专利名称：快速固紧钢轨的扣件和装有这种扣件的轨枕的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢轨扣件和装有这种扣件的轨枕。
本发明的主题是快速把钢轨固紧到由水泥、木材、塑料或金属制的轨枕上的扣件。所述的扣件由钢或增强塑料棒组成，该棒具有一个垂直的直线部分，其底端带有一偏心跟部，该跟部与轨枕或固紧到轨枕上的金属底板相连接的止动装置相配合，该棒还有弯曲部分，它形成一弹簧，在棒绕着其垂直部分转动后该弯曲部分的端头将压在轨底上，在转动时，所述的端头在一滑道上移动，该滑道使扣件的这部分张紧形成一个弹簧并使所述的端头引到轨底上。
这种类型的扣件在法国专利申请第2608182号中已公布。在不用金属衬垫而把钢轨固紧到水泥轨枕上时，该扣件与塑料支座一起使用，在支座上开有可通过扣件棒的孔。在把钢轨固紧到金属衬垫上时，则扣件在不带支座情况下使用。在这两种情况下，一当扣件的支承端被带上轨底，在扣件上的张力要引起扣件倾斜，这样扣件的直棒部分支承在支座或金属衬垫的边缘上。虽然在使用金属衬垫时，这种扭曲并不是很麻烦的事，但是在与塑料支座一起使用扣件时就很不利。为克服此一缺点，支座的孔的上缘用一个垫圈来增强。由于向它的外缘倾斜，支座绝不会抬起来。另一方面，扣件不是对轨枕的水泥加垂直压力，而是对水泥中放底座的塞孔的侧壁施加横向压力。对水泥施加的这种应力会使水泥裂开。另外，支座还必须承受很难控制的压缩及扭力。
本发明的目的是提供一种能克服上述缺点的扣件，同时保持现有技术的扣件很简单的特点。更具体地说，本发明目的是提供一种扣件，它总是对支座或金属衬垫施加垂直压力，扣件棒不倾斜，也不支承在支座或金属底板的孔的边缘上。
按照本发明的扣件的特征在于扣件棒的弯曲部分有在垂直方向起伏的并绕着棒的垂直部分盘绕的形状，这样它具有由第一起伏段的底部形成的中间支承点和位于邻近棒端的主支承点，该两支承点相对于棒的垂直部分彼此相对，但是离开该垂直部分的距离不同，中间支承点的回转半径比主支承点的回转半径小。
由于扣件总是支承在相对于扣件的垂直直线部分的两个彼此相对的支承点上，使这部分能总是保持在垂直位置。当扣件与支座一起使用时，扣件的中间支承点对支座施加上垂直力，它在吸收钢轨的侧向力的区域产生对轨枕的水泥有利的压缩。
本发明的扣件可与支座一起供应，形成一把钢轨固紧到水泥轨枕上的固紧装置。本发明另一个主题是这样一种固紧装置，其特征在于支座的上表面周边被包围在中间支承点的回转圆和主支承点的回转圆之间。
本发明另一个主题是装有这种固紧装置的水泥轨枕，对于每根钢轨，该轨枕具有用来安放钢轨的一个凹槽和两个塞孔，塞孔侧向靠近该凹槽，并且用来安放固紧装置的支座，所述的水泥轨枕具有滑道和固定扣件的装置，所述的滑道至少在与安放钢轨的凹槽相对的所述的塞孔的边缘和该凹槽的边缘之间延伸，这些滑道形成了张紧扣件的滑道，所述的固定扣件的装置埋在水泥中。
本发明的另一主题是提供由水泥和特别是增强水泥制的纵轨枕，这种轨枕还装有长方形的金属支架，由合成材料制的底座在工厂或现场固紧到该支架上。
本发明还有一主题是装有本发明上述扣件的轨枕用的金属底板，金属底板设置有孔可让扣件的垂直直线部分穿入，该垂直直线部分可扣在与该孔相通的埋头孔底上，金属底板具有用来安放钢轨的凹槽，在凹槽的每一侧有滑道，滑道延伸到与轨底相重合，其特征在于所述的滑道具有一个圆弧形的轨迹形状，该轨迹的平均半径与扣件的主支承点的回转半径相等。滑道的起始部分可相应于把扣件暂时固紧在金属底板上的位置。
另外，扣件还可有益地装有合成材料制的异形块，用来塞住作为扣件偏心制动跟部的通道的孔及在转动扣件时作为扣件垂直直线部分的导向件。
下面将参照
扣件的实施例及使用这种扣件的实例。附图中图1是本发明扣件的第一正视图;
图2是图1所示的扣件的平面图;
图3是沿图1中箭头A所示方向的扣件的侧视图，也就是相应于图1的位置转过了90°的视图;
图4是装有本发明扣件的金属底板;
图5是图4所示金属底板的平面图;
图6是装有相应于本发明第一实施例的扣件的水泥轨枕的局部剖视图;
图7是图6所示的水泥轨枕的局部平面图;
图8是埋在水泥中的止动承窝座的透视图;
图9示出了完整的轨枕及固紧着的钢轨;
图10是图3的局部视图，示出了装有辅助的封闭和导向异形块的扣件;
图11是同一扣件的顶视图;
图12是图10和图11所示的辅助异形块的垂直剖面图;
图13是相应于图15中ⅩⅢ-ⅩⅢ的截面的装上了扣件和一根钢轨的水泥纵轨枕的局部放大图，相应于第二实施例;
图14是按照图15的ⅪⅤ-ⅪⅤ的截面的侧视图;
图15是图13的纵轨枕的平面图;
图16是装备图13-15的纵轨枕的金属支架和支座的分解图;
图17表示了装有另一个不同形式的支座的同样的纵轨枕。
图1和图3中所示的扣件由圆截面的钢棒组成。该钢棒带有一个垂直的直线部分1，在其底部带有与该直线部分1的轴线3相垂直的根部2。该钢棒带有在垂直方向有起伏的并且绕着垂直的直线部分1的轴线3盘绕而形成的起伏部分。该起伏部分包括在水平投影(图2)中所示为一直线的一个较短的上升段4;接着是下降段5，其在水平投影上延伸略大于一个半圆;连着一个组成中间支承点的第一低点6;接着是一个升高段7，在水平投影中先是直线然后弯曲，同时通过一个高点，在一个具有低曲率的较长的起伏段8再往下降，在平行于升高段7的弯曲段9内终止在起伏部分的底部并形成一个主支承点10。如水平投影图所示。支承点6和10带有平面部分用来减少扣件的支承点和支撑它的零件的磨损。在水平视图中，也就是沿轴3的方向看去(图2)，支承点6和10相应于制动跟部2的中部11径向相对。在该视图中，直线部分1的轴3大体上位于由钢棒的段7和8以及由支承点6和10的连线所组成的三角形的中心。下面将会看出这种结构使受力合理并使扣件具有高的稳定性。取决于所使用的轨枕的类型，垂直的直线部分1可长可短。也可看出主支承点10和中间支承点6不在同一水平位置上，支承点10大约比支承点6低1cm。
下面将参照图4及5来说明用图1至图3所示的扣件通过一金属底板来固紧钢轨。
该两图示出了带有安放钢轨的凹槽13的金属底板12，由橡胶制的弹性衬垫15以及两块插入的塑料侧支座16和17。由于金属底板12要固定到具有倾斜面的水泥轨枕上，因此它的底面18也稍微倾斜。为固定金属底板，金属底板12带有两个长形的孔19和19′，以便接纳埋在水泥中的牌号为Plastirail的承窝座中的螺栓。在凹槽13的两侧，金属底板12带有用来安放扣件的支承平面20和21。因为支承面21和20是一样的，只不过它们相应于钢轨倒着安置，所以只要详细说明其中的支承面20。支承面20是水平的平面，它包括圆形的轮廓部分22和沿着凹槽13延伸的直线部分23。滑道24是沿钢轨14的方向逐渐升高的，其绕着支承平面20转过四分之一圈。滑道外的顶部与钢轨的轨底25的边缘相齐平。支承平面20的中部有一通孔26，其形状与扣件的垂直直线部分1和跟部2的形状相匹配(如在图2中所示)，但是要带有间隙，以便使扣件的直线部分1能自由地插入孔26中。孔26一直通到在底板12的底部形成的埋头孔27中。
扣件装入到如图中点划线所示的位置，也就是相对于实线所示位置绕着轴3转过180°的位置。在该装置，制动跟部2可以自由地插入孔26中。扣件的主支承点10处在滑道24外的位置10′，制动跟部2比埋头孔27的底部稍低一些。稍微转动扣件，同时把扣件的支撑点10带到滑道24上，及把制动跟部2转到对着埋头孔27底。当额外地稍稍转动扣件时，扣件就被施加一个足以使扣件临时紧固到金属底板12上的轻微的拉力，此时的位置标为10″。这样可给金属底板装上扣件来作为供货，该扣件对运输及放到轨道上来说是足够牢固地固定着。一当金属底板固定到轨枕上，并且钢轨14放到它的凹槽中，就可转动扣件，使主支承点10沿着滑道24移动，该滑道24的平均半径与支承点10绕着轴3回转的半径相同。而中间支撑点6在水平支承平面20上移动。最后，支承点10支承在钢轨的轨底25上，同时对其施加10到12KN的压力。同时扣件用它的中间支承点6支承在底板的支撑面20上，因而通过扣件的直线部分1对制动根部2施加上垂直的拉力。埋头孔27延伸大体超过半圆，这样制动跟部与埋头孔27的侧端相碰，从而限止了扣件的转动。也可以在埋头孔27中设置一凹槽，以使制动跟部2可锁在埋头孔27中，而防止在钢轨固紧后扣件的移动。在图5右侧部分，一些与左边部分相对应的零件标以同样的标号，但加上“′”号。
扣件在安装位置和固紧钢轨的位置之间的转动弧度不是必须为180°，而可以小于或大于180°。
下面通过图6和图7来说明在不用金属底板的情况下使用本发明的扣件把钢轨固紧到水泥轨枕28上的方法。水泥轨枕可以完全由水泥制成或者可以用金属杆把两块水泥连接起来构成，如图9所示。图6和7只示出了轨枕的一部分，也就是对应于一根钢轨的部分。对于每一根钢轨，轨枕28具有安装钢轨的凹槽29。在凹槽29的两侧，轨枕28具有两条滑道30和31，它们从凹槽29向外向下倾斜。在凹槽29的两侧，轨枕28还具有两个长方形的塞孔32和33，它们的底部与凹槽29的底部在同一水平面上，并与凹槽29相通。两个由合成材料制成的并包上金属的异形承窝座34埋在水泥中，这些承窝座与法国专利申请88，12185号所公开的用来固定轨枕螺栓的牌号为Plastirail的承窝座的组成成分以及外形一样。这些承窝座34的底部有一扩展部分35，形成了与金属底板的埋头孔27的作用一样的埋头孔36。承窝座34的透视图示于图8。在扩展部分35上面，承窝座具有能与扣件的制动跟部2的形状相配合的断面形状37。在此实施例中，扣件的直线部分1大体上比图1到3所示扣件的更长一些，使得可以钩住承窝座34的底部。当然，承窝座34通入塞孔32和33的底部。扣件与合成材料制的支座38一起安装，支座38插入扣件的弯曲部分和水泥之间。支座38具有长方形的形状并在侧面延伸出一支承面39的卷边，其形状为一圆弧形，从支座的上表面延伸出并以阶梯形与塞孔32的底部相嵌。支座38的总的形状与座入该支座的塞孔32的形状相对应。支座38上有可放入扣件的制动跟部2的异形孔40。支座38的周边介于中间支承点6的回转圆与主支承点10的回转圆之间，这样主支承点10总是落在支座38的外面。
装了支座38的钢轨扣件首先在由点划线6′，10′所示的位置放入承窝座34中，也就是在相应于图中实线所示位置转过180°的位置上放入。在该位置，主支承点10′离开滑道30的水泥表面1或2mm。沿顺时针方向略微转动钢轨扣件，扣件的制动跟部2就钩在埋头孔36下。再稍微转动扣件，主支撑点10在滑道30上稍微往上升起，于是对扣件施加了张力，这一张力保证扣件暂时固紧在水泥轨枕上。例如，该暂时固紧位置如图中10″所示的位置。因此可以在工厂把扣件装在轨枕上。充分转动扣件，可把钢轨14固紧。在转动中，主支承点10在水泥的滑道30上逐渐上升，滑道30的端头与轨底25一样高。主支承点10在张紧状态下支承在轨底25上，压力为10到12KN。扣件的转动可以由承窝座34的扩展部分35的形状所限止。该扩展部分35起到了限止制动跟部2转动的一个止动件的作用。在扣件转动时，中间支承点在支座38的水平面上滑动，同时扣件的直线部分1保持在垂直位置。扣件对支座38的孔40并不施加侧向压力。在最终位置，中间支承点6扣住对着水泥的支承面39。在该区中水泥受压是合适的，因为这样水泥能更好承受钢轨通过支座38所施加的侧向压力而引起的横向力。
当然，如果要求制动跟部2不可移动，承窝座34可装一个用来锁定扣件的跟部2的锁定凹口。
完整的轨枕28示于图9。图中点划线代表复合的水泥/钢轨枕、轨枕上装了4个扣件1。这种轨枕装上扣件作为供货产品，扣件的暂时固紧足够使运输及放在轨道上时保持组件应有的位置。
金属底板中的孔26和支座38的孔40会让灰砂渗入。图10到图12示出了堵孔的装置，该装置同时保证在转动扣件的垂直部分1时更好地控制该垂直部分1导向。图10-11示出了图1-3所示的扣件的一部分。一个塑料塞41固定到扣件的垂直部分1，在制动跟部2和第一弯曲部分4之间，该塑料塞41填充了在跟部2和弯曲部分4之间的垂直空间，它的断面形状能填满孔26的断面形状。该塞41设置有两个曲臂42和43，通过它们夹住扣件的圆柱形的垂直部分1，由此把塞41固定住。塞41最好比孔26稍大并制成空心的(如图12的剖面图所示)，以便产生横向弹性变形，从而把孔26更有效地塞住。在图10中，点划线也代表金属底板的表面20的水平面。当把扣件导入孔26中后，塞41与扣件的直线部分一起啮合在孔26中，此组件作为一整体占着孔26的整个横截面。在转动扣件时，塞41留在原位，用作扣件的直线部分1的导向件。图11示出了扣件，此扣件相对于留在孔26中的塞41作了一些转动。
当然，图6和7以及图13-17所示的扣件也可以装在类似于塞41的塞，只要是塞的长度不一样。
当然，扣件的起伏部分和根部的形状以及作为根部的通道的孔的形状可与所示的形状有所不同。
而滑道38可以更大一些，并且可具有类似于滑道24的滑道，用于支承扣件的主支承点10。
有时钢轨放在由预应力水泥制的纵轨枕或轨枕上。制造预应力水泥制的纵轨枕或轨枕不允许带有如图6和7所示的轨枕所具有的凹槽。在这种情况下，可以采取其它的技术措施来固定合成材料制的支座。图13至图16表示了这样一种技术措施。可把金属支架51固紧在表面光滑的预应力水泥纵轨枕或轨枕50中，金属支架51可以制成一个长方弓形，其底部弯转确保其固紧在水泥中。合成材料制的支座52安装在每个弓形支架51上。该支座与弓形支架的轮廓相平行，也具有弓形轮廓，如图16所示。更特别地，支座可有一平的上表面53，用来作为钢轨14的对中支座的比较厚的侧边部分54，和用来把支座夹持在弓形支架51上的两个较薄的侧边部分55和56。侧边部分56带有跟部57，跟部57的上表面制成朝向厚的侧边部分54升高的滑道58的形式。在侧边部分55和56之间，从厚侧边部分54延伸出水平壁59。在壁59和支座的上表面部分53之间的距离相应于形成弓形支架51的棒的厚度。支座52沿图16中箭头所示方向从侧向滑到弓形支架51上，弓形支架嵌在支座的表面部分53和水平壁59之间，以及在两侧边部分55和56之间。支座52设置有异形孔60，该孔与弓形支架51上的同样形状的孔61相重合，用作为扣件的通道。支座厚侧边部分54的上部有一倒角62。当支座52安装在支架51上时，侧边55和56以及跟部57与轨枕50相接触。支座52首先装上和前面的附图所示的扣件一样的扣件。如前所述，扣件的主支承点10被带上滑道58的起始部分，以便暂时固定扣件。在钢轨14已安放在这些支座之间后(使用倒角62更易完成这一操作)，然后转动扣件使得主支承点10在滑道58上上升到轨底的高度。如前面实施例一样，支座的上表面53的周边落在中间支承点6的回转圆和主支承点10的回转圆之间。
通过提供在厚的侧边部分54的区域中有不同的厚度的支座，如果选择的厚度合适，可以在侧向很理想地楔牢钢轨。
此外，薄的水平壁59有使扣件与金属支架51电绝缘的作用。
在把上述的支座放在钢轨上之前，不一定需要把它放在它的金属支架51上。图17示出了另一个实施例，可以在放到钢轨上后再固紧绝缘支座。由于支座是一个磨损件，可以在不移动钢轨的情况下来更换它。支座63与支座52的不同点在于，用与厚侧边部分54′(它与厚侧边部分54相当)平行的凸缘壁64来代替水平壁59，该凸缘壁的顶端是额外的带有倒角66的钩形加厚块65。而凸缘壁64并不与相应于图16所示的侧边部分55，56的侧壁相连接。支座63是垂直地装在金属支架51上，只要一个压力加在支座上使凸缘壁64弹性移开，该凸缘壁64通过弹性搭扣作用固紧在支架51上。
支座63装有从侧边部分54′侧向延伸的柔性舌片68。如图所示，该舌片68安放在钢轨14的轨底上。舌片68稍微往上抬起地连到支座上，这样，当它由扣件固紧时，该舌片向下运动时，舌片能紧贴轨底。舌片68最后夹在轨底和扣件的主支承点10之间。由于扣件的摩擦作用，舌片68可保护轨底免受冲击作用，舌片68还使金属扣件与钢轨电绝缘。
扣件的厚壁部分54′的下部带有倒角67，倒角67使得可更方便地在支架51和轨底之间导入厚的侧边部分54′。
在一个经简化的实施例中，支架51和支座52可由韧性材料如铸铁，球墨铸铁，合金或复合材料来制成整体件。这样得到的支座以整体形式固紧在水泥中，并在水泥上带有弓形部分，用来固紧如已说明过的扣件之类的扣件。
权利要求
1.快速地把钢轨固紧到如水泥、木材、塑料或金属之类制成的轨枕上的扣件，由钢或增强塑料棒组成，该棒带有一个垂直的直线部分(1)其底端带有一偏心跟部(2)，该跟部(2)与和轨枕或固紧到轨枕上的金属底板相连接的止动装置(27；34)相配合，该棒还有弯曲部分(4-9)，它形成一弹簧，在棒绕着其垂直部分转动后该弯曲部分的端头(10)将压在轨底上，在转动时，所述的端头(10)在一滑道上移动，该滑道使扣件的这部分张紧形成一个弹簧，并使所述的端头引导到轨底上，其特征在于所述棒的弯曲部分有在垂直方向起伏的并绕着棒的垂直部分(1)盘绕的形状，这样它具有由第一起伏段的底部形成的中间支承点(6)和位于邻近棒端的主支承点(10)，该两支承点相对于棒的垂直部分彼此相对，但是离开该垂直部分的距离不同，中间支承点(6)的回转半径比主支承点(10)的回转半径小。
2.根据权利要求1的扣件，其特征在于从棒的垂直部分的轴线(3)方向看，所述的支承点(6，10)相对于偏心制动跟部(2)的中部是径向彼此相对的。
3.根据权利要求1或2的扣件，其特征在于所述的扣件装有合成材料制的异形块(41)和两个曲臂(42，43)，通过所述的异形块和曲臂在所述的偏心制动跟部(2)的上方夹紧扣件的垂直直线部分(1)，可把扣件固紧，该异形块的断面形状与扣件根部(2)的断面形状相一致。
4.根据权利要求1或2的扣件，其特征在于至少在所述的主支承点(10)，扣件有一个平面部分，形成支承表面。
5.把钢轨固紧到水泥轨枕上的装置，包括根据权利要求1-4中任一项的扣件和一个对中支座(38)，所述的支座(38)中有供扣件的垂直部分(1)穿过用的孔(40)，其特征在于所述的支座(38)的上表面周边被包围在中间支承点(6)的回转圆和主支承点(10)的回转圆之间。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于所述支座的上下表面是平的且相互平行。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于所述的支座(38)的一侧有用来夹在所述的中间支承点(6)和水泥之间的支承表面(39)。
8.根据权利要求6或7的装置，其特征在于所述的支座由合成材料制成。
9.根据权利要求8的固紧装置，其特征在于由绝缘材料制成的所述支座(52，63)固紧到一个中间支架(51)上。
10.根据权利要求9的固紧装置，其特征在于所述的中间支架(51)的形状是一个长方形的弓形。
11.根据权利要求10的固紧装置，其特征在于所述的大致为长方形的支座具有可使该支座可侧向嵌入或插入在所述的支架(51)上的轮廓。
12.根据权利要求10的固紧装置，其特征在于所述的支座(63)的轮廓使它可通过垂直方向的弹簧搭扣作用来固紧。
13.根据权利要求12的固紧装置，其特征在于所述的支座装有一个侧舌片(66)，用来夹在钢轨和扣件的主支承点(10)之间。
14.装有根据权利要求6-8中任一项的固紧装置的水泥轨枕，其特征在于对于每根钢轨，该轨枕具有用来安放钢轨的一凹槽(29)和两个塞孔(32，33)，它们侧向邻近该凹槽(29)并且用来安放固紧装置的底座(38)，所述的水泥轨枕具有滑道(30，31)和固紧扣件的装置(34)，所述的滑道至少在与安放钢轨的凹槽(29)相对的所述塞孔的边缘和该凹槽(29)的边缘之间延伸，这些滑道形成了张紧扣件的滑道，所述固定扣件的装置(34)埋在水泥轨枕中。
15.根据权利要求14的轨枕，其特征在于所述固定扣件的装置(34)由合成材料制的承窝座组成，其轮廓使它可以固紧在水泥中。
16.铁路的水泥纵轨枕或轨枕，其特征在于所述轨枕装有弓形的金属支架(51)，该支架装着合成材料制的支座(52)，或用来在现场装上所述支座。
17.铁路的水泥纵轨枕或轨枕，其特征在于所述轨枕具有韧性材料制成的支座，该支座固紧在水泥轨枕中，在高出水泥轨枕部分有一个弓形部分，用来固紧扣件。
18.用于铁路轨枕的金属底板，该轨枕装有权利要求1-4中任一项所述的扣件，扣件的垂直直线部分(1)插入到所述底板的孔(26)中并与一个与该孔(26)相通的埋头孔(27)相配合，金属底板具有用来安放钢轨的凹槽(13)，在凹槽的每一侧有滑道(24)，滑道(24)延伸到与轨底相重合，其特征在于所述的滑道(24)具有一个圆弧形的轨迹的形状，该轨迹的平均半径与扣件的主支承点(10)的回转半径相等。
19.根据权利要求17的金属底板，其特征在于在所述的圆弧形滑道(24)内，至少在滑道的上端区域内的表面(20)是平的且是水平的。
全文摘要
钢轨扣件，由一根棒组成，该棒有一垂直直线部分和一弯曲部分该弯曲部分形成一弹簧，该弯曲部分的端头扣紧了被固紧的轨底，在滑道上转动并张紧扣件后，垂直直线部分的下端的根部扣住轨枕的固定表面。在转动扣件时，扣件的中间支承点支承在支座或金属底板的支承面上。中间支承点保证了转动时和张紧位置的扣件的稳定性，在用支座时也保持支座的位置。
文档编号E01B9/46GK1044140SQ8910895
公开日1990年7月25日 申请日期1989年12月2日 优先权日1988年12月2日
发明者格拉得·瓦罗特 申请人:格拉得·瓦罗特