TW202237942A - 轍叉及用於轍叉之翼軌的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種轍叉(10)及一種製造此種轍叉的方法，此轍叉至少包括具有軌頭部(62、64)及軌腹部(66、68)的翼軌(16、18)，連同可動地佈置在翼軌之間的轍叉心(12)，其中，位於轍叉心與翼軌之間的車輪轉換區域係在轍叉心之區域中延伸，轍叉心則係貼靠在翼軌上。每個翼軌(16、18)皆獨立於轍叉心(12)地具有至少在車輪轉換區域之長度內延伸而由鍛造塊製成的區段(20、22)。

Description

轍叉及用於轍叉之翼軌的製造方法

本發明係有關於一種轍叉，其包括可動地佈置在翼軌之間的轍叉心，其中，車輪轉換區域係在該轍叉心之區域中延伸。

作為道岔之一部分的轍叉能夠在交叉的軌道之間實現銜接。可動的轍叉心之一個基本特性在於：閉合行車邊緣，以便始終在相關區域中導引及承載車輪。在此情況下，透過封閉元件以動力耦合及形狀配合的方式將轍叉心安放至相應的翼軌上。為此，與轍叉心連接之調節桿係自道岔驅動器出發，以便移動調節桿並將其安放至諸翼軌中之一者上。

翼軌通常為由諸如60E1之類的標準型材軋製而成的標準軌。因此，基於標準橫截面及與軌道材料之相關性，在翼軌設計方面的結構方案是有限的。

EP 1 455 016 A2 或 EP 1 455 017 A2 中例如揭露過具有可動的轍叉心的轍叉。

除了可動的轍叉心之外，還存在具有剛性的轍叉心(即，無法相對於翼軌進行調節的轍叉心)的轍叉。

本發明之目的在於改良具有可動的轍叉心的轍叉，以便能夠在翼軌與轍叉心之間的轉換區域中實現幾乎最佳的幾何設計。

亦應提高在通過轍叉心時的舒適度，特別是應避免或減少衝擊。

與先前技術相比，應減少轍叉中使用的構件之磨損和負載。

為了解決諸多態樣中的一個或多個，本發明實質上提出：每個翼軌皆獨立於轍叉心而具有至少在車輪轉換區域之長度內延伸的區段，而該區段係由鍛造塊製成。

根據本發明，提供一種轍叉，其中，在車輪轉換區域中，用預鍛造的鋼塊來代替翼軌之一區段。根據先前技術，可動的轍叉之翼軌在其整個長度範圍內基本上係由軋製的標準型材構成，因而就幾何特性而言有所限制。

特別是，以閃光對焊法將由鍛造塊製成的區段與標準軌之區段連接，而諸標準軌係在由鍛造鋼塊構成的區段之前面及後面延伸。

各個翼軌中的塊狀區段的主要優點在於：與先前技術相比，此一區域在幾何設計及所使用的材料方面可以更加自由；因為，根據先前技術使用的標準型材由於其標準橫截面及其對有限軌道材料的依賴性，而在其設計方案上有所限制。

與標準軌型材相比，可以實現較大的慣性矩及阻力矩，從而產生較小的彎曲應力。

單獨製造的區段特別是具有1.2 m至12 m之間的長度，但不會由此限制本發明之技術原理。

抗拉強度Rm為1175 MPa ≤ Rm ≤ 1500 MPa、斷裂伸長率A為9% ≤ A ≤ 12%以及布氏硬度HBW為350 HB ≤ HBW ≤ 500 HB的鋼係用作為該區段之材料。例如，採用鉻貝氏體鋼。藉由球直徑d=2.5 mm、試驗力F=1.839 kN及作用時間10-15 s來測量布氏硬度HBW。

因為，使用也可被稱為板坯的鍛造塊並且透過切削加工來製造生翼軌區段，所以，在幾何要求方面實現了較高的精度。同時，避免在使用標準軌時因彎曲或彎折而產生的臨界內應力。

轍叉心自身亦可由具有前述材料參數的材料所構成，特別是亦可為鍛造構件，因此，轉換區域具有高大的阻力，使得磨損較少。

因為，可透過對塊體進行切削加工來實現所期望的結構設計，所以，可針對性地使區段、即翼軌塊之質量與例如因特性的車輛行為或車速而產生的動態負荷相匹配。與標準軌相比，可選擇橫截面，從而在例如設有諸如鑽孔之類的開孔以便導引封閉桿及試驗桿等元件穿過諸開孔以調節轍叉心時，不會發生相當程度程度之弱化，以至於如在先前技術中那樣，必須採取額外的措施來達到所需的強度，在採用標準軌的情況下就是如此，用於調節桿的鑽孔引入該等標準軌之腹部。如此便例如加固開口之邊緣。

因此，本發明之特徵還在於：具有軌頭部、軌底及在其間延伸的腹部的區段具有用於桿元件(如，封閉桿或試驗桿)之通孔，其中，其翼軌區段之腹部至少在該通孔之區域中具有厚度D，該厚度為D ≥ 30 mm，特別是D ≥ 40 mm，尤佳為40 mm ≤ D ≤ 60 mm，更佳為45 mm ≤ D ≤ 50 mm。

尤其要強調的是，轍叉心之尖端區域與翼軌區段的貼靠面即是該翼軌區段之側面中凹入地延伸至該翼軌區段之行車邊緣的區域，如，銑槽。

下沉且側向被駛近的實際的轍叉心係始於該凹入的區域中。車輪不會在頂側上滾動。

實際的轍叉心是轍叉心之始端，而自該實際的轍叉心起將該轍叉心用作為側向導引裝置或者可將其用作為側向的導引裝置。

自實際的轍叉心開始，轍叉心就具有軌跡技術功能。可吸收側向作用力。在實際的轍叉心前方，此功能並非由轍叉心之仍然存在而延伸至轍叉心之自由端的區域所執行。

根據本發明，可針對性地透過對塊體銑削來設計翼軌區段與可動的轍叉心之間的貼靠面，從而產生儘可能短的行車邊緣中斷，而無需考慮對軌道型材的依賴性。

在此情況下，特別是根據為了形成凹入區域而特別是在翼軌區段之背離轍叉心的一側上所去除的材料之質量，將較多的材料保留在其翼軌區段上。

在此情況下，「較多的材料」之質量相當於為形成凹入區域而去除的材料之質量。因此，由於由塊體加工而成的形成階梯的區段，慣性矩不會或實質上不會發生變化。

實質上是指截面慣性矩的變化不超過±20%，較佳不超過±10%。這既適用於從側面施力(截面慣性矩Iy)，亦適用於朝頂面的方向施力(截面慣性矩Ix)。

根據本發明的一個突出顯示的特徵，原則上，在位於實際的轍叉心與轍叉心之與區段分離、即與該區段間隔一定距離的部位之間的區域中，基於本發明之原理而產生的相同或實質上相同的慣性矩係與翼軌之區段中的幾何形狀變化無關。慣性矩相同或實質上相同的區域之長度LT較佳為250 mm ≤ LT ≤ 9000 mm。

換言之，翼軌區段係由塊體特別是透過銑削加工而成，使得，與基本幾何形狀有所偏差的區域，諸如在超高部或在與翼軌區段以動力耦合的方式連接的情況下嵌入轍叉心之尖端的凹入的區域處，在與該翼軌區段相鄰的區域中保留或去除額外的質量，其質量則相當於因幾何曲線變化而產生的的質量。

透過相對於基於本發明之原理而建構的行車邊緣而凹入地延伸的區域，實現本發明之原理就轍叉心在其始端區域中的尖端而言之另一突出的優點。因此，在實際的轍叉心之始端處，轍叉心在其頂面中的寬度可為8 mm至12 mm，而在先前技術中，通常實現小於 5 mm的寬度，而在該始端處，轍叉心係側向地被駛近，並且該始端會下沉，使得，在該區域中，車輪不會在頂側上滾動。

頂面是在轍叉心之行車面中所形成的面，而該行車面係受其側面限制。通過左側面及右側面到達行車邊緣之高度的延長部係定義頂面之寬度。行車邊緣為沿轍叉心之縱向的線，其係平行於共用的行車面切線，並在其下方間隔一距離而延伸。共用的行車面切線是與軌道之兩條鋼軌之行車面相切的直線。

其距離通常為 14 mm，但也可以假定採用10 mm至16 mm之值(取決於鐵路運營商或調控機構)。

就前述 8 mm至12 mm之寬度而言，採用14 mm的距離。

在該區域中，頂面具有平台狀的曲線，即，水平地延伸或相對於水平線略微彎曲。

特別是亦提出：在轍叉心與翼軌區段之間的銜接區域中，可透過對塊體切削加工而加工出一超高部。

特別應強調的是：在第一間隔元件(也被稱為墊隔件)中由塊體整體式地加工出用於轍叉心之防脫軌保護裝置。

為此，特別是提出：第一墊隔件係與翼軌區段整體式地由塊體加工而成，諸塊體各具有一個凹部，其中，在組成翼軌區段時，該等凹部係彼此銜接以形成開放的腔室，而轍叉心之前部自由端，即，最前面的區域，係可調節地佈置在該腔室中。該區域不會被駛過，並且在下文中被稱為凸緣。

在進一步的技術方案中，本發明提出：轍叉心具有特別是長方體的基體，該基體具有自其出發而剖面呈三角形的尖端體，該基體之寬度B為B ≥ 60 mm，特別是B ≥ 70 mm，較佳為75 mm ≤ B ≤ 85 mm。

該基體與該尖端體銜接，其中，該尖端體在與基體銜接的銜接區域中的寬度BS為40 mm ≤ BS ≤ 60 mm，較佳為45 mm ≤ BS ≤ 55 mm。

在實際的尖端之區域中，轍叉心係由基體與尖端體組成，而該尖端體係側向地受諸多側面所限制，該等側面係可被駛近並且限制實際的轍叉心之前端之平台狀頂側(頂面)。

透過作為起始材料的塊體可加工出期望的結構設計及區段之幾何形狀，因此，與標準軌型材相比，行車邊緣與腹部之行車邊緣側的表面之間的距離可能較大，從而提供較多空間，因此，在撞擊轍叉心時，工件尖端便藉由其基體在軌頭部下方之區域中在較大的周長內延伸，即，與使用標準軌型材時相比，基體之寬度可以較為大。

無論如何，因為能以相應較厚的方式建構翼軌區段之腹部區域，所以實現了所需的強度。因此，本發明特別是提出：翼軌區段之腹部在轉換區域中具有厚度D，該厚度為D ≥ 30 mm，特別是D ≥ 40 mm，尤佳為40 mm ≤ D ≤ 60 mm，更佳為45 mm ≤ D ≤ 50 mm。

就車輪轉換而言，可精確地以緊密的公差將包括車輪踏面之超高部在內的最佳幾何形狀銑削至塊體中，而無需使用先前技術所需之附加的複雜彎曲及磨削工藝。與先前技術相比，製造過程與用於標準軌之軋製型材的較大公差無關。

眾所周知，若翼軌之軌道上緣與轍叉心區域在銜接區域中處於同一水平，確切而言是基於車輪之錐形輪廓及翼軌之幾何曲線而朝軌道外部延伸，則其超高部自身可避免車輪在轍叉塊與翼軌的銜接處下沉，反之亦然。

根據先前技術，該超高部係透過在翼軌下方加墊或加襯並彎曲翼軌而製成。根據本發明，此方案並不是必需的，因為超高部係由塊體加工而成，因此，翼軌區段之底側在其整個長度內在二維平面中延伸。

在轍叉心之外部，諸區段可透過由塊體整體加工而成的墊隔件相對彼此支撐，而諸墊隔件可透過高強度的螺旋連接件相互連接。

本發明之用於具有可動的轍叉心的轍叉之翼軌的製造方法之特徵在於：諸翼軌區段在轍叉心外部係透過與該等翼軌整體式地由塊體加工而成的第二墊隔件相對彼此支撐。

在此情況下特別是提出：每個翼軌之至少一個區段係由鍛造鋼塊透過切削加工而製成，其中，可在轍叉心貼靠在翼軌區段上的區域中整體式地加工出軌道上緣之超高部。

較佳地，本發明提出：在第一墊隔件中整體式地建構一防脫軌保護裝置，透過該防脫軌保護裝置以相互彼此支撐諸翼軌。

亦在塊體中加工出用於形成轍叉心之貼靠面的凹部。

此外，在翼軌區段之在轍叉心側延伸的側面中，由塊體加工出相對於行車邊緣之基本曲線呈凹入的區域，該區域具有用於轍叉心之貼靠面。

本發明亦提出：翼軌區段係由塊體加工而成，使得，在翼軌區段之幾何形狀與其基本幾何形狀有所偏差的區域中，例如，在超高部或相對於行車邊緣呈凹入的區域中，根據由幾何曲線變化而產生的材料質量，自塊體去除翼軌區段中之相鄰區域中的材料質量，或者保留除基本幾何形狀之外的材料質量，以使該翼軌區段之截面慣性矩保持不變或實質上保持不變。

如EP 3 312 341 B1中揭露的那樣，已知翼軌區段由鍛造塊製成。但是，相應的翼軌區段適用於具有剛性轍叉心的轍叉。就建構供調節元件穿過的開孔或為了特別是在動態力較大的情況下實現足夠的強度而確定轍叉心之尺寸而言，不存在任何問題。

根據本發明，具有設於相應的翼軌中之區段的轍叉結構特別是安裝在必須吸收較高的動態軸荷的軌道上，即，安裝在設計用於250 km/h及以上之車速的軌道上，該區段係由鍛造塊構成並且佈置在翼軌與轍叉心之間的轉換區域內，其中，每個塊體係單獨製成，即，相對於轍叉心而言為獨立的構件。典型的動態軸荷在30 t至40 t之間。動態軸荷之值係由靜態軸荷乘以速度相關的因子而得出。在速度為250 km/h的情況下，該因子為1.675，在速度為350 km/h的情況下，該因子為1.79。

本發明之其他細節、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，亦可從下文有關附圖所示較佳實施例之說明中獲得。下面結合附圖以闡述本發明之具有可動的轍叉心的轍叉之技術原理，其中，相同的元件原則上採用相同的元件符號。

轍叉10是指此種具有可動的轍叉心12的轍叉，該轍叉心係安裝在滑床板14上，並且可在翼軌16、18之間調節。根據本發明之技術原理，翼軌16、18在轍叉心12與翼軌16、18之間的轉換區域中具有長度為L的區段20、22，其分別透過切削加工鍛造鋼塊而製成。區段20、22之長度例如可在1500 mm至12000 mm之間，但不會由此限制本發明之技術原理。在圖1中，由單獨的塊體加工而成的各區段20、22之長度用L標示。

在區段20、22之前方及後方，該區段特別是透過閃光對焊以與標準軌連接。

鍛造塊係由鋼製成，其鋼之抗拉強度Rm為1175 MPa ≤ Rm ≤ 1500 MPa，斷裂伸長率A為9% ≤ A ≤ 12%，硬度HBW為350 HB ≤ HBW ≤ 500 HB。例如採用鉻貝氏體鋼。藉由球直徑d=2.5 mm、試驗力F=1.839 kN及作用時間10 s -15 s以測量布氏硬度HBW。

轍叉心12可由同一材料製成，可透過道岔驅動器將該轍叉心安放至區段20、22中之一者上，以便可在道岔中行駛於所期望的軌道上。區段20、22與轍叉心12一般透過切削加工由鍛造塊(亦被稱為板坯)加工而成。在此特別是述及銑削。

圖12僅在原理上示出塊體126、128。翼軌區段20、22係由該等塊體製成。

如圖3中的剖面A-A所示，墊隔件32、34與翼軌區段20、22一同由塊體整體式地加工而成，諸墊隔件與翼軌區段係透過高強度的螺旋連接件36以相互連接。墊隔件32、34具有彼此銜接且剖面呈矩形的凹部38、40，被螺釘36所貫穿的形狀配合元件37係插入該等凹部中。

形狀配合元件37係用作為定位裝置、螺釘卸載裝置，並且用於吸收軌道縱向力。

區段20、22分別具有一個底部區段42、44，其係透過軌夾48、50以固定在肋板46或其他適用的底座上。在底部42、44與肋板46之間可佈置有彈性的中間層52。就此而言，參考了充分已知的結構。此外，該等圖示就此而言是不待說明的。

剖面A-A與轍叉心12間隔一距離，確切而言是位於該轍叉心前方。圖5示出轍叉心12之區域中的剖面C-C。可識別出區段20、22，其具有可在其間調節的轍叉心12，該轍叉心係由基體54及自該基體出發的尖端體 56 構成，該尖端體則係朝其自由端呈漸尖，並且在應通過道岔時，該尖端體之一側係以動力耦合的方式貼靠在由鍛造塊加工而成的區段20、22之頭部62或64之側面58或60上。眾所周知，基體54係以可滑動的方式支撐(滑床板14)。

與常規結構之情形一致，頭部62、64係透過腹部66、68以與底部42、44銜接。

在剖面C-C中以點劃線示出標準軌之型材70、72，例如60E1型材(先前的UEC 60)，轍叉區域中之翼軌通常係由該型材透過彎折及彎曲而製成。

如圖所示，區段20、22之腹部66、68之朝向彼此的內表面74、76之間的距離係大於標準軌之間的距離，故而可為轍叉心12提供較多空間，使得，與翼軌完全由標準軌製成的轍叉相比，基體54之寬度B較大。

基體54之寬度B可較之在由標準軌製成的翼軌之間延伸的轍叉心之基體之寬度增大50%。基體54之在前部叉心區域中(即，在轍叉心12與側面58或60發生第一次接觸之區域中)的寬度B可大於60 mm，較佳為大於70 mm，尤佳為在75 mm至85 mm之間的範圍內。

翼軌區段20、22係由鋼塊加工而成，因此，如圖5所示，橫截面積大於標準軌的橫截面積。如此便能實現較大的慣性矩，從而產生較小的彎曲應力。可以較好地適應動態負載。

儘管翼軌區段20、22之內表面74、76之間的距離有所增大，但，該等翼軌區段具有足夠的質量來承受由於行駛於道岔上的列車而產生之動態負荷；因為，根據本發明，係將塊體用作為區段20、22之起始材料，而該塊體具有相應大的尺寸，以便透過切削加工而加工出諸區段20、22。

相應的塊體之橫截面積可為16000 mm ²至40000 mm ²，其中，特別是述及高度H在160 mm至200 mm之間且寬度B在100 mm至200 mm之間的長方體形狀。其長度係與待建構的區段20、22之長度相關，即，特別是在1.2 m至15 m之間。

將抗拉強度Rm為1175 MPa ≤ Rm ≤ 1500 MPa、斷裂伸長率A為9% ≤ A ≤ 12%以及布氏硬度HBW為350 HB ≤ HBW ≤ 480 HB的鋼用作為區段之材料。例如採用鉻貝氏體鋼。藉由球直徑d=2.5 mm、試驗力F=1.839 kN及作用時間10 s -15 s來測量布氏硬度HBW。

在此情況下，可進行加工，使得，垂直於區段20、22之縱軸的截面慣性矩在整個長度的範圍內，至少在轍叉心12貼靠在區段20、22上(即，貼靠在側面58、60上)的區域中，是相同的或實質上是相同的，或者彼此相差至多20%，較佳地至多10%。

在橫截面積在6500 mm ²至15000 mm ²之範圍內的情況下，截面慣性矩Iy例如在200 cm ⁴至1130 cm ⁴之間，Ix例如在1700 cm ⁴至5300 cm ⁴之間。在計算截面慣性矩Iy時，作用力自一側、即自其側面作用於區段20、22上，在計算截面慣性矩Ix時，作用力朝頂面57之方向作用於區段20、22上。藉由軟體以進行計算。

如下文所述，根據本發明，在與結構相關(超高部、凹入區域或用於連桿的通孔)而進行材料堆積或去除的區域中，相應的材料質量在其他區域已被去除或保留。

區段20、22係由一個塊體加工而成，因此，可特別是透過銑削以在車輪轉換區域中精確地以緊密公差實現最佳的幾何形狀，例如，特別是透過銑削加工以實現車輪踏面或轍叉心之支座之超高部，以便特別是在翼軌區段20、22之行車邊緣與轍叉心12之後續的行車邊緣之基本曲線之間實現基本曲線之較小的偏差，如結合圖7所闡述的那樣。

因此，圖7示出圖1所示細節X'，其係與轍叉心12之在其尖端112中的的區域相關，在該區域處，轍叉心12係貼靠在區段22之側面60上。

在轍叉心12位於其頂側的區域中，即，在其頂點係在其中延伸的區域中，轍叉心12係呈平台狀並且具有寬度H，在其叉心之始端處，即，在實際的轍叉心處，該寬度在8 mm至12 mm之間的範圍內。該寬度能夠實現，因為，銑槽80係在側面60中延伸，使得行車邊緣82在其前部的區域84中以相對於區段22之預設基本曲線的行車邊緣85向內偏移的方式延伸。轍叉心12之尖端112係位於透過銑槽80加工出的凹入區域中，並且由此受到保護。在長度E之後，行車邊緣82在區段22之行車邊緣85之延長部中延伸，例如，在基本曲線中延伸。長度E可在80 mm至150 mm之間，特別是在100 mm的範圍內。行車邊緣在其與基本曲線銜接的位置處幾乎呈彎折。

可以看出，在銑槽80中，在轍叉心12之尖端112前方設有空隙86。該空隙86是必要的，以便轍叉心112在熱膨脹的過程中保持在銑槽中。

如圖10所示，轍叉心12係於頭部側在其可駛近的前部區域中平台狀地延伸，其中示出轍叉尖端體56自緊鄰其叉心開始直至某個點的發展，在該點中，轍叉心12之行車邊緣之走向係相當於行車邊緣之基本曲線，即，區段22之在銑槽外部的行車邊緣之走向。

尖端始端處的平台狀區域在圖10中用元件符號57標示。側面58與61之間的寬度，即，尖端體56之頂側處之平台狀區域之寬度，在8 mm至12 mm之間。

側面58或61與豎直線(線63)所成的角度α在10°至20°之間。

轍叉心12之寬度H即為其頂面之寬度，並且係由左側面及右側面58、61至形成邊緣157之高度的延長部所定義。行車邊緣即是沿轍叉心12之縱向方向的線，其根據德國鐵路公司的標準，其例如係在頂面之頂點以下14 mm處延伸。

自圖示中可以看出，尖端體56之寬度係自其尖端之始端開始逐漸增大，如輪廓65、67、69之比較所示。輪廓69相當於轍叉心12在一區域中的橫截面，在該區域中，轍叉心12或其尖端體56之行車邊緣係相當於行車邊緣之基本曲線，即，區段22之基本曲線。相應地適用於區段20。

圖10亦示出翼軌以及區段20之走向變化。

然後，將透過銑削加工出的材料質量保留在區段22的相對立側上，使得區段22之幾何形狀與其基本曲線相比略有變化，因此，不論銑槽80為如何，基本上存在相同的截面慣性矩。

就通常存在的超高部而言，採取相同的處理方式，根據先前技術，係透過加襯以及彎曲翼軌以建構該超高部。

與此相對，根據本發明，區段22以及區段24之超高部係由塊體透過銑削以製成，以便在通過銜接處時避免車輪下沉。與此相關的超高部係在圖2中示出。實線88為區段22之軌道上緣，即，其頂側距區段22之底面的距離最大的線。轍叉心12之上緣係透過線90示出。軌道上緣之在超高部外部的走向係透過線92表示。

根據超高部區域中存在的附加材料，即，該附加材料之質量，在位於區段22中的相鄰區域中去除材料，使得橫截面區域中的質量與鄰接區域中的質量相同，進而產生相同的截面慣性矩。

剖面SS(圖6)係處於區段20、22之具有開孔或鑽孔96、98的區域中，該等開孔或鑽孔係被封閉桿100、102所貫穿，而該等封閉桿則係與道岔驅動器連接，以便能夠將轍叉心12以動力耦合的方式貼靠在區段20或區段22上。

區段20、22之腹部66、68與標準軌之腹部相比為相對較厚，因此，不需要對鑽孔96、98再加工(例如在其邊緣區域)，以達到所需的強度。此外，透過鑽孔96、98去除的質量基本上亦透過區段20、22中的材料凸出以得到補償，從而基本上產生相同的截面慣性矩，即使鑽孔96、98之緊鄰切割面中的截面慣性矩可能小於鄰接區域中的截面慣性矩，但由此亦不會背離本發明之技術原理。

相應的凸出部係在圖9中示出，其相當於圖6之剖面，但，其特徵原則上清楚地表明，與常規的輪廓曲線相比，區段20、22之背側處係透過建構出通孔96、98而被去除的材料量在銑削過程中得到保留。該凸出部在圖9中用元件符號122、124標示。

此外，圖10亦示出轍叉心12係由基體54與尖端體56所構成。其分界係以虛線71表示。在實施例中，基體54在至尖端體56的銜接區域中具有斜面73、75。尖端體56之凹形區域77、79係與該等斜面73、75相連接。尖端體56在與基體54相交的相交線(71)中的寬度BS為40 mm ≤ BS ≤ 60 mm，較佳為45 mm ≤ BS ≤ 55 mm，以便例示性地列舉突出顯示的值。

圖4中的剖面B-B是轍叉心12之凸緣104之區域中的縱向剖面，該凸緣在尖端112前方延伸，並且延伸至由墊隔件108加工而成的腔室106中，該墊隔件則是與區段20由塊體整體切削製成。

相應的墊隔件係自區段22出發，該區段亦具有與凹部106相應的齊平地與凹部106銜接的凹部。在如此形成的空隙中，凸緣104可在調節轍叉心12時移動，從而確保轍叉心12不會在不允許的情況下被抬起，因為，凸緣106之運動在其豎直運動方面受到在頭部側限制凹部106的區段110的限制。

在此情況下，凸緣104及凹部106之尺寸係相互協調，以便能夠實質上無摩擦地調節轍叉心12。

透過墊隔件108以將區段20、22透過高強度螺釘連接在一起。圖4示出螺紋元件136，如結合圖3所產生的那樣，該螺紋元件係被套筒114包圍並且穿過墊隔件108中相應的鑽孔。

圖11再次示出本發明之區段20、22的特徵值。因此，區段20、22的長度LA可在1450 mm至12000 mm之間的範圍內。在此情況下，區段20、22在實際的轍叉心112前方朝轍叉心112之自由端(焊縫113、115)之方向在長度LV內延伸，而該長度可在600 mm至1800 mm之間。在實際的轍叉心112後方，即，朝尖軌根部的方向，區段20、22在大約850 mm至10200 mm的長度LT+LS內延伸，直至到達焊縫117、119。

車輪轉換區域距實際的轍叉心112之距離LU較佳為200 mm ≤ LU ≤ 3000 mm，而在該車輪轉換區域中，車輪載荷實質上係由轍叉心12及區段22或20承載。車輪轉換區域123並不是點狀，而是基於區段22或轍叉心12之下沉而形成的區域。在該區域中，轍叉心12之頂面之寬度約為30 mm至55 mm。

亦示出了區段20、22之長度LT，其中存在相同或實質上相同的截面慣性矩。長度LT在250 mm至9000 mm之間的範圍內，並且在實際的轍叉心112與轍叉心12之與區段20或22分離的區域之間延伸，即，與該區段間隔一定距離。在圖11中，該區域用元件符號121標示，並且顯示為線。

區段20、22延伸至越過該點(距離LS)，較佳地越過另外兩個閾場。距離LS較佳在600 mm至1200 mm之間。

此外，實際的轍叉心112與轍叉心12之前部自由端之間的距離LN如圖11所示。距離LN較佳為100 mm至500 mm。轍叉心12之前部自由端為結合圖4所描述的凸緣104之自由端。

本發明之特徵在於：一種轍叉10，其至少包括具有軌頭部62、64及軌腹部66、68的翼軌16、18，連同可動地佈置在諸翼軌之間的轍叉心12，其中，位於轍叉心與翼軌之間的車輪轉換區域係在該轍叉心之區域中延伸，其中，該等翼軌係可解除地相互連接，並且每個翼軌皆獨立於轍叉心而具有至少在車輪轉換區域之長度內延伸的翼軌區段，或者由此一由鍛造塊製成的翼軌區段所構成。

此轍叉之特徵亦在於：垂直於翼軌區段之縱軸的橫截面中的截面慣性矩Ix、Iy至少在轍叉心與翼軌區段之貼靠面的區域中是相同或實質上相同的，彼此相差至多±20%，特別是至多±10%。

此外，本發明之特徵在於：根據翼軌區段20、22之區域中之在該區域中因翼軌區段之基本幾何形狀之幾何形狀變化而產生的材料質量，係在幾何形狀變化之區域中去除或保留相應的材料質量，以實現相同或實質上相同的截面慣性矩。

本發明之特徵亦在於：轍叉心12之尖端區域與翼軌區段20、22的貼靠面是該翼軌區段之側面60中凹入地延伸至該翼軌區段的行車邊緣之區域80(如銑槽)之一部分，其中，較佳地根據為了形成凹入的區域80而特別是在翼軌區段20、22之背離轍叉心的一側上去除的材料之質量，將較多的材料保留在該翼軌區段上。

本發明之轍叉之特徵在於：轍叉心12之行車邊緣曲線係間隔一距離E以自實際的轍叉心112出發，而與通過區段20、22之行車邊緣以預設的基本曲線銜接，其距離為80 mm ≤ E ≤ 150 mm。

一種具有自翼軌16、18出發的防脫軌保護裝置的轍叉，其轍叉心12之最前面的區域104係可調節地佈置在該防脫軌保護裝置中，其特徵在於：該防脫軌保護裝置係由塊體整體加工而成。

此外，此轍叉之特徵還在於：防脫軌保護裝置係整體式地建構在第一墊隔件108中，翼軌區段20、22則係透過該第一墊隔件以相對於彼此支撐及連接。

本發明之特徵還在於：第一墊隔件108係與翼軌區段20、22整體式地由諸多塊體加工而成，而該等塊體則各具有一個凹部106，其中，在組成諸翼軌區段時，該等凹部係彼此銜接以形成開放的腔室，而轍叉心12之最前面的區域104係可調節地佈置在該腔室中。

本發明之轍叉之特徵亦在於：轍叉心12具有特別是長方體的基體(54)，該基體則具有自其出發而剖面呈三角形的尖端體56，該基體之寬度B為B ≥ 60 mm，特別是B ≥ 70 mm，較佳為75 mm ≤ B ≤ 85 mm。

具有至少一個設於翼軌16、18之腹部66、68中而用於桿元件100、102(如封閉桿或試驗桿)的通孔的轍叉，其特徵在於：翼軌區段20、22之腹部66、68至少在通孔96、98之區域中具有厚度D，該厚度為D ≥ 30 mm，特別是D ≥ 40 mm，尤佳為40 mm ≤ D ≤ 60 mm，更佳為45 mm ≤ D ≤ 50 mm。

此外，此轍叉之特徵在於：在轍叉心12與翼軌區段20、22之間的銜接區域中，透過對塊體切削加工而加工出一超高部。

此轍叉之特徵亦在於：翼軌區段20、22係在轍叉心12之外部透過第二墊隔件32、34以相互支撐，而該等第二墊隔件係與該等翼軌整體式地由塊體加工而成。

此外，本發明之特徵還在於：翼軌區段20、22係由塊體加工而成，使得，在翼軌區段之幾何形狀與其基本幾何形狀有所偏差的區域中，諸如在超高部或相對於行車邊緣85為凹入的區域80中，根據由幾何曲線變化而產生的材料質量，去除翼軌區段中之相鄰區域中之材料質量，或者保留除基本幾何形狀之外的材料質量。

此外，本發明之特徵亦在於提出一種製造用於具有可動的轍叉心12的轍叉10之翼軌16、18的方法，其特徵在於：每個翼軌16、18之至少一個區段20、22係由鍛造鋼塊透過切削加工以製成，其中，在轍叉心12貼靠在翼軌區段20、22上的區域中，整體式地加工出其車輪踏面之一超高部。

本發明之方法之特徵在於：用於轍叉心12之防脫軌保護裝置係與翼軌區段20、22整體式地由塊體加工而成。

本發明之方法之特徵亦在於：在翼軌區段20、22之在轍叉心側延伸的側面58、60中，由塊體加工出具有用於轍叉心12、112之貼靠面而相對於行車邊緣85之基本曲線呈凹入的區域80。

此外，本發明之方法之特徵還在於：翼軌區段20、22係由塊體加工而成，使得，在翼軌區段之幾何形狀與其基本幾何形狀有所偏差的區域中，諸如在超高部或相對於行車邊緣85為凹入的區域80中，根據由幾何曲線變化而產生的材料質量，去除翼軌區段中之相鄰區域中之材料質量，或者保留除基本幾何形狀之外的材料質量，以使該翼軌區段之截面慣性矩保持不變或實質上保持不變。

本發明之方法之特徵亦在於：翼軌區段20、22係由塊體加工而成，使得，垂直於翼軌區段之縱軸的橫截面中的截面慣性矩至少在轍叉心12與翼軌區段之貼靠面的區域中是相同或實質上相同的，彼此相差至多±20%，特別是至多±10%。

10:轍叉 12:轍叉心 14:滑床板 16:翼軌 18:翼軌 20:(翼軌)區段 22:(翼軌)區段 32:(第二)墊隔件 34:(第二)墊隔件 36:螺旋連接件；螺釘 37:形狀配合元件 38:凹部 40:凹部 42:底部(區段) 44:底部(區段) 46:肋板 48:軌夾 50:軌夾 52:中間層 54:基體 56:(轍叉)尖端體 57:頂面；平台狀區域 58:(頭部)側面 60:(頭部)側面 61:(頭部)側面 62:(軌)頭部 63:(豎直)線 64:(軌)頭部 65:輪廓 66:(軌)腹部 67:輪廓 68:(軌)腹部 69:輪廓 70:型材 71:虛線；相交線/分界線 72:型材 73:(基體)斜面 74:(翼軌區段)內表面 75:(基體)斜面 76:(翼軌區段)內表面 77:(尖端體)凹形區域 79:(尖端體)凹形區域 80:銑槽；(凹入)區域 82:行車邊緣 84:區域 85:行車邊緣 86:空隙 88:(實)線；軌道上緣 90:線；轍叉心上緣 92:線；軌道上緣走向 96:鑽孔；通孔 98:鑽孔；通孔 100:封閉桿 102:封閉桿 104:(轍叉心)凸緣；(最前面)區域 106:凹部；腔室 108:(第一)墊隔件 110:(限制)區段 112:(轍叉心)尖端；(實際)轍叉心 113:焊縫 114:套筒 115:焊縫 117:焊縫 119:焊縫 121:(分離)區域 122:凸出部 123:車輪轉換區域 124:凸出部 126:塊體 128:塊體 136:螺紋元件 157:行車邊緣 B:(基體)寬度 BS:(尖端體)寬度 D:(腹部)厚度 E:長度；(間隔)距離 H:(轍叉心)寬度 L:(區段)長度 LA:(區段)長度 LN:距離 LS:(延伸)長度 LT:(延伸)長度 LU:距離 LV:(延伸)長度 X':細節

:角度

圖1為具有可動的轍叉心的道岔之平面圖之局部視圖。 圖2為轍叉心區域之區域中的超高過程之示意圖。 圖3為沿圖1中之A-A線所截取的剖面圖。 圖4為沿圖1中之B-B線所截取的剖面圖。 圖5為沿圖1中之C-C線所截取的剖面圖。 圖6為沿圖1中之S-S線所截取的剖面圖。 圖7為圖1所示細節X＇之示意圖。 圖8為沿圖7中之Y-Y線所截取的剖面圖。 圖9為與圖8相應而在基本軌背側設有附加的材料之示意圖。 圖10為轍叉心之自緊鄰的叉心至叉心的行車邊緣遵循基本曲線的點之發展之示意圖。 圖11為顯示轍叉區域之原理的俯視圖。 圖12為顯示用於加工出翼軌區段的塊體之原理的示意圖。

10:轍叉

12:轍叉心

16:翼軌

18:翼軌

20:(翼軌)區段

22:(翼軌)區段

Claims (18)

1. 一種轍叉，至少包括具有軌頭部(62、64)及軌腹部(66、68)的翼軌(16、18)，連同可動地佈置在諸翼軌之間的一轍叉心(12)，其中，位於該轍叉心與該翼軌之間的一車輪轉換區域係在該轍叉心之區域中延伸，其特徵在於： 該等翼軌(16、18)係可解除地相互連接，每個翼軌(16、18)皆獨立於該轍叉心(12)而具有至少在該車輪轉換區域之長度內延伸的一翼軌區段(20、22)，或者由此一由鍛造塊製成的翼軌區段所構成。
2. 如請求項1之轍叉，其中，垂直於該等翼軌區段(20、22)之縱軸的橫截面中的截面慣性矩(Ix、Iy)至少在該轍叉心(12)與該翼軌區段(20、22)之貼靠面的區域中是相同或實質上相同的，彼此相差至多±20%，特別是至多±10%。
3. 如請求項1或2之轍叉，其中，根據該翼軌區段(20、22)之區域中之在該區域中因該翼軌區段之基本幾何形狀之幾何形狀變化而產生的材料質量，係在該幾何形狀變化之區域中去除或保留相應的材料質量，以實現其相同或實質上相同的截面慣性矩。
4. 如請求項1或2之轍叉，其中，該轍叉心(12)之尖端區域與該翼軌區段(20、22)的貼靠面是該翼軌區段之側面(60)中凹入地延伸至該翼軌區段的行車邊緣之諸如銑槽之類的區域(80)之一部分，而其中，較佳地根據為了形成該凹入的區域(80)而特別是在該翼軌區段(20、22)之背離轍叉心的一側上去除的材料之質量，將較多的材料保留在該翼軌區段上。
5. 如請求項1或2之轍叉，其中，該轍叉心(12)之行車邊緣曲線係間隔一距離E以自其實際的轍叉心(112)出發，而與通過該區段(20、22)之行車邊緣以預設的基本曲線銜接，其距離為80 mm ≤ E ≤ 150 mm。
6. 如請求項1之轍叉，具有自該翼軌(16、18)出發的一防脫軌保護裝置，而該轍叉心(12)之最前面的區域(104)係可調節地佈置在該防脫軌保護裝置中，其中，該防脫軌保護裝置係由塊體整體加工而成。
7. 如至少請求項6之轍叉，其中，該防脫軌保護裝置係整體式地建構在一第一墊隔件(108)中，該等翼軌區段(20、22)則係透過該第一墊隔件以相對於彼此支撐及連接。
8. 如請求項6或7之轍叉，其中，該第一墊隔件(108)係與該等翼軌區段(20、22)整體式地由諸多塊體加工而成，而該等塊體則各具有一個凹部(106)，而其中，在組成諸翼軌區段時，該等凹部係彼此銜接以形成開放的腔室，而該轍叉心(12)之最前面的區域(104)係可調節地佈置在該腔室中。
9. 如請求項1或2之轍叉，其中，該轍叉心(12)具有一特別是長方體的基體(54)，該基體則具有自其出發而剖面呈三角形的一尖端體(56)，該基體之寬度B為B ≥ 60 mm，特別是B ≥ 70 mm，較佳為75 mm ≤ B ≤ 85 mm。
10. 如請求項1或2之轍叉，具有至少一個設於該翼軌(16、18)之腹部(66、68)中而用於諸如封閉桿或試驗桿之類的一桿元件(100、102)的通孔，其中，該翼軌區段(20、22)之該腹部(66、68)至少在該通孔(96、98)之區域中具有厚度D，該厚度為D ≥ 30 mm，特別是D ≥ 40 mm，尤佳為40 mm ≤ D ≤ 60 mm，更佳為45 mm ≤ D ≤ 50 mm。
11. 如請求項1或2之轍叉，其中，在轍叉心(12)與翼軌區段(20、22)之間的銜接區域中，透過對塊體切削加工而加工出一超高部。
12. 如請求項1或2之轍叉，其中，該等翼軌區段(20、22)係在該轍叉心(12)之外部透過第二墊隔件(32、34)以相互支撐，而該等第二墊隔件係與該等翼軌整體式地由塊體加工而成。
13. 如請求項1或2之轍叉，其中，該翼軌區段(20、22)係由塊體加工而成，使得，在該翼軌區段之幾何形狀與其基本幾何形狀有所偏差的區域中，諸如在一超高部或一相對於其行車邊緣(85)為凹入的區域(80)中，根據由幾何曲線變化而產生的材料質量，去除該翼軌區段中之相鄰區域中之材料質量，或者保留除基本幾何形狀之外的材料質量。
14. 一種製造用於具有可動的轍叉心的轍叉之翼軌的方法，其特徵在於： 每個翼軌(16、18)之至少一個區段(20、22)係由鍛造鋼塊透過切削加工以製成，其中，在該轍叉心(12)貼靠在其翼軌區段(20、22)上的區域中，整體式地加工出其車輪踏面之一超高部。
15. 如請求項14之方法，其中，用於該轍叉心(12)之一防脫軌保護裝置係與該翼軌區段(20、22)整體式地由塊體加工而成。
16. 如請求項14或15之方法，其中，在該翼軌區段(20、22)之在轍叉心側延伸的諸側面(58、60)中，由塊體加工出具有用於該轍叉心(12、112)之一貼靠面而相對於其行車邊緣(85)之基本曲線呈凹入的一區域(80)。
17. 如請求項14或15之方法，其中，該翼軌區段(20、22)係由塊體加工而成，使得，在該翼軌區段之幾何形狀與其基本幾何形狀有所偏差的區域中，諸如在一超高部或一相對於其行車邊緣(85)為凹入的區域(80)中，根據由幾何曲線變化而產生的材料質量，去除該翼軌區段中之相鄰區域中之材料質量，或者保留除基本幾何形狀之外的材料質量，以使該翼軌區段之截面慣性矩保持不變或實質上保持不變。
18. 如請求項14或15之方法，其中，該翼軌區段(20、22)係由塊體加工而成，使得，垂直於該翼軌區段之縱軸的橫截面中的截面慣性矩至少在該轍叉心(12)與該翼軌區段之貼靠面的區域中是相同或實質上相同的，彼此相差至多±20%，特別是至多±10%。

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