TW201344010A

TW201344010A - 鐵路用軌道區段及增進安裝彈性之方法

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Publication number: TW201344010A
Application number: TW102104547A
Authority: TW
Inventors: Hans-Ulrich Dietze; Carsten Trobitzsch; Axel Siebert; Patrick Hinderlich
Original assignee: Voestalpine Bwg Gmbh; Voestalpine Vae Gmbh
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2013-11-01
Also published as: WO2013117325A1; DE112013000862A5; DE112013000862B4

Abstract

一種軌道區段，包括：軌枕(24)、及帶有底部區段的轍叉(10)，該底部區段支撐在至少一個位於此底部區段與其支撐件之間的元件上，其中，該支撐件之表面與該轍叉之行駛面在轍叉不受力的情況下具有間距x。為減小轍叉之翼軌(12，14)與轍叉尖點(16)之過渡區域內的負荷，從而基本上防止或減輕表面損傷，本發明提出，該元件為具有彈簧特性曲線的彈性元件(30)，此元件在該軌枕及/或該底部區段之至少一個凹口(28)內局部延伸，以及，此元件之厚度及彈性係使得間距x在轍叉不受力的情況下呈不變。

Description

鐵路用軌道區段及增進安裝彈性之方法

本發明係有關於一種軌道區段，包括：支撐件(如，軌枕或肋板)、及帶有底部區段的轍叉，該底部區段支撐在至少一個位於此底部區段與其支撐件之間的元件上，其中，該支撐件之表面與該轍叉之行駛面在轍叉不受力的情況下具有間距x。本發明亦有關於一種改變軌道區段之彈性特性之方法，其軌道區段包括有藉由至少一個元件以支撐於支撐件上的轍叉，此轍叉之結構高度為H，且其行駛面與該支撐件之頂面具有間距x。

為了對軌道區段進行彈性支承，習知技術係在諸如肋板之類的鐵軌固定裝置與軌道區段之間設置彈性的中間墊片。根據EP-B-0 666 938，其支承件可實施成為整體特性曲線呈彎曲狀的彈簧系統。

根據DE-U-20 2009 001 787，為了對有軌電車道進行持續的彈性支承，可在鐵路底部安裝沿鐵路分佈方向具有不同彈性的彈性墊片。

根據EP-B-0 285 363，肋板支撐於一個彈性中間墊片上，此彈性中間墊片之彈簧勁度可發生與接觸力相關的變化，使其整體支承面隨著與鐵路區段之中軸線之角度α的增大而持續增大。

DD-A-297 475所提出的滑板座之凹槽內設有塑膠滑件。

DE-A-37 08 233提出一種道岔用轍叉。轍叉尖點可相對於鐵路且垂直於輪踏面運動，從而形成一個具有可控制特點的過渡區域。

EP-A-548 734提出一種彈性移動轍叉，其中，轍叉部件係透過滑板而支撐於彈性中間墊片上。

剛性轍叉，其轍叉尖點無法相對於對應的翼軌而受到橫向調節，而特別是透過夾盤部件以連接翼軌，通常係透過中間墊片支撐於支撐件(如，軌枕或肋板)上。此類構造之缺點在於，在轍叉轉接過程中，即，車輪自翼軌轉至轍叉尖點的過程中，會產生極大負荷，並可能造成嚴重表面損傷。可在轍叉下方設置彈性元件，以減輕此種表面損傷。但，此舉會改變軌道中的轍叉高度，為此，就需要採取大量更換操作，例如，對道岔進行充填，以便實現與轍叉周圍區域的高度匹配。在此情況下，針對既有的全套軌枕來直接更換轍叉，是無法實現的。

本發明之目的在於，對具有轍叉之軌道區段進行改良，以減小翼軌與轍叉尖點之過渡區域內的負荷，從而基本上防止或減輕表面損傷。本發明的另一態樣在於，能順利改變包含有轍叉的軌道部件之彈性特性，從而毋需對軌道實施附加的操作，特別是，毋需為實現高度匹配而對道岔進行充填。

本發明用以達成上述目的之解決方案為，其元件為具有彈簧特性曲線的彈性元件，此元件在支撐件及/或底部區段之至少一個凹口內局部延伸，以及，此元件之厚度及彈性係使得間距x在轍叉不受力的情況下呈不變。

根據本發明的一種實施方案，僅在支撐件中、或僅在底部區段中、或既在底部區段又在支撐件中，設有至少一個凹口，其彈性元件係自該至少一個凹口出發進行延伸。

本發明提出一種轍叉結構，其中，將彈性支承件整合入轍叉，而不改變轍叉之結構高度。在此情況下，直接整合入轍叉的彈性元件之厚度，可大於既有的中間墊片，藉此，便能實現更大的沈降，從而防止或大幅減輕在翼軌與轍叉尖點之間發生可能造成表面損傷的猛烈過渡。

儘管彈性元件之厚度較大，剛性轍叉之結構高度不發生變化，因為，彈性元件較佳為在轍叉內、或局部地在轍叉內自轍叉之底面出發延伸。彈性元件亦可局部地在支撐件(如，肋板)中延伸，且較佳地自朝向轍叉之表面出發延伸。根據另一實施方案，轍叉之底面及其支撐件之對應的頂面內，設有一或多個較佳為相通的凹口，此等凹口內則設有彈性元件或彈性元件之若干區段。彈性元件或彈性元件之相應的區段之整體彈性被選擇而使得：在不受力的情況下，轍叉因彈性元件而與支撐件所達到的間距，係與在轍叉與支撐件之間採用傳統墊片的傳統結構相同。因此，毋需改變相應的固定裝置，或者在包圍轍叉的區域上實施變更操作。確切而言，本發明實現了：本發明之改良型轍叉與直接支承於實質上剛性的墊片上的轍叉之直接更換。

有鑒於此，本發明亦有關於一種改變軌道區段之彈性特性之方法，其軌道區段包括有藉由至少一個元件以支撐於支撐件上的轍叉，此轍叉之結構高度為H，且其行駛面與該支撐件之頂面具有間距x，其特徵在於：該轍叉被具有相同結構高度H且在支撐側分佈之區域內具有凹口的第二轍叉所更換，該元件則被在該凹口內局部延伸的彈性元件所更換，為該彈性元件確定了使間距x保持不變的彈性及厚度。

基於本發明之原理，結構高度及承載用固定元件(如，軌.枕或肋板)係保持不變。藉此，便能在轍叉佈置於肋板上、或者在採用轍叉直接承載(W固定件)的情況下，確保針對現有設備(如，成套軌枕)之絕對的可更換性。

本發明之具有內在彈性的轍叉，可藉由相應的鑄造方案製成，具體視所用轍叉材料而定，例如，C型鋼(HSH)、貝氏體鐵(Bainite)、或錳鋼。此舉可明顯延長軌道的停靠時間，從而對在轍叉底面構造凹槽所產生的額外製造費用進行了補償。

本發明之轍叉具有某種程度之準本徵彈性(quasi eigen elasticity)，以便置入至少一個在其內部延伸且突出於其底面的彈性元件。其中，該彈性元件可由若干區段組合而成，且插入位於底部區域內之相應的凹口(如，凹槽)。

根據一種實施方案，彈性元件既局部地佈置在轍叉之底面內，又局部地佈置在位於轍叉下方的支撐件內，以便提供足以防止或減輕在翼軌與轍叉尖點之間發生猛烈過渡的彈性，因此，彈性元件較佳為僅局部地佈置於轍叉內，而不在支撐件上引起變更。

根據本發明的一種改良方案，彈性元件係採用沿轍叉之縱向延伸、且沿此縱向具有可變彈簧勁度的彈性元件，其中，該彈性元件在轍叉尖點與翼軌之過渡區域內的沈降大於各鄰接區域。

與設置傳統中間墊片的轍叉相比，本發明之轍叉實現更大的沈降。與中間墊片相比，其彈性元件(如，合成橡膠)能實現更大的結構高度，從而實現更大的沈降，而不會改變轍叉本身的結構。

本發明其他技術細節、優點及特徵，不僅可從申請專利範圍及其所包含之特徵(單項特徵及/或特徵組合)中獲得，亦可從下文有關較佳實施例之說明及附圖中獲得。

10‧‧‧轍叉

10'‧‧‧轍叉

12‧‧‧翼軌

13‧‧‧(底部側)限制部

14‧‧‧翼軌

15‧‧‧(底部側)限制部

16‧‧‧轍叉尖點

17‧‧‧(翼側)底座

18‧‧‧夾盤部件；連接構件

19‧‧‧(翼軌)底座

20‧‧‧夾盤部件；連接構件

24‧‧‧(混凝土)軌枕；支撐件

25‧‧‧張力夾

26‧‧‧肋板；支撐件

27‧‧‧張力夾

28‧‧‧凹口

30‧‧‧彈性元件

32‧‧‧(支撐件)頂面

33‧‧‧(轍叉尖點)底面

34‧‧‧(支撐件)頂面

36‧‧‧(翼軌)行駛面

38‧‧‧(翼軌)行駛面

50‧‧‧凹口；(凹口)區段

52‧‧‧凹口；(凹口)區段

54‧‧‧凹口；(凹口)區段

56‧‧‧彈性元件；(彈性元件)區段

58‧‧‧彈性元件；(彈性元件)區段

60‧‧‧彈性元件；(彈性元件)區段

100‧‧‧轍叉

114‧‧‧標準鐵路區段

128‧‧‧凹口

130‧‧‧彈性元件

H‧‧‧結構高度

x‧‧‧間距

圖1為轍叉之側視圖、及彈性插入件之彈簧特性曲線。

圖2為轍叉之第一實施方式之剖面圖。

圖3為第一實施例之變異方案。

圖4為轍叉之第二實施方式之剖面圖。

圖2至4為剛性的轍叉10、10'、100之剖面圖，確切而言，係實施轍叉轉接前的剖面圖，即軌道車輛之車輪駛過轍叉10、100中的轍叉尖點16與翼軌12、14之間的間隙的區域，附圖中相同的元件採用相同的元件符號。

剛性轍叉10、10'、100上的轍叉尖點16係透過夾盤部件18、20、或起類似作用的元件以支撐於翼軌12、14上。同時，翼軌12、14、夾盤部件18、20、及轍叉尖點16皆被一螺釘所貫穿。此等構建措施之目的在於，防止轍叉尖點相對於翼軌發生橫向移動。同時，防止或基本上防止轍叉尖點垂直於轍叉之行駛面進行相對運動。此種結構原理參閱WO-A-94/02683。在此情況下，轍叉10、10'、100通常可透過張力夾25、27來連接支撐件，如，混凝土軌枕24、或肋板26。

採用先前技術中的剛性轍叉時，支撐件(如，混凝土軌枕24與肋板26)之頂面之間設有厚度例如可為6 mm的中間墊片。此中間墊片在翼軌12、14之底座17、19下方、及在轍叉尖點16之底部區域下方延伸。該中間墊片通常為塑膠構成，而呈剛性的元件，但其(與所有材料一樣)具有一定柔度。故，此種中間墊片亦可稱作彈性元件。此類墊片之勁度較高，故在翼軌與轍叉尖點之過渡區域內會出現足以造成表面損傷的衝擊負荷。

根據本發明如圖2所示之實施例，為了對本發明之轍叉10、10'、100進行期望程度之彈性支承，即，防止車輪自翼軌12、14猛烈轉移至轍叉尖點16，同時又不改變轍叉10、10'、100之結構高度，故而在轍叉10之底面，即，本實施例中翼軌12、14之底面，設置凹口28，此凹口中插有彈性元件30，其彈性被選擇成為：使得在轍叉10不受力的情況下，其支撐件(即，本實施例中之混凝土軌枕24、或肋板26)之頂面32、34與翼軌12、14之行駛面36、38(即，翼軌頂點)之間的間距x，與將轍叉佈置於中間墊片上的轍叉結構相比，係保持不變。因此，轍叉10之結構高度H與傳統結構為相等。轍叉10之結構高度H、及頂面32、34與行駛面36、38之間距(間距x)皆保持不變，遂可用本發明之轍叉10來順利地替換傳統式非彈性支承的轍叉。

如圖2之原理圖所示，轍叉尖點16之底面33，係與凹口28在翼軌12、14之底座17、19內的底部側限制部13、15處於同一高度。其中，轍叉10係透過張力夾25、27而以常見方式固定於軌枕24或肋板26上，該等張力夾則係支撐於翼軌12、14之底座17、19之面對該等張力夾的邊緣段上。在圖2之示意圖中，凹口28與轍叉10之底部區段的相應縱向外緣係間隔一定距離，圖3所示實施例亦是如此。

圖3所示實施例中的轍叉10'與圖2所示之不同之處在於，轍叉尖點16於底面最大以翼軌12、14之底座17、19之底面的高度延伸，此點與傳統結構相同。翼軌12、14之底座17、19之底面、及轍叉尖點16之底面，皆被構造有凹口50、52、54，此等凹口中各插有一個用於實現本發明之彈性的彈性元件56、58、60，而此轍叉之結構高度、及支撐件26之頂面與翼軌12、14之行駛面之間的間距，與轍叉緊貼一個實質上內在剛性的墊片的轍叉結構相比，皆保持不變。因此，區段56、58、60形成與圖2所示元件30具有可比性的彈性元件。

圖4所示實施例與圖2及3所示實施例之不同之處在於，轍叉100之支撐件中，即，本實施例中轍叉100下方之肋板26中，設置有凹口128，此凹口128中插有彈性元件130，而此彈性元件130則以某種程度突出於肋板26之頂面34，且其彈性係使得：在轍叉100透過張力夾25、27以固定於彈性元件130上且不受力的情況下，肋板26之頂面與翼軌12、14之行駛面36、38之間的間距，係與轍叉佈置於「硬性」中間墊片上的傳統結構為相同。採用此種結構時，轍叉100的結構高度H同樣不發生變化。本實施例中僅需更換肋板26，便能對轍叉100進行彈性支承。

未予圖示的是，為了對轍叉進行彈性支承而在支撐件(如肋板26)及轍叉100之底面內各設一個凹口，其中，此等凹口內各設有一個本發明之彈性元件，而此等彈性元件之厚度及彈性係使得：支撐件(如，肋板26)之頂面與翼軌12、14之行駛面36、38之間的間距x相對於習知結構不發生變化。因此，毋需為了對轍叉進行期望程度之彈性支承，而在鐵道上採取相應措施。

支撐件(如，肋板26)中的凹口及轍叉100之底面中的凹口應相互對應，使得，彈性元件自支撐件中的凹口出發，伸入轍叉100 之底面中的凹口。

圖1揭露本發明的另一特徵：彈性元件30、130之彈性係沿著轍叉10、10'、100之縱向而有所不同，車輪轉接區域，即翼軌12、14與轍叉尖點16之間的過渡區域，實現了最大沈降。此點對轍叉10、10'、100提供了額外的防護。

圖1為轍叉10、10'、100之側視圖。圖中可看出，翼軌14、轍叉尖點16、及單側突出於轍叉尖點16的鐵路區段，如，標準鐵路區段114。

彈性元件之勁度應使得：轍叉之始端及末端上的勁度為50 kM/mm至70 kN/mm。轍叉尖點16與翼軌12、14之間的過渡區域內的勁度應當為5 kM/mm至20 kN/mm。

彈性元件所用材料為所有合成橡膠，特別是，橡膠及聚胺酯。

作為補充方案，彈性元件採用某種尺寸，使得轍叉在不受力的情況下與支撐件之表面存在一間距，先前技術係透過一個實質上剛性的墊片來實現此一間距。先前技術中的該間距約為6 mm。