CN109952400B - 用于将轨道固定在基底上的张紧夹和固定点 - Google Patents

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Abstract

用于压制有轨车辆的轨道的张紧夹(1,101)以及在其基础上建立的轨道固定点。张紧夹(1,101)具有：中间区段(2,102)，其具有两个臂(4,5；104,105)；两个连接在中间区段上的、侧向向外远离延伸的扭转区段(8,9；108,109)，其在其底侧具有支撑区域(10,11；110,111)；以及连接在扭转区段(8,9；108,109)上的两个固定臂(12,13；112,113)。固定臂(12,13；112,113)向着张紧夹(1,101)的前侧(V)延伸并具有弹簧区段(14,15；114,115)以及具有支撑区域(10,11；110,111)的支撑区段(18,19；118,119)，固定臂在使用时借助该支撑区域支撑在轨道的足部上，其中，支撑区段(18,19；118,119)相对于张紧夹(1,101)的中间区段(2,102)侧向指向外侧，使得分别将固定臂(12,13；112,113)的支撑区域(20,21；120,121)的中心与对应于该固定臂(12,13；112,113)的扭转区段(8,9；108,109)的支撑区域(10,11；110,111)的中心(Z10,Z11；Z110,Z111)相连的直线在位于张紧夹(1,101)后侧(R)的区域内相交。

Description

用于将轨道固定在基底上的张紧夹和固定点
技术领域
本发明涉及一种用于固定有轨车辆的轨道的张紧夹。
此外，本发明还涉及一种固定点，有轨车辆的轨道在该固定点内固定在基底上。
背景技术
根据本发明的固定点所安装于的基底通常涉及由坚固材料、例如水泥或类似的制成的轨枕或板。但是，根据本发明的固定点也可安装在传统的、用作基底的木制轨枕上。
借助通过本发明改善的部件和固定点固定的轨道通常具有轨道足部，位于轨道足部上的轨道梁部以及由轨道梁部支撑的轨道头部。
在此所述类型的固定点或包含在此所述部件的用于制造此种固定点的系统在很多变体中已知。在由申请人所公开的手册中描述了用于此类系统的示例，这例如在链接http://www.vossloh-fastening-systems.com/de/produkte_2015/anwendungsbereiche/conventional_rail/conventional_rail_1.html中提供用于下载。在此应提及的示例是手册“System W41U-Hochelastische Schienenbefestigung,HochelastischeSchienenbefestigung für Hochgeschwindigkeit und Vollbahn-die universelle
Figure GDA0003034636320000011
für den Schotteroberbau mit sickenloser Betonschwelle(系统W41U-高弹轨道固定装置，用于高速和标准轨距铁路的高弹轨道固定装置-用于具有无凹槽混凝土轨枕的碎石上部结构的通用方案)”，版本09/2014，手册“System W21-HochelastischeSchienenbefestigung für Hochgeschwindigkeit und Vollbahn-die moderne
Figure GDA0003034636320000012
für den Schotteroberbau mit Betonschwelle(系统W21-用于高速和标准轨距铁路的高弹轨道固定装置-用于具有水泥轨枕的碎石上部结构的新型方案)”，版本02/2015，或者手册“System 300Hochelastische Schienenbefestigung für Hochgeschwindigkeit undVollbahn-die
Figure GDA0003034636320000021
für die Feste Fahrbahn(系统300用于高速和标准轨距铁路的高弹轨道固定装置-固定路基的可靠方案)”，版本02/2015。
因此，已知的轨道固定系统(例如参见WO 2006/005543 A1和另外的下文所述的专利公开文件)以及由此制造的轨道固定点通常分别包括组成其的以下部件:导向板(例如参见WO 2010/091725 A1)，其设置用于侧向引导轨道；用于放置在导向板上的W形张紧夹(例如参见WO 2012/059374 A1)和张紧元件(例如参见WO 2014/029705 A1),该张紧元件设置用于将张紧夹拉紧在基底上(例如参见WO 2006/005543 A1)。
还可以分别选择性地为轨道固定系统的这些基本组成件补充：垫板(例如参见WO2011/110456A1)，其用于调节轨道在基底上的高度或者用于将有轨车辆驶经时出现的应力大面积地分散；弹性夹层(例如参见WO 2005/010277 A1)其同样放置在轨道或系统的其他板型部件下方，从而确保分别由系统构成的固定点内的轨道沿着重力方向的特定挠性；以及绝缘元件(例如参见WO 2015/051841 A1)，其通常放置在弹簧元件与待固定的轨道的足部之间，从而确保与基底最优的电绝缘。
W或ω形的张紧夹通常一件式地并连贯地由弹簧钢丝弯曲而成。在此，其通常具有V形或U形的中间区段，该中间区段具有两个彼此平行的臂。该臂在其之间限定了空余空间，相应的张紧装置、通常为轨枕螺钉或螺栓穿过该空余空间，以其杆部插入基底。在其一个末端上，臂通常通过基础区段彼此相连，基础区段指向张紧夹的对应于轨道的前侧。在中间区段的臂的相应另一末端上，则通常分别成型有扭转区段，该扭转区段侧向向外地远离各自对应的中间区段的臂。
在此，扭转区段如此向着张紧夹底侧的方向弯曲地成型，使得弹簧元件在使用时能够在扭转区段的区域中以构造在相应扭转区段上的支撑区域支撑在支撑面上，该支撑面构造在承载弹簧元件的部件、例如导向板的顶面上。扭转区段在其远离中间区段的末端上通常分别过渡为固定臂，该固定臂在侧向视角中观察通常向着张紧夹顶侧的方向弧形地拱起，并且在俯视图中观察指向待固定的轨道前侧的方向。在此，固定臂的自由末端区段通常指向中间区段的方向。借助该末端区段使张紧夹在使用时支撑在待固定轨道的足部上。
在末端区段的底侧上构造支撑区域，借助该支撑区段使末端区段在使用时放置在轨道足部上。固定臂的支撑区域和扭转区段在由实践中已知的张紧夹中通常位于一条直线上，该直线基本平行于张紧夹的对称轴。
在之前已经提及的手册“System 300Hochelastische Schienenbefestigung fürHochgeschwindigkeit und Vollbahn-die
Figure GDA0003034636320000031
für die Feste Fahrbahn(系统300用于高速和标准轨距铁路的高弹轨道固定装置-固定路基的可靠方案)”中描述了前述构造的实践中使用并称作“Skl15”的张紧夹的一个示例。
通过固定臂的结构及其末端区段的形状和指向，弹性的挠度以及因此引起的通过固定臂施加到轨道上的压制力能够匹配与在实际应用中产生的要求和负载。以相同的方式，张紧夹的弹簧表现可以通过扭转区段和中间区段以及可能存在于中间区段与扭转区段之间以及扭转区段与固定臂之间的过渡区段的赋形所影响。
导向板通常在其顶侧上具有造型元件，在该造型元件上如此引导布置在相应导向板上的弹簧元件，使得其在使用时即便实际出现负载的条件下也保持其位置。例如，为此可以在导向板的顶面上构造槽状凹处或者中间梁，其中，在使用时弹簧元件的扭转区段插入该凹处中，或者中间搭环引导并支撑在该中间梁上。
已经证实，张紧夹的寿命与其振动表现决定性地相关。在此已知，张紧夹通常具有多个固有频率。
在实际应用中，如果列车驶经借助张紧夹压制的轨道，则激励张紧夹产生振动。轨道或有轨车辆的车轮上的周期性重复的错误可能在此导致起振。如果这接近于张紧夹的固有频率，则尤其在张紧夹的固定臂区域内产生振幅的急剧上升。结果是张紧夹由于断裂而过早地、突发地失效，该断裂通常在其扭转区段的区域内或在固定臂到扭转区段的过渡区域内发生。
在期刊EI-Der Eisenbahningenieur(铁路工程师)，2016年8月，第25页开始所公开的Maximilian Steiger的文章中关于用于优化轨道固定装置的动力学表现的研究做出了报告。作为该研究的结果，提出了三种用于避免由于共振引起的轨道固定装置上的损伤的措施。
提出的措施中的第一种在于在张紧夹上布置消除振动的附加元件。该例如盘状或管状的附加元件应尤其在固定臂的区域内布置。但是，该研究也表明，此种振动消除虽然高效，但是易受干扰，从而文章得出以下结论，此种消除件的实际可用性存在争议。
作为第二措施，在该文章中提出扩大设置用于相应导向板上的张紧夹的支撑面积。因此，研究表明，通过扩大支撑面能够提高张紧夹的固有频率至以下程度，使其位于在实践中通常出现激励的范围之外。但是，在实践中表明为存在问题的是，在驶经由导向板侧向引导并且由张紧夹压制的轨道时，由于轨道在此不可避免的水平和垂直移动而强制实施的张紧夹和导向板的相对运动。通过该运动，在扩宽的支撑处范围内导致更严重的磨损，该磨损在整体上对提出的支撑处扩宽的可行性方面造成疑问。
作为第三措施，在此文章中最后提出了改变张紧夹本身的几何形状。此种措施也旨在将张紧夹的固有频率提高至实践中出现的激励之外的范围内。在此，固定臂的形状以及固定臂至所谓的固定臂的“倾覆轴”的距离作为关键的结构特征。在此上下文中，将以下直线称作固定臂的倾覆轴，其将一个区域的中心与另一区域的中心彼此相连，其中，相应固定臂借助一个区域使其自由末端在使用时支撑在轨道足部上，并且相应固定臂在该另一区域中以固定臂的另一末端支撑在导向板上。该区域通常位于对应于相应固定臂的扭转区段的范围内。通过降低由固定臂产生的弧形与倾覆轴的间距，也就是说，减小弧形在超出导向板的高度，能够再次足够地提高固有频率。
但是，随着几何形状以及尤其固定臂的弧形高度的减小，导致弹簧特性的原则性改变。这可能导致张紧夹不再能够最佳地使用于相应的应用目的，或者不再最佳地满足对其弹性表现方面提出的要求。
发明内容
在此背景下，提出以下目的，提出一种针对实际的、用于设计轨道固定点的单个或多个彼此配合的部件的措施，其具有以下目的，即，使由该部件组成的整个系统或者其单个部件的寿命最大化。
为了解决此目的，本发明提出了张紧夹或导向板的特殊结构，其中，这些措施中的每个都独立地、即独立于其他措施地解决前述目的，并因此促使改善整个系统以及尤其安装在该系统内的张紧夹的振动表现。在此当然，本发明所提出的措施能够以任意方式彼此结合，以产生最佳的效果。
本发明有利的设计方案在下文中与整体发明构思一样详细地阐述。
相应地，根据本发明的固定点的特征在于，在其中安装有根据本发明构造的张紧夹或根据本发明构造的导向板。在此同样显然的是，根据本发明的张紧夹和根据本发明的导向板分别单独地促使振动行为明显改善，即可以彼此选择性地使用，但彼此结合则产生最佳的结果。
对于本发明基本的、并且针对在此所处理的问题特别有效的、用于改善张紧夹振动表现的措施本身因此在于，在张紧夹的每个固定臂中，如此转移在使用时借助其将相应固定臂放置到轨道足部上的区域，使得固有频率推移至在实际使用中不再出现振动激励的一个范围内。
为此，本发明提出一种用于弹性压制有轨车辆轨道的张紧夹，该轨道具有足部、位于足部上的梁部以及由梁部承载的轨道头部，所
述张紧夹以已知的方式
-搭环状的中间区段，其具有两个臂和将臂彼此相连的基础区段，其中，基础区段的自由端侧朝向前侧，中间区段的自由顶侧朝向张紧夹的顶侧，并且中间区段的臂以其背离基础区段的末端朝向张紧夹的后侧，
-两个扭转区段，其中的每个分别连接在中间区段的其中一个臂的背离基础区段的末端上，其中，扭转区段从与其分别对应的臂开始分别侧向向外地远离引导，并且在其底侧具有支撑区域，张紧夹在使用时借助该支撑区域支撑在承载其的部件上，以及
-两个固定臂，两者中的每个分别连接在其中一个扭转区段的背离对应中间区段的臂的末端上，其中，固定臂向着张紧夹前侧的方向延伸并分别具有向着张紧夹顶侧拱起的弹簧区段以及连接在其上的、在固定臂末端终结的支撑区段，该支撑区段在其底侧上具有支撑区域，相应的固定臂在使用时借助该支撑区域支撑在待固定的轨道的足部上。
根据本发明，固定臂的支撑区段相对于张紧夹的中间区段分别侧向地指向外侧，从而在由上方观察张紧夹的俯视图中，分别将固定臂的支撑区域的中心与对应于相应固定臂的扭转区段的支撑区域的中心相连的直线在位于张紧夹后侧的区域内相交。
令人惊讶地显示出，通过在根据本发明的张紧夹中使固定臂的、以及相应固定臂所连接的扭转区段的支撑区段的支撑区域不再位于张紧夹对称轴的平行线上，而是位于以下直线上，该直线与此对称轴构成向着张紧夹后侧的方向收缩的锐角，则能够有效地提高张紧夹的固有频率，使其明显位于实际使用中出现的激励频率之外。在此，通过本发明，显著改善了张紧夹的耐久性，而这不会导致弹簧表现的实质改变。因此，本发明克服了迄今为止实践中出现的问题，而不需要为此对轨道固定系统的部件进行原则性的重新设计。
在此，本发明当然不排除，在根据本发明的张紧夹中也实施现有技术中针对张紧夹的最优动力学表现而提出的措施(例如参见Maximilian Steiger的前述文章)，从而在根据本发明的结构的基础上获得进一步优化的振动表现。其中尤其包括降低固定臂的弯曲在支撑面上的高度，张紧夹安装在该支撑面上，以及扩大支撑区域，在使用时，固定臂的支撑区段借助该支撑区域放置到轨道足部上。
在张紧夹的俯视图中观察，在延伸经过分别彼此对应的支撑区段与扭转区段的支撑区域的中心的多条直线优选构成至少60°、尤其大于60°、或者至少90°、尤其大于90°的夹角，从而在张紧夹的固有频率与可能的激励频率之间构成尽可能大的差距。在此，针对张紧夹的弹簧作用证实为有利的是，在张紧夹的俯视图中观察，在上述直线之间构成的夹角为最大120°、尤其小于120°。
为了转移根据本发明的张紧夹的固有频率，可以作为选择性的结构元素额外地利用相应选择的固定臂指向。因此，针对固有频率期望的转移可能有利的是，在张紧夹的俯视图中观察，固定臂从其对应的扭转区段开始分别向外远离中间区段指向地延伸。在其他情况下，仍旧在张紧夹的俯视图中观察，如果固定臂从其对应的扭转区段开始分别向内指向中间区段的基础区段的方向延伸，则以令人惊讶的方式导致固有频率的最优偏移。同样在俯视图中观察，如果固定臂分别至少在其弹簧区段的长度的部分区域内直线地延伸，这则尤其有效。这种结构设计在张紧夹的振动表现方面在从中间区段的臂到其分别所连接的扭转区段、以及从扭转区段到其分别连接的固定臂的过渡中实现了有利的半径走势。
在此，针对根据本发明的张紧夹的可制造性和耐久性还证实为有利的是，同样可选地，使固定臂的弹簧区段分别以无突变的曲线轨迹过渡为对应的支撑区段。
对于根据本发明的张紧夹的耐久性以及最佳的弹簧表现进一步有利的是，仍旧为选择性的，在张紧夹的俯视图中观察，固定臂的支撑区域相对于中间区段的基础区段的自由端侧向着张紧夹前侧的方向伸出。
根据本发明尤其良好地适应于实际条件的振动表现而成型的张紧夹调整为，以下公式适用于固定臂支撑区域的中心与直线交点之间平行于张紧夹对称轴测得的距离AS，其中，该直线分别将固定臂支撑区域的中心与对应于相应固定臂的扭转区段的支撑区域的中心相连，并且适用于同样平行于对称轴测得的、固定臂支撑区域与扭转区段支撑区域的中心之间的距离AG：
1.2×AG≤AS≤1.8AG。
在此，已经证实为尤其适于实际的是：
1.3×AG≤AS≤1.7AG。
根据前述说明，根据本发明的固定点具有作用于轨道足部侧向边缘的、用于侧向引导轨道的导向板以及定位在导向板上的张紧夹，其中，包括足部、位于足部上的梁部以及由梁部承载的轨道头部的用于有轨车辆的轨道在基底上固定在该固定点内，所述张紧夹借助其固定臂的自由末端区段支撑在轨道的足部上，从而向轨道施加弹性压制。在此，张紧夹以根据本发明的方式构造。
为了拉紧张紧夹，根据本发明的固定点能够以已知的方式具有张紧元件，例如轨枕螺钉或轨枕螺栓，借助其将张紧夹拉紧在基底上。在此，涉及的张紧元件通常经过在张紧夹中间区段的臂之间构成的空间并经过导向板的位于上述空间下方的开口直至插入基底中，并在那固定。固定在此能够以同样已知的方式借助嵌入基底内的膨胀螺钉或通过其他合适的固定装置进行。
为了保护安装在所述类型的用于轨道的固定点中的张紧夹，也可有利的是，在张紧夹的固定臂的末端区段与轨道足部之间布置绝缘元件，其使张紧夹相对于轨道足部电绝缘，并至少区段式地由阻尼的或者能够弹性下陷的材料制成。因此，绝缘体可例如构造为三明治元件，其中，将电绝缘层与阻尼的或弹性的层相结合，从而在针对由张紧夹施加的压制力具有足够稳定性的同时，一方面实现所需的电绝缘性，另一方面实现轨道与张紧夹的振动隔离。在此所述的基于绝缘元件的措施本身、即独立于前述根据本发明的设计特征就已经有利于改善用于轨道固定点内的张紧夹的耐久性，但是，当然在固定点根据本发明的设计方案中特别有利。
经常用于在此所述类型的固定点内的另一部件为弹性夹层，其通常布置在轨道足部与基底之间，从而为轨道的支撑构成沿着重力方向的特定挠性。通过使弹性夹层的阻尼行为匹配于在实践中出现的激励频率，同样可为有利的是，避免对张紧夹的在其固有频率范围内的过度激励。
附图说明
下文中根据示出了实施例的附图进一步阐述本发明。其中分别示意性地示出了：
图1示出了根据本发明的张紧夹由上方的俯视图；
图2示出了根据图1的张紧夹的由其前侧观察的透视图；
图3示出了根据图1和2的张紧夹的侧视图；
图4示出了根据本发明的第二张紧夹的由上方的俯视图；
图5示出了根据图4的张紧夹的由其前侧观察的透视图；
图6示出了根据图4和5的张紧夹由其后侧观察的视图；
图7示出了根据图4-6的张紧夹的侧视图；
图8示出了针对传统的以及图4-7中所示的张紧夹测得的力-位移特征线的图表。
具体实施方式
根据本发明、在图1-3中所示的、由截面为圆形的弹簧丝一件式地弯曲而成的张紧夹1具有U形的中间区段2，该中间区段具有对应于张紧夹的前侧V的弯曲的基础区段3和连接在该基础区段上的直的臂4，5。在中间区段2的臂4，5的对应于张紧夹1的顶侧O的顶侧上设置削平的贴靠面6，7，在使用中，在此未示出的、用作用于拉紧张紧夹1的张紧元件的轨枕螺栓以其螺栓头放置在该贴靠面上。
在其背离基础区段3、指向张紧夹1的后侧R的末端上，中间区段2的臂4，5分别过渡为张紧夹1的扭转区段8，9。扭转区段8，9在此分别向着张紧夹1的底侧U弯曲并侧向向外地远离分别对应的臂4，5。在其底侧上，扭转区段8，9分别具有支撑区域10，11，借助该支撑区域在使用时将其放置到导向板的支撑面上。
在扭转区段8，9的分别背离中间区段2的末端上分别连接有固定臂12，13。固定臂12，13在其弹簧区段14，15的区域中分别向着张紧夹1的顶侧O的方向弧形拱曲地构造，并从相应的扭转区段8，9开始向着张紧夹1的前侧V的方向延伸。在此，其如此定向，使得在由上方观察的俯视图中(图1)，平行于支撑区域10，11的中心Z10,Z11的连接线G所测得的固定臂12，13的间距从扭转区段8，9开始分别扩宽。
在固定臂12，13的自由末端16，17处，其分别以连接到其相应弹簧区段14，15上的支撑区段18，19终结，固定臂12，13在使用状态下借助该支撑区段放置到在此未示出的、应固定在相应轨道固定点内的轨道的足部上。在支撑区段18，19的对应于张紧夹1的底侧U的底侧上，为此在固定臂12，13的末端16，17上分别构造点状的支撑区域20，21。
支撑区段18，19以没有突变的曲线轨迹从相应的弹簧区段14，15开始、远离中间区段2而侧向指向外部地成型，使得其相切于平行于连接线G的直线。在此，固定臂12，13的长度设计得使点状的支撑区域20，21在由上方观察的俯视图(图1)中在张紧夹1的前侧V的方向上位于中间区段2的基础区段3的前方。
由于支撑区段18，19以及固定臂12，13的相应侧向位于外侧的点状支撑区域20，21的指向外部的结构，连接线G1,G2相对于张紧夹1的对称轴S呈锐角β1，并且在其之间构成约70°的夹角β2，其中，连接线一方面(连接线G1)将扭转区段8的支撑区域10的中心Z10与连接在扭转区段8上的固定臂12的、点状的并因此本身构成其中心的支撑区域20相连，另一方面(连接线G2)将扭转区段9的支撑区域11的中心Z11与连接在扭转区段9上的固定臂3的、点状的并因此同样本身构成其中心的支撑区域21相连。相应地，其在由上方(图1)观察的俯视图中在位于张紧夹1的后侧R后方的交点SG处相交。
在此，平行于对称轴S测量的、在一方面的点状的、本身构成其中心的固定臂12，13的支撑区域20，21与另一方面的交点SG之间的距离AS约等于同样平行于对称轴S测量的、点状支撑区域20，21与扭转区段8，9的支撑区域10，11的中心Z10,Z11的距离AG的1.5倍。在实践中，距离AG例如可为约100mm，并且距离AS可约为150mm，其中，距离AS也可在例如130mm至170mm的范围内变化，如果这对调节固有频率或者由于结构条件而有利的话。
实际试验显示，张紧夹1相比于传统形状的、在图4和5中所示的张紧夹101具有提高了至少50％的固有频率。这高得即便在不利的使用条件下、例如其可能用于隧道内或桥梁上、也会不出现在其固有频率范围内的张紧夹1的激励。
同样根据本发明的、在图4-7中所示的、同样由截面为圆形的弹簧丝一件式地弯曲而成的张紧夹101、如张紧夹1那样、具有U形的中间区段102，该中间区段具有对应于张紧夹的前侧V的弯曲的基础区段103和连接在该基础区段上的直的臂104，105。在中间区段102的臂104，105的对应于张紧夹101的顶侧O的顶侧上设置削平的贴靠面106，107，在使用中，在此未示出的、用作用于拉紧张紧夹101的张紧元件的轨枕螺栓以其螺栓头放置在该贴靠面上。
在其背离基础区段103、指向张紧夹101的后侧R的末端上，中间区段102的臂104，105分别过渡为张紧夹101的扭转区段108，109。扭转区段108，109在其底侧上分别具有支撑区域110，111，借助该支撑区域在使用时将其放置到导向板的支撑面上。
扭转区段108，109在此分别向着张紧夹101的底侧U的方向弯曲并侧向向外地远离分别对应的臂104，105延伸。在此，从相应的臂104，105开始，相应的扭转区段108，109以相比于张紧夹1中更窄小的弧形首先向着张紧夹101的底侧U的方向延伸，并接着以同样相比于张紧夹1中的相应弧形更窄小的另一弧形向外延伸。相应扭转区段108，109的由侧向的、方向远离对应的臂104，105的区域连接在其上，该区域在俯视图(图4)中比张紧夹1的对应区域更长。另外的弧形108′，109′紧随该区域，通过该另外的弧形，扭转区段108，109过渡到分别连接在其上的固定臂112，113。该弧形108′，109′的曲率半径在俯视图(图4)中大于张紧夹1的对应弧形的曲率半径，并且延伸经过相比于张紧夹1中更大的角度范围。由此方式，张紧夹101的固定臂112，113从其与分别对应的扭转区段108，109的连接处开始向着张紧夹101的中间区段102的自由伸出的基础区段103的方向定向。在此，在俯视图中观察(图4)，固定臂112，113具有一个区域112′，113′，在该区域中，固定臂为直的。如果在俯视图中观察(图4)，在区域112′，113′中分别放置一条与区域112′，113′的纵轴同轴的直线，那么，这两条直线则相交于一点，该点位于张紧夹101的前侧V以及张紧夹101的对称轴S上。同时，固定臂112，113在其弹簧区段114，115的区域内分别向着张紧夹1的顶侧O的方向弧形拱曲地构造。
在其自由末端116，117处，固定臂112，113分别以连接在其相应弹簧区段114，115上的支撑区段118，119终结，在使用状态下，相应的固定臂112，113借助该支撑区段放置到在此未示出的、应固定在相应轨道固定点内的轨道的足部上。在支撑区段118，119的对应于张紧夹101的底侧U的底侧上，为此在固定臂112，113的末端116，117上分别构造点状的支撑区域120，121。
支撑区段118，119以没有突变的曲线轨迹从相应的弹簧区段114，115开始、远离中间区段102而侧向指向外部地成型，使得其相切于平行于连接线G的直线。在此，固定臂112，113的长度设计得使点状的支撑区域120，121在由上方观察的俯视图(图4)中在张紧夹101的前侧V的方向上位于中间区段102的基础区段103的前方。
由于支撑区段118，119以及固定臂112，113的相应侧向位于外侧的点状支撑区域120，121的指向外部的结构，连接线G1,G2相对于张紧夹101的对称轴S呈锐角β1，并且在其之间构成约60°的夹角β2，其中，连接线一方面(连接线G1)将扭转区段108的支撑区域110的中心Z110与连接在扭转区段108上的固定臂112的、点状的并因此本身构成其中心的支撑区域120相连，另一方面(连接线G2)将扭转区段109的支撑区域111的中心Z111与连接在扭转区段109上的、点状的并因此同样本身构成其中心的支撑区域121相连。相应地，其在由上方(图4)观察的俯视图中在位于张紧夹101的后侧R后方的交点SG处相交。
在此，平行于对称轴S测量的、在一方面的固定臂112，113的点状的、本身构成其中心的支撑区域120，121与另一方面的交点SG之间的距离AS约等于同样平行于对称轴S测量的、点状支撑区域120，121与扭转区段108，109的支撑区域110，111的中心Z110,Z111的距离AG的1.7倍。在实践中，距离AG例如可为约100mm，并且距离AS可约为150mm，其中，距离AS也可在例如130mm至170mm的范围内变化，如果这对调节固有频率或者由于结构条件而有利的话。
实际试验显示，张紧夹101相比于传统形状的、称作Skl15的已知的、并且在前述手册“System 300Hochelastische Schienenbefestigung für Hochgeschwindigkeit undVollbahn-die
Figure GDA0003034636320000132
für die Feste Fahrbahn(系统300用于高速和标准轨距铁路的高弹轨道固定装置-固定路基的可靠方案)”中所述的张紧夹101具有提高了50％的固有频率。
在图8中示出了试验中测得的第二负载和卸载的力-位移特征线，其中，传统张紧夹Skl15的特征线示作实线，并且根据本发明的张紧夹101的特征线示作虚线。
可见，根据本发明的张紧夹101的特征线具有更小的斜度，这有利于张紧夹101的耐久性。因此，张紧夹101相比于传统的Skl15不仅具有改善的固有频率表现，而且具有改善的耐久性。也就是说，根据本发明的张紧夹101可相比于传统的张紧夹Skl15承受明显更大的变形。
在表1中记录了在针对传统的张紧夹Skl15和根据本发明的张紧夹101的实验中测得的特征值“固有频率”、垂直耐久性以及张紧夹特征线的斜率。
为了确定固有频率，首先借助有限元方法“FEM”执行模态分析，然后通过在试验台和铁轨内的测量而校验在此获得的结果。
垂直耐久性根据德国铁路公司(Deutsche Bahn AG),2010年6月(DB标准),5.3章“垂直耐久性”的标准DBS918127测量。
为张紧夹101测量的固有频率如此高，使得即便在不利的使用条件下，例如其可能用于隧道内或桥梁上，也不会出现在其固有频率范围内的张紧夹激励。
Figure GDA0003034636320000131
Figure GDA0003034636320000141
表1
附图标记说明
1，101 张紧夹
2，102 张紧夹1，101的中间区段
3，103 中间区段2，102的基础区段
4，5，104，105 中间区段2，102的臂
6，7，106，107 臂4，5，104，105的贴靠面
8，9，108，109 张紧夹1，101的扭转区段
108′，109′ 在相应固定臂112，113与对应扭转区段108，109之间的过渡区段内的弧形
10，11，110，111 扭转区段8，9，108，109的支撑区域
12，13，112，113 张紧夹1，101的固定臂
112′，113′ 固定臂112，113的直线区域
14，15，114，115 固定臂12，13，112，113的弹簧区段
16，17，116，117 固定臂12，13，112，113的自由末端
18，19，118，119 固定臂12，13，112，113的支撑区段
20，21，120，121 点状的支撑区域(＝支撑区域20，21，120，121的中心)
β1，β2 夹角
AG,AS 距离
G,G1,G2 连接线
O 张紧夹1，101的顶侧
R 张紧夹1，101的后侧
S 张紧夹1，101的对称轴
SG 交点
U 张紧夹1，101的底侧
V 张紧夹1，101的前侧
Z10,Z11,Z110,Z111 支撑区域10，11，110，111的中心

Claims (14)

1.用于弹性压制有轨车辆的轨道的张紧夹，所述轨道具有足部、位于足部上的梁部以及由所述梁部承载的轨道头部，所述张紧夹：
-具有搭环形的中间区段(2,102)，所述中间区段具有两个臂(4,5；104,105)和将所述臂(4,5；104,105)彼此相连的基础区段(3；103)，其中，所述基础区段(3,103)的自由端侧指向前侧(V)，所述中间区段(2,102)的自由顶侧指向所述张紧夹(1；101)的顶侧(O)，并且中间区段的所述臂(4,5；104,105)以其背离所述基础区段(3；103)的末端指向所述张紧夹(1；101)的后侧(R)，
-具有两个扭转区段(8,9；108,109)，所述扭转区段中的每个分别连接在中间区段(2；102)的其中一个臂(4,5；104,105)的背离所述基础区段(3；103)的末端上，其中，所述扭转区段(8,9；108,109)从其分别对应的臂(4,5；104,105)开始分别侧向向外地远离延伸，并且在其底侧具有支撑区域，所述张紧夹(1；101)在使用时借助该支撑区域支撑在承载其的部件上，并且
-具有两个固定臂(12,13；112,113)，所述固定臂中的每个分别连接在所述扭转区段(8,9；108,109)其中之一的背离所对应的中间区段(2；102)的臂(4,5；104,105)的末端上，其中，所述固定臂(12,13；112,113)向着张紧夹(1；101)的前侧(V)的方向延伸，并分别具有向着张紧夹(1；101)的顶侧(O)拱起的弹簧区段(14,15；114,115)，以及连接在该弹簧区段上的、在所述固定臂(12,13；112,113)的自由末端处终止的支撑区段(18,19；118,119)，所述支撑区段在其底侧具有支撑区域，涉及的固定臂(12,13；112,113)在使用时借助该支撑区域支撑在待固定的轨道的足部上，
其中，固定臂(12,13；112,113)的所述支撑区段(18,19；118,119)分别相对于张紧夹(1；101)的中间区段(2；102)侧向指向外侧，从而分别将固定臂(12,13；112,113)的支撑区域的中心与对应于相应固定臂(12,13；112,113)的扭转区段(8,9；108,109)的支撑区域的中心(Z10,Z11；Z110,Z111)相连的直线(G1,G2)在位于张紧夹(1；101)后侧(R)的区域内相交，并且
其中，以下公式适用于固定臂(12,13；112,113)的支撑区域的中心与所述直线(G1,G2)的交点(SG)之间的、平行于所述张紧夹(1；101)的对称轴(S)测得的距离AS，其中，该直线分别将固定臂(12,13；112,113)的支撑区域的中心与对应于相应固定臂(12,13；112,113)的扭转区段(8,9；108,109)的支撑区域的中心(Z10,Z11；Z110,Z111)相连，并且适用于同样平行于所述对称轴(S)测得的、固定臂的所述支撑区域与所述扭转区段(8,9；108,109)的支撑区域的中心(Z10,Z11；Z110,Z111)之间的距离AG：
1.2×AG≤AS≤1.8AG。
2.根据权利要求1所述的张紧夹，其特征在于，在所述直线(G1，G2)之间构成至少60°的夹角(β2)。
3.根据权利要求1所述的张紧夹，其特征在于，在所述直线(G1，G2)之间构成至少90°的夹角(β2)。
4.根据权利要求1所述的张紧夹，其特征在于，在所述直线(G1,G2)之间构成的夹角(β2)为最大120°。
5.根据权利要求中1所述的张紧夹，其特征在于，所述固定臂(12,13)从其对应的扭转区段(8,9)开始分别向外远离所述中间区段(2)地延伸。
6.根据权利要求1所述的张紧夹，其特征在于，所述固定臂(112,113)从其对应的扭转区段(108,109)开始分别向内向着所述中间区段(102)的基础区段(103)的方向延伸。
7.根据权利要求6所述的张紧夹，其特征在于，所述固定臂(112,113)分别在其弹簧区段(114,115)的长度的至少局部区域内直线地延伸。
8.根据权利要求1所述的张紧夹，其特征在于，在所述固定臂(12,13；112,113)中，所述弹簧区段(14,15；114,115)分别以无突变的曲线轨迹过渡为对应的支撑区段(18,19；118,119)。
9.根据权利要求1所述的张紧夹，其特征在于，所述固定臂(12,13；112,113)的支撑区域相对于所述中间区段(2；102)的基础区段(3；103)的自由端侧向着所述张紧夹(1；101)前侧(V)的方向伸出。
10.根据权利要求8所述的张紧夹，其特征在于，
下列公式适用于所述距离AG和所述距离AS：
1.3×AG≤AS≤1.7AG。
11.固定点，用于有轨车辆的轨道在所述固定点中固定在基底上，所述轨道包括足部、位于所述足部上的梁部以及由所述梁部承载的轨道头部，其中，所述固定点具有作用于轨道的所述足部的侧向边缘的、用于侧向引导轨道的导向板以及定位在所述导向板上的张紧夹，所述张紧夹借助其固定臂的自由支撑区段支撑在轨道的所述足部上，从而向所述轨道施加弹性压制力，其特征在于，所述张紧夹(1；101)根据前述权利要求中任一项构造。
12.根据权利要求11所述的固定点，其特征在于，所述固定点具有张紧元件，借助所述张紧元件将所述张紧夹(1；101)相对于基底拉紧。
13.根据权利要求12所述的固定点，其特征在于，所述张紧元件为轨枕螺钉或轨枕螺栓。
14.根据权利要求11或12中任一项所述的固定点，其特征在于，在所述张紧夹(1；101)的固定臂(12,13；112,113)的支撑区段(18,19；118,119)与轨道足部之间布置绝缘元件，所述绝缘元件使所述张紧夹(1；101)相对于轨道足部电绝缘，并且至少区段式地由阻尼的或可弹性下陷的材料制成。
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