CN1154151A - 轨枕上的铁路钢轨的固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将铁路钢轨(R)固定在轨枕(T)上的固定装置，它尤其包括一个挠性支承垫(3)和若干由环(10)构成的侧面固定件。根据本发明，所述轨枕(T)具有一个纵向凹腔(2)，其中置放所述支承垫(3)，所述侧面固定件(1)由具有至少一个螺旋环(10)的弹簧构成，螺旋环用于通过弹性变形产生张力作用使至少一个区段止动地锁紧在凹腔(2)的内边缘(20)上并且支承在钢轨(R)的基部上。

Description

轨枕上的铁路钢轨的固定装置

本发明涉及一种在轨枕上固定铁路钢轨用的固定装置。

一般来说，这种固定装置一方面包括一个挠性支承垫，所述支承垫置于轨枕的支承平台上，钢轨基部置于所述支承垫上，另一方面还包括若干侧面固定件，所述侧面固定件由呈环的形状的弹簧构成，所述环通过将其一个端头嵌入锚固在轨枕中的一个插入件而支承保持在钢轨上。

由于弹性变形，固定件对钢轨施加一种方向朝下部的力，对插入件施加一种方向朝上部的力。

固定件的弹性变形直接随插入件在轨枕中的定位而变化，轨枕制造时所述定位的变化将使钢轨上的支承力发生不希望的变化。

此外，将一个插入件锚固在轨枕中，这使轨枕的设计复杂化，而且会使轨枕不坚固，对于小半径弯头中的侧应力来说尤其如此。

本发明旨在令人满意地解决所述技术问题。

根据本发明，通过一种将一根铁路钢轨固定在一根轨枕上的固定装置即可达到所述目的，所述装置尤其包括一个挠性支承垫和若干由环构成的侧面固定件，其特征在于，所述轨枕具有一个纵向凹腔，其中置放支承垫，其特征还在于，所述侧面固定件由包括至少一个螺旋环的弹簧构成，所述螺旋环用于通过弹性变形产生张力作用，使至少一个区段支承并止动地锁紧在所述凹腔的内边缘上并且支承在钢轨基部上。

螺旋环可包括若干螺旋圈。这种设计可制造挠性很大的固定弹簧，适于同刚度约为20千牛顿/毫米的刚度很小的支承垫相配合。

根据一个有利的特征，固定件的至少一个端部区段呈弯曲状，以便同钢轨基部的凸缘支承接触地进行贴合。

根据第一实施例，固定弹簧包括一个螺旋环和两个端部区段，一个端部区段支承在钢轨基部上，另一个端部区段支承在凹腔的内壁上。

根据一个最佳实施例，固定弹簧相对于钢轨的一个横向轴线对称布置，并且包括两个螺旋环，所述螺旋环由一个连接区段隔开，所述连接区段用于至少局部地同时支承接触在所述凹腔的内边缘上和钢轨的基部上。

连接区段可以呈直线状或弯曲状，通过两个与钢轨基部的凸缘贴合的弯头同螺旋环相连接。

根据另一个特征，所述凹腔内边缘的上部确定有一个朝出口内突出的凸起部分，以便为弹簧的端部区段或连接区段确定一个下锁紧支承面。

另外，凸起部分的下支承面的型面同端部区段或连接区段的型面贴合，以便使后者得以锁紧。

根据一个实施例，所述凹腔包括若干倾斜内边缘，以便形成一个呈收敛状的出口，其宽度略大于钢轨基部的宽度。

所述凹腔内边缘的上部突出在轨枕的上表面的高度之上。

所述凹腔的内表面最好与一个衬垫连接，所述衬垫由一个最好是金属的垫板和/或一层电绝缘材料构成；所述材料层可以覆盖垫板的外壁，或者覆盖凹腔或垫板的内壁，或者两者结合起来；如果覆盖在垫板的外壁上，就保证与混凝土的良好附着连接，从而保证与轨枕的令人满意的锚固。如果覆盖在凹腔或垫板的内壁上，材料就要根据其摩擦特性加以选择。

第一种可能性是用具有圆形或四边形截面的杆制造所述环形弹簧。

另一种可能性是从板式带钢用具有矩形截面的钢板制造所述环形弹簧。

根据另一个特征，弹簧对钢轨基部的支承力的合力相对于垂直线呈20°至60°的角度倾斜。由于反作用，所述合力由凹腔的倾斜内表面承受。

本发明的另一个目的是前述类型钢轨固定装置的安装方法，其特征在于，主要根据支承垫的厚度和柔韧性，预先选择弹簧的刚度、几何形状和尺寸，以便通过弹簧在所述凹腔中的张力作用并锁紧在所述凹腔中，使固定件沿相对于垂直线呈20°至60°的角度倾斜的合力方向支承在钢轨的基部上。

本发明装置相对于钢轨的中间横向轴线对称布置，因此效率高。

此外，固定件的安装很简单，无需插入件这样的辅助构件。由固定弹簧弹性变形而获得的对钢轨的支承作用力只取决于凹腔的几何形状，因此与所述凹腔相对于轨枕定位的精确性无关；这保证支承作用力极为稳定。

用于置放钢轨和锁紧固定件的纵向凹腔可以从轨枕制造时起制好。当凹腔配有一个包括一个金属垫板的衬垫时，凹腔的特定几何形状保证支承平台稳固地锚定在轨枕中。

本发明通过以下结合附图的说明将得到更好理解。

附图如下：

图1a和1b是分别根据两个实施方式的沿本发明装置Ia线和Ib线的局部纵剖侧视图；

图2是本发明装置沿II-II线的横剖视图；左部相当于图1a的实施方式，右部相当于图1b的实施方式；

图3是本发明第二实施方式的竖直半剖视图；

图4是第三实施方式的竖直半剖视图，固定件位于安装前位置；

图5是图4所示实施方式的竖直半剖视图，固定件位于安装位置；

图6和7是本发明其它两个实施方式的竖直半剖视图，固定件位于安装位置；

图8是本发明另一个实施方式的剖视图。

图1a和1b以侧视图方式示出的本发明装置用于通过环形固定件1将钢轨R固定在一般由混凝土制成的轨枕T上。

根据本发明，轨枕T包括一个纵向凹腔2，其中安放钢轨R基部的挠性支承垫3。凹腔2开在轨枕T的整个宽度上。支承垫3的挠性和厚度确定成移动载荷通过时的下沉形成一个可使钢轨沿曲线回转的间隙。但是，所述回转最好借助端部区段12或连接区段11与凹腔2内壁接触的建立而加以限制。

侧面固定件由最好是金属的弹簧1构成，所述弹簧包括至少一个具有一个或若干螺旋圈100的螺旋环10。环10弹性变形，以便对钢轨R的基部形成支承力。这种支承是在环10的张力作用下实现的，并且通过将止动端部区段12锁紧在凹腔2的内边缘20上加以保持。环的膨胀趋向产生对钢轨凸缘B至少一个区段的强制性支承。用一个衬垫21以连接的方式覆盖壁尤其是覆盖内边缘20，提高端部区段12和凹腔2内边缘20之间的接触质量，所述衬垫由一个最好是金属的垫板和/或一层具有良好电绝缘特性的适当材料所构成。这层材料可以覆盖垫板的外壁，或者覆盖凹腔2或金属垫板的内壁，或者两者结合起来。如果覆盖在垫板的外壁上(见图8)，由于良好的附着特性，就保证与轨枕T混凝土的附着连接令人满意，如果覆盖在凹腔或垫板的内壁上，就具有摩擦现象。

在图1a、1b和2所示的实施方式中，固定弹簧1相对于钢轨上的一个横向轴线呈对称，包括两个螺旋环10，所述螺旋环由一个连接区段11隔开，所述连接区段至少局部延伸，与凹腔2壁的内边缘20或衬垫21的内边缘20支承接触。连接区段11可以是直线状的，如图1b和2(右面部分)所示，同钢轨R基部的侧凸缘B贴合。在这种情况下，连接区段11通过两个弯头110连接到螺旋环10上，在没有移动荷载的情况下，同内边缘20相接触。这样，连接区段11由于同内边缘20和钢轨R的凸缘B相接触而形成一个钢轨定位横梁。通常，根据这种实施方式，端部区段12是直线延伸，在其整个长度上与内边缘20相接触。在这个位置上，端部区段不与安装位置上的钢轨相接触。连接区段11也可以呈曲线状，如图1a和2(左面部分)所示。在这种情况下，连接区段11与钢轨R的凸缘B隔开，但是在其整个长度上与凹腔2的内边缘20相接触；端部区段12本身呈弯曲形状，以便与钢轨R的凸缘B支承接触地进行贴合。

这种支承作用力通过端部区段12的弯曲部分(图1a)或通过连接区段11的弯头110(图1b)施加在钢轨上；这种对钢轨的支承作用力通过连接区段11或端部区段12对内边缘20的反作用力实现平衡。

凹腔2包括倾斜内边缘20，以便形成一个呈收敛状的出口，其宽度略大于钢轨R基部的宽度，这样，可以很精确地将钢轨定位在支承垫3上。

在如图3所示的本发明装置的实施方式中，凹腔2内边缘20的上部具有一个凸起部分22。所述凸起部分朝出口的的内部突出，以便为端部区段12a、12b确定一个下锁紧支承面22a。

环10弹性变形以后，端部区段12a、12b刚好在凹腔2中锁紧在钢轨R的凸缘B和凸起部分22之间，从而止动地贴靠在下支承面22a上，其型面与端部区段的型面相贴合。

图4示出一个安装到凹腔2中之前的固定弹簧1。这里，环用一段正方四边形材料制成。

连接区段11位于凹腔2内边缘的上部上，而端部区段12位于钢轨R基部的凸缘B上。

内边缘20的上部具有一个倾斜面23，所述倾斜面23延伸至凸起部分22，所述凸起部分突出在轨枕的上表面的高度之上。倾斜面23确保弹簧1的连接区段11由于支承在环10上而沿着箭头方向F朝凹腔2的内部滑动接触，直至与下支承面22a接触锁紧在凸起22之下。

同时，端部区段12在钢轨R的基部上朝凹腔2的内部滑动，以便止动地锁紧在内边缘20和所述基部的凸缘B之间，如图5所示。

环10此时处于张力作用下，通过端部区段12的弯曲部分对钢轨产生支承作用力。连接区段局部支承在倾斜面26上，所述倾斜面26相对于凸起部分22上部的纵向延伸段呈凹进状。

图6示出另一个实施方式，其中，内边缘20的上部具有一个圆形凸缘24，所述圆形凸缘突出在一个凹座25之上，所述凹座用于接纳连接区段11，使之在滑动并与凸缘24接触进行弹性变形之后得以锁紧固定。

图7类似于图4，示出另一个实施方式，其中，端部区段12首先同位于内边缘20上部的倾斜面23接触产生弹性变形，然后同下支承面22a接触锁紧在凸起部分22之下。

连接区段11本身在凹腔2中卡在钢轨R基部的凸缘B和内边缘20之间，通过弯头110与所述凸缘B相贴合(见图2右面部分)。

图8示出本发明另一个实施方式，其中，螺旋环10不对称，具有一个第一端部区段12a和一个第二端部区段12b，所述第一端部区段支承在钢轨R的基部上，与其凸缘B相贴合，所述第二端部区段支承在凹腔2的内边缘20上。

在这种实施方式中，环10最好由板式带钢制成，电绝缘材料层敷贴在与轨枕T混凝土相接触的衬垫21外壁上，以提高附着连接性能。

在所示的所有实施方式中，弹簧1的环10在钢轨R基部上的支承力的合力方向相对于垂直线呈20°至60°的角度α。

钢轨固定装置是这样组装的，根据支承垫3的厚度和柔韧性，预先选择由环10构成的固定弹簧1的刚度、几何形状和尺寸，以便由于环10处于张力作用下并锁紧在凹腔2中，沿着相对于垂直线呈一个角度α的合力的方向，获得弹簧对钢轨R基部的支承作用力。

Claims (17)

1.将铁路钢轨(R)固定在轨枕(T)上的固定装置，所述装置尤其包括一个挠性支承垫(3)和若干由环(10)构成的侧面固定件，其特征在于，所述轨枕(T)具有一个纵向凹腔(2)，其中置放所述支承垫(3)，所述侧面固定件(1)由具有至少一个螺旋环(10)的弹簧构成，所述螺旋环用于通过弹性变形产生张力作用使至少一个区段止动地锁紧在所述凹腔(2)的内边缘(20)上并且支承在钢轨(R)的基部上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，固定件(1)的至少一个端部区段(12)呈弯曲状，以便同钢轨(R)基部的凸缘(B)支承接触地进行贴合。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述固定弹簧包括一个螺旋环(10)和两个端部区段(12a、12b)，一个端部区段(12a)支承在钢轨(R)的基部上，另一个端部区段(12b)支承在凹腔(2)的内边缘(20)上。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，固定弹簧(1)相对于钢轨(R)的一个横向轴线对称布置，并且包括两个螺旋环(10)，所述螺旋环由一个连接区段(11)隔开，所述连接区段用于至少局部地同时支承接触在所述凹腔的内边缘(20)上和钢轨的基部上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述凹腔(2)内边缘(20)的上部确定有一个朝出口内突出的凸起部分(22)，以便为弹簧(1)的端部区段(12)或连接区段(11)确定一个下锁紧支承面(22a)。

6.根据前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，所述凹腔(2)包括若干倾斜内边缘(20)，以便形成一个呈收敛状的出口，其宽度略大于钢轨基部的宽度。

7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述连接区段(11)呈直线状。

8.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述连接区段(11)呈弯曲状。

9.根据权利要求4至8中之一所述的装置，其特征在于，所述连接区段(11)通过两个与钢轨(R)基部的凸缘(B)贴合的弯头(110)同螺旋环(10)相连接。

10.根据前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，所述凹腔(2)的内表面与一个衬垫连接，所述衬垫由一个最好是金属的垫板和/或一层电绝缘材料(21)构成；所述材料层同时具有良好的电绝缘性能，具有良好的与混凝土附着的性能，并确保与环(10)的结构材料的摩擦接触。

11.根据前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，螺旋环(10)具有若干圈(100)。

12.根据前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，所述由环(10)构成的弹簧(1)从板式带钢用矩形截面的钢板制成。

13.根据前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，所述由环(10)构成的弹簧(1)用圆形或四边形截面的杆制成。

14.根据前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，所述弹簧对钢轨基部的支承力的合力方向相对于垂直线呈20°至60°的角度α倾斜。

15.根据前述权利要求中之一所述的装置，其特征在于，所述凹腔(2)内边缘(20)的上部突出在轨枕(T)的上表面的高度之上。

16.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，凸起部分(22)的下支承面(22a)的型面同端部区段(12)或连接区段(11)的型面贴合，以便使后者得以锁紧。

17.根据前述权利要求中之一所述的钢轨固定装置的安装方法，其特征在于，主要根据支承垫(3)的厚度和柔韧性，预先选择固定弹簧(1)的刚度、几何形状和尺寸，以便由于环(10)处于张力作用下并锁紧在所述凹腔(2)中，沿着相对于垂直线呈20°至60°的角度α倾斜的合力方向，获得固定件(1)对钢轨基部的支承作用。

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