CN104704171A - 结构部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及结构部件(110),所述结构部件包括中空部(112),所述中空部沿着结构部件的长度延伸,其中,结构部件是整体结构,并且中空部具有恒定形状的横截面,所述横截面限定了多个结合结构(114)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求在2013年9月26日向欧洲专利局提交的名称为“枕木”的欧洲专利申请EP 13 186 089.2的权益,其全部公开内容在此以援引的方式并入本发明。
技术领域
本发明涉及结构部件和复合结构构件,具体地涉及枕木部件和复合枕木,并且本发明涉及用于制造结构部件和复合结构构件的设备和方法。
背景技术
现有技术已知多种结构部件和复合结构构件,包括多种枕木部件和复合枕木。这些结构部件和复合结构构件包括由钢筋混凝土制成的枕木部件和枕木以及包括木芯和塑料覆盖物/涂层的枕木。
现有技术已知的包括枕木部件和复合枕木的结构部件和复合结构构件在强度、耐用性、声学性能、可循环利用性/可处置性、制造的便捷性、材料成本等方面提供了广泛的特征。但依然存在改进的空间。
本公开在这个背景下进行阐述。
发明内容
本概述的目的是有助于理解本公开。因此发明内容与下文的详细描述相比以更简化的形式和宽松的措辞呈现了本公开的概念和特征,并且不应当视为限制本公开的其它部分。
宽松地说,本公开教导一种结构构件,所述结构构件构成大体双部件复合结构构件的一个部分。结构部件可以是枕木部件,所述枕木部件可以构成大体双部件复合枕木的一个部分。结构部件包括中空部,例如,贯穿结构部件长度的孔,所述中空部能够由材料填充,以形成复合结构构件。中空部的横截面限定了多个接合结构,所述多个接合结构有助于防止这种复合结构构件随着时间流逝例如因其可能承受的振动和屈曲而造成的在其结构完整性方面的退化。为了增强这种效果,接合结构中的一个或多个的形状可以使得当与具有配对形状的配对结构相接合时防止配对结构沿着中空部的径向方向与接合结构分离。
通过允许实施例具有恒定的横截面形状,能够通过挤出的方式廉价地制造结构部件。而且,能够通过简单地用适当的材料填充结构部件的中空部而由结构部件制造例如枕木的复合结构构件。由此结构部件能够作为用于填充中空部的填充材料的模板,由此便捷地形成具有上述配对结构的芯部。这种复合结构构件可以由适当平衡的材料组合制造而成,以在强度、耐用性、声学性能、可循环利用性/可处置性、制造的便捷性、材料成本等方面提高其整体特征。此外,可以使用诸如回收塑料的廉价材料制造复合结构构件。
通过向实施例提供这样中空部,能够防止填充材料/芯部沿着纵向方向与结构部件分离,所述中空部的横截面是结构部件内的纵向位置的函数,例如作为沿着一个圆周方向扭转的第一螺旋结构和沿着相反的方向扭转的第二螺旋结构。
能够以枕木部件的形式来实施在上文宽松描述的结构部件,所述枕木部件具有枕木的长度、宽度和高度,所述枕木部件包括沿着枕木部件的长度延伸的中空部,其中,枕木部件是整体结构并且中空部具有恒定的横截面形状,所述横截面限定了多个接合结构。
尤其当结合附图考虑时,从下文的详细描述中,本公开的其它目的、优势和实施例将变得更加显而易见。
附图说明
附图中示出了:
图1示出了根据本公开的结构部件的实施例的示意性横截面;
图2示出了根据本公开的结构部件的实施例的示意性横截面;
图3示出了根据本公开的结构部件的实施例的示意性横截面;
图4示出了根据本公开的复合结构构件的实施例的示意性横截面;
图5A示出了根据本公开的模具的示意图;
图5B示出了根据本公开的挤出设备的示意图;和
图6示出了根据本公开的填充设备的示意图。
具体实施方式
从以下详细描述将就结构和操作方面最佳地理解本公开和要求权益的本发明的多个实施例,特别是当结合附图考虑的时候。
在阐明附图中示出的实施例之前,将首先总体描述本公开的多个实施例。
总体描述
如上所述,本公开教导了一种结构部件,例如,枕木部件。
结构部件的长度可以处于50cm至1200cm的范围内,例如,介于120cm至300cm的范围内。结构部件的高度可以处于5cm至80cm的范围内,例如,处于10cm至40cm的范围内。结构部件的高度可以理解为(例如,沿着与结构部件的纵向轴线垂直的方向)从第一侧部(顶侧)至与第一侧部相对的第二侧部(底侧)的(最小、最大或者平均)尺寸。结构部件的宽度可以处于5cm至80cm的范围内,例如,处于10cm至40cm的范围内。结构部件的宽度可以理解为(例如,沿着与结构部件的纵向轴线和高度中的一个或者两个垂直的方向)从第三侧部(侧向侧部)至与第三侧部相对的第四侧部(侧向侧部)的(最小、最大或者平均)尺寸。结构部件可以具有(大体)长方体的形状。
如上文涉及的那样,结构部件可以是枕木部件。枕木部件可以具有枕木的长度,例如,处于120cm至300cm范围内的长度。枕木部件可以具有枕木的高度,例如,处于10cm至40cm范围内的高度。枕木部件的高度可以理解为(例如,沿着与枕木部件的纵向轴线垂直的方向)从旨在支撑铁轨的第一侧部(顶侧)至与第一侧部相对的第二侧部(底侧)的(最小、最大或者平均)尺寸。枕木部件可以具有枕木的宽度,例如,处于20cm至40cm范围内的宽度。枕木部件的宽度可以理解为(例如,沿着与枕木部件的纵向轴线和高度中的一个或两个垂直的方向)从第三侧部(侧向侧部)至与第三侧部相对的第四侧部(侧向侧部)的(最小、最大或者平均)尺寸。枕木部件可以具有枕木的形状,例如,(基本)长方体的形状。
结构部件可以是整体结构(即,单件结构),或者多件结构(例如,双件结构或者三件结构)。多件结构中的任意单独件均可以构成根据本公开的结构部件。换言之,多件结构中的单独件可以布置为形成根据本公开的结构部件的事实并不排除多件结构中的任意单独件可以自身构成根据本公开的结构部件的可能性。多件结构部件的单独件的配合面可以包括一个或多个对准结构,例如,用于当组装为结构部件时有助于单独件对准。多件结构部件的单独件的配合面可以设计有斜坡,当将单独件组装为结构部件时,所述斜坡随着与中空部相距的距离增加(即,随着朝向结构部件的侧向侧(横向侧)的距离减小)而远离结构部件的上侧倾斜。
结构部件可以包括中空部。在本公开中,术语“中空部”可以理解为没有(结构)材料的体积。中空部可以沿着结构部件的(整个)长度,即,沿着与结构部件的纵向轴线平行的方向延伸。中空部的沿着结构部件的纵向方向的最小尺寸可以大于结构部件的长度的20%、50%或者80%。中空部的沿着结构部件的纵向方向的最大尺寸可以小于结构部件的长度80%、100%或者等于结构部件的长度。类似地,中空部的沿着结构部件的横向方向的最小尺寸可以大于结构部件的长度的20%、40%或者60%。中空部的沿着结构部件的横向方向的最大尺寸可以小于结构部件的宽度的60%或者小于80%。此外,中空部的沿着结构部件的高度方向的最小尺寸可以大于结构部件的宽度的20%、大于40%或者大于60%。中空部的沿着结构部件的高度方向的最大尺寸可以小于结构部件的高度的60%或者小于80%。
中空部与结构部件的第一和第二侧部相距的距离可以至少为结构部件的高度的10%、15%或者20%。中空部与结构部件的第一侧部和第二侧部相距的距离可以相等。类似地,中空部与结构部件的第一侧部和第二侧部相距的距离可以至少为结构部件的高度的10%、15%或者20%。中空部与结构部件的第三侧部和第四侧部相距的距离可以相等。中空部可以开口到结构部件的一个或者两个纵向端部。
中空部的横截面轮廓(由在相应横截面处的结构部件和中空部的交界面限定)可以是结构部件内的纵向位置的函数(为了易读性,在本说明书中通常使用术语“横截面”替代冗长的“中空部的横截面轮廓”)。例如,横截面的(相对于结构部件)角定向、形状和/或尺寸中的任意可以是结构部件内的(相应横截面的)纵向位置的函数。(在本说明书的结束段落中给出了术语“任意”的说明)。例如,结构部件和中空部的交界处可以限定螺旋结构,例如,沿着结构部件的第一段在第一圆周方向上扭转并且沿着结构部件的第二段在相反的第二圆周方向上扭转的螺旋结构。在这种情况中,横截面可以具有恒定形状和尺寸,横截面(相对于结构部件)的角定向作为纵向位置的函数。
类似地,如上所述,在中空部的长度的至少一部分或者在中空部的整个长度上横截面的参数可以恒定。例如,横截面的与纵向位置不成函数关系的所有参数(例如,横截面的角定向、形状和/或尺寸中的所有其它)可以(同时)恒定(而其它横截面参数根据结构部件内的纵向位置而发生变化)。例如,中空部可以沿着中空部的长度的至少一部分或者沿着中空部的整个长度具有恒定的横截面形状,即,横截面可以具有恒定的形状(和尺寸)。特别地,中空部沿着中空部的长度的至少一部分或者沿着中空部的整个长度可以具有恒定的横截面,即,不会变化的横截面。
结构部件可以在与中空部交界的交界处包括一个或多个接合结构。例如,结构部件的限定了中空部的横截面可以限定一个或多个接合结构。换言之,中空部的横截面可以限定一个或多个接合结构。(恒定)的横截面可以是沿着与结构部件和/或中空部的纵向轴线正交的方向的横截面。任意接合结构的形状可以使得在与具有大体配对形状的配对结构相接合时防止配对结构相对于(相应的)接合结构(沿着至少一个方向)运动。
可以通过(单个)封闭曲线形成中空部的横截面轮廓,所述封闭曲线包括多个凹顶点和多个凸顶点。因为曲线不能与其自身路径交叉,所以曲线还可以称作简单闭曲线。曲线可以包括一个或多个线段和/或曲线段(也称作“弧线”)。结构部件和中空部的交界处可以限定多个这样的横截面轮廓,即,可以在任意横截面处限定这样的横截面轮廓。凹顶点可以理解为这样的顶点,在所述顶点处,结构部件的一部分伸入到中空部中的距离比结构部件的毗邻部分伸入到中空部中的距离远,凸顶点可以理解为这样的顶点,在所述顶点处,中空部的一部分伸入到结构部件中的距离比中空部的毗邻部分伸入到结构部件中的距离远。更加具体地,凹顶点可以理解为这样的顶点,所述顶点与在顶点的一侧上的曲线的一个毗邻点以及在顶点的另一个相对侧上的曲线的另一个毗邻点形成了大于180°的内角(即,面向中空部的角)。类似地,凸顶点可以理解为这样的顶点,所述顶点与在顶点的一侧上的曲线的一个毗邻点以及在顶点的另一个相对侧上的曲线的另一个毗邻点形成了小于180°的内角(即,面向中空部的角)。在本公开的上下文中,顶点可以是尖端,例如,在形成在两条线段的交叉处、两条曲线段的交叉处或者线段和曲线段的交叉处时。类似地,顶点可以是曲线上的曲率的一阶导数为零的点,凸顶点是曲率的二阶导数或为正或负的点,并且凹顶点是曲率的二阶导数为正或负中的另一个的点(用相同的测量)。
中空部的横截面轮廓可以包括至少五个、至少十个或者至少十五个凹顶点。类似地,中空部的横截面轮廓可以包括至少五个、至少十个或者至少十五个凸顶点。例如,中空部的横截面轮廓可以具有简单的非凸多边形的形状,所述简单的非凸多边形具有至少五个、至少十个或者至少十五个大于180°的内角。中空部可以具有星形横截面或者链轮或者正齿轮的横截面。
中空部的横截面轮廓的凹顶点和凸顶点可以布置成使得可以通过多个第一凹/凸顶点画出第一简单的凸多边形,所述第一简单的凸多边形完全包封通过多个第二凹/凸顶点画出的第二简单的凸多边形,所述多个第一顶点与所述多个第二顶点完全不同。换言之,由多个第一顶点形成的顶点组和由多个第二顶点形成的顶点组的交集是空集。多个第一顶点可以包括至少五个、至少十个或者至少十五个顶点。类似地,多个第二顶点可以包括至少五个、至少十个或者至少十五个顶点。多个第一顶点可以包括凸顶点中的每一个。类似地,多个第二顶点可以包括凹顶点中的每一个。第一简单的凸多边形与第二简单的凸多边形相距的最小距离可以大于1cm、大于2cm或者大于4cm。
任意接合结构可以具有互锁形状,即,当与具有配对形状的配对结构接合时防止配对结构与(相应的)接合结构(沿着至少一个方向)分离的形状。例如,任意接合结构中的形状可以使得当与具有配对形状的配对结构相接合时防止配对结构与(相应的)接合结构沿着中空部的径向(向内)方向分离。在本上下文中,中空部的径向方向可以理解为与结构部件和/或中空部的纵向轴线正交的方向。在本上下文中,中空部的向内方向可以理解为朝向中空部的中央区域的方向,其中,术语“中空部的中央区域”可以理解为中空部的一区域,所述区域沿着相应方向与中空部的每个边界相距例如中空部的直径的30%或者相距中空部的最小(横截面)直径的30%。通过用固化成中空部的形状的材料填充中空部可以形成配对结构。互锁形状可以具有大体T状或者蘑菇状的横截面。与“T”/蘑菇的杆相比,“T”的交叉部/蘑菇的膨胀部可以定位成更靠近中空部的中央区域。
结构部件可以包括选自由以下材料构成的组的任意材料(组合)/由任意所述材料(组合)构成:混凝土、包括混凝土和玻璃纤维的复合材料、包括混凝土和金属的复合材料、包括混凝土和碳纤维的复合材料、包括混凝土和钢纤维的复合材料、包括混凝土和玄武岩纤维的复合材料、沥青混凝土、沥青复合物、塑料、回收塑料、弹性体、热塑性塑料、包括弹性体和热塑性塑料的复合材料、包括玻璃纤维和塑料的复合材料、包括碳纤维和塑料的复合材料、包括钢纤维和塑料的复合材料以及包括塑料和木材的复合材料。
如上所述,本公开教导了一种复合结构构件,所述复合结构构件包括根据本公开的结构部件。复合结构构件可以是枕木。复合结构构件可以包括填充结构,所述填充结构至少部分地填充结构部件的中空部。例如,填充结构可以填充中空部的(体积的)至少60%、至少80%或者100%。就这一点而言,构成填充结构的材料的固有孔隙度可以理解为“填充”中空部的相应体积。这样,填充结构还可以设计成复合结构构件的“芯部”。填充结构可以是赋予结构部件额外强度这一意义上的结构。
如上所述,结构部件可以是整体结构,即,单件结构,或者多件结构,例如,双件或者三件结构。在多件结构的情况中,填充结构可以用于结合结构部件中的单独件,以形成如上所述的结构部件。因此,在将结构材料填充到中空部中期间结构部件的单独件可以以理想的结构部件的形式保持在一起。
填充结构可以包括任意有机或者无机材料(的组合)/由任意有机或者无机材料(的组合)构成。例如,填充结构可以包括选自由以下材料组成的组中的任意材料(的组合)/由任意所述材料(的组合)构成:混凝土、包括混凝土和玻璃纤维的复合材料、包括混凝土和金属的复合材料、包括混凝土和碳纤维的复合材料、包括混凝土和钢纤维的复合材料、包括混凝土和玄武岩纤维的复合材料、沥青混凝土、沥青复合物、塑料、回收塑料、弹性体、热塑性塑料、包括弹性体和热塑性塑料的复合材料、包括玻璃纤维和塑料的复合材料、包括碳纤维和塑料的复合材料、包括钢纤维和塑料的复合材料以及包括塑料和木材的复合材料。填充结构中的任一种材料均可以呈(固化)泡沫的形式。
结构部件和填充结构可以由不同的材料制成。例如,结构部件和填充结构中的一种可以包括选自由以下材料构成的组的材料/由所述材料构成:混凝土、包括混凝土和玻璃纤维的复合材料、包括混凝土和金属的复合材料、包括混凝土和碳纤维的复合材料、包括混凝土和钢纤维的复合材料、包括混凝土和玄武岩纤维的复合材料、沥青混凝土、沥青复合物,而结构部件和填充结构中的另一种可以包括选自由以下材料构成的组的材料/由所述材料构成:塑料、回收塑料、弹性体、热塑性塑料、包括弹性体和热塑性塑料的复合材料、包括玻璃纤维和塑料的复合材料、包括碳纤维和塑料的复合材料、包括钢纤维和塑料的复合材料以及包括塑料和木材的复合材料。
如上所述,结构部件可以是枕木部件,并且复合结构构件可以是枕木。枕木/枕木部件可以包括一个或多个用于将轨道保持硬件固定到枕木的(带螺纹)的孔。孔可以设置在枕木部件的顶侧上。类似地,枕木/枕木部件可以包括用于将铁轨保持到枕木(部件)的轨道保持硬件。
结构部件可以通过利用模具挤出材料(例如,任意上述材料)来制造,所述模具具有将材料形成为如在本公开中所述的结构部件的形状。
根据本公开的挤出设备可以包括模具和驱动机构,所述驱动机构驱动材料通过模具,其中,所述模具成形为形成在本公开中描述的结构部件,即,具有在本公开中描述的特征/结构的结构部件。驱动机构可以包括液压驱动机构。挤出设备可以包括运送设备,运送设备用于运送挤出产品,例如,用于运送挤出产品离开模具。类似地,挤出设备可以包括分切设备,用于将挤出产品分切成理想的长度,例如,分切成单个结构部件。
根据本公开制造结构部件的方法可以包括:驱动材料通过模具,以生产具有如在本公开中描述的结构部件(即,具有如在本公开中描述的特征/结构的结构部件)的横截面的挤出产品;以及将挤出产品分切成段。分切可以包括将挤出产品分切成具有如在本公开中描述的长度的单个结构部件。这种方法可以包括主动或者被动地将挤出产品的状态改变成固体(更近固体)状态,即,将挤出产品的材料固化成刚性结构。固化可以包括冷却、冻结、干燥、硬化和/或硫化材料,并且可以在分切挤出产品之前实施。例如,这种方法可以包括在分切挤出产品之前冷却挤出产品/允许挤出产品冷却。
考虑到在本公开中描述结构部件的其它细节,将不再详细描述挤出设备/(挤压)方法的模具的多种可行形状。本领域中的技术人员能够易于从结构部件的详细描述中推导出模具的形状,所述模具具有与结构部件的横截面相反的形状,尽管挤出领域中已知存在公差。例如,模具的形状可以形成具有如上详细所述的宽度和高度的(整体)挤出产品,并且在(整体)结构中形成中空部,所述中空部沿着(整体)结构的长度延伸。类似地,如果结构部件是枕木部件,则模具的形状可以形成具有枕木的宽度和高度的(整体)挤出产品,并且在(整体)结构中形成中空部,所述中空部沿着(整体)结构的长度延伸。模具的形状可以形成具有恒定形状的横截面的中空部。类似地,模具的形状可以形成具有限定了多个接合结构的横截面的中空部。接合结构中的至少一个的形状可以在与具有配对形状的配对结构相接合时防止配对结构沿着中空部的径向方向与接合结构分离。
如上所述,可以通过将例如任意上述材料填充到如本公开描述的结构部件的中空部中来制造复合结构构件。这可以通过如下所述的填充设备来实施。填充到结构部件的中空部中的材料可以形成中空部中的上述填充结构。可以将材料在诸如液体、泡沫、熔化物或者浆体之类的状态填入到中空部中,以允许材料符合中空部的形状。复合结构构件的制造可以包括主动或者被动地将材料的状态改变成固体状态,即,使得材料固化成中空部的形状。固化可以包括冷却、冻结、干燥、硬化和/或硫化材料。
更加具体地,根据本公开制造复合结构构件的方法可以包括:接收如在本公开中描述的结构部件,以及将结构材料填充到结构部件的中空部中。例如,所述方法可以包括:接收(整体)结构部件,所述结构部件具有如上所述的长度、宽度和高度并且包括沿着结构部件的长度延伸的中空部;以及将结构材料填充到中空部中。类似地,如果结构部件是枕木部件,则该方法可以包括:接收(整体)结构部件,所述结构部件具有枕木的长度、宽度和高度并且包括沿着结构部件的长度延伸的中空部;以及将结构材料填充到中空部中。结构材料可以是任意上述材料。中空部可以具有限定了多个接合结构的横截面。该方法可以包括用结构材料填充中空部的(体积)的至少60%、至少80%或者100%。就这一点而言,结构材料的固有孔隙率可以理解为“填充”中空部的相应体积。
复合结构构件的制造可以包括制造例如如在本公开中描述的被填充的结构部件。此外,复合结构构件的制造可以包括控制填充喷嘴和运送机构中的至少一个的运动,以便在将结构材料填充到中空部期间实施填充喷嘴和结构部件之间的相对运动。
根据本公开的填充设备可以包括填充喷嘴和运送机构。运送机构可以构造并且适于接收结构部件并且将结构部件运送至填充喷嘴。例如,运送机构可以接收整体结构部件并且将结构部件运送到填充喷嘴,所述整体结构部件具有如上所述的长度、宽度和高度并且包括沿着结构部件的长度延伸的中空部。类似地,如果结构部件是枕木部件,则运送机构可以接收整体结构部件并且将结构部件运送到填充喷嘴,所述整体结构部件具有枕木的长度、宽度和高度并且包括沿着结构部件的长度延伸的中空部。填充喷嘴可以构造并且适于将结构材料填充到结构部件的中空部中。结构材料可以是任意上述材料。中空部可以具有限定了多个接合结构的横截面。填充设备可以控制填充,以用结构材料填充中空部(体积)的至少60%、至少80%或者100%。就这一点而言,结构材料的固有孔隙率可以理解为“填充”中空部的相应体积。
填充设备可以包括一个或多个储存、处理和/或运送用于填充到中空部中的材料的储存、处理和/或运送装置。例如,填充设备可以包括用于储存材料的桶、料斗或者其它容器。类似地,填充设备例如可以包括:加热装置,用于液化材料;通风/发泡装置,用于使得材料发泡;(液压)压力机,用于对材料加压;研磨/切碎装置,用于研磨/切碎材料;和/或搅拌装置,用于混合材料。此外,填充设备可以包括:螺杆运送装置,用于运送材料;和/或泵,用于将材料泵送到例如喷嘴。
填充设备可以包括控制装置,所述控制装置控制填充喷嘴和运送机构中的至少一个的运动,以便在将结构材料填充到中空部中期间实施填充喷嘴和结构部件之间的相对运动。例如,在将结构材料填充到中空部中期间喷嘴可以沿着中空部的长度运动,例如以促进用结构材料均匀地填充中空部。同样为了促进用结构材料均匀地填充中空部,填充设备可以在将结构材料填充到中空部中期间定向结构部件,使得中空部的纵向轴线(基本)竖直对准。
图解的实施例
在上文已经总体描述了本公开的多个实施例,现在将阐释在附图中示出的实施例。
图1示出了例如如上所述的根据本公开的结构部件110的实施例的示意性横截面,所述结构部件可以是枕木部件。在图解的实施例中,横截面穿过结构部件110的宽度延伸,即,从页面的左侧延伸至右侧,并且从位于页面上部的结构部件110顶部延伸到位于页面下部的结构部件110底部。
在图解的实施例中,结构部件110包括中空部112,所述中空部112沿着结构部件110的纵向方向,即,沿着页面的进出方向延伸。中空部112的横截面轮廓包括多个凸顶点116以及多个凹顶点118,并且限定了多个具有互锁形状的接合结构114。为了易读性,在图解中仅仅用附图标记标记出了少量凹/凸顶点和多个接合结构中的仅仅三个。
图2示出了例如如上所述的根据本公开的结构部件210的实施例的示意性横截面,所述结构部件可以是枕木部件。在图解的实施例中,横截面延伸穿过结构部件210的宽度,即,从页面的左侧延伸至右侧,并且从位于页面上部的结构部件210顶部延伸到位于页面下部的结构部件210底部。
在图解的实施例中,结构部件210包括星形中空部212,所述星形中空部212沿着结构部件210的纵向方向,即,沿着页面的进出方向延伸。中空部212的横截面轮廓包括多个凸顶点216以及多个凹顶点218,并且限定了多个接合结构214。为了易读性,在图解中仅仅用附图标记标记出了少量凹/凸顶点和多个接合结构中的仅仅三个。
图3示出了例如如上所述的根据本公开的结构部件310的实施例的示意性横截面,所述结构部件可以是枕木部件。在图解的实施例中,横截面延伸穿过结构部件310的宽度,即,从页面的左侧延伸至右侧,并且从位于页面上部的结构部件310顶部延伸到位于页面下部的结构部件310底部。
在图解的实施例中,结构部件310包括链轮状中空部312,所述链轮状中空部312沿着结构部件310的纵向方向,即,沿着页面的进出方向延伸。中空部312的横截面轮廓包括多个凸顶点316以及多个凹顶点318并且限定了多个接合结构314。为了易读性,在图解中仅仅用附图标记标记出了少量凹/凸顶点和多个接合结构中的仅仅三个。
图4示出了例如如上所述的根据本公开的复合结构构件400的实施例的示意性横截面,所述复合结构构件可以是枕木。
在图解的实施例中,复合结构构件400包括结构部件410和填充结构420,所述填充结构420填充结构部件410的中空部。在图解的实施例中,中空部沿着复合结构构件400的纵向方向,即,沿着页面的进出方向延伸。中空部的横截面轮廓限定了多个接合结构414。为了易读性,在图解中用附图标记示出了多个接合结构中的仅仅三个。在图解的实施例中,横截面延伸穿过复合结构构件400的宽度,即,从页面左侧延伸至右侧,并且从位于页面上部的复合结构构件400顶部延伸到位于页面下部的复合结构构件400底部。
在图解的实施例中,结构部件410是双件结构,其包括第一零件410A和第二零件410B。第一零件410A和第二零件410B的配合面411包括楔形对准结构,所述楔形对准结构在组装结构部件410和制造复合结构构件400期间有助于第一零件410A和第二零件410B对准。当组装为结构部件时,第一零件410A和第二零件410B的配合面411形成斜坡,所述斜坡随着与中空部相距的距离增加(即,随着朝向结构部件的侧向侧(横向侧)的距离减小)而远离结构部件410的上侧倾斜。
图5A示出了例如在上文描述的根据本公开的模具534的示意性图示。模具534可以应用在挤出设备中,特别地用于制造根据本公开的结构部件,所述结构部件可以是枕木部件。
在图解的实施例中,模具534包括限定了开口537的第一模具部分535和第二模具部分536,可以将材料挤压通过所述开口537,以形成具有大体开口537形状的横截面的挤出产品。在图解的实施例中,开口537具有限定了多个接合结构538的横截面。
图5B示出了例如如上所述的根据本公开的挤出设备530的示意性图示。挤出设备530可以用于制造例如如上所述的根据本公开的结构部件,所述结构部件可以是枕木部件。
在图解的实施例中,挤出设备530包括模具534和驱动机构532,所述驱动机构532例如通过螺杆机构来驱动材料通过模具534中的开口537。挤出设备530可以将材料加热至熔融状态,并且驱动材料在其熔融状态条件下通过模具534。挤出设备530可以驱动材料在大约数十MPa的压力条件下通过模具534。
在被挤出通过模具534中的开口537之后,在被分切成理想长度之前,材料可以进行主动或者被动处理,所述主动或者被动处理将挤出产品的状态改变成固态(更近固态),即,将挤出产品的材料固化成刚性结构。如上所述,固化可以包括冷却、冻结、干燥、硬化和/或硫化材料。例如,所述方法可以包括在分切挤出产品之前冷却挤出产品/允许挤出产品冷却。
图6示出了例如如上所述的根据本公开的填充设备640的示意性图示。
在图解的实施例中,填充设备640包括填充喷嘴642和运送机构644。在此呈夹子形式的运送机构644接收结构部件600,并且将结构部件600运送至一位置,在所述位置处,填充喷嘴642能够将结构材料填充到结构部件600的中空部中。
填充设备640可以控制填充喷嘴642和运送机构644中的至少一个的运动,以便在将结构材料填充到中空部中期间实施填充喷嘴642和结构部件600之间的相对运动。例如,填充喷嘴642可以在将结构材料填充到中空部中期间沿着中空部的长度运动,例如以有助于用结构材料均匀地填充中空部。同样为了促进用结构材料均匀地填充中空部,填充设备640可以在将结构材料填充到中空部中期间定向结构部件600,使得中空部的纵向轴线(基本)竖直对齐。
在本公开中,动词“可以”用于表示可能性/非排他性。换言之,“可以”进行的有些事情不是必需的。在本公开中,动词“包括”可以理解为包含。因此,动词“包括”并不排除存在其它元件/行为。在本公开中,诸如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等的关系术语可以仅仅用于将一个实体或者行为与另一个实体或者行为区分开,而不要求或者暗示这些实体或者行为之间的任何真实关系或者顺序。
在本公开中,术语“任意”可以理解为表示任何数量的相应元件,例如,表示相应元件中的一个、至少一个、至少两个、每一个或者全部。类似地,术语“任意”可以理解为表示相应元件的集合(多个集合),例如表示相应元件的一个或多个集合,包括相应元件中的一个、至少一个、至少两个、每一个或者全部的集合。相应集合不需要包括相同数量的元件。
在本公开中,括号中的表述可以理解为可选的。当在本公开中使用时,引号可以强调引号中的表述还可以理解为比喻义。当在本公开中使用时,引号可以确定所讨论的特别表述。
在本公开中,例如,通过使用了动词“可以”或者使用括号,多个特征可以描述为可选的。为了简洁和易读性,本公开不明确地列举通过从可选特征组中选择可获得的每个排列。然而,本公开要理解为明确公开所有这些排列。例如,描述为具有三个可选特征的系统可以以七种不同方式来实施,即,具有三种可行特征中的仅仅一个,具有三个可行特征中的任意两个或者具有三个可行特征中的所有三个。
尽管已经在此详细公开和描述了本发明的多种实施例,但是对于本领域中的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的精神和范围的前提下,可以对本发明的构造、操作和形式做出多种修改。特别地,应当注意的是,本发明的相应特征,即使是仅仅与本发明的其它特征组合公开的那些特征,可以以任意构造相组合,除了对于本领域中的技术人员而言明显是荒谬的以外。同样,使用单数和复数仅仅是为了阐释而不应理解为限制。除了明确给出相反指示之外,复数可以由单数替代,反之亦然。
Claims (15)
1.一种枕木部件(110),所述枕木部件具有枕木的长度、宽度和高度,所述枕木部件包括:
中空部(112),所述中空部沿着所述枕木部件的长度延伸,其中
所述枕木部件是整体结构,并且
所述中空部具有恒定形状的横截面,所述横截面限定了多个接合结构(114)。
2.根据权利要求1所述的枕木部件,其中:
所述中空部沿着所述枕木部件的整个长度延伸。
3.根据权利要求1或者2所述的枕木部件,其中:
所述接合结构中的至少一个的形状使得当与具有配对形状的配对结构接合时防止所述配对结构沿着所述中空部的径向方向与所述接合结构分离。
4.一种复合枕木(400),包括:
根据前述权利要求中的任一项所述的枕木部件(410);和
填充所述中空部的填充结构(420)。
5.根据权利要求4所述的复合枕木,其中:
所述枕木部件由第一材料制造而成,并且
所述填充结构由与所述第一材料不同的第二材料制造而成。
6.根据权利要求5所述的复合枕木,其中:
所述第一材料和所述第二材料中的一种选自由以下材料构成的组:混凝土、包括混凝土和玻璃纤维的复合材料、包括混凝土和金属的复合材料、包括混凝土和碳纤维的复合材料、包括混凝土和钢纤维的复合材料、包括混凝土和玄武岩纤维的复合材料、沥青混凝土、以及沥青复合物,并且
所述第一材料和所述第二材料中的另一种选自由以下材料构成的组:塑料、回收塑料、弹性体、热塑性塑料、包括弹性体和热塑性塑料的复合材料、包括玻璃纤维和塑料的复合材料、包括碳纤维和塑料的复合材料、包括钢纤维和塑料的复合材料、以及包括塑料和木材的复合材料。
7.一种挤出设备(530),所述挤出设备包括:
模具(534);
驱动机构(532),所述驱动机构驱动材料通过所述模具,其中
所述模具成形为形成整体结构,所述整体结构具有枕木的宽度和高度,并且在所述整体结构中形成中空部(112),所述中空部沿着所述整体结构的长度延伸并且具有恒定形状的横截面,其中
所述横截面限定了多个接合结构(114)。
8.根据权利要求7所述的挤出设备,其中:
所述接合结构中的至少一个的形状使得当与具有配对形状的配对结构相接合时防止所述配对结构沿着所述中空部的径向方向与所述接合结构分离。
9.一种填充设备(640),包括:
填充喷嘴(642),和
运送机构(644),其中
所述运送机构接收整体枕木部件(600)并且将所述枕木部件运送到所述填充喷嘴,所述整体枕木部件具有枕木的长度、宽度和高度并且包括中空部(612),所述中空部沿着所述枕木部件的长度延伸,并且
所述填充喷嘴将结构材料填充到所述中空部中。
10.根据权利要9所述的填充设备,所述填充设备包括:
控制装置,所述控制装置控制所述填充喷嘴和所述运送机构中的至少一个的运动,以便在将所述结构材料填充到所述中空部中期间实施所述填充喷嘴和所述枕木部件之间的相对运动。
11.一种制造枕木部件(110)的方法,所述方法包括:
将材料驱动通过模具(534)以生产挤出产品,所述模具成形为使得所述挤出产品形成为具有枕木的宽度和高度的整体结构,并且在所述挤出产品中形成中空部(112),所述中空部沿着所述挤出产品的长度延伸并且具有恒定形状的横截面,以及
将所述挤出产品分切成多个枕木部件,每个所述枕木部件均具有枕木的长度,其中
所述横截面限定了多个接合结构(114)。
12.根据权利要求11所述的方法,其中:
所述接合结构中的至少一个的形状使得当与具有配对形状的配对结构接合时防止所述配对结构沿着所述中空部的径向方向与所述接合结构分离。
13.一种制造复合枕木(400)的方法,所述方法包括:
接收整体枕木部件(410),所述整体枕木部件具有枕木的长度、宽度和高度并且包括中空部(412),所述中空部具有恒定形状的横截面并且沿着所述枕木部件的长度延伸,和
用结构材料填充所述中空部,其中
所述横截面限定了多个接合结构(414)。
14.根据权利要求13所述的方法,所述方法包括:
制造根据权利要求11或者12所述的枕木部件。
15.根据权利要求13或者14所述的方法,所述方法包括:
控制填充喷嘴(642)和运送机构(644)中的至少一个的运动,以便在用所述结构材料填充所述中空部期间实施所述填充喷嘴和所述枕木部件之间的相对运动。
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