固定轨道的塑料套管及其与轨枕螺栓的组合的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在无砟道床上固定轨道的塑料套管。在此，该塑料套管具有:设置在塑料套管的前端、用于将轨枕螺栓引入塑料套管的套管开口 ；由套管包绕的套管内腔；在塑料套管的纵向观察邻接套管开口的柄部；和在塑料套管的纵向上观察邻接柄部的保持部。
[0002]该保持部通常在其外侧设置有至少一个沿径向突出的凸起，该凸起在完成安装状态下嵌入塑料套管周围的无砟道床的材料中。同时，该保持部通常在其内侧具有内螺纹，轨枕螺栓可以以其螺纹部旋入该内螺纹。
[0003]本发明同样还涉及一种由套管和轨枕螺栓构成的组合。
【背景技术】
[0004]为了满足现代轨道运输中提出的要求，现如今轨道车辆的轨道通常设置为所谓的“无砟轨道”，其中轨道的铁轨设置在混凝土浇筑成的轨枕或轨道板上。与传统的有砟轨道一样，现如今通常将混凝土浇筑成的轨枕放置在碎石道床中。
[0005]为固定铁轨设置的固定点通常包括:支承通过各个轨枕或轨道板形成的无砟道床的导向板，该导向板对铁轨的底部作用而且这样在侧面引导铁轨；支承在导向板上、通过至少一个弹簧臂作用于铁轨底部的弹性部件，该弹性部件将弹性下压铁轨所必需的、朝向固定的道床的下压力施加在轨道底部上；装入无砟道床的套管；和通常设置为螺钉或螺栓的轨枕螺栓，该螺栓旋入套管并使弹性部件牢固地支承在无砟道床上。
[0006]形成无砟道床的轨枕或轨道板通常由混凝土或其他可流动的材料浇筑而成。在此，各个固定点中所需的套管通常直接这样浇筑在无砟道床的材料中，即套管的开口相对于开放、形成待固定铁轨的支承面的无砟道床的上面平齐。
[0007]位于各个无砟道床中的套管具有不同的功能。一方面来说，该套管实现了简单地固定轨枕螺栓。在此，该套管吸收在完成铁轨的安装时为了张紧弹性部件所需的拉力并将该拉力以及轨道车辆碾过各个铁轨固定点时出现的动态荷载传递至无砟道床。
[0008]另一方面来说，该套管用作电气绝缘子，通过该管套通常由导电的钢材构成的轨枕螺栓张紧件相对于无昨道床电气绝缘。
[0009]同时，该套管应能容纳不同的螺纹形状而且在其磨损的情况下可以以尽可能简单的方式更换。
[0010]最后，在此提及的类型的套管应这样设置，即该套管在制造形成无砟道床的构件时可以以简单的方式定位在正确的位置。
[0011]在EP O 785 308 BI和DE 10 2011 103 127 Al中已知上述类型的由塑料制成的套管。由塑料制造套管的优点在于，塑料套管的塑形仅存在很少的限制而且可以简单地实现绝缘作用。
[0012]实践经验已表明，如今高荷载的出现导致在套管的周围，特别是在道床支承面的近表面层，出现各个无砟道床的裂纹。裂纹会导致各个无砟道床的构件的损毁。
[0013]已知当套管具有光滑的圆周面时在安装状态下对周围仅产生最小的荷载。因此，在安装状态下与无砟道床的支承面邻接的、在此提及类型的塑料套管的柄部通常具有平滑、均匀的圆柱形或沿套管尖逐渐变为圆锥形的圆周面。
[0014]但是，为了吸收在铁轨固定点中张紧弹性部件所需的力，无砟道床的浇筑材料(混凝土)和套管之间必须总是咬紧。在实际中，这通过在套管的保持部上设置至少一个凸起得到解决，在安装状态下经过该凸起保证了套管与周围无砟道床的材料形状配合地连接。因此，已知一类套管，该套管在其保持部上沿套管的纵向设置间距固定、凸缘形环绕的凸起。
[0015]除此之外，还广泛流行一类套管，该套管中在保持部外侧的凸起设置为外螺纹。该螺纹形状的优点在于，在套管由于磨损需要更换的情况下，套管可以以相对简单的方式按照螺栓的类型从无砟道床上为其设置的容纳位置中旋出。该外螺纹通常这样设计，即在安装状态下经旋入套管中的螺栓施加在套管上的拉力经外螺纹的侧面传递至套管周围无砟道床的材料中。因此，以上述方式设置的塑料套管始终存在不可避免的风险，在实际使用中出现的荷载导致安装在各个无砟道床中的套管的周围产生裂纹。
[0016]DE 10 2011 103 127 Al中已确定张力峰为裂纹形成的原因，该张力峰经设置在套管的保持部上的螺纹传入与其相邻的无砟道床的材料中。为了避免该张力峰，DE 102011 103 127 Al中提出使螺纹具有特定的形状从而实现张力均匀、大面积地分布。
【发明内容】
[0017]以上述现有技术为背景，本发明的目的在于提出一种塑料套管，该塑料套管在完成安装的状态下使无砟道床中近表面裂纹出现的风险最小化。
[0018]另外，还提出了一种由轨枕螺栓和塑料套管构成的组合，该组合在完成安装状态下同样将裂纹形成的风险减小至最小。
[0019]针对套管，按照本发明各通过根据独立权利要求1或3所述的塑料套管实现了该目的。
[0020]针对由轨枕螺栓和塑料套管构成的组合，按照本发明各通过符合权利要求15所述的组合实现了该目的。
[0021]本发明有利的设计在从属权利要求中说明并随后详细说明例如总的发明构思。
[0022]按照两个独立权利要求1或3中说明的本发明的实施例，根据本发明用于在无砟道床上固定铁轨的塑料螺栓与上述现有技术一致各具有设置在其前端、用于将轨枕螺栓引入塑料套管的前端套管开口。
[0023]另外，按照本发明的塑料套管各具有由套管包绕的套管内腔和从塑料套管的纵向观察设置在塑料套管的另一个端面的套管尖。
[0024]按照本发明的塑料套管同样各包括柄部，该柄部沿塑料套管的纵向观察与围绕塑料套管的套管开口的边缘邻接。
[0025]除此之外，按照本发明的塑料套管各具有保持部，该保持部沿塑料套管的纵向观察与柄部邻接。
[0026]按照本发明的第一个实施例，在保持部的外侧设置有至少一个沿径向突出、围绕保持部的圆周延伸的凸起，所述凸起在完成安装状态下嵌入塑料套管周围无砟道床的材料中。
[0027]本发明的第二个实施例中，所述保持部在其对应于套管内腔的内侧上设置有内螺纹。
[0028]按照本发明的第一个实施例，塑料套管保持部的至少一个凸起对应于螺纹开口的螺纹侧面相对于塑料套管的纵轴呈90° ±3°的角。
[0029]按照本发明的第二个实施例，塑料套管柄部的内圆周面设置为平滑的而且在塑料套管的保持部区域中设置有内螺纹，该内螺纹的对应于套管开口的螺纹侧面相对于塑料套管的纵轴呈90° ±3°的角。
[0030]当套管装入各自的无砟道床中时，这两个本发明的实施例分别对横向力和张力峰向套管周围传递的最小化起到作用。因此，每个实施例分别实现了针对为固定铁轨设置的塑料套管所提出的目的。当本发明的两个实施例同时在按照本发明的塑料套管上实现时，也就是说当柄部在其外侧和内侧都设置为平的并且在保持部的外侧具有优选设置为外螺纹的凸起且在保持部的内侧存在内螺纹，本发明最理想的作用出现，其中，位于外侧上的凸起和在内侧设置的内螺纹的、对应于套管开口的侧面与各自邻接的、轴平行于塑料套管纵轴的塑料套管的圆周侧壁面呈90° ±3°的角。
[0031]按照本发明的塑料套管的两个设计基于以下认知，通过对应于套管开口的、在保持部中设置的凸起或螺纹(保持部的径向突出的凸起或外螺纹和/或内螺纹)的侧面在塑料套管的纵轴上适宜地定向可以将横向力和张力峰向安装状态下塑料套管周围的无砟道床材料的传入减小至最小。对应于套管开口的、各个凸起或螺纹侧面与塑料套管的纵轴所呈的角度越接近直角，套管的周围就负荷越小的张力，该张力在安装状态下由塑料套管沿径向扩散至无砟道床。
[0032]当对应于套管开口的、各个凸起或螺纹的侧面与套管纵轴所呈的角度精确为90°时，将不再有力沿径向经该侧面传入周围的无砟道床材料中。相应的，在这样的设置下，安装状态下旋入塑料套管的螺栓所产生的并经各个螺纹对应于套管开口的侧面沿径向传入套管的周围的拉力部分等于“O”。
[0033]因此，本发明的有利设计设置为，对应于套管开口的、保持部的套管侧面相对于塑料套管纵轴