CN104302837B - 具有主轨道和支路轨道的导轨道岔 - Google Patents

Abstract

一种导轨道岔，具有主轨道和支路轨道，其中每个轨道的各一个导轨被构造成尖轨（3）并且能够移动得与相应基本轨（1）贴合，基本轨（1）在尖轨（3）贴合的区域中具有经改变的行驶缘走向，并且尖轨（3）的行驶缘（10）具有如下的曲线走向（6）：所述曲线走向（6）的假想延长与基本轨（1）的行驶缘（2）具有相交性或不相交性。

Description

具有主轨道和支路轨道的导轨道岔

技术领域

本发明涉及一种导轨道岔，具有主轨道和支路轨道，其中每个轨道的各一个导轨被构造成尖轨（Zungenschiene）并且可以移动得与相应基本轨贴合。

背景技术

在道岔被驶过时，高的力、以及尤其是高的横向力作用于导轨，所述横向力尤其是取决于道岔的曲率半径和偏转角、道岔被驶过的速度、以及轴荷重。该横向力必须大部分由尖轨来接受，其中尤其是在支路轨道从弯曲的主轨道出发朝着曲线内侧分岔的单式内侧曲线道岔的情况下，由于高的惯性力或离心力而能够观察到特别高的负荷。这导致尖轨的提高的磨损，由此大大降低了寿命。除此之外，现代道岔必须能够以非常高的速度被驶过，这必然导致具有长的薄的顶端的尖轨、以及与之相联系的提高的易磨损性。因此已经多次提出，用特别耐磨损的材料制造尖轨或者通过事后处理将其硬化。

在过去，还曾提出过如下的尖轨：所述尖轨被构造为在其厚度上为增强的，以便能够安全地接受横向力。因此从DE-OS 2,046,391中公知了如下的尖轨：所述尖轨的端部在朝向基本轨的方向上具有增强部，所述增强部与基本轨的行驶缘（Fahrkante）处的凹陷相对应。尖轨在与基本轨贴合的状态下嵌接结合至基本轨的凹陷，从而得出从基本轨到尖轨的过渡区域中的连续的行驶缘。但是得出对基本轨的削弱。从EP 40533 A2还进一步公知的是，在尖轨与基本轨贴合的区域中，基本轨在头部和脚部区域中在其宽度方面被减小为使得尖轨可以被构造为在该过渡区域中与导轨头部轮廓相对应。但是在该解决方案中，基本轨的轮廓也被大大削弱，以致于存在提高的断裂危险。为了不必过度减小基本轨的横截面并仍然实现对尖轨的充分增强，常常将基本轨在尖轨贴合区域中的导轨头部轮廓倾斜向下地铣削，这例如如在DE-PS 487877中所示。

从WO 2004/003295 A1中公知了另一解决方法，其中示出了基本轨的铣槽的特殊走向、以及尖轨的与铣槽相对应的形状。

但是总的来说，已经公知的用于增强尤其是用于重载型交通的尖轨的横截面的方案不能被称为完全足够的，因为在一些情况下期望进一步改进尖轨的耐磨损性，并且除此之外由于基本轨的行驶缘的材料减少导致基本轨的降低的稳定性。

发明内容

因此，本发明所基于的任务是，进一步减小尖轨处的磨损并且同时保证高的运行安全性和高的行驶舒适性。

为了解决该任务，根据本发明将开头提到类型的导轨道岔改进为使得基本轨在尖轨贴合的区域中具有改变的行驶缘走向，并且尖轨的行驶缘具有如下的曲线走向：所述曲线走向的假想延长与基本轨的行驶缘具有相交性（Überschneidung）或不相交性(Unterschneidung)。

在此，行驶缘走向的改变是在暂时加宽轨距的意义上构造的，其中这可以以不同方式来实现。在第一实施方式中，基本轨头部可以在尖轨贴合的区域中被单侧地进行材料去蚀加工，从而得出具有相对于原始轮廓被减小的宽度的非对称导轨头部轮廓。可替代地，基本轨可以在第二实施方式中在尖轨的贴合区域中在构造突起的情况下从导轨走向偏移出来。在两种情况下都有利的是，在行驶缘的最大改变的位置处由此得出基本轨的行驶缘与原始走向相比的至少10mm、尤其是10－15mm的移位。

在两种情况下都通过改变行驶缘走向来为与常规尖轨相比被构造为在与基本轨贴合的区域中增强的尖轨顶端提供空间。在具有突出的基本轨的第二实施方式中，该空间以有利的方式不仅通过在行驶缘的区域中基本轨的铣槽来提供，这总是伴随着材料减小以及由此基本轨的削弱。更确切而言，针对在贴合区域中增强的尖轨顶端的附加空间是通过使基本轨从导轨走向偏移出来而留出的，其中应将该导轨走向理解成基本轨在没有突起的情况下的假想走向。因此，在该第二实施方式中，基本轨在尖轨的贴合区域中实际上被转向，并且尖轨的贴合区域的结尾处被转向回到假想走向，由此基本轨的行驶缘也得到相应的突起。除了在尖轨的贴合区域中的常规铣槽以外，基本轨在突起的区域中具有与在突起之前和之后的区域中相同的轮廓形状或相同的横截面。

为了现在相对于现有技术还实现尖轨的经改善的耐磨损性，根据本发明进一步规定：尖轨的行驶缘的曲线走向的假想延长与基本轨的行驶缘具有相交性或不相交性。关于尖轨的相交性和不相交性的几何形状参阅标准EN 13232-1中的定义。在相交以及不相交的实施方式中，尖轨都未在道岔的切线构造方式的意义上被引导到基本轨。更确切而言，在相交的实施方式中，尖轨被实施为使得尖轨的假想曲线走向延伸到基本轨的区域中。在不相交的实施方式中，尖轨被实施为使得尖轨的假想曲线走向保持同基本轨间隔开。在两种情况下，尖轨都明显更陡峭地从基本轨分岔、即以与例如在WO 2004/003295 A1中所示那样切向地引导到基本轨相比更大的偏转角，使得在尖轨离开突起的空间的区域中（该区域也是驶过导轨道岔的火车的轮缘所落到的区域）已经存在尖轨的相对厚的轮廓，使得尖轨在该区域中为更耐久的并因此为更不易磨损的。更大的偏转角还导致道岔的明显更短的构造形式。

通过尖轨的曲线走向的相交或不相交的实施方式所实现的更大的偏转角将在常规道岔构造中导致行驶舒适性的降低。但是在本发明的范围内，行驶舒适性的该降低由基本轨在尖轨贴合的区域中被改变的行驶缘走向来补偿，其中得出如EP 295573 A1中详尽描述的效果。因此，利用本发明所达成的是，扩大偏转角，由此轮缘落到的区域中的尖轨厚度被扩大，并且道岔的构造长度被缩短，而未减小行驶舒适性。

根据一个优选改进方案，行驶舒适性的进一步改进通过如下方式来实现：尖轨具有端部片段，该端部片段具有直地延伸的、与曲线走向衔接的行驶缘。在此，端部片段的直的行驶缘优选地在切向上与曲线走向衔接，由此尖轨顶端被构造为增强的。

为了一方面保证尽可能最优的磨损特性、并另一方面保证可接受的行驶舒适性，本发明优选地被改进为使得尖轨的行驶缘与基本轨的行驶缘成0.3°至0.8°、优选0.4°的偏转角。到一定程度为止，以更钝的角引导尖轨将导致经改善的磨损特性，但是其中导轨道岔的行驶舒适性迅速降低。申请人发现，割线角（Sekantenwinkel）的所定义的值对于所述特性之间的令人满意的折衷是最优的。

优选地规定：尖轨在贴合区域中具有与基本轨的经改变的行驶缘走向相对应的、尤其是与突起相对应的形状，由此在驶过时实现从尖轨到基本轨的平缓的力传递，并且尤其是最优地利用通过行驶缘改变所提供的空间来构造尖轨的具有尽可能大的材料厚度的贴合区域。

特别薄地变尖的尖轨顶端显然受到迅速的磨损。本发明因此优选地被构造为使得尖轨具有平坦化的尖轨顶端，使得尖轨顶端从开始就具有相对大的材料厚度，并且因此仅仅经历相对小的磨损。在进一步减小磨损并提高舒适性的意义上，本发明在此优选地被改进为使得尖轨的尖轨顶端在尖轨与基本轨贴合时处于基本轨的突起内。在这样的扩展方案中，滚轮的轮缘不是抵靠着尖轨顶端行驶，因为尖轨顶端位于基本轨的突起内。轮缘在尖轨的处于尖轨顶端之后的区域中才与之接触，其中进行轮缘的更平缓的偏转。

附图说明

下面借助于附图中所示的实施例进一步阐述本发明。在附图中，图1示出了非根据本发明的构造，其中尖轨在其曲线走向中被切向地引导到具有突起的基本轨；图2示出了本发明的第一实施例；图3示出了根据图2的图示的细节；图4示出了沿着图1的线IV-IV的截面图；图5示出了沿着图2的线V-V的截面图；图6示出了本发明的第二实施例；图7示出了本发明的第三实施例，并且图8示出了沿着图7的线VIII-VIII的截面图。

绝对不能将图1、2、6和7理解成比例正确的图示。相反在一定程度上夸张地示出以便说明为了理解本发明必不可少的特征。

具体实施方式

在图1中，用1来表示导轨道岔的直的基本轨，其行驶缘用2来表示。基本轨1原则上具有直的导轨走向，并且相应地具有直线的行驶缘2。一般而言，在导轨头部的最宽位置处产生导轨的行驶缘，所述最宽位置是在与行驶上缘（Fahroberkante）相距的预定义或由标准确定的垂直距离处测量的。通常，基本轨头部的宽度在此是在与行驶上缘相距10至20mm、尤其是14mm的垂直距离处测量的。

在尖轨3的贴合的区域中，基本轨1从其直的走向偏移，使得其具有突起4，由此行驶缘2在该区域中也获得与假想的连续直线走向5相偏离的走向。在此，除了尖轨贴合区域中的常见铣槽以外，导轨轮廓也完全保留在突起4的区域中。尖轨3具有行驶缘10，所述行驶缘10在根据图1的图示中在切线的意义上被引导到基本轨1的行驶缘2或5。这意味着，尖轨3或行驶缘10的曲线走向在切向上紧贴基本轨1的行驶缘2的假想的连续直线走向5。

转辙机的在图1中所示的具有突出的基本轨1的构造形式也被称为FAKOP®（行驶动力学优化的构造形式）。在该构造形式情况下，行驶舒适性按如下方式被优化。原则上，在驶过轨道期间，由于车轮和导轨的轮廓而出现理想的正弦形行进。但是在车轮进入常见道岔的转辙机中时，该正弦行进被扰乱。这导致铁路机车车辆的轮轴线的突然倾斜，并且由此导致轮缘在尖轨的行驶缘上发生冲击。轮缘沿着尖轨蹭磨。这导致车轮和导轨处具有显著的磨损、以及行驶舒适性的降低。通过使基本轨突起高达15mm、优选10－15mm所实现的是，在轴线驶过时，车轮与导轨之间的处于轴线两侧的接触点大致在轮锥体的相同点处。由此保证了转辙机中的最优轴线控制。来自的轨道的正弦行进在道岔中被近似延续。轮缘在尖轨上的冲击被避免或被减小到最小。通过使基本轨突起，尖轨在顶端的区域中变得更厚，并且由此获得更高稳定性和提高的抗磨损能力。通过减小驶入转辙机时的颠簸，明显提高了行驶舒适性。

图2中所示的转辙机具有图1中所描述类型的突起4，所述突起4具有如上所描述的相同技术效果。因此，与此相关的内容参阅图1的描述。与根据图1的构造不同，现在能够辨认出：根据本发明的在突起4的区域中贴合的尖轨3不是在切向上被引导到基本轨1,而是以下述方式被引导到基本轨1：尖轨3的行驶缘10的曲线走向的以虚线示出的假想延长6与基本轨1的行驶缘2相交。相交尺度用a来表示，并且表达：假想延长6与行驶缘2的平行线的接触点同尖轨的切线构造形式（图1）相比被多远地向后偏移。换言之，相交尺度a是假想延长6的相交的如下尺度：该尺度是在假想延长6的切线与基本轨1的行驶缘2平行延伸的点处所达到的。由于该相交，尖轨3的偏转角α与图1中相比更大，并且道岔的构造长度b、即尖轨开头12与岔心顶端13之间的距离由此更短。在此，应将偏转角α理解成如下角度：该角度是由在行驶缘10的弯曲走向的结尾处对行驶缘10作出的切线11与基本轨的假想行驶缘5或2所围成的。

通过相交地实施行驶缘10，在驶过道岔的车轮的轮缘接触尖轨3的区域中，已经存在尖轨3的与根据图1的构造相比更大的材料强度，由此减小了尖轨3的磨损。这在与根据图4和5的横截面图相比时可明显确定，其中尖轨3在行驶缘平面中的厚度用c来表示。

在图2中还能够辨认出，尖轨3的行驶缘10在尖轨顶端7的区域中具有在切向上与行驶缘10的曲线走向衔接的直线端部片段14。这意味着，尖轨顶端7在最前面的区域中直线式地偏离于曲线形走向，由此得到更大的偏转角。在根据图3的详细图中，这可更好地看出。

在图3中详细地示出了尖轨3的行驶缘10的走向。行驶缘10具有如下的曲线走向：该曲线走向在此处示出的示例中在所示范围中由半径R来确定，使得其是圆弧形曲线走向。因此，曲线走向的假想延长6同样由半径R来确定。但是行驶缘10可替代地也可以具有回旋曲线走向，其中在这种情况下，假想延长6也将根据该回旋曲线延伸。在根据图3的实施方式中，尖轨3的行驶缘10到点15为止遵循所述曲线走向。在点15处，行驶缘过渡到直的端部片段14，其中直的端部片段对应于在点15处对曲线走向作出的切线11。在此，切线11与基本轨1的行驶缘2的假想直线走向5之间的角度α是偏转角α。显然，偏转角α在直的端部片段14的情况下与行驶缘10到尖轨顶端7为止遵循曲线走向时相比更大。

在图3中还能够看出，根据本发明的一个优选实施方式，尖轨3的尖轨顶端7被构造为平坦化的，并且因此更不易磨损。

在图4和5中能够辨认出，基本轨1具有倾斜于连接片8和脚部9延伸的倒棱16，并且尖轨3可以具有与倒棱16相对应的形状。

在图6中示出了一个可替代的实施方式，其中与根据图2、3和5的实施方式不同，尖轨3不是被实施为相交的、而是被实施为不相交的（unterschneidend）。这意味着，行驶缘10的曲线走向的假想延长6与基本轨1的行驶缘2既不相交也不接触。不相交尺度用d来表示，并且表达：假想延长6与行驶缘2的平行线的接触点同尖轨3的切线构造形式（图1）相比被多远地向前偏移。行驶缘10到点15为止遵循曲线走向，在点15处，行驶缘10过渡到直的端部片段14，其中直的端部片段对应于在点15处对走对曲线走向作出的切线11。在此，切线11与基本轨1的行驶缘2的假想直线走向5之间的角度α是偏转角α。与根据图1的切线构造方式相比，在不相交的实施方式中也得出更大的偏转角α以及在行驶缘平面中更大厚度的尖轨3。

根据图7的涉及尖轨3的行驶缘10的曲线走向的经改动的构造对应于根据图2和5的构造。因此，其是相交的尖轨3。但是与根据图2和5的构造不同，对基本轨1的行驶缘走向的改变现在不是通过偏移基本轨1来实现的，而是通过基本轨头部在与尖轨3贴合的区域中被单侧地加工来实现的。该加工以如下的程度被实施成倾斜的倒棱16（图8）：行驶缘平面中的基本轨头部宽度被减小10－15mm。因此，基本轨1在其与尖轨3贴合的区域中被构造为具有导轨头部的与处于贴合之外的区域相比减小的宽度，其中导轨头部的宽度从尖轨开头12出发直到滚轮在侧面与尖轨3接触的点17为止减小，并且在与其衔接的区域中增加。尖轨3被构造为朝着基本轨1根据基本轨头部的宽度减小而在横截面中被增强。通过如下方式来提供将尖轨3的增强程度与横向力走向相匹配的可能性：现在在尖轨3与基本轨1贴合的区域中，对基本轨横截面的宽度减小或对尖轨3的增强不是以均匀强度进行的，而是被实施为在第一区域中增加并且在与其衔接的第二区域中减小。

因此，对尖轨3的最大增强是荷重从基本轨1到尖轨3上的敏感过渡区域中进行的，并且由此实现横截面提高并由此实现尖轨3的惯性矩的提高，使得尖轨3可以更好地经受提高的横向力。通过优选连续的横截面改变，避免了突然的轨迹变化（Spurveränderung），使得不会负面地影响行驶舒适性，并且避免导轨的冲击负荷。

根据图7和8的构造也可以用不相交的尖轨3来实施。

一般而言，应当注意，本发明不限于尖轨与具有直的导轨走向的基本轨的协作。而是本发明也可以应用于弯曲的基本轨走向、例如应用于单式内侧曲线道岔。

Claims (11)

1.一种导轨道岔，具有主轨道和支路轨道，其中每个轨道的各一个导轨被构造成尖轨并且能够移动得与相应基本轨贴合，其特征在于，基本轨（1）在尖轨（3）贴合的区域中具有经改变的行驶缘走向，并且尖轨（3）的行驶缘（10）具有如下的曲线走向（6）：所述曲线走向（6）的假想延长与基本轨（1）的行驶缘（2）具有相交性或不相交性。

2.根据权利要求1所述的导轨道岔，其特征在于，基本轨（1）在尖轨（3）贴合的区域中在构造突起（4）的情况下从所述基本轨（1）的导轨走向偏移出来。

3.根据权利要求1或2所述的导轨道岔，其特征在于，尖轨（3）具有端部片段，所述端部片段具有与所述曲线走向衔接的直的行驶缘（14）。

4.根据权利要求3所述的导轨道岔，其特征在于，所述端部片段的直的行驶缘（14）在切向上与所述曲线走向衔接。

5.根据权利要求1所述的导轨道岔，其特征在于，尖轨（3）的行驶缘（10）与基本轨（1）的行驶缘（2）成0.3°至0.8°的偏转角。

6.根据权利要求2所述的导轨道岔，其特征在于，尖轨（3）在与基本轨（1）贴合的区域中具有与基本轨（1）的经改变的行驶缘走向相对应的形状。

7.根据权利要求2所述的导轨道岔，其特征在于，尖轨（3）具有平坦化的尖轨顶端（7）。

8.根据权利要求7所述的导轨道岔，其特征在于，尖轨（3）的尖轨顶端（7）在尖轨（3）与基本轨（1）贴合时处于基本轨（1）的突起（4）内。

9.根据权利要求1所述的导轨道岔，其特征在于，基本轨（1）在行驶缘（2）下方具有倾斜于基本轨（1）的连接片（8）和脚部（9）延伸的倒棱，并且尖轨（3）具有与所述倒棱相对应的形状。

10.根据权利要求5所述的导轨道岔，其特征在于，尖轨（3）的行驶缘（10）与基本轨（1）的行驶缘（2）成0.4°的偏转角。

11.根据权利要求6所述的导轨道岔，其特征在于，尖轨（3）在与基本轨（1）贴合的区域中具有与所述突起（4）相对应的形状。