始将轨道扣接于轨枕的最终步骤：以一同时垂直于所述压力片的表面(图3，位置3.3)及所述轨道的Fa力(图1，位置Fa)，沿所述垫板(图1，位置1.4)移动所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)。
所述椭圆形开口(图3，位置3.5)容许所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)沿所述Fa力(图1，位置Fa)的方向自由移动，其尺寸足够容许所述螺旋道钉的钉体(图1，位置1.6)自由通过，但不足够容许所述螺旋道钉的钉头通过。通过施加Fa力(图1，位置Fa)于所述金属压力片-扣件(图3，位置3.3)的表面，所述金属压力片-扣件向所述轨基(图1，位置1.3)移动，直至于其对面的上侧尖锐固定边缘(图3，位置3.2)进入所述垫板上的所述固定凹槽(图4，位置4.2)。设于所述金属压力片-扣件的固定边缘(图3，位置3.2)的形状，及设于所述垫板的凹槽(图4，位置4.2)的深度完全互相抵靠，使所述压力片-扣件(图3，位置3.3)不能回到其原来的位置。
所述金属压力片-扣件于其组装完成状态(图2，位置1.5)时以其边缘(图2，位置2.1)作用于所述轨基(图2，位置1.3)的Fb力(图2，位置Fb)，实为旋入所述轨枕(图2，位置1.1)的所述螺旋道钉(图2，位置1.6)施于所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)的扣紧力所造成的力，而所述金属压力片由弹性的金属弹簧片造成，并在组装前状态时沿一曲线(图3，位置3.4)向Fb力作用的方向以一对应的角度屈曲。
将轨道扣接于轨枕的最后步骤，是把所述金属压力片-扣件(图2，位置1.5)置于所述最终位置，其中其下侧尖锐固定边缘(图3，位置3.2)进入设于所述垫板的所述固定凹槽(图4，位置4.2)。所述压力片置于所述最终位置后，涂上一鲜明颜色的表面(图2及图4，位置2.2)变得可视，确认所述金属压力片-扣件处于其最终位置，及所述轨道(图2，位置1.2)被充足的Fb力扣接于所述轨枕(图2，位置1.1)。
以此一方式组装的轨道已准备好应用于交通上，并不需要进行包括于所述地点将轨道扣接于轨枕在内的任何手动作业。
把轨道(图2，位置1.2)自轨枕(图2，位置1.1)拆除的工作能以所述Fc力(图2，位置Fc)达成，其中Fc力垂直作用于所述金属压力片-扣件(图2，位置1.5)的表面，令其屈曲变形，并充填为所述金属压力片-扣件的变形而设的凹槽空间(图4，位置4.4)。
由于所述金属压力片-扣件(图2，位置1.5)抵靠于轨基(图2，位置1.3)的较阔的一边被所述螺旋道钉扣紧，设有一固定边缘(图3，位置3.2)的所述压力片的另一边因Fc力的作用所造成的永久性塑胶变形而移离所述凹槽(图4，位置4.2)，并容许所述金属压力片-扣件(图2，位置1.5)通过一对应的，与Fa力方向相反方向的力移动到其于装配前状态时的先前位置。
因此，变形后的所述金属压力片-扣件因一与Fa力方向相反方向的力，移动到其于预先装配状态中的先前位置后，轨道会被放开。此一拆除方法不会于轨道上留下及后需收集或运走的废料。
本发明的通过弹性扣作将轨道扣接于轨枕的技术方案，包括使用能安装于维修车辆的相关装置，整个将轨道扣接于轨枕及将其从轨枕拆除的过程因而能快速及高度自动化地进行、从而降低所需成本、降低所需的工人数目、及降低安装及拆除的过程所花费的时间。
Claims (5)
1.一种以弹性扣件将轨道(图1，位置1.2)扣接于木或混凝土轨枕(图1，位置1.1)的方法，其使用对应的道钉及螺旋道钉(图1，位置1.6)，其特征在于：提供一垫板(图1，位置1.4及图4)，所述垫板设一圆孔(图4，位置4.5)供一对应的常规螺旋道钉(图1，位置1.6)穿过，所述垫板的上侧表面设有一成直角三角形的凹槽(图4，位置4.2)，及一成等边三角形的为变形而设的凹槽-空间(图4，位置4.4)；所述上侧表面邻接所述垫板的斜面(图4，位置4.7)，两者间成一对应金属压力片-扣件屈曲角度(图3，位置3.4)的角；所述斜面邻接一用以支撑所述金属压力片-扣件的边缘(图4，位置4.6)的表面；所述垫板(图1，位置1.4及图4)的下侧于为所述金属压力片的变形而设的所述凹槽-空间(图4，位置4.5)的对面沿所述凹槽的方向设有一对应的凸件(图4，位置4.8)，所述凸件的表面设置为抵靠于所述轨枕上的凹槽(位置4.8，图1及图2)；所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5及图3)成等边梯形，其较阔的一边(图1及图3，位置2.1)沿一特定半径屈曲，并抵靠于所述垫板的表面(图1及图2，位置4.6)，所述金属压力片-扣件其余的部分平放于所述垫板(图1，位置1.4)的上侧表面，而所述金属压力片-扣件对面的较窄的外边亦向与较长的一边相同的方向屈曲，但其因屈曲而成的边缘为尖锐或成一90度角(图3，位置3.2)，并与一固定及锁定边缘(图3，位置3.3)一同伸延至超越所述垫板的边缘(图1，位置1.4)；所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5及图3)设有一椭圆形开口(图3，位置3.5)供一螺旋道钉穿过(图3，位置3.4)；所述金属压力片-扣件(图3)于其曲线向一边屈曲成一钝角(图3，位置3.4)，以给予所述金属压力片-扣件一弹性预压力以施加所需压力于轨基(图1，位置1.3)。
2.根据权利要求1所述的一种以弹性扣件将轨道扣接于木或混凝土轨枕的方法，其特征在于：包括所述垫板(图1，位置1.4)及所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)的装置，通过将一螺旋道钉(图1，位置1.6)旋入所述轨枕(图3，位置1.1)而扣接于所述轨道轨枕(图3，位置1.1)上，其中所述螺旋道钉穿过所述金属压力片-扣件(图3)上的所述椭圆形开口(图3，位置3.5)，并接着穿过所述垫板(图4，位置4.4)上的所述圆孔，实现以一预先确定的力进行扣紧，所述力足够在组装完成状态(图2)时实现稳固连接，并使所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)施加需要的力以将所述轨基(图1，位置1.3)压向所述轨枕，并保持所述轨道(图2，位置1.2)于需要的位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种以弹性扣件将轨道扣接于木或混凝土轨枕的方法，其特征在于：将轨道扣接于轨枕的最终步骤，包括以一同时垂直于所述压力片的表面(图3，位置3.3)及所述轨道的Fa力(图1，位置Fa)，沿所述垫板(图1，位置1.4)移动所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)；所述椭圆形开口(图3，位置3.5)容许所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)沿所述Fa力(图1，位置Fa)的方向自由移动，所述椭圆形开口的尺寸足够容许所述螺旋道钉的钉体(图1，位置1.6)自由通过，但不足够容许所述螺旋道钉的钉头通过；通过施加所述Fa力(图1，位置Fa)于所述金属压力片-扣件(图3，位置3.3)的表面，所述金属压力片-扣件向所述轨基(图1，位置1.3)移动，直至于其对面的下侧尖锐固定边缘(图3，位置3.2)进入设于所述垫板的所述固定凹槽(图4，位置4.2)；设于所述金属压力片-扣件的固定边缘(图3，位置3.2)的形状，及设于所述垫板的固定凹槽(图4，位置4.2)的深度完全互相抵靠，使所述压力片-扣件(图3，位置3.3)不能回到其原来的位置。
4.根据权利要求1、2及3任一所述的一种以弹性扣件将轨道扣接于木或混凝土轨枕的方法，其特征在于：所述金属压力片-扣件于其组装完成状态(图2，位置1.5)时以其边缘(图2，位置2.1)作用于所述轨基(图2，位置1.3)的Fb力(图2，位置Fb)，实为旋入所述轨枕(图2，位置1.1)的所述螺旋道钉(图2，位置1.6)施于所述金属压力片-扣件(图1，位置1.5)的扣紧力所造成的力，而所述金属压力片-扣件由弹性的金属弹簧片造成，其在组装前状态时沿一曲线(图3，位置3.4)向Fb力作用的方向以一对应的角度屈曲。
5.根据权利要求1、2及3任一所述的一种以弹性扣件将轨道扣接于木或混凝土轨枕的方法，其特征在于：把所述金属压力片-扣件(图2，位置1.5)置于所述最终位置，其中其下侧尖锐固定边缘(图3，位置3.2)进入所述垫板的所述固定凹槽(图4，位置4.2)，从而完成将轨道扣接于轨枕；届时，所述压力片置于所述最终位置，涂上一鲜明颜色的一表面(图2及图4，位置2.2)变得可视，显示所述金属压力片-扣件处于其最终位置，及所述轨道(图2，位置1.2)被所述Fb力扣接于所述轨枕(图2，位置1.1)。
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