专利名称：具有保持开启及减振器元件的铁路弹性辙叉翼辙叉的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及铁路轨道，以及尤其涉及一种弹性辙叉翼钢轨型的改进的轨道辙叉组件，其主要用在从干线轨道的铁路轨道道岔处。
铁路辙叉为一种装置，其安装在两个行驶钢轨的交点处，以允许沿钢轨之一运动的铁路机车轮轮缘穿到另一条钢轨上。辙叉在机车轮经过在入口和辙叉的点之间的无钢轨踏面处时支撑机车轮，并也提供用于那些穿过辙叉的机车轮的轮缘的轮缘槽。
铁路的弹性辙叉翼钢轨辙叉组件一般包括一刚性的辙叉翼钢轨，其基本与连接到道岔行驶钢轨的钢轨元件的远点或远端，以及一相对可移动的弹性辙叉翼钢轨，其大致与连接到干线行驶钢轨的钢轨元件的近点或端部对齐。可移动辙叉翼钢轨装有一可屈服的自由端，提供了对沿干线轨道通过的机车轮的大致连续地支撑，并且通过包含一压缩弹簧型辙叉翼钢轨闭合器元件到辙叉组件中，经常朝向辙叉远点钢轨偏置地封闭。可移动的辙叉翼钢轨，有时被称为弹性辙叉翼钢轨，具有内在的横向的弹性以及被横向移动远离远点钢轨，以当穿过刚性的辙叉翼钢轨的机车轮轮缘接合弹性辙叉翼钢轨自由端并强制或引起钢轨横向移动到全开位置时，在远点钢轨和弹性辙叉翼钢轨之间提供一车轮的轮缘槽。在最后的相配合的车轮穿过组件后，辙叉翼钢轨内由弯曲及由所加入的钢轨闭合器元件导致的压缩力引起可移动的辙叉翼钢轨被强制地移动到与辙叉组件远点钢轨正常毗邻关系的位置。
以Frank的名义公开的美国专利4,624,428、以Kuhn等人名义公开的美国专利5,544,848、以Young等人名义公开的美国专利5,810,298每个都公开了在美国公知的并使用的代表性的铁路弹性辙叉翼钢轨辙叉组件的细节，这些专利都转让给了本申请的受让人。在这种辙叉组件已满意地完成不同铁路轨道作业应用的需要的同时，发现，在包括保持开启子配件(有时也称为暂时停顿装置)的辙叉组件的实施例中，辙叉易发生弹性辙叉翼钢轨“过界”，这是由正通过组件的机车车轮的轮缘施加在弹性辙叉翼钢轨上的反复的、大幅度的冲击力导致的-尤其在较高的列车速度时。“过界”现象可以导致辙叉组件过渡磨损以及有可能基本损坏保持开启装置。
已经发现了一种新的并有效的铁路轨道辙叉组件结构，通过消除不希望的弹性辙叉翼钢轨过界，改进辙叉组件的性能，该过界现象经常由连续有轨机车车轮轮缘施加在弹性辙叉翼钢轨上的反复的大冲击力造成。
本发明的其他目的和优点在仔细考虑本发明的摘要、附图的描述、以及以下的详细描述中变得清晰。
本发明的新的铁路轨道辙叉组件包括底板元件、固定到底板元件上的固定的辙叉翼钢轨元件、安装在底板元件上并具有一自由端部的可移动的弹性辙叉翼钢轨元件、连接到弹性辙叉翼钢轨以及底板元件的弹性辙叉翼钢轨保持开启元件(hold-open element)、也连接到底板元件和可移动的辙叉翼钢轨元件上的至少一个减振器元件、以及以环绕并共轴关系安装在减振器上的螺旋压缩弹簧元件。基本上，可以为气动型减振器或液力型减振器的减振器元件用以在弹性辙叉翼钢轨朝向其完全开启状态移动时在其上施加运动阻力，但在弹性辙叉翼钢轨朝向其完全关闭状态移动时在其上不施加任何显著的迟滞运动的力。重载压缩弹簧与减振器元件相结合以克服摩擦力，该摩擦力原本在列车穿过辙叉组件后倾向于阻止弹性辙叉翼钢轨的关闭。
另外，辙叉组件可选择性地包括一个或多个滑动角柄(slide-horn)和扣底铁件子组件，其用以在弹性辙叉翼钢轨横向移动期间始终控制或保持正确的弹性辙叉翼钢轨横截面垂直方向，并且也可以可选择地包括美国专利5,544,848中公开的那种类型的支腿辊(outrigger roller)和倾斜的坡道(inclined ramp)子组件。
图1是具有本发明的优选实施例的铁路轨道道岔交汇点的平面图；图2是包括在图1的轨道交汇点内的铁路弹性辙叉翼钢轨辙叉组件的实施例的放大比例的平面示意图；图3是沿图2的线3-3取得的剖视图；图4是图1到图3的气动型减振器和压缩弹簧元件的组合的放大的局部剖视图；图5是可用在本发明的实施例中的另一种液力型减振器元件的放大的平面图。
参照图1和图2，示出左旋弹簧辙叉组件100，其插入一对道岔钢轨12、14的一条钢轨12以及一对干线钢轨16、18的一条钢轨16中。弹性辙叉翼钢轨辙叉组件100安装在底板元件20上，该元件20为本发明的辙叉组件提供了一水平基础，并且保持包括辙叉组件在内的各元件在运输、随后的安装、及在铁路轨道中工作期间处于正确的相互关系。辙叉组件100设置成在功能上使沿钢轨12行驶的带轮缘的有轨车车轮跨到钢轨16及沿钢轨16行驶的带轮缘的有轨车车轮跨到钢轨12。传统的用于引导有轨车从钢轨对12、14到钢轨对16、18以及相反的转辙器座(switch stand)对于轨道是必需的，但不包括发明100的任何部分。
如图2所示，弹性辙叉翼钢轨组件10具有装在底板20上的天底点(V-point)元件22以及具有一轨道端24，其在辙叉安装时连接到道岔线轨12，如通过焊接，以提供用于钢轨到辙叉组件100的连接。一包含的钢轨端26被连接到干线钢轨16上，如通过焊接，以将该钢轨连接到辙叉组件100。
辙叉组件100的大致弯曲的、固定的辙叉翼钢轨元件30具有一端部32，其在辙叉安装时连接到道岔钢轨12的一段上。固定的辙叉翼钢轨元件30的端部34优选地外展，使得从图2左侧穿过组件运动的有轨车车轮的轮缘不会猛然地撞击辙叉翼钢轨自由端。并且，固定的辙叉翼钢轨元件30以传统的方式，如板夹(未示出)被刚性地连接到底板元件20。从而，辙叉翼钢轨元件30为辙叉组件100的一相对不可动的元件。
可屈服地安装的弹性辙叉翼钢轨元件40，其为辙叉组件100的主要的可动元件，具有一端部42，其在安装时连接到干线钢轨16的一段上。元件40也具有一外展端44，以避免被从图2的左侧向天底点钢轨元件22移动的有轨车车轮的轮缘偶然地撞击。应指出，弹性辙叉翼钢轨40在其主体部分和在其自由端44不是通过传统的板夹或其他方式牢固地固定在底板元件20上。然而，弹性辙叉翼钢轨元件40相对底板20的横向移动被源自弹性辙叉翼钢轨的重量和行驶在弹性辙叉翼钢轨上的有轨车的重量的滑动摩擦力所抑制。
当车轮的轮缘与弹性辙叉翼钢轨在其自由端接合弹簧辙叉翼钢轨40并引起它横向移动以便在天底点22和弹性辙叉翼钢轨40之间提供一轮缘槽时，钢轨40主要受压并且从车轮接合点到其早先刚性固接于底板元件20的点挠曲，刚性固定点通常在组件垫块处(未示出)。弹性辙叉翼钢轨元件40基本作为一悬臂梁。
图1所示的铁路轨道安装一般也包括一对传统的护轨元件46、48，其具有位于道岔钢轨14和干线钢轨18处的外展端部，每个与相邻钢轨由一段距离彼此成间隔关系，该距离稍大于相应的标准的有轨车车轮缘厚度。
另外，及如图1和图2所示，铁路弹簧辙叉组件100在其结构中一般包括可选择性释放的保持开启元件108(hold-open element)以及一个或多个减振器子组件102，以及也可选择性地包括一个或多个传统的扣底铁件子组件52，每个这种子组件102都在功能上连接到弹性辙叉翼钢轨40和底板元件20上。保持开启元件108一般为在以Young等人名义于1998年9月15日公开的并已转让给本申请的受让人的美国专利5806810中公开的型式的装置，或为在1999年2月17日提交的悬而未决的美国专利申请号09/251,841和1999年2月17日提交的美国专利申请号09/251,620中公开的型式，该申请也转让给了本专利申请的受让人。
虽然在一些应用中，一单独的减振器组件102就可以有效地防止弹性辙叉翼钢轨超过界限，在图1和2的辙叉组件结构中，提供一对间隔开的减振器子组件用以消除本来由于火车的相继有轨车车轮通过辙叉组件所施加的冲击力而发生的重复的弹性辙叉翼钢轨超过界限。
扣底铁件子组件52在有轨车轮缘接合弹性辙叉翼钢轨40并且使钢轨40横向移动时用以限制钢轨的向上垂直运动但允许钢轨横向运动。
每个所包括的减振器元件102合并有一套装的共轴重载压缩弹簧元件53，并且减振器的各端部尽头通过半球形滑动接头104和106连接到弹性辙叉翼钢轨40和底板元件20上，半球形滑动接头(semi-spherical slip joint)的半球形座口部分分别设置在安装支架64和70内。另外，更传统的柄舌和U形连接可以被利用以替代半球形的滑动接头104和106。包括在辙叉组件内的保持开启元件由附图标记108标识。
在图4中，提供了气动型减振器子组件102的细节，包括其与弹性辙叉翼钢轨元件40和与底板元件20的连接装置。基本地，减振器50的中空的、小直径端60通过柄舌和U形枢转连接装置与安装支架64协同操作，安装支架64由螺栓安装在组件底板元件20上。减振器组件50的中空的、大直径端66通过半球形滑动接头106和安装支架70连接到弹性辙叉翼钢轨40上，且协同操作的气缸端部114通过半球形滑动接头104和安装支架64连接到底板元件20上。由于减振器子组件110包括与活塞及气缸端部112和114成环绕且共轴关系的重载压缩弹簧53，此种减振器端部112和114被提供有一大直径整体凸缘116，弹簧元件53的末端抵靠着该凸缘。提供枢转连接104和106以在本发明的弹性辙叉翼钢轨元件运动的整个范围内使减振器实现自身调整。
减振器元件102的小直径端60被提供有活塞头封闭元件72，该元件具有一整体的单向、弹簧偏压的单向阀73以及一整体的流孔通道74。基本地，单向阀73的规格为，与在相同压差下流孔通道74的流率相比，相应于其单向流动在给定压差下具有较大的流率。流孔通道74被设置于减振器子组件50中主要用于在减振器端部60和66的内腔之间获得长期的压力平衡。
传统的活塞头O形圈压力密封76和传统的除油泥环(debris wiperring)78也包括在子组件102内。在图中未示出的是传统的有阀的入口，其须设置于减振器子组件102中，用于向减振器内腔充入压力空气或其他气态流体。
也要指出的是，减振器102的各端部被提供有整体的、大直径的凸缘116，其用于重载压缩弹簧元件53的抵靠物。基本上，本发明的弹性辙叉翼钢轨辙叉组件的实施例100被用在以下应用中，其中，遭遇与弹性辙叉翼钢轨40的开启和关闭相关的增大的摩擦力，使得需要增大的关闭力。这种增大的力由所另外包括的减振器组件实施例102的重载压缩弹簧元件53来提供。
在图5中，提供了液力型减振器子组件110的结构的细节，该组件可以用作本发明的实施中，尤其是当施加在辙叉组件弹性辙叉翼钢轨上的过界冲击载荷量值特别大的时候。如图6所示，子组件110主要由液力活塞端部112和相配合的液压缸端部114构成，该活塞端部具有整体的活塞杆120和所连接的活塞122。活塞122设置有整体的单向阀73以及整体的流孔通道74，以及也有O形密封圈76。
通过进一步在元件102内包括共轴且环绕的压缩弹簧53，能够提供一种辙叉组件，其具有以前由两个具有各自功能的独立的子组件实现的子组件功能，且减少了独立部件的安装位置，并也减少了所需零部件的数量。
其他元件的形状、尺寸和材料可以由上述的元件的形状、尺寸和材料替代，以获得本发明的益处，且未背离本发明所要求保护的范围。
作为本发明要求保护的装置由所附的权利要求书限定。
权利要求
1．一种铁路轨道弹性辙叉翼钢轨辙叉组件，具有相对固定的辙叉翼钢轨和横向可移动的弹性辙叉翼钢轨，包括一底板元件；一弹性辙叉翼钢轨元件，由所述底板元件支撑并相对所述底板元件可横向移动；一可选择性释放的保持开启元件，枢转地连接于所述底板元件和所述弹性辙叉翼钢轨元件；减振器元件，装接于所述底板元件和所述弹性辙叉翼钢轨元件上；以及重载螺旋压缩弹簧元件，共轴地并以套绕关系安装在所述减振器元件上，所述减振器元件随同所述弹性辙叉翼钢轨元件的开启运动产生一反力，而随同所述弹性辙叉翼钢轨元件的关闭运动不产生反力，并且所述重载压缩弹簧元件随同所述弹性辙叉翼钢轨元件的开启运动产生一反力，而随同所述弹性辙叉翼钢轨元件的关闭运动产生一助力。
2．如权利要求1所述的辙叉组件，其中，所述减振器元件设置有一缸体端和一活塞端，该活塞端与所述缸体端部协同操作，每个所述减振器元件端部设置有一抵靠凸缘，所述的共轴并套绕的重载压缩弹簧元件抵靠其上。
3．如权利要求2所述的辙叉组件，其中，所述减振器元件缸体和活塞端部各设置有一半球形滑动接头半连接器，每个所述半球形滑动接头半连接器与刚性连接于所述弹性辙叉翼钢轨元件和所述底板元件的一互补半球形滑动接头半连接器协同操作。
4．如权利要求1所述的辙叉组件，其中，所述辙叉组件包括多个所述减振器元件以及相应的多个重载螺旋压缩弹簧元件，每个所述的减振器组件沿所述的弹性辙叉翼钢轨元件彼此间隔开。
全文摘要
一种改进的铁路轨道作业弹性辙叉翼钢轨辙叉组件,具有用于弹性辙叉翼钢轨的选择性地可释放的保持开启元件,辙叉组件被提供有合并一起的可压缩减振器和压缩弹簧,并在功能上连接到组件的弹性辙叉翼钢轨和组件底板,并且作用为随同弹性辙叉翼钢轨元件的开启运动产生反力,而随同弹性辙叉翼钢轨元件的关闭运动产生增力。
文档编号B61L5/02GK1314523SQ0111099
公开日2001年9月26日 申请日期2001年3月9日 优先权日2000年3月9日
发明者斯蒂芬·R·库恩, 基思·扬 申请人:Abc－纳科公司