CN103314157A

CN103314157A - 用于固定钢轨的螺旋型销钉

Info

Publication number: CN103314157A
Application number: CN2011800559265A
Authority: CN
Inventors: W.贝斯特林格; M.哈拉斯; D.布雷斯塞
Original assignee: Vossloh Werke GmbH
Current assignee: Vossloh Werke GmbH
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-09-18
Also published as: ES2544261T3; US20130228634A1; EP2431520A1; PL2431520T3; EP2431520B1; WO2012038464A1; EP2619368A1; AR083067A1; EA201390416A1

Abstract

用于混凝土灌浇在铁道轨枕或无碴轨道中并且与钢轨螺钉传力配合连接的螺旋型销钉，包括：-螺纹部分（14），具有位于所述螺旋型销钉（10）外部的外螺纹（18）和位于所述螺旋型销钉内部的内螺纹（19）；和-没有外螺纹的上面部分（16），它在安装状态下靠近所述销钉孔（26）；其特征在于所述螺旋型销钉（10）具有由不同材料制成的两个部件，由塑料制成的基体（22），以及由钢材制成的圆筒环（20），它形状配合和/或传力配合地安装在所述基体（22）上。

Description

用于固定钢轨的螺旋型销钉

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的用于混凝土灌浇在铁道轨枕或无碴轨道中的螺旋型销钉。本发明还涉及至少一个本发明螺旋型销钉的铁道轨枕或无碴轨道。

背景技术

用于混凝土灌浇在铁道轨枕中的螺旋型销钉在铁道工程中被用于将钢轨连接在轨枕上。在这种结构中，所述钢轨固定是通过钢轨螺钉与所述轨枕连接。所述螺旋型销钉通常是由塑料制成的，并且可以在生产混凝土轨枕或无碴轨道时浇入其中。所述销钉由塑料制成的一个原因是，所述钢轨螺钉必须与所述轨枕电绝缘，并且因为塑料是廉价的柔性材料，加工和使用简便。

上述结构的缺陷是，由塑料制成的螺旋型销钉通常具有不同于周围材料的机械和物理特性。对于热膨胀系数来说，很多塑料以及通常被用作销钉的材料的热膨胀系数比混凝土的热膨胀系数高大约10倍。这会产生很多缺陷，特别是在混凝土轨枕生产中，不过还可能在随后的操作中，当温度升高时，最初与所述混凝土形状适应接触的销钉比周围的混凝土膨胀的更多，因而对所述混凝土产生压力。如果存在高的热应力，就可能在销钉周围或径向产生龟裂和裂缝。根据所使用的钢轨附件系统和特定的夹紧机构（例如，张力夹具），力被导入所述混凝土轨枕，产生侧向张应力，从而导致裂缝变宽，并促进随后的裂纹发展。因此，水和/或污物能够渗入所述混凝土，结果，由于裂缝变大而进一步损坏所述轨枕，这会对所述轨枕的使用寿命产生负面影响。

发明内容

本发明的目的是开发一种用于混凝土灌浇在铁道轨枕或无碴轨道中的销钉，所述销钉的特征在于，在周围的混凝土材料中具有较低的应力积累。

一方面，通过权利要求1所述的螺旋型销钉实现了上述目的。上述目的还可以通过权利要求11所述的具有至少一个本发明的销钉的铁道轨枕或无碴轨道实现。

本发明的用于混凝土灌浇在铁道轨枕或无碴轨道中的螺旋型销钉的特征在于，它包括螺纹部分，具有位于所述螺旋型销钉外面的外螺纹和位于所述螺旋型销钉内部的内螺纹，还包括没有外螺纹的上面部分，它在安装状态下靠近所述销钉孔。其特征还在于，它包括两个用不同材料制成的部件，即由塑料制成的基体和由钢材制成的圆筒环，它形状配合和/或传力配合地安装在所述基体上。

本发明的螺旋型销钉具有以下优点，利用由钢材制成的圆筒环，因为塑料膨胀产生的应力被所述环吸收，因此不会传播到所述混凝土材料中。因此，可以实现在所述混凝土材料中具有较少和较小的裂缝，所述混凝土轨枕因而具有更长的使用寿命。结果是，所述两种材料的有利的特性是以硬/软组合形式实现的。

因此，可以这样生产所述销钉：所述圆筒环作为插入部件插入注射成型工具，这一过程可以通过自动化方式实现，因此，塑料材料能够以如下方式注入：所述环从外部环绕所述销钉。

另一个优选实施方案是，所述圆筒环在所述安装状态下与所述基体一起向上延伸进入钢轨螺钉喂入口的部位，不过，该部位优选由作为螺旋型销钉部件的塑料圈覆盖。所述塑料圈是用于覆盖所述圆筒环截面的，并且，其厚度为3 - 5 mm。由此确保在轨枕螺钉和圆筒环之间存在足够的电绝缘，另外，克服了钢铁的腐蚀。其优点是，在铁道轨枕或无碴轨道的表面出现最大的温度波动最好被以这种方式安装的环吸收。

另外，优选的是，通过适当调节其内径所述环被形状配合和/或传力配合地安装在所述销钉的基体上。结果是，避免了胶粘，锁定和其他固定，由此导致了生产方法的简化和成本的降低。

另一个优选实施方案是，所述环的壁厚为0.5 mm-5 mm。其优点是所述环足够厚，以便容纳所述塑料材料的膨胀，同时又足够薄，以便节省成本和材料。

另外，优选的是，所述环在所述安装状态下向下延伸到所述外螺纹的上面开始部分。其优点是，所述环能够环绕最大数量的材料，因此避免尽可能多的塑料材料膨胀，进而还能防止裂纹形成，同时节省了钢材，因为所述环仅存在于出现最大温差的（上部）部位。具有所述外螺纹的下塑料部位被用于将所述螺旋型销钉固定在混凝土中。

另一个优选实施方案是，所述圆筒环钢材的热膨胀系数比它所环绕的所述基体的塑料材料热膨胀系数低至少10倍。其优点是，当存在温度波动时，所述钢环相对所述塑料仅有很少的膨胀，并且所述环能够以特定程度实现其功能，即，即使在高温下也能防止所述塑料材料膨胀；所述圆筒环材料热膨胀的线性系数优选低于3 ∙ 10^-5 1/K。

另一个优选实施方案是，所述钢材的热膨胀系数大体上与所述轨枕混凝土的热膨胀系数相同。在该结构中，其优点是，混凝土和钢材的热膨胀系数非常类似，因此，在出现温度波动时，在这两种材料之间不会出现应力。

另外，优选的螺旋型销钉是，其中的钢材具有以下特征：弹性模量足够高，硬度足够大，以便在正常使用情况下的温度范围内受热时，在所述基体的塑料膨胀的作用下，与所述销钉连接的圆筒环不膨胀或仅有可忽略的膨胀。由于所述钢铁的这种高强度，因此避免了销钉和周围混凝土之间的压应力。所述圆筒环材料的弹性模量最大为150 GPa。

优选的是，所述螺旋型销钉的特征在于，其外螺纹是圆形螺纹。这种螺纹的显著优点是易于制造，以及与所述混凝土一起获得的连接的高强度。另外，业已证实，圆形螺纹对于螺旋型销钉和混凝土材料之间的径向应力的传力连接来说是非常有利的。

另外，优选的是，所述螺旋型销钉的特征在于，所述圆筒环涂覆有塑料薄层。在这种方案中，所述圆筒环的钢材不会受到外部影响（例如，雨水），并因此不会腐蚀，这可以对所述环的长期使用产生有利影响。另外，从外面看不见它。另外，这还能确保所述销钉和有可能容纳在其中的螺钉与周围的混凝土是电绝缘的，这对于要用在带电线路上的轨枕来说是有利的。上述包封能够以一种简单的方式用注射成型方法通过注塑包封实现。

本发明的另一个优选实施方案是，在铁道轨枕或无碴轨道上提供至少一个如前述实施方案中任意一个所述的螺旋型销钉。其优点是，由于上面业已提到过的优点所述铁道轨枕以延长的使用寿命为特征。

附图说明

纯粹举例而言，通过下面对附图中所示出的实施例的说明，可以理解本发明的其他特征，其中：

图1表示本发明螺旋型销钉第一种实施方案的剖视图；以及

图2是本发明螺旋型销钉的第二种实施方案。

具体实施方式

图1中所示出的螺旋型销钉10由塑料材料制成的基体22组成，并且由没有外螺纹的上面部分16，具有位于所述螺旋型销钉10外面的外螺纹18和位于所述螺旋型销钉内部的内螺纹28的中间部分14，以及下部12构成。所述内螺纹也可以是圆形螺纹，但在螺纹面和螺距方面与外螺纹18不同。

上面部分16基本上是圆柱形的，并且与螺纹部分14和下部12一体化制作。在下部12的外周上可以提供沿所述螺旋型销钉的纵向延伸的肋形式的形状配合部件，在所述铁道轨枕或无碴轨道的混凝土块业已浇筑在螺旋型销钉周围之后，所述部件能防止或至少阻碍所述螺旋型销钉相对周围的混凝土材料径向扭曲。

图1所示出的螺旋型销钉具有由钢材制成的圆筒环20，所述圆筒环沿上面部分16延伸，并且其末端与上部开口26平齐。它由钢材组成，尽管它还可以由以高弹性模量和热膨胀系数为特征的不同材料组成，所述材料的热膨胀系数与混凝土的热膨胀系数大体相当。圆筒环20通过被注入圆筒环20的基体22的上面部分16与所述螺旋型销钉的基体22连接。所述螺旋型销钉是通过以下方法制作的：将所述圆筒环插入注塑模具，然后按照图1所示模制方法注入基体22的塑料材料。因此，所述圆筒环的壁厚为0.5 mm-5 mm，具有低的材料投入，确保具有足够的强度，以便容纳所述塑料材料的膨胀。

参见图1，圆筒环20在具有大体上垂直于所述螺旋型销钉的纵向轴线取向的图中所示的安装位置销钉顶部与所述基体的上面部分16平齐地结束。

圆筒环20与基体22总体上是用于达到所述喂入口部位的，不过由一个作为销钉组成部分的绝缘塑料圈24覆盖。所述塑料圈的厚度为3-5 mm。覆盖所述圆筒环的塑料圈的作用是，在拧入销钉的钢轨螺钉和圆筒环之间形成足够的电绝缘。另外，所述塑料圈能够克服所述环的腐蚀。

图2所示出的实施方案基本上与图1所示出的实施方案相当，因此该图中采用了与图1相同的附图标记，区别在于增加了一个塑料圈24形式的钢环涂层。该涂层位于整个钢环的外周，并且能够阻止钢环与周围环境直接接触而被腐蚀或在拧入销钉的螺钉和铁道轨枕或无碴轨道之间形成不希望的电接触。

Claims

1.用于混凝土灌浇在铁道轨枕或无碴轨道中并且与钢轨螺钉传力配合连接的螺旋型销钉，包括：

- 螺纹部分（14），具有位于所述螺旋型销钉（10）外部的外螺纹（18）和位于所述螺旋型销钉内部的内螺纹（19）；和

- 没有外螺纹的上面部分（16），它在安装状态下靠近所述销钉孔（26）；

其特征在于所述螺旋型销钉（10）具有由不同材料制成的两个部件，由塑料制成的基体（22），

以及由钢材制成的圆筒环（20），它形状配合和/或传力配合地安装在所述基体（22）上。

2.如权利要求1所述的螺旋型销钉，

其特征在于，在所述安装状态下，所述圆筒环（20与所述基体（22）向上延伸至用于钢轨螺钉的销钉孔（26）区域，并且优选通过作为所述螺旋型销钉（10）部件的塑料圈（24）覆盖。

3.如权利要求1或2所述的螺旋型销钉，

其特征在于所述传力配合安装是通过适当调节所述圆筒环（20）的内部直径实现的。

4.如上述权利要求中任意一项所述的螺旋型销钉，其特征在于所述圆筒环（20）的壁厚为0.5 mm-5 mm。

5.如权利要求2或引用权利要求2的3和4中任意一项所述的螺旋型销钉，其特征在于，在所述安装状态下，所述圆筒环（20）延伸至所述外螺纹（18）的上部起始位置。

6.如上述权利要求中任意一项所述的螺旋型销钉，其特征在于所述圆筒环（20）钢材的热膨胀线性系数至少比它所环绕的所述基体（22）塑料材料热膨胀的线性系数小十倍，并且，所述圆筒环（20）钢材的热膨胀线性系数不超过3 ∙ 10^-5 1/K。

7.如上述权利要求中任意一项所述的螺旋型销钉，其特征在于所述圆筒环（20）钢材的热膨胀线性系数大体上等于混凝土的热膨胀线性系数，并且不超过3 ∙ 10^-51/K。

8.如权利要求6和7所述的螺旋型销钉，

其特征在于所述圆筒环（20）钢材的特征是弹性模量足够高，以便在它使用的温度范围内加热时安装在所述销钉上的圆筒环（20）不会明显膨胀，所述弹性模量优选最高为150 GPa。

9.如上述权利要求中任意一项所述的螺旋型销钉，

其特征在于所述外螺纹（18）是圆形螺纹。

10.如上述权利要求中任意一项所述的螺旋型销钉，

其特征在于所述圆筒环（20）涂有薄塑料层，塑料涂层（24）的厚度优选为0.1 mm-1 mm。

11.具有至少一个如上述权利要求中任意一项所述的螺旋型销钉的铁道轨枕或无碴轨道。