CN1914772A - 螺钉,尤其是用于将电缆端电连接至铁路轨道等上的螺钉 - Google Patents
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Abstract
一个用于将一个电缆端电连接到铁路轨道等上的螺钉(1)，其包括一个基体(2)，基体具有一个具有纵轴(L)的细长的杆(3)、一个与杆(3)的第一端部相连的击打端头(4)、用于将一个敲击元件或螺母(5)与杆(3)的与所述第一端部相反的第二端部可拆卸地连接的部件(6)。螺钉(1)还包括一个支架构件(7)，与基体(2)分开制造并联结到击打端头(4)以便形成一个限定一朝向杆(3)第二端部的空腔(9)的止挡部(11)。螺钉(1)是预先装配的，并且包括使得支架构件(7)基本上不可逆地连接到基体(2)上的部件(10、8)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将电缆端电连接至铁路轨道等上的螺钉。
本发明进一步涉及一种制造该螺钉的方法以及执行所述方法的装置。
本发明进一步涉及一种用于将电缆端电连接至铁路轨道等上的螺母。
背景技术
意大利专利IT 1215911描述了一种可以应用于轨道等的杆(shank)上的永久性电接触。这个接触在导电材料上设置一个衬套(为导电材料的衬套)，该衬套具有一个可以插入轨道上通孔中的圆柱形芯柱(stem)以及一个围绕该孔的轨道部分紧靠的凸缘头。该衬套形成一个轴向通孔，在其内部从凸缘头侧引入一个具有螺纹端和扩宽的截顶锥体部分的校准冲头。螺纹端从衬套伸出并且该孔与液压千斤顶的相应螺纹座接合，液压千斤顶紧抵轨道，并牵引冲头通过衬套的轴向孔，以便冲头扩宽部分可以径向向外移动衬套的材料，因而紧固衬套使其与轨道孔壁紧密接触。衬套沿轴向引出并且在轨道冲头的出口侧由超出部分的材料进一步形成一个与上述凸缘头相对的边缘。
在如此得到校准孔中，插入一个拉杆螺栓，其可与拧紧螺母结合来将电缆的一个电缆端紧固在衬套的凸缘头上。
为了限制该电接触的机械应力，已知可设置一个在朝向末端的表面上确切地说在衬套的边缘上配有缓冲部分的垫圈，以便将螺钉产生的压力直接传递到轨道上，而不会对电连接产生负面影响。
在任何情况下，作为单独附加件的垫圈必然会有丢失、与其它类型的垫圈混淆的风险以及在如何将其连到螺钉或接触上的疑惑。装配误差会导致电接触的质量和可靠性的损害。
此外，由于释放垫圈的存在，依靠在该垫圈上的螺钉的头部或者螺母不与轨道摩擦性的接合。因此，这个头部或者螺母在拧紧期间势必会转动，于是使得必须利用两个扳手来紧固该接触。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于将电缆端电连接至铁路轨道等上的螺钉，其具有可以克服针对现有技术提到的缺点的特征。
这个目的通过权利要求1所述的螺钉来实现。
本发明的又一个目的在于提供一种用于制造上述螺钉的方法。这个目的通过权利要求22所述的方法来实现。
本发明的又一个目的在于提供一种用于执行上述方法的合适的设备。这个目的通过权利要求27所述的设备来实现。
本发明的再一个目的在于使得拉紧螺母可用来将电缆端电连接至铁路轨道等上，拉紧螺母具有可以克服参照现有技术所提到的缺点的特征。
这个目的通过权利要求21所述的螺母来实现。
附图说明
为了更好地理解本发明并且认识到其优点，其一些实施方案将在下面作为非限定性例子参照附图加以描述，其中：
图1是本发明螺钉的局部剖视图；
图2是图1的螺钉的俯视图；
图3是图1中螺钉的底视图；
图4显示出图1中的螺钉的细节图；
图5是图1的螺钉在装配阶段的分解图；
图6是安装在轨道上的图1的螺钉的局部截开的透视图；
图7和8是用于制造图1中的螺钉的设备的局部剖开的透视图；
图9、10和11是图7的设备在三个运行阶段中的剖视图。
具体实施方式
参照这些附图，用于将一个电缆端电连接至铁路轨道等上的螺钉整体用标号1表示。
螺钉1包括一个具有一个细长杆3的基体2，该细长杆具有一个纵轴L、一个与杆3第一端部连接优选一整连接的击打端头4、以及用于敲击元件(strike organ)的可拆卸地连接的部件，如螺母5，杆3的第二端部(自由端)与第一端部相对。
这种可拆卸连接部件包括举例来说一个在杆3自由端圆周表面上的外螺纹6，适于与螺母5相应的内螺纹接合。
或者，该可拆卸连接部件做成卡口接头部件等，只要它们适于在朝向螺钉1击打端头4的方向紧固敲击元件，即，螺母5。
螺钉1进一步包括一个与基体2分开制得并连接到击打端头4上的支架构件7，以便形成一个止挡部11，止挡部11形成围绕杆3且开口朝向其自由端的空腔9，优选为环状。
根据一个实施方案，支架构件7具有扁平帽子形状，其设置有容纳螺钉1的杆3的中央孔12。中央孔12优选地是一个直径大于杆3直径的孔，以便在杆3与孔12的内壁面(interdos)即所述孔形成的表面，之间提供间隙。
螺钉1是预先装配的并且包括使得支架构件7不可逆地连接到基体2上的部件。特别地，这个不可逆连接与螺钉1与螺母5之间的连接或者分开无关。
根据本发明的一个实施方案，支架构件7包括一个优选为多边形的压痕(impression)8，压痕与击打端头4的至少一部分接合以便可形成可绕纵轴L整体旋转的支架构件7与基体2的偶联。
压痕8最好是具有一个与击打端头4的形状基本上互补的形状。这使得在将螺钉装配到轨道上的过程期间，从支架构件与轨道摩擦地接合的瞬间起能够使用单个扳手，击打端头4也被可旋转锁定。
根据又一个实施方案，支架构件7与基体2成可沿纵轴L整体移动。
这个可移整体连接优选地借助于一个或多个凸出部10来构成，凸出部10从杆3突出，优选为相对于纵轴L径向突出，并且靠在支架构件7上于是使其与击打端头4基本上保持接触。
一个有利的实施方案设置了三个以相等间距分布在杆3上的凸出部10。
根据本发明的进一步改进，通过例如将螺钉1紧固在不规则表面上，凸出部10至少局部是可塑性形变的。这使得在凸出部10的变形状态下能够限定基体2与支架构件7之间的相对运动，例如支架构件7相对于纵轴L的倾斜，适于补偿该表面的不规则性。于是，使得甚至在轨道的设有呈压痕或凸出形式的生产者关于钢材型号等标识码的那些区域上也有可能均匀地电连接，不会由于击打端头4不完全的和/或偏心的放置而给螺钉施加附加力矩。
在非变形状态，凸出部10优选为使基体2与支架构件7之间基本上刚性连接。
基体3和支架构件7最好由金属材料，优选为钢，得到。
根据一个特别有利的实施方案，凸出部10是通过杆3材料的变形，优选为在冷的时候的变形，而得到，这在图1中举例显示。杆3材料的这种变形可以通过通常所说的填缝(calking)的工艺而有利地得到。
根据前面所描述的发明构思的另一个应用，支架构件7结合到螺母5上而不是结合到螺钉1上。
用前述对于螺钉1的描述完全一样的方法，所述螺母5包括一个击打端头和部件，例如螺纹，来使击打端头与螺钉可拆卸地连接。螺母5进一步包括一个与支架构件7相同的支架构件，该支架构件与螺母5的击打端头分开制造并与其联合以便形成一个止挡部，该止挡部形成一个将会朝向螺钉的击打端头的空腔，其中螺母是预先装配的并且包括构成支架构件与击打端头的基本上不可逆的连接的部件。
一种用于制造根据本发明的螺钉1方法描述如下。
通常，该方法包括下列阶段：准备基体2和与基体2分开制造的支架构件7，以便将支架构件7连接到击打端头4从而形成朝向杆3自由端的空腔的止挡部11，预装配螺钉1，将支架构件7以一种基本上不可逆的方式连接到基体2上。
根据一个实施方案，将杆3插入支架构件7的中央孔12中直到后者抵靠在击打端头4上的位置。
随后，将杆3本身的至少一部分材料变形以便形成所述一个或者多个构成不可逆连接的凸出部10。
有利地，杆3材料的变形阶段在变冷时进行，优选地如此进行：将杆3圆周表面的材料沿纵轴L朝击打端头4方向强制移动并且抵靠在支架构件7上，但是不让该移动的材料与杆3完全分开。如此得到的毛边或者剃边靠在卡在所述凸出部10与击打端头4之间的支架构件7上。
有利地，反作用力或者杆3的材料沿纵轴L变形所需的力的相反力用来将击打端头4压靠在支架构件7上，于是在后者上制成具有螺钉1击打端头4形状，最好为多边形的上述压痕8。
下面描述具体设计来执行并适于执行上述方法的设备13。
设备13包括一个底板14和一个支撑装置17。
支撑装置17通过一个或者多个容纳于支撑装置17的专门导向孔16中并拧入底板14的导向销15与底板14连接。导向销15使得支撑装置17能够相对于底板14沿着滑动轴S在起始位置和最终位置之间滑动，在起始位置支撑装置17远离底板14移动，在最终位置17向着底板14移动。
导向销15具有一个渐宽的头部18，该头部适于紧靠支撑装置17相应的止挡表面(stroke surface)19以免导向销15从导向孔16中伸出并且用以在上述起始位置提供一个行程(run-out)。
根据附图所示的实施方案，底板14呈圆盘形状，并且三个彼此等距间隔的导向销15设置在底板14的围缘20附近。
设置在底板14的中心部分上并且优选为高度可调整的支架构件21限定了支撑装置17与底板14之间的相对运动的最终位置，并且与支撑装置17的一个相应的止挡表面22一起形成在这个最终位置处的行程。
底板14进一步包括一个或多个支撑元件23(rest organs)，容纳于支撑装置17专门的空腔25中。其数量与容纳于空腔25的切入工具(incision tools)24相同。
支撑装置17基本上呈截顶锥形，较大的底面朝向底板14。
与较小的底面一致或在支撑装置17与底板14相反的一侧上，形成一个座26，该座具有一个适于容纳螺钉1的杆3的基本上呈圆柱形部分27以及一个为插入到螺钉1杆3上的支架构件7而设的支撑表面28。为了确保支架构件7在支撑表面28上的支撑以及击打端头4与支架构件7的接触，重要的是座26具有一个比杆3的长度更长的长度。
在为螺钉而设的座26四周设置三个空腔25来容纳同样多的切入工具24。这种空腔25沿着相对于为螺钉而设的座26的纵轴倾斜的轴线延伸，并且包括一个第一部分29，其在支撑表面28附近引出到座上、并形成一个相应切入工具24切入末端30的导向。标记30a表示切入末端的导向元件。根据一个有利的实施方案，这个导向部件30a是可互换的，从而借助于它的置换以及切入工具24的不同调整，有可能配备不同直径的螺钉。比第一部分29更宽的空腔25的第二部分31容纳切入工具24的作用部分32。
这个第二部分31具有一个朝向底板14的孔33，该孔两头对应支撑元件23和凸肩34，凸肩34适于形成螺旋弹簧35的反弹座(contrast seat)。
切入工具24包括一个作用部分32以及一个可更换的切入末端30，它们可以相对于彼此调节以便能够方便地改变切入工具的总长度。与切入末端30相反的作用部分32的端部是扩宽的，以形成一个凸缘36，凸缘在其朝向切入末端30的一侧形成一个用于弹簧36的反弹座，在另一侧形成一个底板14的相应作用元件23在其上起作用的作用表面37。
切入工具24可在切入末端30从用于螺钉的座26缩回的不工作位置以及切入末端30从用于螺钉的座26中伸出的工作位置之间滑动地收容在空腔25内部。
由于弹簧35在切入工具24的凸缘36与空腔25的凸肩34之间作用，切入工具24永久保持为抵靠在底板14的相应作用元件23上并且有弹性地保持在不工作位置。
于是，在支撑装置的初始(远的)位置，切入工具停止于其不工作位置，而在支撑装置的最终(近的)位置，切入工具克服弹簧阻力从底板相应的作用元件移动到工作位置。
根据该优选实施方案，提供了设置在用于螺钉的座26周围相应空腔中的三个等间距切入工具。
图9、10和11示出根据本发明的设备的运行情况。
该设备中可以插入一个压力机(press)(未示出)中，该压力机一方面作用于底板14上、另一方面作用于插入支撑装置14座26中的螺钉击打端头4上。
在工作周期的一开始，支撑装置14由于弹簧35的弹性预压而停止于初始位置，或者换句话说，停止在远离底板14的位置。
当由压力机施加的力增加时，弹簧35被压缩并且底板14向着更靠近支撑装置17方向移动。底板14的作用元件23将切入工具24从不工作位置移动到工作位置，其中切入末端30进入用于螺钉的座26内，并且通过在纵向上移动杆3表面的材料以便形成凸出部10并将它们推靠在支架构件7上而使杆3不可逆地变形。
同时，将螺钉1的击打端头4推靠在支架构件7上以便在支架构件7上得到击打端头的压痕8。这个运行的行程通过消除支架构件7与切入末端导向元件30a之间存在的距离而形成。
在该循环的结尾，支架构件7不可逆地卡在凸出部10与击打端头4之间，击打端头进一步与支架构件7压痕8接合。
根据本发明的螺钉1具有许多优点。
它有效地克服了不同类型的支架构件或者垫圈之间混淆的难题。
螺钉1进一步使得电缆端与轨道之间的电连接即使在轨道有不规则表面的情况下也安全可靠。
此外，由于在螺钉基体与支架构件之间的转动耦接，使用单个扳手来拧紧螺钉就已足够。
Claims (34)
1、用于将一个电缆端电连接到铁路轨道等上的螺钉(1)，其包括一个基体(2)，基体具有：
一个具有纵轴(L)的细长的杆(3)，
一个与杆(3)的第一端部相连的击打端头(4)，
用于将敲击元件或螺母(5)与杆(3)的所述第一端部相反的第二端部可拆卸地连接的部件(6)，
所述螺钉(1)还包括：
一个支架构件(7)，与基体(2)分开制造，并且连接到击打端头(4)以便形成一个止挡部(11)，该止挡部限定了一个朝向杆(3)第二端部的空腔(9)，其特征在于螺钉(1)是预先装配的，并且包括形成支架构件(7)与基体(2)的基本上不可逆的连接的部件(10、8)。
2、如权利要求1所述的螺钉(1)，其中击打端头(4)和杆(3)一体形成。
3、如权利要求1或2所述的螺钉(1)，其中所述可拆卸的连接部件(6)包括杆(3)的适于与敲击元件或螺母(5)的相应的内螺纹接合的外螺纹(6)。
4、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中支架构件(7)和基体(2)绕纵轴(L)基本上整体转动。
5、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中支架构件(7)和基体(2)基本上整体地沿着纵轴(L)移动。
6、如权利要求4或5任一项所述的螺钉(1)，其中所述可旋转和/或可移动整体连接是通过一个在支架构件(7)与基体(2)之间的形状耦合而实现的。
7、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中不可逆连接部件(10)允许支架构件(7)与基体(2)之间的有限的相对运动。
8、如权利要求7所述的螺钉(1)，其中不可逆连接部件(10)允许支架构件(7)相对于纵轴(L)倾斜。
9、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中不可逆连接部件(10)至少部分地可变形的，以便
在不可逆连接部件(10)没有变形时使基体(2)与支架构件(7)刚性地连接，并且
在不可逆连接部件(10)变形时允许基体(2)与支架构件(7)之间的有限的相对运动。
10、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中不可逆连接部件(10)在将螺钉(1)紧固在不规则表面上时发生可塑性变形。
11、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中所述空腔(9)是环形的并且绕着杆(3)延伸。
12、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中支架构件(7)的形状为扁平帽子状，设有一个容纳螺钉(1)的杆(3)的中央孔(12)。
13、如权利要求12所述的螺钉(1)，其中中央孔(12)是一个直径比杆(3)的直径更大的孔，从而在杆(3)与孔(12)的内壁面(interdos)之间提供间隙。
14、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中所述不可逆连接部件(10)包括一个或多个凸出部(10)，其从杆(3)突出并抵靠在支架构件(7)由此保持其与击打端头(4)的接触。
15、如前述权利要求所述的螺钉(1)，其中所述凸出部(10)相对于纵轴(L)径向伸出。
16、如权利要求14或15所述的螺钉(1)，其中所述凸出部(10)在杆(3)周围以等间距分布。
17、如权利要求16所述的螺钉(1)，包括三个凸出部(10)。
18、如权利要求14到17中的一项所述的螺钉(1)，其中所述凸出部(10)通过使杆(3)的材料变形而得到。
19、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中支架构件(7)包括一个与击打端头(4)接合以便形成一个可绕纵轴(L)整体旋转的形状耦连的多边形压痕(8)。
20、如前面任一项权利要求所述的螺钉(1)，其中所述基体(2)与所述支架构件(7)是一种金属材料，优选为钢。
21、用于将一个电缆端电连接到铁路轨道等上的螺母，包括一个敲击元件和用于使敲击元件与一个螺钉可拆卸地连接的部件，以及一个与敲击元件分开制造并连接到其上以便形成一个止挡部的支架构件(7)，止挡部限定了一个朝向所述螺钉的击打端头的空腔，其特征在于螺母是预先装配的并且包括形成支架构件与敲击元件的基本上不可逆的连接部件。
22、用于制造如权利要求1至20任一项所述的螺钉(1)的方法，包括如下步骤：
提供一个基体(2)，基体具有：
一个具有纵轴(L)的细长的杆(3)，
一个与杆(3)的第一端部相连的击打端头(4)，
用于将敲击元件或螺母(5)与杆(3)的与所述第一端部相反的第二端部可拆卸地连接的部件(6)，以便提供一个与基体(2)分开制造并具有一个空腔(9)和一个适于容纳杆(3)的孔(12)的支架构件(7)；
将基体(2)的杆(3)插入支架构件(7)的孔(12)中直至支架构件(7)紧靠击打端头(4)的位置，以便形成一个限定一个朝向杆(3)第二端部的止挡部(11)，其特征在于下列步骤：
使杆(3)的材料变形以便形成一个或多个凸出部(10)，使支架构件(7)与基体(2)基本上不可逆的连接。
23、如权利要求22所述的用于制造螺钉(1)的方法，其中杆(3)材料的变形步骤在冷的时候进行。
24、如权利要求22至23中的一项所述的用于制造螺钉(1)的方法，包括使杆(3)表面的材料沿着其纵轴(L)朝击打端头(4)的方向移动而不使所述材料与杆(3)完全分离，以便得到靠在支架构件(7)上的毛边或剃边(10)的步骤，支架构件(7)返过来靠在击打端头(4)上。
25、如权利要求22至24中的一项所述的方法，包括将击打端头(4)压在支架构件(7)上的阶段以便在支架构件(7)上形成一个具有击打端头(4)形状，优选为多边形，的压痕(8)。
26、如权利要求25所述的方法，其中在将击打端头(4)压在支架构件(7)上的步骤中的行程通过消除支架构件(7)与切入末端的导向元件(30a)之间存在的间距而形成。
27、用于将一个支架构件(7)不可逆地连接到一个基体(2)上以便制造一个如权利要求1所述的螺钉(1)的装置(13)，其中所述基体(2)包括：
一个具有纵轴(L)的细长的杆(3)，
一个与杆(3)的第一端部相连的击打端头(4)，
用于将敲击元件或螺母(5)与杆(3)的与所述第一端部相反的第二端部可拆卸地连接的部件(6)，所述支架构件(7)与基体(2)分开制造并连接到击打端头(4)上以便形成一个限定朝向杆(3)第二端部的空腔(9)的止挡部(11)，所述装置包括：
一个设置有一个或多个作用元件(23)的底板(14)；
一个支撑装置(17)，限定一个适于容纳螺钉(1)的基体(2)的至少一部分的座(26)；
设置有一个切入末端(30)的一个或多个切入工具(24)，
滑动连接部件(15、16)，其沿着滑动轴线(S)滑动地将支撑装置(17)连接到底板(14)上，其中作用元件(23)与切入工具(24)相互作用以便支撑装置(17)相对于底板(14)的移动导致切入工具(24)相对于座(26)移动，从而切入末端(30)使杆(3)的材料变形以便形成一个或多个使得支架构件(7)与基体(2)形成所述基本上不可逆连接的凸出部(10)。
28、如权利要求27所述的装置(13)，其中所述一个或多个切入工具(24)设置有一个作用部分(32)，所述切入末端(30)与所述作用部分(32)可相对进行调整，以便改变切入工具(24)的总长度。
29、如权利要求27或28所述的装置(13)，其中滑动轴线(S)基本上与座(26)的纵轴平行，并且所述切入末端(30)沿着相对于该滑动轴线(S)倾斜的轴线延伸。
30、如权利要求27至29中的一项所述的装置(13)，其中所述滑动连接部件包括滑动地容纳于孔(16)中的导向销(15)。
31、如权利要求27至30中的一项所述的装置(13)，其中所述切入工具(24)至少部分地容纳在形成于支撑装置(17)中并使得其运动得到导向的专门空腔(25)中。
32、如权利要求27至31中的一项所述的装置(13)，包括在所述支撑装置(17)与所述切入工具(24)之间作用的弹性部件(35)，以便加压于切入工具(24)使其有弹性地处于不工作位置的，在不工作位置，切入末端(30)从座(26)缩回。
33、如权利要求32所述的装置，其中所述弹性部件(35)容纳于用于切入工具(24)的空腔(25)内部。
34、如权利要求27至33中的一项所述的装置，其中所述支撑装置(17)与所述底板(14)包括适于彼此抵靠以便限制支撑装置(17)相对于支承板(14)滑动的止动表面。
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