TWI725084B - 軌道段以及連接軌道構件之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種軌道段，其包括透過間隔件(4、13)而相連之軌道構件(1、6、9、11、12)，其中至少一第一軌道構件具有軌腹(23、28)。為保證在結構簡單之情況下形成亦能承受高負荷之可靠連接，透過此連接確保軌道構件之間存在恆定間距，本發明提出，管狀元件(2、5)自該第一軌道構件之軌腹(23、28)出發，該管狀元件以材料接合方式連接該間隔件(4、13)。

Description

軌道段以及連接軌道構件之方法
本發明係有關於一種軌道段，其包括透過至少一間隔件而相連之軌道構件，該等軌道構件尤指連接轍尖或者連接與該轍尖銜接之連接軌的翼軌，其中至少一第一軌道構件具有軌腹。
此外，本發明係有關於一種藉由間隔元件(如墊隔件)連接第一軌道構件(如翼軌)與第二軌道構件(如轍尖或連接軌)之方法，該間隔元件在該等軌道構件之間延伸且將該等軌道構件相互隔開，其中該間隔件在該等具有腹部的軌道構件中之至少一者的腹部區域以材料接合方式連接該軌道構件。
數個軌排相交而轉轍或交叉時形成轍岔，其中發生交叉之軌排的運行邊緣在轍岔中中斷。自尖軌繼續延伸的軌排在轍岔區域彎曲且被稱作翼軌。
DE 44 42 416 C2提出一種用於在兩鋼軌段間形成固定間距之墊隔件，該二鋼軌段尤指一翼軌及一轍尖。為防止焊接時產生非期望之應力峰值，該墊隔件於軌側具有有助於形成無稜角狀態之橢圓板。藉此避免因焊接操作而產生應力峰值。
為避免因焊接操作而可能發生的材料變化，在藉由墊隔件將翼軌與轍岔塊焊接在一起後，將轍岔作一體調質處理。
DE 42 24 156 A1提出一種轍岔，其尖部由若干未經 焊接之組件構成。為防止該等組件之間發生相對運動，將一套筒無隙貫穿該等轍岔組件，而該套筒中設有銷栓，對應轍尖之翼軌透過該銷栓彼此相連。
在DE 10 2007 054 213 B4所提出的轍岔中，在轍尖與翼軌間延伸之墊隔件未與轍尖螺接及/或焊接。
在實際操作中，墊隔件與轍尖及翼軌高強度螺接，因為人們認為，相關結構成本低廉且易於安裝。然而事實表明，相應的螺接有可能鬆脫。
本發明之目的在於對前述類型之軌道段以及連接軌道構件之方法進行改良，使得在結構簡單之情況下形成亦能承受高負荷之可靠連接，透過此連接確保軌道構件之間存在恆定間距。
本發明用以達成該目的之解決方案主要為一種前述類型之軌道段，其中，管狀元件自該第一軌道構件之軌腹出發，該管狀元件以材料接合方式連接該間隔件。
本發明利用材料接合連接來連接間隔件與該或該等軌道構件，但該等軌道構件之組織狀態基本不受影響，因為該材料接合連接應僅形成於管狀元件與在先前技術中亦被焊接的間隔件之間。其中，若係有關於轍岔，則本發明之連接數目可與普通螺接數目相當。
由於在間隔件與鋼軌之間實施間接焊接，即非直接焊接，可使用任意等級之鋼軌，此為本發明之技術原理的一特殊優點。
相當於對鋼軌實施間接焊接，因為鋼軌未被或基本上未被直接焊接。特定言之，焊接方法可採用氣護焊接，較佳混合氣 遮護焊接，較佳DIN EN ISO 4063：2011-03所規定的MAG 135/136，或者採用電弧焊，特別是DIN EN ISO4063：2011-03所規定的手工電弧焊。
本發明特別提出，該管狀元件(如套管)貫穿該軌腹中之通孔(如開孔)，從而能夠自該腹部背離該間隔件的一側出發實施該材料接合連接，如焊接。
其中，該管狀元件(下文亦稱套管)在其背離(即遠離)該間隔件的一側具有橫向於該套管之縱軸延伸的區段，如凸緣，特別是環繞式凸緣，該凸緣貼靠於該腹部之外側。
本發明進一步提出，該套管於間隔件側延伸之端面相對於背離間隔元件延伸之腹部外表面回縮設置。換言之，當間隔件支承於腹部或壓抵腹部時，在套管與間隔件之間形成間隙。如此一來，連接中由於輸入焊接熱而產生之內應力有助於構件之間形成壓緊配合連接。
特定言之，該管狀元件應透過壓配合連接該軌道構件。
一種藉由間隔件(如墊隔件)連接第一軌道構件(如翼軌)與第二軌道構件(如轍尖或焊接軌)之方法，該間隔元件在該等軌道構件之間延伸且將該等軌道構件相互隔開，其中該間隔件在該等具有腹部的軌道構件中之至少一者的腹部區域以材料接合方式連接該軌道構件，其特徵在於，在該腹部中形成通孔，將管狀元件插入該通孔，並且將該管狀元件(即具有通孔之元件)以材料接合方式連接該間隔件。在此特別提出，將該管狀元件(如套管)以壓配合方式固定於該通孔中。
本發明進一步提出，將該腹部且進而將該軌道構件保持在該間隔件與該管狀元件於該腹部之背離該間隔件的一側延伸之區段(如凸緣)間。
特定言之，本發明之特徵在於，自該等具有腹部的軌道構件中之每一者皆發出一管狀元件，並且將每個管狀元件以材料接合方式連接一將該等軌道構件相互隔開之間隔元件。
本發明之特徵亦在於一種軌道段，其包括透過間隔件而相連之軌道構件，該等軌道構件尤指連接轍尖或者連接與該轍尖銜接之焊接軌的翼軌，其中至少一第一軌道構件具有軌腹，並且管狀元件自該第一軌道構件之軌腹出發，該管狀元件以材料接合方式連接該間隔件，其中間隙在該管狀元件於間隔件側延伸之端面與貼靠於該腹部之外表面的該間隔件之間延伸。
一種藉由間隔元件(如墊隔件)連接第一軌道構件(如翼軌)與第二軌道構件(如轍尖或焊接軌)之方法，該間隔元件在該等軌道構件之間延伸且將該等軌道構件相互隔開，在該腹部中形成通孔，將管狀元件插入該通孔，並且將該管狀元件以材料接合方式連接該間隔件，其特徵在於，將該管狀元件以壓配合方式固定於該通孔中，將該腹部保持在該間隔件與該管狀元件於該腹部之背離該間隔件的一側延伸之區段間。
該等管狀元件或套管之材料較佳可採用鋼材，特別是CEN ISO/TR 15608：2005所規定的材料組1.2之鋼材。
1:(第一)軌道構件；翼軌/鋼軌
2:套管
3:焊接連接/焊縫
4:間隔件/墊隔件
5:套管
6:(第二)軌道構件；焊接軌/鋼軌
7:間隙
9:(第二)軌道構件；轍尖/V形塊/轍岔塊
10:間隔件/墊隔件
11:(第一)軌道構件；翼軌
12:(第二)軌道構件；焊接軌
13:間隔件/墊隔件
14:法蘭/凸緣
21:頭部
23:腹部/軌腹
25:軌底/底部
26:頭部
27:開孔/通孔
28:腹部/軌腹
29:(軌腹)外側/外表面
30:軌底/底部
34:開孔/通孔
36:(軌腹)外側/外表面
38:基體
40:端面
42:端面
44:(軌腹)內表面
46:(軌腹)內表面
48:端面/端側邊緣
50:腹部側邊緣
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。其中：圖1為轍岔區域俯視圖；圖2為沿圖1中II-II線所截取之剖面圖；圖3為圖2之局部視圖；及圖4為具有對應的凸緣套管之鋼軌。
以下結合轍岔闡述本發明之技術原理，但本發明不限於此。確切而言，在軌道上部結構方面，本發明之技術原理普遍適用於需將鋼軌構件相互隔開地彼此相連之處。
圖1示出固定式轍岔俯視圖，該轍岔的主要組件包括採用塊狀結構之轍尖9以及連接該轍尖之焊接軌6、12。如吾人所知，翼軌1、11沿轍尖9延伸且局部沿焊接軌6、12延伸，該等翼軌與具有圖示轍岔之轉轍器的尖軌銜接。至此，以上所述者皆為熟習結構。
根據本發明之技術原理，將翼軌1、11連接轍尖9及焊接軌6、12，並且將焊接軌6、12彼此相連。
先前技術係藉由螺接實現固定式轍岔中的相應固定。其中，將間隔件即墊隔件定位於待連接之鋼軌或待連接之鋼軌與V形塊之間。將螺絲裝入待連接之構件中齊軌腹高度處的開孔，藉由該螺絲將構件高強度拉緊。但其缺點在於，螺接有可能鬆脫。此為本發明之切入點。因此，本發明提出一種以焊接技術實施的無螺絲連接，其中鋼軌基本上不焊接，藉此避免或很大程度上避免鋼軌中之組織變化。下面將參照圖2至圖4詳述之。
圖2示出沿圖1中II-II線所截取之剖面圖，即翼軌1 與焊接軌6之間的連接區域。然而，圖2所示之結構同樣適用於焊接軌6、12相互間之連接或V形塊9與翼軌1、11間之連接。
如圖2所示，翼軌1及焊接軌6皆具有頭部21、26，該頭部透過腹部23、28與軌底25、30銜接。每個腹部23、28皆具有可供套管2、5插入之開孔27、34，該套管分別具有法蘭或凸緣14，如圖2及圖3所示，當套管2、5特定言之透過壓配合插設於開孔27、34中時，該法蘭或凸緣貼靠於腹部23、28之外側29、36。套管2、5與鋼軌1、6或其腹部23、28之間亦可採用其他連接以代替壓配合。
而後將間隔件或墊隔件4定位於鋼軌1、6之間，該間隔件或墊隔件由具有端面40、42之塊狀基體38構成，該等端面貼靠於腹部23、28之內表面44、46並封閉開孔27、34。此外，若干徑向區段凸出於基體38，以便將墊隔件4支承於頭部21、26之底側及底部25、30之頂側。在完成墊隔件4相對於鋼軌1、6的正常定位之後，在套管2、5之內側(即，鄰近腹部23、28之內表面44、46的內側)與墊隔件4之對應端面40、42間實施焊接連接3作為材料接合連接，參見圖2及圖3。較佳透過氣護焊接如混合氣遮護焊接或電弧焊(如手工電弧焊)建立該焊接連接。
相當於實施間接焊接，因為焊縫基本上不從鋼軌1、6出發。
如前所述，套筒或套管2之凸緣或法蘭14沿腹部23、28之外側29、36延伸，即在焊縫3之相對側延伸，使得在焊接操作之後，鋼軌1、6保持抵靠墊隔件4之狀態。其中，該等構件採用能使墊隔件4壓抵軌腹23、28之幾何設計。腹部23、28相當於 被夾緊固定於套管2、5的法蘭或凸緣14與墊隔件4之間。
特別如圖3所示，焊縫3在套管2之端面48區域延伸，該端面與凸緣14之腹部側邊緣50間的間距小於腹部23、28之厚度，使得在墊隔件4之端面40、42與套管2或其端側邊緣48間產生間隙7。如此一來，連接中由於輸入焊接熱而產生之內應力有助於構件之間形成壓緊配合連接。
根據本發明之技術原理，在轍岔塊9區域，僅在翼軌1、11中設置套管或套筒，墊隔件10則以慣常方式與轍岔塊9焊接。
結合圖4所示欲再次說明，在其中一軌道構件(在圖4所示之實施例中為翼軌1)之腹部中設有開孔27，套管2或合適的其他管狀元件被插入該開孔，而後將該元件之內側與支承於腹部23之間隔件焊接在一起。
圖2中以符號4及13標示墊隔件，藉此表達相關連接亦適用於圖1所示的其他軌道構件之含義。在圖1中，墊隔件4在翼軌1與焊接軌6間延伸，且墊隔件13在焊接軌6與12間延伸。
V形塊9以慣常方式與該等墊隔件焊接。
本發明並非在軋製鋼軌1、6、11、12上直接焊接。以焊接技術實現之該無螺絲固定方法基本上不影響鋼軌1、6、11、12之已有組織狀態，因為焊接連接僅間接地形成於V形塊9及墊隔件4、13中，即在先前技術中被焊接之構件。固定次數可等於螺接轍岔之固定次數。
本發明不必在鋼軌1、6、11、12與間隔件4、13之間實施焊接。
套管2、5或該管狀元件的材料特定言之可採用最低 屈服強度介於275N/mm2與360N/mm2間之鋼材。
1‧‧‧翼軌/鋼軌
2‧‧‧套管
3‧‧‧焊接連接/焊縫
4‧‧‧間隔件/墊隔件
5‧‧‧套管
6‧‧‧焊接軌/鋼軌
13‧‧‧墊隔件/間隔件
14‧‧‧法蘭/凸緣
21‧‧‧頭部
23‧‧‧腹部/軌腹
25‧‧‧軌底/底部
26‧‧‧頭部
27‧‧‧開孔/通孔
28‧‧‧腹部/軌腹
29‧‧‧外側/外表面
30‧‧‧軌底/底部
34‧‧‧開孔/通孔
36‧‧‧外側/外表面
38‧‧‧基體
40‧‧‧端面
42‧‧‧端面
44‧‧‧內表面
46‧‧‧內表面

Claims (11)

  1. 一種軌道段，其包括透過至少一個間隔件(4、10、13)而相連之多個軌道構件(1、6、9、11、12)，該等軌道構件尤指連接一轍尖(9)或是連接與該轍尖銜接之諸焊接軌(6、12)的翼軌(1、11)，其中至少一個第一軌道構件具有一軌腹(23、28)，其特徵在於：一管狀元件(2、5)自該第一軌道構件之該軌腹(23、28)出發，係以材料接合方式連接該間隔件(4、10、13)；以及諸如套管之類的該管狀元件(2)係貫穿該軌腹(23、28)中之一通孔(27、34)，且在背離該間隔件的區域內具有貼靠於該軌腹(23、28)之諸外表面(29、36)的諸如凸緣(14)的一區段。
  2. 如請求項1之軌道段，其中，該間隔件(4、10、13)係與該管狀元件(2)焊接在一起，而其中，一焊縫(3)在該管狀元件之內側與該間隔件之間延伸。
  3. 如請求項1之軌道段，其中，該管狀元件(2)之位於間隔件側的端面(48)係相對於在間隔件側延伸的諸軌腹內表面(44、46)所定義的平面回縮設置。
  4. 如請求項3之軌道段，其中，一間隙(7)係在該管狀元件(2、5)之在間隔件側延伸的端面(48)與貼靠於該軌腹(23、28)之諸內表面(44、46)的該間隔件(4、10、13)之間延伸。
  5. 如請求項1之軌道段，其中，該管狀元件(2、5)係透過壓配合以連接該軌腹(23、28)。
  6. 如請求項1之軌道段，其中，就第二軌道構件而言，該間隔件(4、10、13)係以材料接合方式連接該管狀元件(2、5)，如同該間隔件(4、10、13)連接該第一軌道構件。
  7. 一種連接軌道構件之方法，其係藉由諸如墊隔件之類的一間隔件(4、10、13)以連接諸如翼軌(1、11)之類的第一軌道構件(1、11)與諸如轍尖或焊接軌之類的第二軌道構件(6、9、12)，該間隔件係在該等軌道構件之間延伸且將該等軌道構件相互隔開，其中，該間隔件係在該等具有一軌腹(23、28)的軌道構件中之至少一者之腹部區域以材料接合方式連接該軌道構件，其特徵在於：在該軌腹(23、28)中形成一通孔(27、34)，將一管狀元件(2、5)插入該通孔，並且，將該管狀元件以材料接合方式連接該間隔件(4、10、13)。
  8. 如請求項7之方法，其中，將諸如套管之類的該管狀元件(2、5)以壓配合方式固定於該通孔(27、34)中。
  9. 如請求項7之方法，其中，將該軌腹(23、28)保持在該間隔件(4、10、13)與該管狀元件(2)之在該軌腹之背離該間隔件的一側延伸的諸如法蘭或凸緣(14)的一區段之間。
  10. 如請求項7之方法，其中，自該等具有軌腹(23、28)的軌道構件(1、6、11、12)中之每一者皆發出該管狀元件(2、5)，並且，將每個管狀元件以材料接合方式連接將該等軌道構件相互隔開的該間隔件(4、10、13)。
  11. 如請求項7之方法，其中，以選自於電弧焊、氣護焊接之群組的至少一種焊接方法，在該管狀元件(2、5)之內側與該間隔件(4、10、13)或其在管狀元件側延伸的端面(40、42)之間，實施其材料接合連接。
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