CN113661292B - 轨道紧固件和基座安装轨道系统 - Google Patents

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Abstract

一种轨道紧固系统(10)，包括基座安装件(12)和位于基座安装件(12)上的轨道紧固件(22)，紧固系统包括顶板(26)、框架(28)、和包覆成型的护套(30)。该系统还包括具有被构造成接触基座安装件(12)的偏心件(51)的侧向定位器(46)、孔(56)和延伸穿过紧固件主体(24)和偏心件(51)以将紧固件主体(24)的侧向位置耦合到偏心件(51)的角度取向的定位销(48)，使得旋转偏心件(51)改变紧固件主体(24)的侧向位置。

Description

轨道紧固件和基座安装轨道系统
技术领域
本发明总体上涉及轨道紧固系统，并且更具体地涉及直接固定轨道紧固件。
背景技术
铁路设备在世界范围内用于运输人员以及各种货物和设备。例如，用于货运或客运或通勤列车的铁路线由支撑在混凝土或砾石基材上的平行轨道构成，并且大多数人都熟悉。根据铁路线的设计和基材的类型，可以使用各种不同的机构来定位、支撑和紧固钢轨，以及管理通过钢轨和紧固件在铁路设备和底层基材之间传递的载荷和振动。轨道紧固和固定系统的范围可以从通过长钉将轨道连接到木枕的简单板，到由金属和非金属部件组装而成的高度工程化的直接固定紧固件。
从授予康斯坦丁的美国专利第10,081,915号已知一种用于轨道的已知直接固定紧固件。康斯坦丁提出了一种用于将轨道连接到包括轨道板和底板的基材的机构，其中轨道板围绕底板并且包覆成型的护套包覆两者。康斯坦丁发明中教导的策略具有多种应用，然而，该领域总是欢迎改进和/或替代策略。
发明内容
在一个方面，一种用于轨道的紧固系统包括具有基座板的基座安装件和一对侧向延伸的基座腿，该基座腿被构造成将基座板支撑在基材上方。紧固系统还包括定位在基座安装件上的轨道紧固件，并且包括紧固件主体，该紧固件主体具有顶板、框架、包覆顶板和框架的包覆成型的护套、以及在前后方向上延伸的上轨道接触表面。该紧固系统还包括具有定位销的侧向定位器，以及具有围绕主体轴线周向延伸的定位表面的定位器主体，以及轴向延伸穿过定位器主体并相对于定位表面偏心布置的孔。定位表面接触基座安装件，使得主体轴线的侧向位置相对于基座安装件固定，并且定位销延伸穿过紧固件主体和孔，使得轨道紧固件相对于基座安装件的侧向位置耦合到孔相对于基座安装件的侧向位置。定位器主体处于围绕主体轴线的第一角取向，在该第一角取向上孔具有相对于基座安装件的第一侧向位置，并且定位器主体能够调节至第二角取向，在该第二角取向上孔具有相对于基座安装件的第二侧向位置，以基于轨道紧固件的侧向位置与孔的侧向位置的耦合来重新定位轨道紧固件。
在另一方面，一种轨道紧固件包括紧固件主体，该紧固件主体具有顶板、框架、包覆顶板和框架的包覆成型的护套、以及在前后方向上延伸的上轨道接触表面。轨道紧固件还包括具有定位器主体的侧向定位器，该定位器主体具有围绕主体轴线延伸的定位表面、轴向延伸穿过定位器主体的孔以及延伸穿过紧固件主体和孔的定位销。孔相对于定位表面偏心布置，并且定位器主体能够在定位销上旋转，使得孔围绕主体轴线的角度取向的变化与紧固件主体相对于主体轴线的侧向位置的变化相耦合。
在另一方面，一种轨道紧固件包括紧固件主体，该紧固件主体具有顶板、框架、包覆成型的护套以及沿前后方向延伸的上轨道接触表面。该轨道紧固件还包括具有定位器主体的侧向定位器，该定位器主体具有构造成接触基座安装件并限定主体轴线的偏心件，以及构造成延伸穿过紧固件主体和偏心件的定位销，以耦合紧固件主体相对于主体轴线的侧向位置到围绕定位销的偏心件的角度取向。框架包括多个竖直延伸的指壁，包覆成型的护套包围顶板和框架并在顶板和多个竖直延伸的指壁中的每一个之间延伸。
附图说明
图1是轨道紧固系统的分解图；
图2是轨道紧固系统组装用于维修后的局部开口端视图；
图3是根据一个实施例的紧固系统的一部分的仰视图；
图4是穿过图1-3的紧固系统的一部分的剖视图；
图5是根据一个实施例的轨道紧固件主体的等距视图；
图6是从不同角度看的紧固件主体的等距视图；
图7是根据一个实施例的用于轨道紧固件的框架和顶板的图解视图；以及
图8是图7的框架和顶板的俯视图。
具体实施方式
参照图1，示出了根据一个实施例的用于轨道的紧固系统10，并且示出在常规设计的一段轨道8的附近。紧固系统10是基座式紧固系统，包括具有基座板14的基座安装件12和一对侧向延伸的基座腿16和18，它们从基座板14向下悬垂并且被构造成将基座板14支撑在基材20上方。基座式紧固系统能够与铁路桥等上的紧固轨道结合使用，然而，本发明不限于此。基座腿16和18能够横向取向以侧向延伸跨过轨道8的纵向取向，并且能够通过任何合适的策略附接到基材20，例如通过将基座腿16和18浇铸在基材20的混凝土内就位，或螺栓连接到基材20。紧固系统10还包括定位在基座安装件12上并包括紧固件主体24的轨道紧固件22。紧固件主体24包括内部金属部件，例如铸造、锻造或机加工部件，包括顶板26和框架28。轨道紧固件22在图1中以局部剖视图示出并且示意性地示出了定位在框架28上的顶板26。包覆成型的护套30包覆顶板26和框架28。包覆成型的护套30能够由非金属材料形成，例如弹性材料，其以液体形式包覆成型并固化以便以期望的布置将顶板26和框架28包裹在其中。轨道紧固件22还包括上轨道接触表面32，其基本上是平面的以接触轨道8并且在轨道8和顶板26之间传递诸如冲击和振动的载荷，最终将载荷传递到框架28，到基座安装件12，以及到基材20。需要提供一些能力来侧向调整轨道紧固件、建造新轨道、通过更换轨道紧固件来维修现有轨道或就地调整相邻轨道之间的间距。本领域技术人员将熟悉轨道容易经历的材料磨损现象，以及能够导致平行轨道之间的间距增加或缩短的其他现象。从以下描述中将进一步显而易见，紧固系统10被构造成以简单且有效的方式提供轨道紧固件22相对于基座安装件12的侧向可调节性。
紧固系统10和轨道紧固件22还包括具有定位销48的侧向定位器46和具有围绕主体轴线54周向延伸的定位表面52的定位器主体50。定位器主体50还包括在其中轴向延伸穿过定位器主体50并且相对于定位表面52偏心布置的孔56。在图示的实施例中，定位表面52和孔56能够位于偏心件51之上和之中，偏心件51形成为定位器突出部。
紧固件主体24还包括前边缘66和后边缘68，当轨道紧固件22被安装用于维修时，前边缘66和后边缘68各自大致平行于基座腿16和18延伸。紧固件主体24的第一外侧边缘70和第二外侧边缘72大致平行于轨道8的纵向取向延伸。紧固系统10还包括第一和第二轨道夹组件，每一个都用附图标记34示出，并且定位在轨道接触表面32的相对侧向侧上。每个夹子组件34能够包括夹子36、T形螺栓38、垫圈40和螺母42。每个T形螺栓38能够以公知的方式在与顶板26一体形成的倾斜楔块44之间滑动，或者通过任何其他合适的策略保持。
现在还参照图2-4，能够看出，紧固系统10能够包括多个侧向定位器46，每个侧向定位器46包括定位销48，定位器主体50具有围绕主体轴线54周向延伸的定位表面52，以及轴向延伸穿过定位器主体50并且相对于定位表面52偏心布置的孔56。第一侧向定位器46和第二侧向定位器46能够彼此基本相同，并且侧向定位器46的定位销48能够延伸穿过紧固件主体24内的框架28的相对角。此处以单数形式讨论的侧向定位器46应通过类比方式理解为指紧固系统10的任何附加侧向定位器，在大多数实施例中，其数量能够从一到四个。
定位表面52在偏心件51上接触基座安装件12，使得主体轴线54的侧向位置相对于基座安装件12固定。定位表面52和基座安装件12之间的接触能够包括直接接触，例如定位表面52和基座板14之间在形成于基座板14中的洞或孔58内的直接接触，或与安装到基座板14的部件以及因此的基座安装件12的一部分的间接接触。在图示的实施例中，定位表面52包括定位器主体50的外部外围表面。孔58能够垂直延伸穿过基座板14，并且定位表面52能够具有与孔58互补的形状，例如环形圆柱形状。然而应当理解，定位表面52能够具有非环形形状，例如与孔58的形状匹配的多边形形状或非多边形形状，并且仍然能够理解为围绕主体轴线54周向延伸。主体轴线54能够包括定位器主体50的纵向中心轴线，然而，本发明也不限于此。主体轴线54通常位于由定位表面52限定的圆的中心点上。基于定位表面52与基座板14的接触，或以其他方式与基座安装件12的接触，定位器主体50在安装在基座板14中时抵抗侧向移位。如图4所示，轴向间隙53在框架28和定位器主体50之间延伸，允许有足够的间隙使定位器主体50紧靠基座板14紧固，同时夹紧框架28与基座板14齐平。
定位销48延伸穿过紧固件主体24并穿过孔56，使得轨道紧固件22相对于基座安装件12的侧向位置耦合到孔56相对于基座安装件12的侧向位置。将记得孔56相对于定位表面52偏心地布置。因此应当理解，定位器主体50的重新定位，例如围绕主体轴线54旋转定位器主体50，将改变孔56围绕主体轴线54的角度取向，并因此改变孔56相对于基座安装件12的侧向位置。在图1中，能够理解，定位销48显示为接收垫圈62，例如楔形锁紧垫圈，能够穿过紧固件主体24，穿过基座板14中的孔58，并穿过孔56。随着定位器主体50围绕主体轴线54定位在第一角度取向，孔56将具有相对于基座安装件12的第一侧向位置。将定位器主体50调整到第二角度取向能够将孔56定位在相对于基座安装件12的第二侧向位置处，以基于轨道紧固件22的侧向位置与孔56的侧向位置的耦合来重新定位轨道紧固件22。还应当理解，由于孔56将围绕主体轴线54有效地旋转，轨道紧固件22的侧向调节也能够在前后方向上改变轨道紧固件22的位置。多个侧向定位器46能够一起调节，例如通过沿相同方向或单独旋转定位器主体50，以根据需要侧向移动轨道紧固件22。
在图示的实施例中，定位销48是螺纹销，其延伸穿过框架28并穿过基座板14。基座板14因此被定位在紧固件主体24和定位器主体50之间，使得定位器主体50能够以第一角度取向或对应于轨道紧固件22和主体轴线54以及基座安装件12之间的不同相对侧向位置的多个其他有效取向中的任一个被夹紧到基座板14。定位销48能够包括螺栓，侧向定位器46还包括螺母61，该螺母61与定位销48接合以将定位器主体50夹紧到基座板14并且还在相对定位器主体50的基座板14的上侧将紧固件主体24夹紧到基座板14。在其他实施例中，根据本发明的定位器主体和/或偏心件能够装配在上侧而不是所示的下侧上并与基座板接合，相关联的紧固件主体在其底侧形成有空隙以容纳定位器主体/偏心件。当要进行侧向调整时，能够松开或移除螺母61，并且定位器主体50下降，通过旋转到新的角度取向而重新定位，并重新安装。或者，定位器主体50能够保持安装并且定位销48被拉出定位器主体50，并且定位器主体50在基座板14内旋转就位。为了辅助定位器主体50的手操作和放置，定位器主体50能够具有不均匀的外轮廓。不均匀的外轮廓能够由一个或多个平面、凹槽、滚花或一些其他纹理或几何形状形成，这些纹理或几何形状比将提供的光滑和/或圆柱形外表面有助于维修人员更容易地抓握定位器主体50。
现在还参照图5和6，示出了去除了紧固系统10的其他部件和零件的紧固件主体24。紧固件主体24能够具有在紧固件主体24的相对角处和框架28内形成在其中的多个孔78，这些孔78接收穿过其中的定位销48。上轨道接触表面32能够由顶板26的暴露的(未被护套60包覆的)材料形成。紧固件主体24包括多个垂直突出结构80、82、84和86。垂直突出结构80、82、84和86由包覆成型的护套60形成，框架28和顶板26的部分提供内部骨架，如下将进一步描述的。紧固件主体24还包括形成在上轨道接触表面32中或邻近上轨道接触表面32的垂直切口88。下侧76能够由框架28的未被护套60包覆的暴露的材料形成。
现在还参照图7和8，示出了紧固件主体24在去除护套60的情况下能够出现的样子。顶板26位于框架28上，并且外围间隙110在顶板26和框架28之间延伸。包覆成型的护套60的材料将填充外围间隙110。洞(未编号)也形成在框架28中，其能够帮助材料流动以在固化之前形成包覆成型的护套60，帮助护套60在顶板26和框架28的特征之间穿行。也如图7和8所示是顶板26的端壁81，其邻近框架28的另一端壁83定位。包覆成型的护套60的材料将填充端壁81和端壁83之间以及一对相对端壁85和87之间的外围间隙110，以形成突出结构80和82。在使用中，包覆成型的护套60的弹性材料能够在各个端壁81、83和85、87之间传递载荷，此外，帮助轨道紧固件22中的侧向和旋转稳定性以及载荷管理。端壁83和87能够具有C形状，通常，端壁81和85分别容纳在“C”形状内。在各个端壁之间，护套60的材料能够填充外围间隙110并且在外围间隙110的底部与端壁81、83、85、87的顶部之间垂直延伸，向上和越过端壁81、83、85、87的顶部。端壁81和85中的每一个能够在前后方向上弯曲，如图7和8所示。
框架28还包括多个垂直延伸的指壁92、93、94、95、96、97。在所示的实施例中，垂直延伸的指壁92、96具有不均匀的高度并且布置成前部组93、95、97和后部组92、94、96。在一个实施方式中，垂直延伸的指壁93、95、97的前部组具有在第一侧向方向上连续增加的高度，在图7和8中的左侧，然而垂直延伸的指壁92、94、96的后部组具有在第二侧向方向上连续增加的高度，在图7和8中的右侧。垂直延伸的指壁96和97分别与顶板26的垂直延伸的中间壁91和90相邻，并且它们能够一起被护套60的材料包覆以形成突出结构84和86。指壁94和95的行程长度能够大于指壁92和93的行程长度。顶板26还具有前部或前外围边缘98和后外围边缘100。垂直延伸的指壁92-95每个都至少部分地容纳在多个外围切口之一内，这些外围切口包括前或前部组外围切口99和后组外围切口101。还将注意到，最高的垂直延伸的指壁96和97不在外围切口内，并且分别通过降低高度的过渡壁(未编号)与端壁83和87连接。
工业实用性
如上所述，紧固系统10能够部署为新构造的一部分，或用于维修现有轨道。在轨道的使用寿命过程中，旋转原料的磨损以及轨道和紧固系统本身的变形或位移都能够导致内轨表面之间的侧向距离与规格不同。在某些应用中，例如基座安装件，提供侧向调节的能力迄今为止不存在或过度劳动密集。
本说明书仅用于示例的目的，而不应当解释为以任何方式来缩小本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的完整和公平的范围和精神的情况下，能够对当前公开的实施例进行各种修改。通过检查附图和所附权利要求，其他方面、特征和优点将是显而易见的。如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且能够与“一个或多个”互换使用。如果仅打算使用一项，则使用术语“一个”或类似的语言。此外，如本文所用，术语“有”、“拥有”、“具有”等旨在是开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。

Claims (10)

1.一种用于轨道(8)的紧固系统(10)，包括：
基座安装件(12)，包括基座板(14)和一对侧向延伸的基座腿(16、18)，其构造成将所述基座板(14)支撑在基材的上方；
轨道紧固件(22)，定位在基座安装件(12)上并包括紧固件主体(24)，所述紧固件主体(24)具有顶板(26)、框架(28)、包覆所述顶板(26)和所述框架(28)的包覆成型的护套(30)、以及沿前后方向延伸的上轨道接触表面(32)；
第一侧向定位器(46)，包括定位销(48)，以及定位器主体(50)，所述定位器主体(50)包括围绕主体轴线周向延伸的定位表面(52)和轴向延伸穿过所述定位器主体(50)并且相对于所述定位表面(52)偏心设置的孔(56)；
所述定位表面(52)与所述基座安装件(12)接触，使得主体轴线的侧向位置相对于所述基座安装件(12)固定；
所述定位销(48)延伸穿过所述紧固件主体(24)和所述孔(56)，使得所述轨道紧固件(22)相对于所述基座安装件(12)的侧向位置耦合到所述孔(56)相对于所述基座安装件(12)的侧向位置；以及
所述定位器主体(50)处于围绕主体轴线(54)的第一角取向，在所述第一角取向上，所述孔(56)具有相对于所述基座安装件(12)的第一侧向位置，并且所述定位器主体(50)能够调节至第二角取向，在所述的第二角取向上，所述孔(56)具有相对于所述基座安装件(12)的第二侧向位置，以基于所述轨道紧固件(22)的侧向位置与所述孔(56)的侧向位置的耦合来重新定位所述轨道紧固件(22)。
2.根据权利要求1所述的紧固系统(10)，其中：
所述定位销(48)为延伸穿过所述框架(28)和所述基座板(14)的螺纹销；
所述定位表面(52)包括所述定位器主体(50)的外部外围表面；
所述顶板(26)包括多个外围切口(99、101)；
所述框架(28)包括位于所述多个外围切口(99、101)内的
多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)；
所述包覆成型的护套(30)的材料在所述多个外围切口(99、101)中的每一个与所述多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)之间延伸；
外围间隙(110)在所述顶板(26)和所述框架(28)之间延伸，并且所述包覆成型的护套(30)的材料填充所述外围间隙(110)；并且
所述紧固系统(10)包括与所述第一侧向定位器(46)基本相同的第二侧向定位器(46)，并且所述第一侧向定位器(46)和所述第二侧向定位器(46)的所述定位销(48)延伸穿过所述紧固件主体(24)内的所述框架(28)的相对角；
所述基座板(14)位于所述紧固件主体(24)之间
并且所述定位器主体(50)以所述第一角取向夹在所述基座板(14)上；并且
轴向间隙(53)在所述定位器主体(50)和所述框架(28)之间延伸。
3.根据权利要求1或2所述的紧固系统(10)，其中，所述基座板(14)具有形成在其中的孔(58)，并且所述定位表面(52)在所述孔(58)内与所述基座板(14)接触。
4.一种轨道紧固件(22)，包括：
紧固件主体(24)，具有顶板(26)、框架(28)、包覆所述顶板(26)和所述框架(28)的包覆成型的护套(30)，以及在前后方向上延伸的上轨道接触表面(32)；
第一侧向定位器(46)，包括定位器主体(50)，所述定位器主体(50)具有围绕主体轴线延伸的定位表面(52)，轴向延伸穿过所述定位器主体(50)的孔(56)，以及延伸穿过所述紧固件主体(24)和所述孔(56)的定位销(48)；并且
所述孔(56)相对于所述定位表面(52)偏心布置，并且所述定位器主体(50)能够在所述定位销(48)上旋转，使得所述孔(56)围绕主体轴线的角度取向的变化与所述紧固件主体(24)相对于主体轴线的侧向位置的变化相耦合。
5.根据权利要求4所述的轨道紧固件(22)，其中：
所述定位表面(52)包括形成在所述定位器主体(50)的定位突起上的
外部外围表面；
所述定位销(48)包括螺纹销，其中所述轨道紧固件(22)包括与所述定位销(48)螺纹接合并将所述定位器主体(50)卡在所述紧固件主体(24)和螺母(61)之间的所述螺母(61)；
所述框架(28)包括多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)，所述包覆成型的护套(30)的材料在所述顶板(26)和所述多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)中的每一个之间延伸；
所述轨道紧固件(22)还包括与所述第一侧向定位器(46)基本相同的第二侧向定位器(46)，并且所述第一侧向定位器(46)和所述第二侧向定位器(46)的所述定位销(48)延伸穿过所述紧固件主体(24)内的所述框架(28)的相对角。
6.根据权利要求4或5所述的轨道紧固件(22)，其中所述定位器主体(50)包括不均匀的外轮廓；并且
所述不均匀的外轮廓由平面、凹槽(64)或滚花形成。
7.根据权利要求5所述的轨道紧固件(22)，其中所述多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)包括具有不均匀的高度的垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)的前部组，以及具有不均匀高度的垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)的后部组。
8.根据权利要求7所述的轨道紧固件(22)，其中垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)的所述前部组具有在第一侧向方向上依次增加的高度，而垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)的所述后部组具有在第二侧向方向上依次增加的高度。
9.根据权利要求7所述的轨道紧固件(22)，其中所述顶板(26)具有形成在其中的多个外围切口(99、101)，并且所述多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)至少部分地容纳在所述多个外围切口(99、101)之一内。
10.一种轨道紧固件(22)，包括：
紧固件主体(24)，具有顶板(26)、框架(28)、包覆成型的护套(30)，以及在前后方向上延伸的上轨道接触表面(32)；
侧向定位器(46)，包括定位器主体(50)，所述定位器主体(50)具有构造成接触基座安装件(12)并限定主体轴线的偏心件(51)，以及构造成延伸穿过所述紧固件主体(24)和所述偏心件(51)的定位销(48)，以耦合所述紧固件主体(24)相对于主体轴线的侧向位置到围绕所述定位销(48)的所述偏心件(51)的角度取向；
所述框架(28)包括多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)，所述包覆成型的护套(30)包覆所述顶板(26)和所述框架(28)并且在所述顶板(26)和所述多个垂直延伸的指壁(92、93、94、95、96、97)中的每一个之间延伸。
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