用于铁路轨道导轨的支撑件的制作方法

用于铁路轨道导轨的支撑件
1.本发明涉及一种用于铁路轨道导轨的支撑件，特别是轨枕类型的支撑件，包括：具有平行六面体外观的中心芯，该中心芯由实木或木基材料制成的至少两个并置的条带形成；和包围该中心芯的保护壳体，该保护壳体为一体式制成，并且由周壁以及至少一个内部分隔件形成，该周壁具有至少两个相对的顶面和顶面以及两个相对的侧面，这些面被设计成能够与该中心芯的至少四个纵向面相匹配，该至少一个内部分隔件在该周壁的两个相对的面或两个邻接的面之间延伸，并且与该保护壳体的周壁一起限定各自具有与所述中心芯的条带的形状互补的形状的至少两个单元。
2.以已知的方式，本发明所涉及的导轨支撑件(也称为轨道导轨支撑件，诸如铁路轨枕、桥接部件、工程结构部件和木材)参与铁路轨道的构造，其中这些支撑件一旦锚固在道床中，不仅用作用于导轨的支撑件，还旨在确保导轨之间的恒定距离，并且在列车通过期间分配道床上的机械负载。
3.铁路工程师一直关注设计同时可靠、安全而且符合先前规定的预算限制的基础设施。在这种情况下，他们的研究主要在于持续考虑新的解决方案来改进铁路轨道的组成元件的机械性能，由此改进用于铁路轨道导轨的支撑件的组成元件的机械性能。
4.在这方面，随着时间的推移已经提出了各种解决方案来克服与原木的自然老化相关联的问题，原木在铁路时代之初就用来制成铁路轨道支撑件。
5.因此，为了延长这些支撑件的使用期限，已经提出利用保护物质诸如杂酚油来浸渍用于铁路轨道导轨的容易腐烂的木制支撑件，旨在抵御蚀木性物质诸如真菌和白蚁的生物攻击。然而，尽管目前杂酚油仍然被授权使用，但是由于它会对环境和人类健康造成有害影响，因此对于其使用存在强烈争议。有关这种物质的使用的法规也在不断完善，同样表明它注定要被逐步淘汰。此外，必须注意，这种情况同样适用于为取代杂酚油而提出的新型化学处理方法，这些化学处理方法仍然会成为环境污染源，特别是水环境的污染源，并且已经注意到，这些化学处理方法的使用授权可能不会延长。
6.另一种解决方案包括开发由防腐材料诸如混凝土、钢、塑料或复合材料制成的铁路轨道导轨支撑件。
7.混凝土导轨支撑件经济实惠，但是由于材料的刚度导致它们很重，处理起来很复杂并且容易受损。此外，这类支撑件无法机械加工，而且需要升高道床，意味着额外的成本。最后，混凝土铁路轨道支撑件具有很高的碳足迹(碳排放)。
8.钢轨道支撑件具有很长的使用寿命。然而，当火车经过钢轨道支撑件时，这些支撑件会产生噪声，因此限制了它们可使用的区域。此类支撑件具有高电导性和高维护成本，特别是因为存在腐蚀风险，所以其应用存在限制。
9.最近开始提供的由塑料或复合材料制成的轨道支撑件与由木材制成的轨道支撑件一样，可机械加工并且可回收利用，还能吸收振动，因此能够减小噪声。然而，它们仍然存在技术限制，诸如由其组成材料的热膨胀引起的尺寸变化。此外，其组成材料可能会随着时间的推移而发生蠕变，这可能会损害方头螺栓的抗拔强度。而且，塑料或复合材料轨道支撑件的成本很高，这进一步阻碍了其广泛部署。
10.仍然为了克服木材腐烂的问题，设想了设计涂有热塑性材料保护壳体的木芯形式的铁路轨道导轨支撑件，这种保护壳体用于将木材与任何外部接触隔离，从而保护木材免受任何可能的生物攻击。
11.文档wo0158663和wo2016105209描述了铁路轨枕，其中中心芯由一块实木制成。然而，这种构造带来了不可忽略的风险：在改变全部或部分塑料外壳的情况下，整个中心芯由于其一体式结构允许腐烂现象蔓延而逐渐分解，导致所关注的轨枕的机械性能减弱。
12.文档us4286753提出用并置的实木板或刨花板(它们粘合在一起形成均匀的木块)来设计铁路轨枕的中心芯的可能方法。然而，所述的解决方案的缺点是需要使用潜在有害并且造成污染的物质，诸如甲醛。
13.本发明的目的是提出一种用于铁路轨道导轨的支撑件，诸如铁路轨枕，其类型为包括由覆盖有保护壳体的木材或木基材料制成的中心芯，具有除已经描述的那些结构之外的另选结构，使得既能克服上文所提及的所有缺点，又能在考虑铁路行驶列车的重量影响的情况下延长其寿命，同时满足当前实施中的技术、预算和环境标准。更确切地说，本发明旨在提出用于铁路轨道导轨的可机械加工的支撑件，与现有的导轨支撑件相比，该可机械加工的支撑件使用期限延长，对环境友好，并且其结构和组成材料易于回收利用。
14.为此，本发明的目的是提供在前言中所述种类的用于铁路轨道导轨的支撑件，其特征在于，条带包括穿过其厚度e形成的多个狭槽，还在于每个条带的狭槽通过由填充所述狭槽的塑料材料制成的销钉连接到相邻条带的狭槽。
15.根据本发明的有利实施方案，所述保护壳体由塑料材料制成。
16.根据具体实施方案，该保护壳体还包括能够覆盖中心芯的左端面和右端面的一对顶盖。
17.本发明还规定所述保护壳体的顶面包括在穿过保护壳体中心的平面的任一侧上对称地延伸并且垂直于其纵向轴线延伸的至少两个凹槽。
18.优选地，这些凹槽具有螺纹孔。
19.根据本发明的有利实施方案，所述保护壳体的周壁可具有形成一组凸纹和凹槽的结构，该结构在保护壳体周壁的底面的至少一部分上延伸。
20.任选地，形成一组凸纹和凹槽的结构也可在保护壳体的周壁的相对的侧面的至少一部分上延伸，所述部分从周壁的底面朝向其顶面延伸。
21.此外，本发明还规定了所述条带各自由一系列邻接条带形成的特征。
22.根据可设想的实施方案，所述条带彼此平行延伸并且平行于或垂直于保护壳体的周壁的顶面和底面延伸。
23.另选地，其中所述条带彼此平行延伸并且与保护壳体的周壁的顶面和底面成一定角度延伸的结构也符合本发明。
24.根据附图中所示的实施方案的以下描述，本发明的优点将变得显而易见，在附图中：
25.[图1]对应于根据本发明的用于导轨的支撑件的实施方案的透明透视图，该支撑件在此由铁路轨枕定义，
[0026]
[图2]是图1的铁路轨枕的中心芯的透视图，
[0027]
[图3]对应于图1的铁路轨枕的剖视图，该剖视图在中心芯的条带包括的通槽的对
准处沿着其横向边缘中的一个横向边缘截取，
[0028]
[图4]示出了图1的铁路轨枕的局部侧视图，
[0029]
[图5]是根据本发明的用于铁路轨道导轨的支撑件的第二实施方案变体的剖视图，并且
[0030]
[图6]是根据本发明的用于导轨的支撑件的第三实施方案变体的剖视图。
[0031]
在图1至图3中所示的实施方案变体中，根据本发明的用于导轨的支撑件由铁路轨枕1定义，该铁路轨枕包括：一方面，具有平行六面体外观的中心芯2；和另一方面，包围所述中心芯2的保护壳体4。中心芯在此由四个条带3形成，这些条带厚度为e并且由实木制成。然而，可设想其他构造，其中条带3各自由一系列木制条带形成，这些木制条带例如通过它们各自的侧向边缘，或者通过它们各自的纵向边缘或在叠加之后面对面地彼此组装。此外，仍然根据其他构造，为了优化木材材料的成本、符合本发明的用于导轨的支撑件的机械特性和耐用性，中心芯2的不同条带3可各自由不同类型的木材制成。例如，因此可以生产包括三个山毛榉木内条带的中心芯2，这些内条带夹置两个橡木外条带3之间，橡木本身比山毛榉木更耐用和更耐腐蚀。在其他情况下，可以在至少部分地由聚合物材料制成的两个外条带之间插入中心芯2，并且用外壳体4包围该组件。
[0032]
根据本发明，保护壳体4有利地是一体式的，并且由塑料或热塑性材料(无论是否用纤维和/或滑石增强)通过本身已知的工艺诸如塑料注射、挤出或“挤注”工艺(exjection，注册商标)制成。
[0033]
更确切地说，保护壳体4由优选地具有介于5mm与15mm之间的厚度e1的周壁形成。该周壁具有：两个相对的顶面6和底面7以及两个相对的侧面8、9，这些面被设计成与所述中心芯2的至少四个纵向面相匹配；以及两个左端面和右端面11、12，这些面被设计成覆盖中心芯2的左端面和右端面。
[0034]
此外，保护壳体4还包括三个内部分隔件13，这些内部分隔件彼此平行，在保护壳体的两个相对的侧面8、9之间延伸且平行于其顶面6和底面7。优选地，内部分隔件13具有介于3mm与10mm之间的厚度e2，并且与保护壳体4的周壁一起限定各自具有与中心芯2的条带3的形状互补的形状的四个单元14。
[0035]
概括地说，借助于铁路轨枕1的这种构造，制成中心芯2的每个木制条带3容纳在单独的护套中，在每种情况下由单元14定义，并且因此完全与其他条带3分开。因此，在保护壳体4的周壁出现任何劣化而导致木制条带3暴露于外部介质中的情况下，只有该木制条带会逐渐分解，而不存在该现象蔓延到剩余条带3的任何风险。这种特征使得可以显著延长铁路轨枕1的寿命。此外，木材和塑料的交替使用形成了使塑料材料的可能的蠕变现象的发生率最小化的结构，因此确保了旨在将导轨固定到轨枕1的拉杆的锚固的稳固性。
[0036]
还应当注意，为了跨铁路轨枕1产生永久连接，条带3包括穿过其厚度e形成的多个狭槽30，并且在图2所示的另选实施方案中，使得条带3的每个狭槽30与相邻条带3的对应狭槽30对准。在制造铁路轨枕1期间，这些狭槽30例如通过塑料注射、挤出或“挤注”工艺(exjection，商标)填充有塑料或热塑性材料，该材料用于用保护壳体4包围平行六面体芯2的条带3。在塑料材料硬化之后，条带3因此不仅各自被包围在单独的护套中，而且还通过由填充所述狭槽30的塑料材料制成的销钉31彼此连接。这最后一个特征防止条带3在保护壳体4内相对于彼此移动，特别是在轨道上行驶的列车的重量的影响下移动。
[0037]
还应当注意，根据本发明，狭槽30优先地沿着每个条带3的纵向边缘18和横向边缘19对准，并且以此方式定位在距纵向边缘18的介于5mm与40mm之间的距离d0处，并且在距其横向边缘19的介于5mm与70mm之间的距离d1处。此外，相同条带3的狭槽30优选地以介于50mm与200mm之间的距离d2规律地间隔开。
[0038]
另一方面，参考图1和图3，保护壳体4的顶面6包括在穿过保护壳体4的中心的平面的任一侧上对称地延伸并且垂直于其纵向轴线x延伸的两个凹槽15。两个凹槽15例如被机械加工并且各自被设计成容纳用于安装导轨的金属板(未示出)。为此，这些凹槽设置有螺纹孔16，其延伸穿过条带3和保护壳体4的内部分隔件13，旨在容纳用于将金属板固定凹槽15中的螺杆。
[0039]
还应当注意，在例示的实施方案中，每个凹槽15的底部17具有适合于根据当前法国标准容纳安装板的倾斜度。当然，凹槽15的底部17可具有与所示的倾斜度不同的倾斜度并且水平地延伸，例如，以便能够容纳其他类型的安装板。
[0040]
从以上显而易见的是，根据本发明的导轨支撑件(诸如铁路轨枕1)定义了现有导轨支撑件的替代解决方案，以克服与最初由木材制成的导轨支撑件的可腐烂性质有关的问题。实际上，覆盖制成条带3的材料的防水保护壳体4使该材料受到保护并因此保证其耐用性符合规定。此外，根据本发明的导轨支撑件的制造简单、经济而且生态友好。与现有技术中已知的导轨支撑件相比，其还具有使用寿命更长的优点，不需要使用任何潜在有毒和造成污染的物质。
[0041]
此外，还可提供除图1到图3中所示的实施方案变体之外的实施方案变体。因此，设计了定义铁路轨枕10的导轨支撑件的变体(参见图4)，其中条带3形成中心芯20，这些条带彼此平行延伸并且垂直于保护壳体4的顶面6和底面7延伸。图5所示的另选实施方案也符合本发明的实质，该实施方案中铁路轨枕100包括中心芯200，该中心芯具有彼此平行延伸并且与保护壳体4的顶面6和底面7成一定角度延伸的两组条带3，该两组条带相对于穿过保护壳体4的中心的平面对称地布置并且平行于其纵向轴线x延伸。
[0042]
还应当注意，根据用于制造根据本发明的导轨支撑件的制造工艺，保护壳体4可用一对顶盖(未示出)来完成，该对顶盖被设计成覆盖中心芯2、20、200的左端面11和右端面12。
[0043]
另一方面，为了改进根据本发明的用于导轨的支撑件(诸如铁路轨枕1、10、100)与铁路轨道的道床的整合，保护壳体4的周壁可有利地以此方式设计：其具有形成一组凸纹和凹槽的结构，该结构在该周壁的底面7的至少一部分上延伸，或者甚至在适当的情况下从该周壁的底面7朝向该周壁的上表面6延伸，也在该周壁的相对的侧面8、9的至少一部分上延伸。