岔心和用于制造用于岔心的翼轨的方法与流程

本发明涉及一种岔心，所述岔心包括可运动地布置在翼轨之间的岔心尖部，其中，车轮转移区域在岔心尖部的区域中伸延。

背景技术：

1、作为道岔一部分的岔心可实现在交叉轨道之间的过渡。可弹性地运动的岔心尖部的基本特征在于，行驶棱边闭合，由此车轮始终在相关区域中得到引导和承载。在此，岔心尖部通过锁闭元件以力配合和形状配合的方式抵着相应的翼轨靠放。为此，从道岔驱动装置伸出来调节杆，该调节杆与岔心尖部连接，以便使所述岔心尖部运动并且靠放到翼轨之一处。

2、翼轨通常是由常规型材、如60e1制成的轧制常规路轨。由此决定地，由于标准横截面和与路轨材料的相关性，关于翼轨设计的结构可能性受限。

3、例如，由ep1455016a2或ep1455017a2可以得到带有可弹性地运动的岔心尖部的岔心。

技术实现思路

1、除了可弹性地运动的岔心尖部之外，还存在带有刚性的岔心尖部的岔心、即相对于翼轨不可调节的岔心尖部。

2、本发明基于以下任务：如此改进带有可运动的岔心尖部的岔心，使得在翼轨和岔心尖部之间的转移区域中能实现几乎最佳的几何结构设计。在驶过岔心时的舒适度也应提高，尤其是避免或减少冲击。

3、与现有技术相比，在岔心中得以使用的构件的磨损和负荷都应减少。

4、为了解决这些方面之中的一个或多个方面，本发明基本上设置成，每个翼轨与岔心尖部分开地具有至少在车轮转移区域的长度上伸延的区段，所述区段相应由经锻造的块体制造。

5、根据本发明，提供了一种岔心，在该岔心中，在车轮转移区域中，翼轨的区段通过经预锻造的钢块体取代，该钢块体被切削加工。根据现有技术，可运动的岔心的翼轨在整个长度上基本上由轧制的常规型材组成，由此导致关于几何结构特性的限制。

6、由经锻造的块体制成的区段尤其是以闪光对焊方法与常规路轨的区段连接，所述常规路轨的区段在由经锻造的钢块体组成的区段的前面和后面伸延。

7、在相应的翼轨中的块体区段的主要优点应在于，与现有技术相比，该区域在几何结构设计和所使用的材料方面可以更自由地进行设计；因为根据现有技术使用的常规型材由于其标准横截面及其与有限的路轨材料的相关性而在其结构可能性方面受到限制。

8、与常规路轨型材相比，可以实现更高的惯性矩和阻力矩，从而出现较小的弯曲应力。

9、尤其是设置成，单独制造的区段具有在1.2m和12m之间的长度，而由此不应对根据本发明的教导进行限制。

10、作为针对区段的材料使用抗拉强度rm为1175mpa≤rm≤1500mpa、断裂伸长率a为9％≤a≤12％、布氏硬度hbw为350hb≤hbw≤500hb的钢。示例性地列举铬贝氏体钢。布氏硬度在球直径d＝2.5mm、测试力f＝1.839kn且作用持续时间为10秒-15秒的情况下测量。

11、通过使用经锻造的块体(该块体也可称为板坯)以及经由切削加工制造翼轨区段，得到关于几何结构要求的高精度。同时，避免了在使用常规路轨时因弯曲或折弯而出现的临界固有应力。

12、由于岔心尖部本身也可以由上述材料特性的材料组成，尤其是也可以是经锻造的构件，因此转移区域具有高的阻力能力，由此磨损是小的。

13、由于可以通过切削加工块体来实现所期望的结构设计，因此区段的质量、即翼轨块体可以有针对性地与动态负荷相适配，所述动态负荷例如由特征性的车辆行为或车速产生。与常规路轨相比，可以如此选择横截面，使得例如当例如要设置穿通部(如孔)以便引导为了调节岔心尖部要引导穿过所述穿通部的元件、如锁闭杆和测试杆时，则不会如此程度地发生削弱，以至于如在现有技术中那样要采取额外措施才达到所需的强度，如这在常规路轨中的情况那样，在所述常规路轨的桥接部中引入用于调节杆的孔。由此，例如执行对开口的边缘加强。

14、因此，本发明的出众之处还在于，具有路轨头部、路轨脚部和在所述路轨头部和路轨脚部之间延伸的桥接部的区段具有用于杆元件(如锁闭杆或测试杆)的穿通开口，其中，翼轨区段的桥接部至少在穿通开口的区域内具有厚度d，其中，d≥30mm，尤其是d≥40mm，特别优选地40mm≤d≤60mm，完全特别优选地45mm≤d≤50mm。

15、特别要强调的是，岔心尖部的尖部区域在翼轨区段处的贴靠面是在翼轨区段的侧面中的相对于翼轨区段的行驶棱边凹入地伸延的区域的区段、如铣入部。

16、起作用的岔心尖部在凹入的区域中开始，所述起作用的岔心尖部被降低并且在侧面被驶近。尚未发生车轮在上侧上的滚动。

17、起作用的岔心尖部是岔心尖部的始端，从岔心尖部起，岔心尖部被用作或可被用作侧向引导部。

18、从起作用的岔心尖部的始端开始，岔心尖部施加轮辙技术的功能。可以接收侧向力。在起作用的岔心尖部之前，该功能不由岔心尖部的还存在的区域施加，该还存在的区域延伸直至岔心尖部的自由端部。

19、根据本发明，在翼轨区段和可运动的岔心尖部之间的贴靠面可以有针对性地通过在块体处的铣削如此设计，使得建立尽可能短的行驶棱边中断，而不用考虑关于路轨型材的相关性。

20、在此尤其是设置成，相应于在翼轨区段的尤其是背离岔心尖部的一侧上的为了形成凹入的区域而去除的材料的质量，在翼轨区段处保留更多材料。

21、“更多材料”在此具有如下质量，该质量与为了形成凹入的区域而去除的材料的质量相对应。因此，由于由块体加工出形成阶梯部的区段，惯性矩不发生或基本上不发生变化。

22、基本上是指该面惯性矩的变化不超过±20％，优选不超过±10％。这不仅在从侧面导入力的情况下(面惯性矩iy)适用，而且也在朝着头部面的方向力作用的情况(面惯性矩ix)适用。

23、独立于在翼轨区段中的几何结构变化，由于根据本发明的教导而得到的相同的或基本上相同的惯性矩根据本发明的应突出的特征而基本上存在于如下区域中，该区域在起作用的岔心尖部和如下区域范围之间延伸，在该区域范围中，岔心尖部从所述区段脱离、即与所述区段间隔开。惯性矩相同或基本上相同的区域的长度lt优选为250mm≤lt≤9000mm。

24、换言之，翼轨区段由块体如此尤其是通过铣削加工出，使得其中与基本几何结构构造偏差的区域例如是在高出部或凹入的区域中那样(岔心尖部的尖部在与翼轨区段进行力配合的连接时进入所述凹入的区域中)在与此相邻的区域中附加的质量被保留或移去，所述附加的质量相应于通过几何结构走向变化得到的质量。

25、通过相对于基于根据本发明的教导构造的行驶棱边而凹入地伸延的区域，产生根据本发明的教导相对于岔心尖部在其起始区域中的尖部进一步要强调的优点。由此，在起作用的岔心尖部的起始处(在该起始处，岔心尖部被侧向驶向，并且岔心尖部下降，从而在该区域中不发生车轮在上侧上的滚动)，岔心尖部在其头部面中可以具有8mm至12mm的宽度，而在现有技术中，通常可实现小于5mm的宽度。

26、头部面在此是如下面，该面在岔心尖部的行驶面中发展，该行驶面由侧面限界。头部面的宽度由左侧面和右侧面直至行驶棱边的高度的延长部限定。行驶棱边是沿岔心尖部的纵向方向的这样的线，该线平行于共同的行驶面切线且低于该共同的行驶面切线隔开间距地伸延。共同的行驶面切线是与轨道的两个路轨的行驶面相切地伸延的一条直线。

27、该间距通常为14mm，但该间距也可以具有10mm至16mm的值(与铁路运营商或规定有关)。

28、在前面提到的8mm至12mm的宽度的情况下，使用14mm的间距。

29、在该范围内，头部面具有高原状的走向，即水平伸延或相对于水平线略微弯曲。

30、尤其是，还设置成，在岔心尖部和翼轨区段之间的过渡区域中在其中可以通过切削加工块体来加工出高出部。

31、尤其是要强调的是，由块体一体式地在第一间隔元件(也称为定距块)中加工出用于岔心尖部的防抬起结构(abbehesicherung)。

32、为此，尤其是提出，所述第一定距块与翼轨区段一体式地由块体加工出，所述第一定距块分别具有留空部，其中，在翼轨区段已组装的情况下，留空部过渡到彼此中以用于构造敞开的腔室，岔心尖部的前自由端部、即最前面的区域可调节地布置在所述腔室中。该区域不被驶过并且在下文中称为凸鼻。

33、在改进方案中本发明设置成，所述岔心尖部具有尤其是立方体形的基体，所述基体带有从该基体出发的在截面方面为三角形的尖体，并且转移区域中的基体的宽度b为b≥60mm，尤其是b≥70mm，优选75mm≤b≤85mm。

34、基体过渡到尖体中，其中，尖体可以具有在向基体的过渡区域中的宽度bs，其中，40mm≤bs≤60mm，优选45≤bs≤55mm。

35、在起作用的尖部的区域中，岔心尖部由基体和尖体组成，该尖体侧向上由侧面限界，侧面可以被驶向并且限界起作用的岔心尖部的前端部的高原状伸延的上侧(头部面)。

36、由于可以通过块体作为初始材料加工出期望的结构上的设计方案和因此区段的几何结构，存在以下可能性，即，与常规路轨型材相比，在行驶棱边与桥接部的在行驶棱边侧伸延的面之间的间距更大，从而提供更多空间，并且因此工件尖部以其基体在更大的程度上在止挡的岔心尖部的情况下在低于路轨头部下方的区域中延伸，即基体可以比在使用常规路轨型材的情况下更宽地构造。

37、尽管如此，由于翼轨区段的桥接部区域可以相应构造得厚，因此可以得到所需的强度。因此，本发明尤其是设置成，翼轨区段在转移区域中的桥接部具有厚度d，其中，d≥30mm，尤其是d≥40mm，特别优选地40mm≤d≤60mm，完全特别优选地45mm≤d≤50mm。

38、对于车轮转移，可以将优化的几何结构包括车轮运行面的高出部精确地以窄的公差铣削到块体中，而不必应用根据现有技术所需的附加的耗费的弯曲或磨削方法。与现有技术相比，制造工艺不与在常规路轨中所使用的轧制型材的大的公差有关联。

39、高出部本身是已知的，以便避免如果翼轨的路轨上边缘和岔心尖部区域将在过渡区域中在同一水平上伸延(更确切地说由于车辆车轮的锥形廓形和翼轨的几何结构走向朝向轨道外部)，在从岔心块体到翼轨的过渡中以及反过来在从翼轨到岔心块体的过渡中发生车轮的下降。

40、根据现有技术，高出部通过在翼轨下方的底座或底垫以及使其弯曲来制造。根据本发明，这是不必要的，因为由块体加工出高出部，从而翼轨区段的下侧在其整个长度上在二维平面中伸延。

41、在岔心尖部之外，区段可通过由块体一体式加工出的定距块彼此间支撑，这些定距块可通过高强度的螺纹连接结构相互连接。

42、用于制造用于带有可运动的岔心尖部的岔心的翼轨的本发明的出众之处还在于，翼轨区段在岔心尖部之外通过与翼轨一体式地由块体加工出的第二定距块彼此间支撑。

43、在此尤其是设置成，每个翼轨的至少一个区段由经锻造的钢块体通过切削加工制造，其中，在岔心尖部贴靠在翼轨区段处所在的区域中能够一体式加工出路轨上边缘的高出部。

44、优选地，本发明设置成，在第一定距块中一体式地构造防抬起结构，翼轨通过该防抬起结构彼此间支撑。

45、也设置成，在块体中加工出用于形成岔心尖部的贴靠面的留空部。

46、此外设置成，在翼轨区段的在岔心尖部侧伸延的侧面中，由块体加工出相对于行驶棱边的基本走向凹入的带有用于岔心尖部的贴靠面的区域。

47、同样地对于本发明提出，如此由块体加工出翼轨区段，使得翼轨区段的几何结构偏离其基本几何结构的区域、如高出部或相对于行驶棱边凹入的区域、与由于几何结构走向变化而得到的材料质量相对应地，在翼轨区段中的相邻区域中的材料质量从块体中被去除或附加于基本几何结构得到保留，从而使翼轨区段的惯性矩保持不变或基本上保持不变。

48、虽然已知由经锻造的块体制造翼轨区段，如这可由ep3312341b1得出的。然而，相应的翼轨区段针对带有刚性的岔心尖部的岔心确定。不存在关于用于使调节元件引导穿过的穿通部的构造方面或关于岔心尖部的为了尤其是在高的动态力的情况下实现足够的强度而进行的尺寸设计方面的问题。

49、根据本发明，岔心结构具有存在于相应的翼轨中区段，该区段由经锻造的块体组成并且布置在翼轨和岔心尖部之间的转移区域内，其中，每个块体被单独制造，即相对于岔心尖部是单独的构件，尤其安装在要接收高动态轴载荷的轨道中，即安装在针对250km/h及以上的车速设计的轨道中。典型的动态轴载荷处于30吨和40吨之间。动态轴荷载值由静态轴荷载乘以与车速有关的系数得出。例如，在车速为250km/h的情况下，系数为1.675；并且在车速为350km/h的情况下，系数为1.79。