专利名称：纵向不间断接触的钢轨连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纵向不间断接触的钢轨连接结构，更具体的说，涉及在钢轨上行驶的车辆，例如火车、有轨电车、矿车等等，在行驶过程中，当车轮通过两根钢轨之间的连接部分时，车轮的外圆周在钢轨的长度方向上始终与钢轨接触，没有任何间断的钢轨连接结构。
现有的轨道车辆，例如火车、有轨电车、矿车等，所使用的轨道都是用在工厂内制成的单根钢轨一根接一根地铺在路基上连接而成的。长达几十公里甚至几千公里的轨道需要无数根钢轨连接而成。而且，为了让钢轨在长度上能热胀冷缩，必须在两根钢轨连接的端部留有一定长度的横向接缝。也就是说，车轮在钢轨的纵向与钢轨的接触是间断的。
正是由于这种横向接缝，给轨道车辆的运行造成了许多固有的缺点，而且，随着对行车速度的要求越来越高，这种缺点也日益显得严重起来。这种缺点大致有以下几方面。
1．由于横向接缝的存在，车轮与钢轨端头之间有冲击作用，这种冲击既是限制行车速度的重要因素，也影响车辆运行的安全和稳定性。
2．上述冲击作用会产生很大的噪音，不但影响乘客的精神状态和乘客的舒适性，而且在进入或通过市区时，会造成噪声污染。
3．这种冲击作用将影响车轮部件、减震系统和车辆的相关部件的使用寿命，也对所铺设的钢轨以及枕木、路基等设施产生影响，需要加强维修，并会缩短其使用寿命。
4．这种冲击作用也增大了车辆行驶的能量消耗。
本发明的目的，就是为了消除现有钢轨连接结构所存在的上述各种缺点，提供一种新颖的钢轨连接结构，这种连接结构使得车轮能与钢轨沿纵向不间断地接触，消除了车轮与钢轨端头之间的冲击作用，因而从根本上消除了现有连接结构中存在的各种缺点。
本发明的目的是由下列技术方案达到的一种轨道车行驶用的钢轨连接结构，它由被连接的两根钢轨的相邻的端部，外夹板、内夹板，以及各种连接用的紧固件所组成，其特征在于，上述内、外夹板中至少有一种夹板具有中央承重凸起部分，而上述相邻的两个端部上分别形成容纳并与上述凸起部分配合的凹进部分，从而在夹板的凸起部分与被连接的两根钢轨的相邻的两个端部之间，沿着钢轨的长度方向，形成了钢轨及夹板的凸起部分与车轮不问断接触的连接结构。
下面，参照附图详细描述本发明的钢轨连接结构的实施例。通过对实施例的描述，将使本发明的种种优点变得更加清楚和明瞭。附图中
图1是本发明的钢轨连接结构的第一实施例的示意立体图；图2是本发明的钢轨连接结构的第一实施例的横断面图；图3是本发明的钢轨连接结构第一实施例中的钢轨的立体图，表示钢轨两端凹进部分的形状；图4是表示本发明的钢轨连接结构第一实施例中的带承重凸起部分的内夹板的外侧的立体图；图5是表示本发明的钢轨连接结构第一实施例中的带承重凸起部分的内夹板的内侧的立体图；图6是本发明的钢轨连接结构的第二实施例的横断面图；图7是本发明的钢轨连接结构的第二实施例中的钢轨的立体图，表示钢轨两端的结构；
图8是表示本发明的钢轨连接结构的第二实施例中的带承重凸起部分的内夹板的外侧的立体图；以及图9是表示本发明的钢轨连接结构的第二实施例中的带承重凸起部分的内夹板的内侧的立体图。
请参阅图1，标号1表示本发明中采用的经过改进的钢轨，在钢轨1的两端，在其承重面的内侧，形成了长度为L，宽度为T的凹进部分。标号2表示本发明的连接钢轨用的内夹板，在内夹板2与钢轨接触的一面上，形成了宽度为T，长度为B，能与上述钢轨端部凹进部分配合的凸起部分。长度B等于或小于2L。当连接结构装配好时，凸起部分的顶面与钢轨顶面齐平。此外，还有连接钢轨用的外夹板5和连接用的紧固件圆头螺栓4、弹簧垫圈3和六角螺母6，但这些零件的结构都与现有技术中的相同，没有改变。
如图1和3的第一实施例所示，钢轨1的相邻的端部安装内夹板一侧，各切出宽为T，长为L的缺口，用以容纳内夹板2的承重凸起部分。由图1可见，内夹板2的承重凸起部分嵌在钢轨1的凹进部分内，紧贴凹进部分的侧面，并且其顶面与钢轨的顶面齐平。从而在钢轨的顶面上形成了一条纵向可与车轮连续接触的承压面。
图2是本发明第一实施例的横断面图，表示内夹板2和外夹板3与两根钢轨1装配在一起时的情况。图2中的标号7是固定卡板，标号8是地脚螺栓，标号9是固定卡板尾垫，标号10是平垫圈，标号11是减震塑胶垫，标号12是双环弹簧垫，标号13是枕木。以上这些构件都与现有技术中的构件相同，并起同样的作用。由图2可见，当内夹板2与外夹板3把钢轨1连接起来时，内夹板2的承重凸起部分紧贴在钢轨缺口的侧面上，并且其承重凸出部分的顶面与钢轨1的顶面齐平。这样，虽然两根钢轨1的端面之间仍留有缝隙，但内夹板的承重凸出部分弥补了这个缝隙，使车轮在行进时始终由钢轨顶面或内夹板的承重凸出部分支承着，从而消除了车轮与钢轨端面之间的冲击作用，也就消除了因冲击作用而引起的各种缺点。
图4和图5表示第一实施例中从不同侧面看的带有承重凸出部分的内夹板2。
请参阅图6至图9，这几个图中表示了本发明的第二实施例。图6是本发明第二实施的横断面图。图6中除了钢轨1′和内夹板2′的结构与实施例1中的不同之外，其余构件都与实施例1中的相同。
如图6所示，实施例2中的钢轨1′除了在两端形成凹进部分，以容纳内夹板2′的凸出部分之外，还在凹进部分中形成了高度为h宽度为t的凹台阶C，此凹台阶C的结构形状如图7所示。如图8和9所示，在内夹板2的承重凸出部分上形成了凸台阶D。连接时，凸台阶D的底面靠压在凹台阶C的顶面上，如图6所示。
在第一实施例中，夹板的承重凸出部分所承受的车轮传递来的力是通过连接结构中的紧固件传递给钢轨的，而在第二实施例中，则是通过凹、凸台阶的接触传递给钢轨的，连接结构的紧固件不承受车轮的压力。
以上的实施例中，都是在内夹板上设置凸起部分，在钢轨的内侧形成凹进部分。这种结构适用于如火车那样的内侧带有凸缘的车轮。如果是车轮的外侧带有凸缘的车轮，就可以在外夹板上设置凸起部分，并在钢轨的外侧形成凹进部分。如果是两侧都带有凸缘的车轮，则既可以在两个夹板上都设置凸起部分，也可以只在其中的一块夹板上设置凸起部分。
此外，本发明中钢轨端部凹进部分的宽度T和长度L应该与内(外)夹板上的承重凸起部分的宽度T和长度B配合，其尺寸大小应根据钢轨的型号来选择，并且B应于等于或小于2L，以便在钢轨之间和钢轨的凹进部分与夹板端面之间留出间隙。对于常用的钢轨型号，一般宽度T在15至30毫米范围内，长度L在40到60毫米的范围内，而长度B在80到120毫米范围内。
此外，本发明第二实施例中的钢轨上的凹台阶和夹板上的凸台阶的高度尺寸h可在10～15毫米范围内，宽度寸尺t可在5～10毫米范围内。
综上所述，由于本发明的钢轨连接结构使得车轮与钢轨之间沿钢轨纵向的接触不再间断，消除了车轮与钢轨之间的撞击作用力，因而能大幅度提高车辆的运行速度，节约能源消耗，大大降低噪音污染，提高乘坐的舒适性，提高车辆的零部件和钢轨、路基等的使用寿命。同时，由于本发明只改进了钢轨端部的结构和一块(或两块)夹板的结构，其余的连接用紧固件及路基用的枕木、地脚螺栓等都可以使用原有的配件，不必修改，所以改造所需的投资少，可节约大量资金。
权利要求
1．一种轨道车行驶用的钢轨连接结构，它由被连接的两根的两根钢轨的相邻的端部、外夹板、内夹板以及各种连接用的紧固件所组成，其特征在于，上述内、外夹板中至少有一种夹板具有中央承重凸起部分，而上述相邻的两个端部上分别形成容纳并与上述凸起部分配合的凹进部分，从而在内夹板的凸起部分与被连接的两根钢轨的相邻的两个端部之间，沿着钢轨的长度方向，形成了钢轨及夹板的凸起部分与车轮不间断接触的连接结构。
2．如权利要求1所述的钢轨连接结构，其特征在于，上述具有中央承重凸起部分的夹板是内夹板。
3．如权利要求1或2所述的钢轨连接结构，其特征在于，上述钢轨端部凹进部分的宽度T在15～30毫米的范围内，长度L在40～60毫米的范围内；上述夹板上的中央承重凸起部分的宽度T在15～30毫米的范围内，长度B在80～120毫米范围内。
4．如权利要求1或2所述的钢轨连接结构，其特征在于，在上述夹板的中央承重凸起部分上起形成凸台阶D，在上述钢轨两端部的凹进部分上还形成与上述凸台阶配合的凹台阶C，上述凸台阶D的底面靠压在上述凹台阶C的顶面上。
5．如权利要求4所述的钢轨连接结构，其特征在于，上述凸台阶D与凹台阶C的高度尺寸在10～15毫米范围内，宽度t在5～10毫米范围内。
全文摘要
本发明提供了一种轨道车行驶用的钢轨连接结构。这种结构在夹板上形成中央凸起部分,在被连接钢轨的端部形成容纳并与该凸起部分配合的凹进部分,从而使得车轮能不间断地与钢轨接触,消了车轮与钢轨端部之间的冲击。这种连接结构能大大提高行车速度和车辆运行的安全和稳定性,消除了因冲击作用而产生的噪音,有利于环境保护和延长车辆上各种部件和路基上各种构件的寿命。实施这种结构的投资少,成本低。
文档编号E01B11/00GK1318670SQ01110729
公开日2001年10月24日 申请日期2001年4月18日 优先权日2001年4月18日
发明者钟国柱 申请人:钟国柱