專利名稱：具有保持開啟及減振器元件的鐵路彈性轍叉翼轍叉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及鐵路軌道，以及尤其涉及一種彈性轍叉翼鋼軌型的改進的軌道轍叉組件，其主要用在從干線軌道的鐵路軌道道岔處。
鐵路轍叉為一種裝置，其安裝在兩個行駛鋼軌的交點處，以允許沿鋼軌之一運動的鐵路機車輪輪緣穿到另一條鋼軌上。轍叉在機車輪經(jīng)過在入口和轍叉的點之間的無鋼軌踏面處時支撐機車輪，并也提供用于那些穿過轍叉的機車輪的輪緣的輪緣槽。
鐵路的彈性轍叉翼鋼軌轍叉組件一般包括一剛性的轍叉翼鋼軌，其基本與連接到道岔行駛鋼軌的鋼軌元件的遠點或遠端，以及一相對可移動的彈性轍叉翼鋼軌，其大致與連接到干線行駛鋼軌的鋼軌元件的近點或端部對齊?？梢苿愚H叉翼鋼軌裝有一可屈服的自由端，提供了對沿干線軌道通過的機車輪的大致連續(xù)地支撐，并且通過包含一壓縮彈簧型轍叉翼鋼軌閉合器元件到轍叉組件中，經(jīng)常朝向轍叉遠點鋼軌偏置地封閉?？梢苿拥霓H叉翼鋼軌，有時被稱為彈性轍叉翼鋼軌，具有內(nèi)在的橫向的彈性以及被橫向移動遠離遠點鋼軌，以當(dāng)穿過剛性的轍叉翼鋼軌的機車輪輪緣接合彈性轍叉翼鋼軌自由端并強制或引起鋼軌橫向移動到全開位置時，在遠點鋼軌和彈性轍叉翼鋼軌之間提供一車輪的輪緣槽。在最后的相配合的車輪穿過組件后，轍叉翼鋼軌內(nèi)由彎曲及由所加入的鋼軌閉合器元件導(dǎo)致的壓縮力引起可移動的轍叉翼鋼軌被強制地移動到與轍叉組件遠點鋼軌正常毗鄰關(guān)系的位置。
以Frank的名義公開的美國專利4,624,428、以Kuhn等人名義公開的美國專利5,544,848、以Young等人名義公開的美國專利5,810,298每個都公開了在美國公知的并使用的代表性的鐵路彈性轍叉翼鋼軌轍叉組件的細節(jié)，這些專利都轉(zhuǎn)讓給了本申請的受讓人。在這種轍叉組件已滿意地完成不同鐵路軌道作業(yè)應(yīng)用的需要的同時，發(fā)現(xiàn)，在包括保持開啟子配件(有時也稱為暫時停頓裝置)的轍叉組件的實施例中，轍叉易發(fā)生彈性轍叉翼鋼軌“過界”，這是由正通過組件的機車車輪的輪緣施加在彈性轍叉翼鋼軌上的反復(fù)的、大幅度的沖擊力導(dǎo)致的-尤其在較高的列車速度時?！斑^界”現(xiàn)象可以導(dǎo)致轍叉組件過渡磨損以及有可能基本損壞保持開啟裝置。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的并有效的鐵路軌道轍叉組件結(jié)構(gòu)，通過消除不希望的彈性轍叉翼鋼軌過界，改進轍叉組件的性能，該過界現(xiàn)象經(jīng)常由連續(xù)有軌機車車輪輪緣施加在彈性轍叉翼鋼軌上的反復(fù)的大沖擊力造成。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點在仔細考慮本發(fā)明的摘要、附圖的描述、以及以下的詳細描述中變得清晰。
本發(fā)明的新的鐵路軌道轍叉組件包括底板元件、固定到底板元件上的固定的轍叉翼鋼軌元件、安裝在底板元件上并具有一自由端部的可移動的彈性轍叉翼鋼軌元件、連接到彈性轍叉翼鋼軌以及底板元件的彈性轍叉翼鋼軌保持開啟元件(hold-open element)、也連接到底板元件和可移動的轍叉翼鋼軌元件上的至少一個減振器元件、以及以環(huán)繞并共軸關(guān)系安裝在減振器上的螺旋壓縮彈簧元件。基本上，可以為氣動型減振器或液力型減振器的減振器元件用以在彈性轍叉翼鋼軌朝向其完全開啟狀態(tài)移動時在其上施加運動阻力，但在彈性轍叉翼鋼軌朝向其完全關(guān)閉狀態(tài)移動時在其上不施加任何顯著的遲滯運動的力。重載壓縮彈簧與減振器元件相結(jié)合以克服摩擦力，該摩擦力原本在列車穿過轍叉組件后傾向于阻止彈性轍叉翼鋼軌的關(guān)閉。
另外，轍叉組件可選擇性地包括一個或多個滑動角柄(slide-horn)和扣底鐵件子組件，其用以在彈性轍叉翼鋼軌橫向移動期間始終控制或保持正確的彈性轍叉翼鋼軌橫截面垂直方向，并且也可以可選擇地包括美國專利5,544,848中公開的那種類型的支腿輥(outrigger roller)和傾斜的坡道(inclined ramp)子組件。


圖1是具有本發(fā)明的優(yōu)選實施例的鐵路軌道道岔交匯點的平面圖；圖2是包括在圖1的軌道交匯點內(nèi)的鐵路彈性轍叉翼鋼軌轍叉組件的實施例的放大比例的平面示意圖；圖3是沿圖2的線3-3取得的剖視圖；圖4是圖1到圖3的氣動型減振器和壓縮彈簧元件的組合的放大的局部剖視圖；圖5是可用在本發(fā)明的實施例中的另一種液力型減振器元件的放大的平面圖。
參照圖1和圖2，示出左旋彈簧轍叉組件100，其插入一對道岔鋼軌12、14的一條鋼軌12以及一對干線鋼軌16、18的一條鋼軌16中。彈性轍叉翼鋼軌轍叉組件100安裝在底板元件20上，該元件20為本發(fā)明的轍叉組件提供了一水平基礎(chǔ)，并且保持包括轍叉組件在內(nèi)的各元件在運輸、隨后的安裝、及在鐵路軌道中工作期間處于正確的相互關(guān)系。轍叉組件100設(shè)置成在功能上使沿鋼軌12行駛的帶輪緣的有軌車車輪跨到鋼軌16及沿鋼軌16行駛的帶輪緣的有軌車車輪跨到鋼軌12。傳統(tǒng)的用于引導(dǎo)有軌車從鋼軌對12、14到鋼軌對16、18以及相反的轉(zhuǎn)轍器座(switch stand)對于軌道是必需的，但不包括發(fā)明100的任何部分。
如圖2所示，彈性轍叉翼鋼軌組件10具有裝在底板20上的天底點(V-point)元件22以及具有一軌道端24，其在轍叉安裝時連接到道岔線軌12，如通過焊接，以提供用于鋼軌到轍叉組件100的連接。一包含的鋼軌端26被連接到干線鋼軌16上，如通過焊接，以將該鋼軌連接到轍叉組件100。
轍叉組件100的大致彎曲的、固定的轍叉翼鋼軌元件30具有一端部32，其在轍叉安裝時連接到道岔鋼軌12的一段上。固定的轍叉翼鋼軌元件30的端部34優(yōu)選地外展，使得從圖2左側(cè)穿過組件運動的有軌車車輪的輪緣不會猛然地撞擊轍叉翼鋼軌自由端。并且，固定的轍叉翼鋼軌元件30以傳統(tǒng)的方式，如板夾(未示出)被剛性地連接到底板元件20。從而，轍叉翼鋼軌元件30為轍叉組件100的一相對不可動的元件。
可屈服地安裝的彈性轍叉翼鋼軌元件40，其為轍叉組件100的主要的可動元件，具有一端部42，其在安裝時連接到干線鋼軌16的一段上。元件40也具有一外展端44，以避免被從圖2的左側(cè)向天底點鋼軌元件22移動的有軌車車輪的輪緣偶然地撞擊。應(yīng)指出，彈性轍叉翼鋼軌40在其主體部分和在其自由端44不是通過傳統(tǒng)的板夾或其他方式牢固地固定在底板元件20上。然而，彈性轍叉翼鋼軌元件40相對底板20的橫向移動被源自彈性轍叉翼鋼軌的重量和行駛在彈性轍叉翼鋼軌上的有軌車的重量的滑動摩擦力所抑制。
當(dāng)車輪的輪緣與彈性轍叉翼鋼軌在其自由端接合彈簧轍叉翼鋼軌40并引起它橫向移動以便在天底點22和彈性轍叉翼鋼軌40之間提供一輪緣槽時，鋼軌40主要受壓并且從車輪接合點到其早先剛性固接于底板元件20的點撓曲，剛性固定點通常在組件墊塊處(未示出)。彈性轍叉翼鋼軌元件40基本作為一懸臂梁。
圖1所示的鐵路軌道安裝一般也包括一對傳統(tǒng)的護軌元件46、48，其具有位于道岔鋼軌14和干線鋼軌18處的外展端部，每個與相鄰鋼軌由一段距離彼此成間隔關(guān)系，該距離稍大于相應(yīng)的標準的有軌車車輪緣厚度。
另外，及如圖1和圖2所示，鐵路彈簧轍叉組件100在其結(jié)構(gòu)中一般包括可選擇性釋放的保持開啟元件108(hold-open element)以及一個或多個減振器子組件102，以及也可選擇性地包括一個或多個傳統(tǒng)的扣底鐵件子組件52，每個這種子組件102都在功能上連接到彈性轍叉翼鋼軌40和底板元件20上。保持開啟元件108一般為在以Young等人名義于1998年9月15日公開的并已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人的美國專利5806810中公開的型式的裝置，或為在1999年2月17日提交的懸而未決的美國專利申請?zhí)?9/251,841和1999年2月17日提交的美國專利申請?zhí)?9/251,620中公開的型式，該申請也轉(zhuǎn)讓給了本專利申請的受讓人。
雖然在一些應(yīng)用中，一單獨的減振器組件102就可以有效地防止彈性轍叉翼鋼軌超過界限，在圖1和2的轍叉組件結(jié)構(gòu)中，提供一對間隔開的減振器子組件用以消除本來由于火車的相繼有軌車車輪通過轍叉組件所施加的沖擊力而發(fā)生的重復(fù)的彈性轍叉翼鋼軌超過界限。
扣底鐵件子組件52在有軌車輪緣接合彈性轍叉翼鋼軌40并且使鋼軌40橫向移動時用以限制鋼軌的向上垂直運動但允許鋼軌橫向運動。
每個所包括的減振器元件102合并有一套裝的共軸重載壓縮彈簧元件53，并且減振器的各端部盡頭通過半球形滑動接頭104和106連接到彈性轍叉翼鋼軌40和底板元件20上，半球形滑動接頭(semi-spherical slip joint)的半球形座口部分分別設(shè)置在安裝支架64和70內(nèi)。另外，更傳統(tǒng)的柄舌和U形連接可以被利用以替代半球形的滑動接頭104和106。包括在轍叉組件內(nèi)的保持開啟元件由附圖標記108標識。
在圖4中，提供了氣動型減振器子組件102的細節(jié)，包括其與彈性轍叉翼鋼軌元件40和與底板元件20的連接裝置?；镜?，減振器50的中空的、小直徑端60通過柄舌和U形樞轉(zhuǎn)連接裝置與安裝支架64協(xié)同操作，安裝支架64由螺栓安裝在組件底板元件20上。減振器組件50的中空的、大直徑端66通過半球形滑動接頭106和安裝支架70連接到彈性轍叉翼鋼軌40上，且協(xié)同操作的氣缸端部114通過半球形滑動接頭104和安裝支架64連接到底板元件20上。由于減振器子組件110包括與活塞及氣缸端部112和114成環(huán)繞且共軸關(guān)系的重載壓縮彈簧53，此種減振器端部112和114被提供有一大直徑整體凸緣116，彈簧元件53的末端抵靠著該凸緣。提供樞轉(zhuǎn)連接104和106以在本發(fā)明的彈性轍叉翼鋼軌元件運動的整個范圍內(nèi)使減振器實現(xiàn)自身調(diào)整。
減振器元件102的小直徑端60被提供有活塞頭封閉元件72，該元件具有一整體的單向、彈簧偏壓的單向閥73以及一整體的流孔通道74?；镜?，單向閥73的規(guī)格為，與在相同壓差下流孔通道74的流率相比，相應(yīng)于其單向流動在給定壓差下具有較大的流率。流孔通道74被設(shè)置于減振器子組件50中主要用于在減振器端部60和66的內(nèi)腔之間獲得長期的壓力平衡。
傳統(tǒng)的活塞頭O形圈壓力密封76和傳統(tǒng)的除油泥環(huán)(debris wiperring)78也包括在子組件102內(nèi)。在圖中未示出的是傳統(tǒng)的有閥的入口，其須設(shè)置于減振器子組件102中，用于向減振器內(nèi)腔充入壓力空氣或其他氣態(tài)流體。
也要指出的是，減振器102的各端部被提供有整體的、大直徑的凸緣116，其用于重載壓縮彈簧元件53的抵靠物?；旧?，本發(fā)明的彈性轍叉翼鋼軌轍叉組件的實施例100被用在以下應(yīng)用中，其中，遭遇與彈性轍叉翼鋼軌40的開啟和關(guān)閉相關(guān)的增大的摩擦力，使得需要增大的關(guān)閉力。這種增大的力由所另外包括的減振器組件實施例102的重載壓縮彈簧元件53來提供。
在圖5中，提供了液力型減振器子組件110的結(jié)構(gòu)的細節(jié)，該組件可以用作本發(fā)明的實施中，尤其是當(dāng)施加在轍叉組件彈性轍叉翼鋼軌上的過界沖擊載荷量值特別大的時候。如圖6所示，子組件110主要由液力活塞端部112和相配合的液壓缸端部114構(gòu)成，該活塞端部具有整體的活塞桿120和所連接的活塞122?；钊?22設(shè)置有整體的單向閥73以及整體的流孔通道74，以及也有O形密封圈76。
通過進一步在元件102內(nèi)包括共軸且環(huán)繞的壓縮彈簧53，能夠提供一種轍叉組件，其具有以前由兩個具有各自功能的獨立的子組件實現(xiàn)的子組件功能，且減少了獨立部件的安裝位置，并也減少了所需零部件的數(shù)量。
其他元件的形狀、尺寸和材料可以由上述的元件的形狀、尺寸和材料替代，以獲得本發(fā)明的益處，且未背離本發(fā)明所要求保護的范圍。
作為本發(fā)明要求保護的裝置由所附的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1．一種鐵路軌道彈性轍叉翼鋼軌轍叉組件，具有相對固定的轍叉翼鋼軌和橫向可移動的彈性轍叉翼鋼軌，包括一底板元件；一彈性轍叉翼鋼軌元件，由所述底板元件支撐并相對所述底板元件可橫向移動；一可選擇性釋放的保持開啟元件，樞轉(zhuǎn)地連接于所述底板元件和所述彈性轍叉翼鋼軌元件；減振器元件，裝接于所述底板元件和所述彈性轍叉翼鋼軌元件上；以及重載螺旋壓縮彈簧元件，共軸地并以套繞關(guān)系安裝在所述減振器元件上，所述減振器元件隨同所述彈性轍叉翼鋼軌元件的開啟運動產(chǎn)生一反力，而隨同所述彈性轍叉翼鋼軌元件的關(guān)閉運動不產(chǎn)生反力，并且所述重載壓縮彈簧元件隨同所述彈性轍叉翼鋼軌元件的開啟運動產(chǎn)生一反力，而隨同所述彈性轍叉翼鋼軌元件的關(guān)閉運動產(chǎn)生一助力。
2．如權(quán)利要求1所述的轍叉組件，其中，所述減振器元件設(shè)置有一缸體端和一活塞端，該活塞端與所述缸體端部協(xié)同操作，每個所述減振器元件端部設(shè)置有一抵靠凸緣，所述的共軸并套繞的重載壓縮彈簧元件抵靠其上。
3．如權(quán)利要求2所述的轍叉組件，其中，所述減振器元件缸體和活塞端部各設(shè)置有一半球形滑動接頭半連接器，每個所述半球形滑動接頭半連接器與剛性連接于所述彈性轍叉翼鋼軌元件和所述底板元件的一互補半球形滑動接頭半連接器協(xié)同操作。
4．如權(quán)利要求1所述的轍叉組件，其中，所述轍叉組件包括多個所述減振器元件以及相應(yīng)的多個重載螺旋壓縮彈簧元件，每個所述的減振器組件沿所述的彈性轍叉翼鋼軌元件彼此間隔開。
全文摘要
一種改進的鐵路軌道作業(yè)彈性轍叉翼鋼軌轍叉組件,具有用于彈性轍叉翼鋼軌的選擇性地可釋放的保持開啟元件,轍叉組件被提供有合并一起的可壓縮減振器和壓縮彈簧,并在功能上連接到組件的彈性轍叉翼鋼軌和組件底板,并且作用為隨同彈性轍叉翼鋼軌元件的開啟運動產(chǎn)生反力,而隨同彈性轍叉翼鋼軌元件的關(guān)閉運動產(chǎn)生增力。
文檔編號B61L5/02GK1314523SQ0111099
公開日2001年9月26日 申請日期2001年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月9日
發(fā)明者斯蒂芬·R·庫恩, 基思·揚 申請人:Abc－納科公司