CN102686804A - 铁轨紧固装置 - Google Patents

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Abstract

一种铁轨紧固装置，该装置包括基板(20)和基板固定元件(30;40)，所述基板(20)用于接受铁轨(10)并固定至所述铁轨(10)，所述基板固定元件(30;40)把基板(20)固定到混泥土铁轨基座(1)的基板座区域(2)，其包括第一和第二紧固组件(30;40)，该第一和第二紧固组件(30;40)设置在位于混泥土铁轨基座(1)的基板座区域(2)的相对两侧，每个紧固组件(30;40)包括夹紧元件(35,351-35N,35A,35B1-35BN;45)，该夹紧元件(35,351-35N,35A,35B1-35BN;45)设置成当混泥土铁轨基座(1)支撑着基板(20)，并且基板(20)坐落于混泥土铁轨基座(1)的基板座区域(2)时，夹紧元件(35,351-35N,35A,35B1-35BN;45)的一部分(36,361-36N;46)可以覆在基板(20)的一部分(27)上，每个第一和第二紧固组件(30;40)进一步包括固定元件(31;41)，该固定元件(31;41)具有第一部分(32;42)和第二部分(33;43)，所述第一部分(32;42)设置成保持在混泥土铁轨基座（1）内，所述第二部分(33;43)设置成坐落于铁轨基座(1)上并与所述夹紧元件(35,351-35N,35A,35B1-35BN;45)接合。对于第一和第二紧固组件(30;40)的固定元件(31;41)，只有第二紧固组件(40)的固定元件(41)由螺纹紧固件组成。

Description

铁轨紧固装置
技术领域
本发明涉及铁轨紧固装置，特别地，但不排它地，用于混泥土板式轨道。
背景技术
铁轨紧固装置适用于城市和/或地下铁路系统的混泥土板式轨道，该装置一般要求
具有比用于有碴轨道的紧固装置更低的刚度，以便补偿另外由道渣造成的弹性的损失。这样一个铁轨紧固装置包括基板，缓冲/绝缘轨下垫板和基板垫，该基板在其铁轨座区域的任一边都具有铁轨紧固肩形件，缓冲/绝缘轨下垫板在铁轨座区域上，基板垫在混泥土铁轨基座与基板之间。系统中的大部分的弹性是由基板垫提供的。基板本身必须锚定到板式轨道，并且在现有技术中通常以螺纹紧固件，例如螺栓或者螺钉，穿过基板上的孔来实现。
在具有通孔的基板上，横向负载将被分配到基板的任一端上的螺栓之间。为了确保每件东西可以结合在一起，肯定会存在小间隙，所以该负载可能不会均匀地分配，但是在基板的场侧，通常会施加向外的横向负载至离铁轨最近的螺栓的侧面（这会导致螺栓向远离铁轨的方向弯曲），但是在基板的轨距侧，横向负载会推动离铁轨最远的铁栓的侧面（这会导致铁栓弯向铁轨）。这种用贯穿螺栓固定的组件有几个问题。首先，由于螺栓是圆的，而侧力的传递需要通过线接触，所以即使负载被分配，而这些移动的线接触迅速磨损。其次，通常铁栓的顶部大大超出固定铁轨的扣件的高度，这对于被横向推到铁轨上的扣件是个特别的问题，例如EP0619852B公开的“开关式扣件”。这个问题可以得到改善，代价是把基板做得更大，使得肩形件和螺栓之间有足够的空间，但是螺栓组件还是容易受到用于安装和拔出侧推扣件的轨道机械的损害。此外，由于螺栓穿过弹性基板垫，所以如果不小心地设计，这些螺栓常遭受高水平的横向弯曲负载，从而容易陷入疲劳。大部分这些问题都可以通过采用夹子悬在基板的边缘上从而把基板压住来避免，这个夹子本身可以牢固地用螺栓固定着，具有非常低的侧面，从而允许扣件在它上面来回地滑动，而且具有平坦的支承表面支撑横向负载。
然而，这种装置也有问题。当横向负载分力施加于基板的任一方向时，它趋向于通过基板和板式轨道之间的连接件施加一个压缩力于基板的第一末端，并施加张力于第二末端。如果该连接件是一个简单的绝缘垫片，从而合乎降低成本的要求，而不是一些更复杂的装置，由此该连接件与基板结合或者与基板连接，然后基板第二末端的张力产生裂口，该裂口不会传递力。因此，事实上所有施加的侧力通过基板的第一末端的连接件传递至板式轨道。因考虑涉及到侧向负载的反作用，基板因此通过仅仅一个螺栓有效地固定，即，在基板的第一末端的螺栓。
但是，在实际中，这样是不够的。典型地，在装配中，只有一个有效的螺栓，这个螺栓将会因为侧向弯曲负载而受压过度。此外，如上所述，螺栓本来是圆形的，所以侧力必须通过垂直的线接触传递。因此，如果该装置用在基板的压缩末端（通常在场侧），该螺栓或者螺栓固定的夹子将会破裂。
在可选择的装置中，基板被弹性铁轨扣件固定，被肩形件固定的铁轨扣件铸成混泥土板式轨道，所述该类基板用于固定铁轨本身。肩形件比螺栓强很多，而且可具有平坦的支承表面以支撑横向负载，从而避免破损的问题。但是，用于固定基板的肩形件，扣件和相关的绝缘体，以及固定铁轨所需的东西的供应，增加了成本和装置的复杂性。
此外，需要提供一种装置，该装置可在混泥土板式铁轨上进行垂直高度的调节。一般地，可以调节垂直高度的装置必定比不能调节垂直高度的装置更复杂。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种铁轨紧固装置，该铁轨紧固装置包括基板和基板固定元件，所述基板用于接受铁轨并固定至所述铁轨，所述基板固定元件把基板固定到混泥土铁轨基座的基板座区域，其包括第一和第二紧固组件，该第一和第二紧固组件设置在位于混泥土铁轨基座的基板座区域的相对两侧，每个紧固组件包括夹紧元件，该夹紧元件设置成当混泥土铁轨基座支撑着基板，并且基板坐落于混泥土铁轨基座的基板座区域时，夹紧元件的一部分可以覆在基板的一部分上，每个第一和第二紧固组件进一步包括固定元件，该固定元件具有第一部分和第二部分，所述第一部分设置成保持在混泥土铁轨基座内，所述第二部分设置成坐落于铁轨基座上并与所述夹紧元件接合。其中，对于第一和第二紧固组件的固定元件，只有第二紧固组件的固定元件由螺纹紧固件组成。
第一紧固组件的固定元件最好具有支承部分，该支承部分具有平面的负载支承表面，当该装置在使用时，通过该负载支承表面，负载可以从基板传递至第一紧固组件的固定元件。
根据本发明的第二方面，提供一种铁轨紧固装置，该铁轨紧固装置包括基板和基板固定元件，所述基板用于接受铁轨并固定至所述铁轨，所述基板固定元件把基板固定到混泥土铁轨基座的基板座区域，其包括第一和第二紧固组件，该第一和第二紧固组件设置在位于基板座区域的相对两侧，每个紧固组件包括夹紧元件，该夹紧元件设置成当混泥土铁轨基座支撑着基板，并且基板坐落于混泥土铁轨基座的基板座区域时，夹紧元件的突出部分可以覆在基板的一部分上，其中，第一紧固组件进一步包括固定元件，该固定元件具有第一部分和第二部分，所述第一部分设置成保持在混泥土铁轨基座内，所述第二部分设置成坐落于适于保持夹紧元件的铁轨基座上，使得该装置在使用时，第一紧固组件的夹紧元件的支承部分插入第一紧固组件的固定元件的第二部分的竖直表面和基板的竖直端面之间；并且夹紧元件的支承部分与基板的竖直端面之间，以及夹紧元件的支承部分和固定元件的第二部分的竖直表面之间都有接触面，当该装置在使用中，并且所述接触面是平面的时，通过该接触面，负载从基板传递至第一紧固组件的固定元件。
在本发明的第一或者第二方面中，施加至基板的任何向上的竖直负载首先通过第一/第二紧固组件的夹紧元件传递，而不是直接传至固定元件，从而降低损害固定元件的风险，而且更好地限制仅仅对夹紧元件产生的任何无法预料的损害程度，其中，所述夹紧元件是单独的，可替换的部件。当第一紧固组件的固定元件为镶铸肩形件时，这是非常有利的。
该夹紧元件可由塑胶材料制成。塑胶材料的弹力为夹紧元件提供一些弹性，这可以进一步降低施加于基板的任何向上的竖直负载的影响。
该装置可能进一步包括至少一个用于第一紧固组件的附加夹紧元件，该附加夹紧元件在相对首先提及的夹紧元件的不同高度的位置具有突出部分，用于将所述附加夹紧元件安装在该装置中，代替首先提及的夹紧元件。
第一紧固组件的夹紧元件可能包括夹紧部分，第一中间部分和第二中间部分，所述第一中间部分位于所述夹紧部分和固定元件的第二部分的内部之间，所述第二中间部分位于夹紧部分和基板之间。也可能提供至少一个附加夹紧部分，该附加夹紧部分在相对首先提及的夹紧部分的不同高度的位置具有突出部分，用于将所述附加夹紧元件安装在该装置内，代替首先提及的夹紧部分。在这种情况下，该装置可能也进一步包括至少一个附加的第二中间部分，所述附加的第二中间部分的至少一个尺寸与首先提及的第二中间部分的尺寸不同，从而将所述附加的第二中间部分安装于该装置中，代替首先提及的第二中间部分。
第一紧固组件的固定元件最好由肩形件组成。
附图说明
以下通过实施例的方式，结合附图对本发明作详细说明，其中：
图1A至1D为根据本发明的第一方面和第二方面的第一铁轨紧固装置。图1A为该装置的侧视图，图1B为沿图1A中X-X线切开的剖视图，图1C为本装置的俯视图，而图1D为从上方看下去的该装置的透视图。
图2A至2C为图1A至1D展示的装置的一些元件，图2A为基板的透视图，图2B为第一紧固组件的透视图，图2C为第二紧固组件的透视图，而图2D至2G为一组四个不同的夹紧元件各自的透视图和侧视图。
图3A至3E为根据本发明的第一和第二方面的第二铁轨紧固装置，图3A为该装置的侧视图，图3B为沿图3A中Y-Y线切开的剖视图，图3C为该装置的俯视图，图3D为当该装置包括附加元件时，沿Y-Y线切开的可选的剖视图，而图3E为从上方看下去的该装置的透视图。
图4A至4D展示了用于该装置的垫片，图4A为从上方看下去的该垫片的俯视图，图4B为沿图4A中Z-Z线切开的剖视图，图4C为从下方往上看的该垫片的仰视图，而图4D则为端视图。
具体实施方式
如图1A至1D所示，根据本发明的第一铁轨紧固装置包括基板20和基板固定元件30,40，所述基板20用于接受铁轨10并固定至所述铁轨，所述基板固定元件30,40把基板20固定到混泥土铁轨基座1的基板座区域2。当该装置在使用中时，电绝缘缓冲基板垫50坐落于基板20之下，铁轨基座1的基板座区域2之上，而电绝缘缓冲轨下垫60坐落于铁轨10之下，基板20的铁轨座区域25之上。在基板20的铁轨座区域25的任一侧，基板20具有肩形件21，该肩形件21用于固定各自的弹性铁轨扣件22.
扣件22带有各自的尖端绝缘子23，从而在扣件22与铁轨10之间提供电绝缘，而肩形件21上具有侧柱绝缘子24，从而在肩形件21和铁轨10之间提供电绝缘。在本实施例中，铁轨扣件22与EP0619852B 或 WO2007/096620A中展示的相似，所述铁轨扣件22被横向地推到轨脚之上，并在平面上近似为M形，同时肩形件21被适当设置，但是扣件和关联的肩形件可能是不同的类型，例如扣件以与铁轨纵轴平行的方向推到铁轨上。
如图2A所示，基板20成形为这样的形状：具有包含铁轨座区域25的大致矩形的中央部分20C，在中央部分20C的两端为用于定位侧柱绝缘子24的各自的竖立件26。基板末端部分20A,20B从中央部分20C的两侧突出，并具有侧边缘20AS, 20BS，所述侧边缘20AS, 20BS具有这样的形状：从中央部分20C到基板20的端边缘20AE, 20BE轻微弯曲，使得基板20的端边缘20AE, 20BE的宽度比中央部分20C的宽度稍微窄一点。基板20的端边缘20AE, 20BE形成孔28A,28B，所述孔28A,28B贯穿基板20的厚度，并成形为这样的形状：分别容纳基板固定元件30,40，使得当从上往下看该装置时，基板固定元件30仅比端边缘20AE更多的向外突出一小部分，并且基板固定元件40没有任何部分比端边缘20BE更多的向外突出。因此，总体上该装置的覆盖区与基板20本身的覆盖区大致相同。在每个孔28A,28B的边缘与邻近的竖立件26之间，具有唇27。沿着孔28A,28B的边缘，基板20上具有用于铁轨扣件22的肩形件21，使得当基板20在使用中时，扣件22在各自的第一和第二紧固组件30,40的上延伸。
如图2B和2C所示，基板固定元件30,40包括第一紧固组件30和第二紧固组件40，该第一紧固组件30和第二紧固组件40设置成坐落于混泥土铁轨基座上的基板座区域2的相对两侧上。所述第一和第二紧固组件包括各自的夹紧元件35,45，所述夹紧元件35,45设置成当混泥土铁轨基座1的基板座区域2支撑着基板20时，夹紧元件35,45的突出部分36,46可以设置成覆在基板20的唇27上。第一和第二紧固组件30,40进一步包括各自的固定元件31,41，所述固定元件31,41具有第一部分32,42和第二部分33,43，所述第一部分32,42设置成保持在混泥土铁轨基座1内，所述第二部分33,43设置成坐落于铁轨基座1上并与所述的夹紧元件35,45接合。
在该实施例中，第一紧固组件30的固定元件31包括肩形件，肩形件的茎部形成第一部分32并嵌入混泥土铁轨基座1中，而铁轨基座以上的肩形件的头部形成第二部分33并设置成与夹紧元件35互锁并固定夹紧元件35。作为替代物（没有展示），肩形件可能是以钩钩住的类型，该肩形件的茎部具有这样的形状，通过混泥土铁轨基座上的孔，提供互锁和固定特征，这样，使得肩形件除可以根据需要从铁轨基座1上移除之外，可以承受得起横向负载。
本实施例的第二紧固组件40的固定元件41包括螺纹紧固件，例如螺栓，该螺栓的柄42（没有展示螺纹）与铁轨基座1的螺纹孔（没有展示）接合，并延伸至夹紧元件45的开口47. 该螺纹紧固件41的头部43通过垫圈44压在夹紧元件45上。
本实施例中，夹紧元件35,45具有这样的形状，夹紧元件35,45的上表面具有斜面38,48，该斜坡38,48用于协助将扣件22推入邻接的肩形件21.
在现有技术的装置中，或通过用螺纹紧固件例如螺栓或者螺钉固定的夹紧元件，或通过铸入混泥土板式轨道的肩形件固定的弹性铁轨扣件来固定基板的两端。根据本发明的实施例，第一紧固组件30的固定元件31与第二紧固组件40的固定元件41是不同类型的。具体地，在本实施例中，只有第二紧固组件40的固定元件41由螺纹紧固件组成。
本发明的该实施例中，第一紧固组件30的固定元件31具有支承部分34，该支承部分34具有各自的竖直平面的负载支承表面34a，当该装置在使用中时，通过所述支承表面34a负载从基板20传递至固定元件31。具体地，在本实施例中，肩形件31适于保持夹紧元件35，使得当该装置在使用中时，夹紧元件35的支承部分37插入肩形件31的竖直支承表面34a和基板20的竖直端面26A,27A之间，夹紧元件35的支承部分37与基板20的端面26A,27A之间的接触面，以及夹紧元件35的支承部分37和肩形件31的支承表面34a之间的接触面，都是平坦的。当用于该装置的铁轨基座1安装在轨道上时，具有固定元件31的铁轨基座1的末端放置在轨道的场侧，使得来自基板20的横向负载会通过夹紧元件35和肩形件31的平面的接触面传递至铁轨基座1.
有时需要提供工具去调整装置的高度。这种情况下，可以提供一组夹紧元件35（理想是由塑料材料制成），在该组工具中，每一个夹紧元件35设置成由肩形件31固定，但是在不同的高度具有突出部分36，例如图2D 至 2G所示35a 至35d这组工具有各自的突出高度ha至hd。也提供一组不同厚度的垫片（没有展示出来，但是形状上与图4A 至4D展示的垫片70类似或相同），所述垫片插入基板20下。为了调整高度，肩形件31里的夹紧元件35被移除，并被该组工具中另外一个具有适合该装置的新高度的突起高度的夹紧元件代替。因为固定元件41可以相当的容易从装置上移除，从而允许其中一个具有适当高度的垫片插入基板20下，然后通过垫片上适当定位的孔重新插入到铁轨基座1的螺纹孔内，所以没有必要为第二紧固组件提供不同的夹紧元件45。这种形式的高度调整允许起初采用比较简单和便宜的组件，在相对小的机会，以丢弃夹紧元件这种相对小的附加成本进行高度调整。而不是提供大量的具有不同突出高度的夹紧元件，可能更优选的是提供比较少数量的具有比较大间隔距离的夹紧元件，加上许多附加的修正垫片。例如，为了提供27 mm的总高度调整，可以提供偏移量分别为9 mm, 18 mm, 和 27 mm的三个夹紧元件，以及深度为1 mm至8 mm不等的垫片。
可选地，如图3A至3E所示，根据本发明的第二铁轨紧固装置通过在最初的装置上增加一些附加元件可以更加容易地提供高度调整。简单来说，该装置中与第一铁轨紧固装置的元件相同的元件将会以相同的附图标记被提及，并且不会被再次描述。
第二铁轨紧固装置包括一组夹体351 至 35N，这些夹紧部分分别具有用于保持固定元件31’的不同高度的突出部分361至 36N（图3A至图3C以及图3E展示了夹体351，图3D展示了夹体35N），该固定元件31'的功能基本上与第一铁轨紧固装置的固定元件31是相同的。但是，固定元件31和夹体351至 35N的互锁部分在设计上与第一铁轨紧固装置的互锁部分稍微不同，所以第一紧固组件30的夹紧元件进一步包括第一中间部分和第二中间部分，所述第一中间部分包括可移除的第一中间缓冲垫35A，该第一中间缓冲垫35A用于预防夹体351至 35N，在固定元件31'的第二部分33'内移动，所述第二中间部分包括一组可移除的第二中间缓冲垫35B1 至 35BN，每个这样的垫具有第一部分和第二部分，所述第一部分位于基板20的第一端面26A和夹紧部分351至 35N之间，所述第二部分位于基板20的第二端面27A和固定元件31'的第二部分33'之间。当需要调整高度时，固定元件31和夹紧部分351至35N的互锁部分的设计，以及中间缓冲垫的供应，使得在不需要移动铁轨的情况，在轨道上拆卸该装置更加容易。如图3D和图4A至4D所示，第二铁轨紧固装置也包括一组不同厚度的插到基板20下面的垫片701 至 70N-1（只显示其中一个）。每个垫片70的一端具有孔71，另一端具有孔72，固定元件41通过所述孔71插入铁轨基座1，所述孔72用于容纳固定元件31'。
基板的一些横向调整（通常为+/- 5 mm）也可以实现，例如通过提供不同宽度（或者深度）的垫片，或者更简单地，根据需要，通过将侧柱绝缘子替换为更大或者更小厚度的侧柱绝缘子。
为了加速轨道建设进程，根据本发明的铁轨紧固装置可以在转移到轨道建设地点前在预浇制混泥土单位上（石块，枕木，或者板）进行装配。

Claims (9)

1.一种铁轨紧固装置，该装置包括基板(20)和基板固定元件(30; 40)，所述基板(20) 用于接受铁轨(10)并固定至所述铁轨(10)，所述基板固定元件(30; 40)把基板(20)固定到混泥土铁轨基座(1 )的基板座区域(2)，其包括第一和第二紧固组件(30; 40)，该第一和第二紧固组件(30; 40)设置在位于混泥土铁轨基座(1)的基板座区域(2)的相对两侧，每个紧固组件(30; 40)包括夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN; 45)，该夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN; 45)设置成当混泥土铁轨基座(1)支撑着基板(20)，并且基板(20)坐落于混泥土铁轨基座(1)的基板座区域(2)时，夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN; 45)的一部分(36, 361-36N; 46)可以覆在基板(20)的一部分(27)上，每个第一和第二紧固组件(30; 40)进一步包括固定元件(31; 41)，该固定元件(31; 41)具有第一部分(32; 42)和第二部分(33; 43)，所述第一部分(32; 42)设置成保持在混泥土铁轨基座（1）内，所述第二部分(33; 43)设置成坐落于铁轨基座(1)上并与所述夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN; 45)接合，其中，对于第一和第二紧固组件(30; 40)的固定元件(31; 41 )，只有第二紧固组件(40)的固定元件(41)由螺纹紧固件组成。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述第一紧固组件(30)的固定元件(31 )具有支承部分(34)，该支承部分(34)具有平面的负载支承表面(34a)，当该装置在使用中时，通过该负载支承表面(34a)，负载可以从基板(20)传递至第一紧固组件(30)的固定元件(31)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一紧固组件(30)的夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN)的支承部分(37)插入第一紧固组件(30)的固定元件(31 )的第二部分(33)的竖直表面(34a)和基板(20)的竖直端面(26A, 27A)之间；并且夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN)的支承部分(37)与基板(20)的竖直端面(26A,27A)之间，以及夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN)的支承部分(37)和固定元件(31)的第二部分(33)的竖直表面(34a)之间都有接触面，当所述装置在使用中，并且所述接触面为平面时，通过所述接触面，负载从基板(20)传递至第一紧固组件(30)的固定元件(31)。
4.根据之前任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN)由塑料材料制成。
5.根据之前任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，进一步包括至少一个用于第一紧固组件的附加夹紧元件(35)，所述附加夹紧元件(35)具有覆盖基板(20)的部分（36），该部分（36）位于相对首先提及的夹紧元件(35)的部分(36)的不同高度，用于将所述附加夹紧元件安装在该装置内，代替首先提及的夹紧元件(35)。
6.根据权利要求1至4中任何一项所述的装置，其特征在于，第一紧固组件(30)的夹紧元件(35, 351-35N, 35A, 35B1-35BN)包括夹紧部分(35, 351-35N)，第一中间部分(35A)和第二中间部分(35B1-35BN)，所述第一中间部分(35A)位于所述夹紧部分(35, 351-35N)和固定元件(31)的第二部分的内部之间， 所述第二中间部分(35B1-35BN)位于夹紧部分(35, 351-35N)和基板(20)之间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，进一步包括至少一个用于第一紧固组件(30)的附加夹紧部分(351-35N)，所述附加夹紧部分(351-35N)具有覆盖基板(20)的部分(361-36N)，所述部分(361-36N)位于相对首先提及的夹紧部分(351-35N)的部分(361-36N)的不同高度，用于将所述附加夹紧部分(351-35N)安装在所述装置内，代替首先提及的夹紧部分(351-35N)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括至少一个附加的第二中间部分(35B1-35BN)，所述附加的第二中间部分(35B1-35BN)的至少一个尺寸与首先提及的第二中间部分(35B1-35BN)的尺寸不同，从而将所述附加的第二中间部分(35B1-35BN)安装于所述装置中，代替首先提及的第二中间部分(35B1-35BN)。
9.根据之前任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，第一紧固组件（30）的固定元件（31）由肩形件组成。
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