专利名称：用于将铁路接触轨接地的装置的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及夹具，更具体地涉及用于铁轨的夹具。
背景技术：
传统的铁轨包括一对伸长的运行轨道，在轨道上方承受列车轮子。运行轨道侧向地相互间隔开，并在纵向上延伸且基本上相互平行。对于电动列车如地铁等，第三轨设于一个运行轨道的附近并由电流来提供能量，作为电动列车的电动机的电源。电动列车通常具有一个或多个与接触轨的顶部相接触的钢制集电靴，用来将电流从接触轨中传送到列车的电动机上。
图1显示了铁路运行轨道10和用于提供电能的相邻接触轨12的传统装置。接触轨12安放在抬高的绝缘体13上，该绝缘体13沿着铁轨与之间隔开。列车轮子14与运行轨道l0相接合并沿着运行轨道10滚动，集电靴16与接触轨12的顶部12a接触并从中获得电能。
由于通电的接触轨是很危险的，因此尤其在可能有乘客的区域如乘车站台等处一般会使用如图1所示的保护罩18。如图所示，保护罩18通常安装在接触轨12的顶部12a上。一般来说，在接触轨12的顶部12a和保护罩18的底部18a之间设有约3英寸的间隙。然而，该间隙可以变化。一般来说，接触轨的保护罩是永久性安装且不可拆卸的，即使对接触轨的维护来说也是如此。
在铁轨维护工作(例如替换旧的或受损的铁轨、电路重新布线、施工等)的过程中，一般在切断电源后将接触轨放电或接地。一般来说，接触轨的接地是通过在接触轨和距接触轨最远的运行轨道之间连接导电电缆来实现的。
令人遗憾的是，接触轨和上方的保护罩之间的有限空间使得很难对接触轨应用传统的夹具(如“C形夹具”)。因此，铁路维护人员通常采用“自制”的夹具，其构造成可如图2所示地夹在接触轨上。所示夹具20包括带有链条24和T形手柄26的导电“连接”垫块22(如铜垫块)。连接垫块22置于接触轨12的顶部12a上，并通过U形固定器23和链条24固定住。通过T形手柄26可将链条24拉紧在垫块固定器23和接触轨12的周围。导电电缆28从夹具20延伸到与运行轨道10相连的夹具30上。接触轨12通过导电电缆28而接地至运行轨道10。
令人遗憾的是，将传统的夹具安装到接触轨上是耗时且不方便的。而且，由于安装夹具的人员需要走到非常靠近通电接触轨的位置，因此传统的夹具存在着危险。即使操作人员穿上所需的防护服，情况也还是比较危险。因此，需要一种夹具，其可快速且容易地安装到被上方护罩所保护的通电接触轨上，而且可以减少操作人员受通电接触轨影响的机率。
发明概要基于上述讨论，提供了一种手持式工具，其用于夹持铁路的接触轨以便于使其接地。根据本发明的实施例，手持式工具包括可枢轴转动地相连的第一和第二部件。第一部件包括位于其一端处的第一夹钳、位于其另一端处的手柄，以及在第一夹钳和手柄之间延伸的第一中间部分。第二部件包括位于其一端处的第二夹钳、位于其另一端处的一组棘轮齿，以及在第二夹钳和这组棘轮齿之间延伸的第二中间部分。第一和第二夹钳构造成可相对地枢轴转动，并且在手柄向下枢轴转动时可夹紧铁路接触轨的相应的相对侧面。
根据本发明的实施例，棘爪从第一中间部分中延伸出来并与这组棘轮齿相接合，以便使第一和第二夹钳保持与铁路接触轨的相应的相对侧面接触。与棘爪操作性相关的弹簧构造成可促动棘爪与这组棘轮齿接合。与偏压件和/或棘爪操作性相关的释放杆构造成可使棘爪与这组棘轮齿脱开并允许手柄运动，因此可将第一和第二夹钳从接触轨中脱开。
根据本发明的实施例，可在第一和第二夹钳上设置一个或多个滚子件，以便于将手持式工具安装在接触轨上。
根据本发明实施例的手持式工具可以在非常狭窄的空间内操作，因此允许操作人员快速且容易地夹紧被上方护罩所保护的通电接触轨，同时与之保持一段安全的距离。
附图简介组成了本说明书的一部分的附图显示了本发明的关键实施例。
附图和下述描述一起用来完整地解释本发明。
图1显示了传统的三轨式铁路系统，其具有一对运行轨道和相邻的通电接触轨。
图2显示了传统的接地装置，其用于将接触轨接地到运行轨道上。
图3显示了根据本发明实施例的用于夹紧接触轨并便于使其接地的手持式工具。
图4显示了根据本发明的其它实施例的用于夹紧接触轨并便于使其接地的手持式工具。
图5显示了处于安装状态下的图4所示手持式工具，并显示了操作人员移动手柄以将第一和第二夹钳固定在接触轨的相应侧面部分上的方向。
图6显示了处于卸载状态下的图4所示手持式工具，并显示了操作人员移动释放杆和手柄来使第一和第二夹钳从接触轨的相应侧面上脱开的方向。
图7显示了根据本发明实施例的用于将通电接触轨接地至运行轨道上的接地装置。
发明的详细介绍下面将参照显示了本发明的优选实施例的附图来更完整地介绍本发明。然而，本发明还可通过许多不同的形式来实现，并不局限于这里所阐述的实施例；相反，提供这些实施例用于使本说明书详尽且完整，并能将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在附图中，为清晰起见可能放大了一些线、层和区域的厚度。应当理解，当诸如层、区域、基板或面板等元件被称为“位于”另一元件之上时，其可直接位于该另一元件之上，或者在它们之间也可能存在插入元件。相反，当元件被称为“直接位于”另一元件之上时，则不存在插入元件。应当理解，当元件被称为“连接”或“附着”在另一元件上时，其可直接连接或附着在该另一元件上，或者在它们之间也可能存在插入元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接附着”在另一元件之上时，则不存在插入元件。这里所用的用语“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等仅用于说明的目的。
现在来看图3，图中显示了根据本发明一个实施例的用于夹紧铁路接触轨以便于使其接地的手持式工具40。这种手持式夹具40包括可通过销41而相互间可枢轴转动地连接的第一部件42和第二部件52。所示的第一部件42包括位于其一端42a处的第一夹钳43、位于其另一端42b处的手柄44，以及在第一夹钳43和手柄44之间延伸的第一中间部分45。
所示的第二部件52包括位于其一端52a处的第二夹钳53、位于其另一端处的一组棘轮齿54，以及在第二夹钳53和这组棘轮齿54之间延伸的第二中间部分55。第一部件42和第二部件52的第一夹钳43和第二夹钳53构造成可相对地枢轴转动，并当操作人员沿向下方向(箭头A1所示)转动手柄44时可夹紧铁路接触轨12的相应的相对侧面部分12b，12c。
第二部件52的第二中间部分55可具有相对于第一部件42为柔性的结构，以便在第一夹钳43和第二夹钳53夹紧接触轨的相应的相对侧面部分12b，12c时促进第二中间部分55的接触面55a和接触轨的顶部12a之间的良好电接触。第二中间部分55的柔性结构还可促进手持式工具40在高度有所变化(例如由于磨损等)的接触轨上的安装。
根据本发明的实施例，可在第二中间部分55的接触面55a上连接可更换的导电垫块(例如类似于图2所示的导电垫块12)如铜垫块，以增强与接触轨12的顶部12a的电接触。这种可更换的导电垫块还可减少第二中间部分的接触面55a的磨损。
在所示实施例中，从第一部件42的第一中间部分45中延伸出棘爪60，其构造成可与第二部件52上的一组棘轮齿54相接合。棘爪60构造成在沿向下方向(箭头A1所示)枢轴转动手柄44时，可使第一夹钳43和第二夹钳53与铁路接触轨12的相应的相对侧面部分12b，12c保持接触。偏压件62(如图中所示的片簧)与棘爪60可操作地相连，并构造成可促动棘爪60与那组棘轮齿54相接合。释放杆64与第一部件相连并与偏压件62可操作地相关联，用来使棘爪60从那组棘轮齿54中脱开，这样就可向上地(箭头A2所示)转动手柄44而迫使第一夹钳43和第二夹钳53彼此分开，从而脱离接触轨。
棘爪60和棘轮齿54的使用使得可在不同高度的接触轨上使用手持式工具40。如本领域的技术人员所知道的那样，接触轨由于磨损的原因而可能在高度上有所变化。而且，使用棘爪60和棘轮齿54提供了加大的安全边距，这是因为一旦接合便减少了无意中脱离的可能性。
现在来看图4-7，图中显示了根据本发明的其它实施例的用于夹紧铁路接触轨以便使其接地的手持式工具140。所示手持式夹具140包括可通过销141而相互间可枢轴转动地相连的第一部件142和第二部件152。所示的第一部件142包括位于其一端142a处的第一夹钳143、位于其另一端142b处的手柄144，以及在第一夹钳143和手柄144之间延伸的第一中间部分145。所示的手柄144焊接在板149上，该板与第一部件142相连(如图所示，例如可通过六角头机用螺钉来连接)。然而，本发明的实施例并不局限于这种手柄连接结构。可以使用各种将手柄144连接到第一部件142上(以及连接手持式工具140的其它部件)的方式。
所示的第二部件152包括位于其一端152a处的第二夹钳153、位于其另一端处的一组棘轮齿154，以及在第二夹钳153和这组棘轮齿154之间延伸的第二中间部分155。第一部件142和第二部件152的第一夹钳143和第二夹钳153构造成可相互间枢轴转动，当操作人员向下转动手柄144时可夹紧铁路接触轨的相应的相对侧面部分12b，12c。套圈夹板147定位在所示第一部件142的底部，其构造成能牢固地夹紧接地电缆28。
如图所示，在第一夹钳143上设有一对滚子148，在第二夹钳153上设有另一对滚子158。滚子148，158可促进将手持式工具140安装在接触轨12上。例如，第二夹钳153上的滚子158允许第二夹钳153在接触轨12的顶部12a的周围滚动。当向下转动手柄144时，第一夹钳上的滚子148能够促进夹紧接触轨12。在安装好的状态下，滚子148，158构造成可与铁路接触轨12的相应的侧面部分12b，12c接触。
第二部件152的第二中间部分155可具有相对于第一部件142为柔性的结构，以便在第一夹钳143和第二夹钳153夹紧铁路接触轨12的相应的相对侧面部分12b，12c时促进第二中间部分155的接触面155a和铁路接触轨12的顶部12a之间的良好电接触。第二中间部分155的柔性结构还可促进手持式工具140在高度有所变化的接触轨上的安装。接触面155a最好由诸如铝的材料形成，这样在将手持式工具140夹紧在接触轨12上时可防止对接触轨的顶部12a造成损坏。
根据本发明的实施例，可在第二中间部分155的接触面155a上连接可更换的导电垫块(例如类似于图2所示的导电垫块12)如铜垫块，以增强与接触轨12的顶部12a的电接触。这种可更换的导电垫块还可减少第二中间部分的接触面155a的磨损。
在所示实施例中，台阶螺栓和棘爪组件160从第一部件142的第一中间部分145中延伸出来，并构造成可与第二部件152上的一组棘轮齿154接合。如由本领域的技术人员所理解的那样，台阶螺栓和棘爪组件160的棘爪部分(未示出)包括多个构造成可与第二部件152上的那组棘轮齿154相接合的齿。台阶螺栓和棘爪组件160构造成在沿向下方向(图5中的箭头A1所示)枢轴转动手柄144时，可使第一夹钳143和第二夹钳153与接触轨12的相应的相对侧面部分12b，12c保持接触。螺旋弹簧162用作偏压件，其与台阶螺栓和棘爪组件160可操作地相关联，并构造成可促动台阶螺栓和棘爪组件160与那组棘轮齿154相接合。在所示实施例中，螺旋弹簧162同轴地围绕在台阶螺栓和棘爪组件160上。
本发明的实施例并不限于台阶螺栓和棘爪组件160。根据本发明的精神和意图，可使用各种装置和棘爪类结构来使第一夹钳143和第二夹钳153与铁路接触轨12的相应的相对侧面部分12b，12c保持接触。
释放杆164与第一部件相连并与台阶螺栓和棘爪组件160可操作地相关联，其构造成用来使台阶螺栓和棘爪组件160从那组棘轮齿154中脱开，使得可向上(如图6中的箭头A2所示)转动手柄144而迫使第一夹钳143和第二夹钳153彼此分开，从而释放了接触轨12。在所示实施例中，释放杆164的端部164a与台阶螺栓和棘爪组件160的端部160a相接合，该端部160a从螺旋弹簧162中向外延伸出来。当朝向手柄144向下移动释放杆164时，释放杆的端部164a将台阶螺栓和棘爪组件160从那组棘轮齿中向外拉，从而使手柄144可自由运动。
台阶螺栓和棘爪组件160以及棘轮齿154的设置使得可在不同高度的接触轨上使用手持式工具140。而且，使用台阶螺栓和棘爪组件160以及棘轮齿154可提供加大的安全边距，这是因为一旦接合便减少了无意中脱离的可能性。
在操作中，将所示手持式工具140携带至接触轨12上并使其处于打开位置，并在铁轨的上方保护罩18下移动，且放低至接触轨12的顶部12a处。然后向下(箭头A1所示)移动手柄144到“闭合”位置(图5)，此时第一夹钳143和第二夹钳153与接触轨12的相应的相对侧面部分12b，12c紧密地接合。台阶螺栓和棘爪组件160通过那组棘轮齿154将第一夹钳143和第二夹钳153锁定在安装位置上。
为了使手持式工具140从接触轨12上脱开(图6)，需要朝第一部件142的方向(箭头A2所示)压下释放杆164。释放杆164将克服螺旋弹簧162而拉动台阶螺栓和棘爪组件160，使得台阶螺栓和棘爪组件160可从那组棘轮齿154中脱开，从而通过手柄144的向上运动(箭头A2所示)来使第一夹钳143自由地转动。在所示实施例中，释放杆164的尺寸相对手柄144来说较小，并定位成靠近那组棘轮齿154，从而可降低操作人员无意中压下释放杆164的可能性。
参看图7，图中显示了根据本发明实施例的用于将通电接触轨12接地至运行轨道10上的接地装置200。接地装置200包括导电夹具30，其构造成能够可松开地夹紧铁路运行轨道；导电的手持式工具40(图3)或140(图4)，其构造成能够可松开地夹紧接触轨12；以及导电电缆28，其与夹具30和手持式工具40，140电连通，从而将铁路接触轨12接地至铁路运行轨道10上。根据本发明实施例的可用于夹紧铁路运行轨道的代表性夹具30可从美国康涅狄格州Orange市Derby Milford路584号的Hubbell Inc.公司中得到。
上述内容是本发明的描述，其不能解释为限制了本发明。虽然已经介绍了本发明的一些代表性实施例，然而本领域的技术人员应当理解，在本质上不脱离本发明的新颖教导和优点的前提下，可对这些代表性实施例进行多种修改。因此，所有这些修改均包含在由权利要求所限定的本发明的范围内。因此，应当理解，上述内容是本发明的描述，不能解释为将其限制在所公开的具体实施例，对所公开的实施例以及其它实施例的修改均包含在所附权利要求的范围内。本发明由下述权利要求加上包含在其中的权利要求的等同物来限定。
权利要求
1.一种用于夹持铁路的接触轨以便于使其接地的手持式工具，包括第一部件，其包括位于其一端处的第一夹钳、位于其另一端处的手柄，以及在所述第一夹钳和所述手柄之间延伸的第一中间部分；与所述第一部件可枢轴转动地相连的第二部件，所述第二部件包括位于其一端处的第二夹钳、位于其另一端处的一组棘轮齿，以及在所述第二夹钳和所述这组棘轮齿之间延伸的第二中间部分，其中，所述第一和第二夹钳构造成可相对地枢轴转动，并在所述手柄沿第一方向枢轴转动时可夹紧铁路接触轨的相应的相对侧面，使得所述第二中间部分与所述铁路接触轨电接触；和从所述第一部件中延伸出来的棘爪，其构造成可与所述这组棘轮齿接合，并在所述手柄沿所述第一方向枢轴转动时使所述第一和第二夹钳与所述铁路接触轨的相应的相对侧面保持接触。
2.根据权利要求1所述的手持式工具，其特征在于，所述手持式工具还包括连接在所述第二中间部分上的导电垫块，其构造成与所述铁路接触轨保持电接触。
3.根据权利要求1所述的手持式工具，其特征在于，所述手持式工具还包括与所述棘爪操作性相关的偏压件，其构造成可促动所述棘爪与所述这组棘轮齿接合。
4.根据权利要求3所述的手持式工具，其特征在于，所述手持式工具还包括与所述偏压件操作性相关的杆，其构造成可使所述棘爪与所述这组棘轮齿脱开，并允许所述手柄在与所述第一方向相反的第二方向上运动。
5.根据权利要求1所述的手持式工具，其特征在于，所述第一夹钳包括构造成可与所述铁路接触轨接触的滚子。
6.根据权利要求1所述的手持式工具，其特征在于，所述第二夹钳包括构造成可与所述铁路接触轨接触的滚子。
7.一种用于夹持铁路的接触轨以便于使其接地的手持式工具，包括第一部件，其包括位于其一端处的第一夹钳、位于其另一端处的手柄，以及在所述第一夹钳和所述手柄之间延伸的第一中间部分；与所述第一部件可枢轴转动地相连的第二部件，所述第二部件包括位于其一端处的第二夹钳、位于其另一端处的一组棘轮齿，以及在所述第二夹钳和所述这组棘轮齿之间延伸的第二中间部分，其中，所述第一和第二夹钳构造成可相对地枢轴转动，并在所述手柄沿第一方向枢轴转动时可夹紧铁路接触轨的相应的相对侧面，使得所述第二中间部分与所述铁路接触轨的顶部形成电接触；从所述第一部件中延伸出来的棘爪，其构造成可与所述这组棘轮齿接合，并在所述手柄沿所述第一方向枢轴转动时使所述第一和第二夹钳与所述铁路接触轨的相应的相对侧面保持接触；与所述棘爪操作性相关的偏压件，其构造成可促动所述棘爪与所述这组棘轮齿接合；和与所述棘爪操作性相关的杆，其构造成可使所述棘爪与所述这组棘轮齿脱开，并允许所述手柄在与所述第一方向相反的第二方向上运动。
8.根据权利要求7所述的手持式工具，其特征在于，所述手持式工具还包括连接在所述第二中间部分上的导电垫块，其构造成与所述接触轨形成电接触。
9.根据权利要求7所述的手持式工具，其特征在于，所述第一夹钳包括构造成可与所述铁路接触轨接触的滚子。
10.根据权利要求7所述的手持式工具，其特征在于，所述第二夹钳包括构造成可与所述铁路接触轨接触的滚子。
11.一种用于使铁路的接触轨接地的装置，包括构造成能够可松开地夹持铁路运行轨道的导电夹具；构造成能够可松开地夹持与所述铁路运行轨道相关的铁路接触轨的导电手持式工具，所述手持式工具包括第一部件，其包括位于其一端处的第一夹钳、位于其另一端处的手柄，以及在所述第一夹钳和所述手柄之间延伸的第一中间部分；与所述第一部件可枢轴转动地相连的第二部件，所述第二部件包括位于其一端处的第二夹钳、位于其另一端处的一组棘轮齿，以及在所述第二夹钳和所述这组棘轮齿之间延伸的第二中间部分，其中，所述第一和第二夹钳构造成可相对地枢轴转动，并在所述手柄沿第一方向枢轴转动时可夹紧铁路接触轨的相应的相对侧面，使得所述第二中间部分与所述铁路接触轨形成电接触；和从所述第一中间部分中延伸出来的棘爪，其构造成可与所述这组棘轮齿接合，并在所述手柄沿所述第一方向枢轴转动时使所述第一和第二夹钳与所述铁路接触轨的相应的相对侧面保持接触；以及导电电缆，其与所述夹具和所述手持式工具电连通，从而将所述接触轨接地至所述铁路运行轨道上。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括连接在所述第二中间部分上的导电垫块，其构造成与所述铁路接触轨形成电接触。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述棘爪操作性相关的偏压件，其构造成可促动所述棘爪与所述这组棘轮齿接合。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述棘爪操作性相关的杆，其构造成可使所述棘爪与所述这组棘轮齿脱开，并允许所述手柄在与所述第一方向相反的第二方向上运动。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一夹钳包括构造成可与所述铁路接触轨接触的滚子。
16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二夹钳包括构造成可与所述铁路接触轨接触的滚子。
全文摘要
提供了一种用于夹持铁路的接触轨以便于使其接地的手持式工具(40)。第一部件(42)包括位于其一端处的第一夹钳(43)、位于其另一端处的手柄，以及在第一夹钳和手柄之间延伸的第一中间部分。第二部件(52)与第一部件可枢轴转动地相连，并包括位于其一端处的第二夹钳(53)、位于其另一端处的一组棘轮齿(54)，以及在第二夹钳和这组棘轮齿之间延伸的第二中间部分。第一和第二夹钳构造成可相互间枢轴转动，并在手柄向下运动时可夹紧铁路接触轨的相应的相对侧面，使得第二中间部分与铁路接触轨的顶部电接触。棘爪从第一中间部分中延伸出来，其构造成可与这组棘轮齿接合，并使第一和第二夹钳与铁路接触轨的相应的相对侧面保持接触。偏压件(62)与棘爪操作性相关，其构造成可促动棘爪与这组棘轮齿接合。释放杆(64)与偏压件和/或棘爪操作性相关，其构造成可使棘爪与那组棘轮齿脱开，并允许手柄运动以将手持式工具从接触轨上脱开。
文档编号H01R4/64GK1568562SQ02820311
公开日2005年1月19日 申请日期2002年8月16日 优先权日2001年8月20日
发明者D·拉丁 申请人:泰科电子有限公司