CN103748285A - 轨道紧固系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于将轨道(2)力配合地弹性地紧固在轨道设备的轨枕(1)上的轨道紧固系统，包括可利用至少一个螺栓(4)固定在轨枕(1)处的至少一个角度导板(5)和至少一个夹紧夹(3)，其特征在于，夹紧夹(3)的夹紧夹臂(3a，3b)的弯曲半径优选处在18－70mm的范围中，其中，在每个夹紧夹臂中，彼此相邻的弯曲半径的比≤1.9，并且夹紧夹臂的最大的弯曲半径与最小的弯曲半径的比≤3.8，并且角度导板的重量与宽度的比<1.3g/mm，优选大约为1.25g/mm。

Description

轨道紧固系统
技术领域
本发明涉及一种用于将轨道力配合地弹性地(kraftflüssig-elastisch)紧固在轨道设备(Gleisanlage)的轨枕上的轨道紧固系统，包括可利用至少一个螺栓固定在轨枕处的至少一个角度导板(Winkelführungsplatte)和至少一个夹紧夹(Spannklemme)，其中，通常在轨底(Schienenfuß)与轨道轨枕之间设置有由橡胶材料制成的轨道中间层(Schienezwischenlage)，以保证轨道相对于轨道紧固系统的轨道轨枕和/或钢元件的电绝缘。
背景技术
在已知的轨道紧固系统中，铁道轨道的夹紧借助于构件螺栓、销子、角度导板以及夹紧夹来实现。使用有这样的夹紧夹，其在装配状态中布置在角度导板(保持板)与螺栓(紧固锚件)之间。在此，夹紧夹具有设计为扭转元件的两个边脚(Schenkel)。扭转边脚或边脚臂具有处成彼此平行的两个弹簧杆区段，其通过形成夹紧区段且基本上横向于该弹簧杆区段向外弯曲的环(Schlaufe)连接成一体。
这样的轨道紧固系统首先用于将轨道紧固在固定的底座(例如混凝土轨枕或混凝土板)上。在此，待紧固的轨道经由弹性的中间层直接处在固定的底座上。轨道的侧向引导部接纳角度导板，其相应成对地形成在规矩精确的轨道通道之间。角度导板将经由轨道导入的力直接引出到承载轨道的底座中。为此，在用于每个角度导板的相应的底座处构造有凸肩(混凝土凸肩)，相关联的角度导板可支撑在该凸肩处。
夹紧夹在轨道紧固系统中的功能在于以所限定的力与轨枕的轨道支承面一起夹紧轨道。该张紧力与轨道紧固系统的滑动阻抗(Durchschubwiderstand)和扭转阻抗(Verdrehwiderstand)成比例。两种阻抗都对移动式轨道联组(Gleisrost)的位置稳定性是决定性的。此外，张紧力在出现来自车辆行驶的引导力时抵抗轨道的倾翻且由此保证所需要的轨道几何形状和安全的车辆行驶。
很高的张紧或预紧力恰好在带有很大的侧向引导力和很大的温度波动的区域中是不可缺少的。因为为了负载分配的目的，现代的轨道紧固系统对轨道进行弹性地支承，夹紧夹除了具有很高的张紧力之外还必须在很高的竖直的振动的情况下具有竖直的疲劳强度。
在现有技术中已知的夹紧夹基于相应的安装情况能够实现10－14kN的张紧力和在可达2.0mm(振动的振幅)的振动的情况下的疲劳强度。用于“固定的车道”的一些夹紧夹形成例外，该夹紧夹然而以仅仅10kN的张紧力保证在可达3.5mm的振动的情况下的疲劳强度。
通过轨道紧固系统来影响转动阻抗，并且此处决定性地通过角度导板(其将来自轨道的侧向力导入到轨枕或混凝土轨枕的凸肩中)的宽度(平行于轨底测量)来影响。轨道紧固系统的扭转阻抗结合到移动式轨道联组的框架刚性(Rahmensteifigkeit)中。对于无缝焊接的轨道的支承稳定性而言可力争达到很高的框架刚性(防止轨道的纵向弯曲)。
发明内容
现在，本发明的目的在于如此改进已知的轨道紧固系统，即，尽管通过材料优化降低了重量，但一方面可施加很高的连接或预紧力且可移除作用到紧固系统上的很高的侧向力或负荷。
在根据本发明的意义中，该目的借助于包括权利要求1的特征的轨道紧固系统来实现。在从属权利要求中限定了本发明的有利的设计方案。
根据本发明，使用在夹紧夹臂或扭转边脚的区域(从夹紧夹臂的自由端直至后部的支承的区域)中带有下列特性的夹紧夹：通过构造在夹紧夹臂中的很大的弯曲半径和很小的半径改变实现保持不变的应力走向(避免应力集中)。同时以低矮的(flach)实施方式设置夹紧夹臂，从而可在扭转和弯曲区域中避免局部的应力集中(Spannungsspitze)。此外，根据本发明的轨道紧固系统使用带有特定的几何形状的角度导板以用于将夹紧夹的张紧力最优地力导入到轨道设备的轨枕中以及用于最优地降低所使用的材料以及所使用的材料的方式。因此，在根据本发明的意义中，角度导板在其上侧处(即以面向夹紧夹的侧部)设置成带有倾斜的表面以及设置有布置在下侧(即因此角度导板的面向轨枕的侧部)处的加强部(Verstärkung)。
在夹紧夹中的很小的半径改变使之接近于螺旋弹簧(相邻的半径的比=1)，带来这样的结果：可避免局部的应力集中且实现应力均匀地分布在夹紧夹臂的整个长度上。相同的半径的布置方案(螺旋弹簧)从几何学的角度来看对于夹紧夹并不可行。在夹紧夹的棒料的通常大约相同的直径(大约13mm至15mm，优选14.5mm)的情况下，利用在图2b中说明的半径针对相邻的半径的比实现1.9的值。与此相对，在相邻的半径的比方面，即在最强弯曲的区域中，例如在现有技术中已知的夹紧夹具有明显>3的值。
在图2b中说明的半径优化了应力分布，由此避免局部的应力集中且可通过以下方式保证很小的沉降情况(Setzungsverhalten)，即，在夹紧夹臂的区域中实现最大半径与最小半径的比为3.8。与此相对，对于在现有技术中已知的夹紧夹，该值明显大于7，例如对于从现有技术中已知的夹紧夹。
如可从图2a和2c中的尺寸中得悉的那样，夹紧夹臂在夹紧夹宽度的一半(优选86mm)与夹紧夹的高度(优选33mm)的比方面优选构造成带有>2.6的值。
通过根据本发明的>2.6的比可避免由于弯曲和扭转的叠加的局部的应力集中且因此在相同的材料用量的情况下实现更高的张紧力和振幅(Schwingbreite)，即优选在同时竖直的疲劳强度的情况下在振动距离(振动幅度)>3.5mm时实现>14kN的很高的张紧力。
在图3中以俯视图和多个截面以及在图4a中以透视性的俯视图以及在图4b中以从下侧来看的透视性的视图示出了使用在根据本发明的轨道紧固系统中的角度导板(WFP)。而已知的角度导板(对比例如德国专利文件DE 39 18 091 C2)具有平行于轨枕上的支承面的表面，这使得需要使侧向力转向以便经由混凝土轨枕的凸肩移除，进一步改进的角度导板具有倾斜的表面和布置成平行的在下侧上的加强部。倾斜的表面使得能够在没有使力转向的情况下实现直接的能流，更确切地说将来自车辆行驶的引导力经由轨道导入到角度导板中且从该角度导板垂直于贴靠面导入到设置在混凝土轨枕处的凸肩中。
此外，尽管角度导板的优选更大的宽度，但通过在受到更低地负荷的区域中的材料减少或材料优化且在没有削弱重要的受到高负荷的截面的情况下实现更低的重量。根据标准的角度导板在170g至180g的重量的情况下具有110mm的宽度(重量与宽度至比为1.55－1.65)。作为特殊板，在软的区域(Weichenbereich)中使用带有150mm的宽度和大约230g的重量(重量与宽度之比大约为1.55)的变体方案。根据本发明的重新改进的角度导板使得能够在宽度为优选150mm的情况下实现仅仅190g的重量且因此实现重量与宽度之比大约为1.25。根据本发明提出的措施允许优选构造带有宽度>110mm且重量与宽度之比<1.3的角度导板。此外，可通过根据本发明提出的措施在相比于现有技术在比例上更低地(unterproportional)上升的材料用量的情况下实现角度导板匹配于更强的轨底和中间层。
优选设置在角度导板中的用于容纳和固定轨道中间层的器件－优选在角度导板处的侧部凹口－优选布置在角度导板的未受到很高负荷的区域中且优选布置成与间隔板(其因此最优地不仅固定在水平的(滑动)方向上，且固定在竖直的(提升)方向上)的角部叠合或对准。
具体实施方式
在图1a和1b中示出了根据现有技术的轨道紧固系统，亦即相应在俯视图中作为轨道设备的部段和作为沿着图1的线II-II的截面(图1b)示出了将轨道紧固在混凝土轨枕上(图1)。经由中间层7铺设在混凝土轨枕1上的轨道2借助于夹紧夹3和轨枕螺栓4来紧固，轨枕螺栓在中间连接(Zwischenschaltung)角度导板5的情况下以穿过(durchtauchend)夹紧夹3的中间的环的方式拧入到混凝土轨枕1的塑料螺旋销6中。这种通用的轨道紧固系统通过安装在图2中示出的夹紧夹和在图3与4中示出的角度导板如之前所说明的那样来明显改善。
图2以调整状态a)至d)显示了夹紧夹的不同的视图－如同其使用在根据本发明的轨道紧固系统中那样。根据本发明的夹紧夹3在最大高度仅仅优选为33mm(参见图2c)的情况下具有172mm的宽度(参见图2a)。在图2b的俯视图中可看出夹紧夹3(其由带有大约13mm至15mm的直径的棒料连续地制成)具有相同的两个边脚(夹紧夹臂)3a、3b，其经由中间的环3c彼此相连接。然后穿过中间的环3c将(此处未示出的)轨枕螺栓穿引到(同样未示出的)混凝土轨枕中。边脚3a、3b彼此的端部的间距优选测得为63mm。对称设计的边脚3a、3b具有弯曲部以避免局部的压力集中，对于该弯曲部，相邻的半径的比具有≤1.9的值，其中，在根据图2的特定的设计方式中将半径设计为18.5mm至70mm。
图3显示了根据本发明的角度导板5的俯视图，其为了最优的材料利用且为了将作用到角度导板5上的力经由(未示出的)轨道导入到(未示出的)混凝土轨枕中而已经呈现特别的形状。在角度导板5的内部居中地设置有通孔5a以用于穿引(未示出的)紧固螺栓。毗邻于通孔5a设置有用于(未示出的)夹紧夹的中间的环的贴靠面5b、5c。在左边的引导板5的角部区域中布置有凹口5d、5e，其许可可靠地保持(未示出的)中间层。角度导板5的造型尤其用于在基本上保持不变的或甚至改善的性能的情况下有针对性地减少材料。
图3b显示了沿着图3a的截面A-A的截面视图，因此在中间穿过用于(未示出的)螺栓的通孔5a。在角度导板5的右侧上包括凸台和倾斜部(Anschrägung)5f，经由其可实现将来自(未示出的)轨道的力特别有利地传导到(未示出的)混凝土轨枕中。此外，在角度导板5的上侧上包括倾斜的表面5g，经由其连同在角度导板5的左侧处的倾斜部5h和在角度导板5的下侧处的加强部(Verstärkung)5i实现最优的材料使用。倾斜部5h优选形状配合地与(未示出的)混凝土轨枕的同样倾斜的凸肩共同起作用，以便实现从(未示出的)轨道到(未示出的)混凝土轨枕中的最佳的能流。
图3c显示了沿着线B-B穿过图3a的角度导板5的截面。在通孔5a侧部相应设置有用于(未示出的)夹紧夹的中间的环的贴靠面5b、5c，以便实现无滑动地连接(未示出的)夹紧夹与角度导板5。在角度导板5的下侧处通过在加强部5i之间的合适的材料减少形成四个加强部5i。
图3d至3f显示了相应沿着截面C－C(图3d)、D－D(图3e)以及E－E(图3f)穿过根据图3a的角度导板5的截面。在根据图3d至3f的所有的截面中可看出倾斜的表面5g(一方面)以及倾斜部5h(另一方面)在角度导板5的整个宽度上设置成连续的。
最后，图4从上面(图4a)以及从下面(图4b)显示了根据本发明的角度导板5的透视性的视图。角度导板5在背对斜面5h的角部处具有上面已经说明的用于固定(未示出的)中间层的凹口5d、5e。在加强部5i(经由其实现将力导入到(未示出的)混凝土轨枕中，尤其导入到在混凝土轨枕处的(未示出的)凸肩中)之间在保持所要求的安全标准的情况下减少材料，以便总地优化角度导板5的重量。

Claims (8)

1. 一种用于将轨道力配合地弹性地紧固在轨道设备的轨枕上的轨道紧固系统，包括可利用至少一个螺栓固定在所述轨枕处的至少一个角度导板和至少一个夹紧夹，其特征在于，所述夹紧夹的夹紧夹臂的弯曲半径优选处在18－70mm的范围中，其中，在每个夹紧夹臂中，彼此相邻的弯曲半径的比≤1.9，并且该夹紧夹臂的最大的弯曲半径与最小的弯曲半径的比≤3.8，并且所述角度导板的重量与宽度的比<1.3g/mm，优选大约为1.25g/mm。
2. 根据权利要求1所述的轨道紧固系统，其特征在于，在轨底与所述轨枕之间布置有由弹性地起绝缘作用的材料－优选橡胶材料－制成的轨道中间层以用于所述轨道相对于所述轨道紧固系统的轨枕和/或有导电能力的材料－优选钢元件－的绝缘。
3. 根据权利要求1或2中任一项所述的轨道紧固系统，其特征在于，主夹子的棒料连续地具有大约相同的直径，尤其具有在大约13－15mm的范围中的直径，特别优选地具有14.5mm的直径。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的轨道紧固系统，其特征在于，所述夹紧夹的张紧力>14kN，且所述夹紧夹在带有>3.5mm的振幅的振动的情况下具有竖直的疲劳强度。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的轨道紧固系统，其特征在于，所述角度导板在其上侧处具有倾斜的表面且具有布置在其下侧处的加强部。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的轨道紧固系统，其特征在于，所述角度导板的宽度>110mm，优选为150mm。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的轨道紧固系统，其特征在于，夹紧夹宽度的一半与所述夹紧夹的高度的比>2.6。
8. 根据权利要求2至7中任一项所述的轨道紧固系统，其特征在于，所述角度导板具有这样的器件，优选具有侧部的凹口，以用于容纳和固定所述轨道中间层。
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