本发明关于铁路转轨器操作装置。 按照转轨器的功能，尤其按转轨器是否能突然打开或“拖带”（trailed），许多国家的铁路转轨器或“岔尖”都有多种操作系统和锁紧机构。能被拖带的转轨器是这样一种转轨器，当用作拖带转轨器时，即从有两条铁轨而引向一条铁轨的方向上接近时，自与转轨器设定的方向不一致的轨道上来的车辆通过而不受损坏，然后用轴推力移动转轨器。当来自单轨但要从多轨之一离开的车辆接近转轨器时，就称该转轨器为面转轨器（facing switch）。一转轨器包括两个可移动的轨片（blade），称为右岔尖轨片和左岔尖轨片。这里的“右”和“左”是当转轨器作为面转轨器而被接近时，相对于岔尖轨片的位置而言。一轨片与它相应的背轨接触，而另一轨片则离它的背轨有一段距离。
法国的转轨器是不可拖带的，而德国铁路上的转轨器是可拖带的。仅用作拖带转轨器或用作速度不超过40公里/小时的面转轨器的法国转轨器具有马达系统，该系统包括导板和马达内部的驱动轮系统，用以在转轨器两个位置中地一个上锁紧该转轨器。对速度超过40公里/小时的面转轨器来说，法国铁路还额外地对每个轨片单独地使用了外部直接作用的锁紧系统。这个锁紧系统在法国称为“Carter-Coussinet”锁。这些系统仅有一根驱动杆来带动右和左这两个岔尖轨片。
德国的转轨器是可拖带的，具有内锁的一种已有操作机构包括一出口轴，它具有两个特殊的齿轮，每个与相应驱动杆的齿轨匹配。
驱动杆之一连到右岔尖轨片上，另一个连到左岔尖轨片上。接触轨片用锁梁锁紧，锁梁在出口轴转动结束和驱动杆位移结束时，穿进到接触轨片驱动杆上的凹槽内。当由一力矩限制器的力作用在未锁紧未接触轨片上拖带时，这个机构是可逆转的。
本发明的目的是提供一种标准组件的转轨器操作装置，它具备各种功能：可拖带的和不可拖带的，并可不考虑轨片的工作行程。上述装置与具有内导板和驱动轮锁紧的系统相比，或与用壳-座式锁的外锁紧相比，或与德国的带锁梁和凹槽的特殊齿轮和齿轨的可拖带系统相比，是很简单的。另外，它比现有任何系统都更结实更安全。
本发明提供一种铁路转轨器操作装置，该转轨器由两根称为右岔尖轨片和左岔尖轨片的可移动的轨片组成，其中，一根与背轨接触，而另一根不与背轨接触，起码接触轨片处于锁紧状态;该装置包括：一根右驱动杆，它垂直地连接到右岔尖轨片端部附近;一根左驱动杆，它垂直地连接到左岔尖轨片端部附近;以及上述驱动杆的轴向驱动马达系统。该装置的特性在于：它由一托架构成，该托架由上述马达转动来带动它轴向传动。上述托架可在右锁板和左锁板之间轴向地移动，右左锁板均平行于上述驱动杆的轴;上述锁板由框架固定，右驱动杆处在右锁板和上述托架之间，起码部分地位于上述托架的右纵向槽中，左驱动杆处在左锁板和上述托架之间，起码部分地位于上述托架的左纵向槽中。每个驱动杆都装有两根园柱形的直立浮动杆，它们垂直于上述纵向槽，并且每根都置于驱动杆的凹槽内，每个锁板起码包括一个直立的锁槽，该锁槽具有从板向杆张开的斜侧壁，其深度不大于上述浮动杆直径的一半，而且在该装置中，两块锁板之间的上述托架的宽度台阶式地分为三种不同的宽度，其构成为：在每一端，第一个台阶的宽度不大于两块锁板之间的距离L减去浮动杆直径D的两倍，接着，从托架的每边轴向地向其中间是第二个台阶，其宽度在L-2D和L-D之间，最后为一中央台阶，其宽度小于L，大于上述第二个台阶的宽度;从第一个台阶过渡到第二个台阶是通过一斜壁，驱动杆的二个凹槽之间的距离不小于中央台阶的长度加上第二个台阶宽度的两倍，不大于中央台阶的长度加上第二个台阶的长度再加上第一个台阶的长度。
如果要求该转轨器仅在两条拖带轨道的一条上是可拖带的，例如，在单轨双向铁路线上的岔道铁轨交叉时，两个锁板中的一个包括上述直立的锁槽;如果要求不可拖带的转轨器，那末右和左锁板都有上述两个锁槽。
按照另一特性，上述马达系统是可逆转的。
在下面的说明中及权利要求中都用了“可逆转的”这个词，目的是指出这样一事实，即该马达，不论是哪种类型的，当它未具备动力时，能象接受器那样被驱动，例如对未锁紧驱动杆加一力来驱动，此驱动杆连到岔尖轨片上，而此轨片受到一个力便突然打开。
本发明的另一实施例适用于一种转轨器，其中，右左两个岔尖轨片都连到一个驱动杆上，它是不可拖带的，即在那儿右左岔尖轨片都是可锁紧的，该装置的特征在于：它由一可在锁板和固定的导向壁之间移动的托架组成，锁板和固定导向壁安装在框架上，上述驱动杆置于锁板和托架之间，起码部分地位于托架的纵向槽内，上述驱动杆装有两个园柱形的直立浮动杆，它们垂直于上述纵向槽，每个都在杆上的凹槽内，锁板包括两个直立槽，它们的侧壁是斜的，从其底部朝开口处张开，槽的深度不大于浮动杆直径的一半，在上述锁板和上述托架之间空隙的宽度分为三个不同平面的台阶，其组成为：在托架的每一端，第一空隙的尺寸为X1，它不小于上述浮动杆的直径D，然后，在托架的每一端轴向地朝中部是第二空隙X2，其尺寸小于D，但不小于 1/2 D;最后在托架中间是第三空隙，其尺寸小于X2，空隙X1和X2之间的过渡是通过托架的斜直壁进行。驱动杆两个凹槽之间的距离不少于上述空隙小于X2的托架中间部分的长度加上上述空隙等于X2的托架的两部分的总长度，并小于上述中间部分长度加上上述空隙为X2的托架两部分中一个的长度再加上上述空隙为X1的托架两部分中一个的长度;上述托架借助于马达进行轴向传动。
在有一个或两个驱动杆的这两个实施例中，每个浮动杆在上述槽外的每一端上有一与上述锁板合作来转动的轮子是有利的。
按照另一特性，锁板或每个锁板含有一个挡块，它紧挨在上述凹槽的下方附近，在托架朝上述凹槽位移的方向上，目的是用以防止浮动杆超越过去。
按照另一特征，每个浮动杆由一固定到该杆上的轴环轴向地定位，上述轴环的直径大于浮动杆的直径，它首先穿进与浮动杆合作的锁板纵向槽里，然后，把上述浮动杆的加大部分置于驱动杆的凹槽中。
马达系统最好包括一滚珠螺杆，其螺母连到上述托架上，由马达和减速齿轮装置通过一力矩限制器来转动滚珠螺杆。
下面参照附图以举例形式来介绍本发明的实施例：
图1A～1E表示按本发明的可拖带的两种驱动杆转轨器的工作简图，这些图还用以介绍本发明基于的原理及其基本元件;
图2A～2C与图1A～1E表示的转轨器操作装置相一致，它们表示转轨器是如何工作的;
图3A～3E与图1A～1E相类似，但用于不可拖带的转轨器;
图4A～4E类似于图1A～1E和图3A～3E，但用作有单驱动杆的不可拖带的转轨器操作装置;
图5是本发明的转轨器操作装置的简化平面图;
图6为本装置基本元件的部分分解透视图，省掉了马达系统和框架;
图7较详细地放大了图5所示的一部分，在此平面图中，轴上面的部分表示滚珠螺杆托架驱动机构，而轴下面的部分表示省掉了该机构而只看到托架本身;
图8是图7按Ⅷ-Ⅷ线的剖视图，其中图的顶部关于滚珠螺杆驱动机构，有一部分是沿ⅧA的方向到轴处的剖面。
现在参照图1A～1E来描述本发明的转轨器操作装置的基本元件。
图1A和1E表示操作装置左边的转轨器简图，此转轨器包括一右岔尖轨片1，一左岔尖轨片2，一直的背轨3，一岔道背轨4。在图1A中，转轨器处于车辆进出岔道轨的位置。
作为比较，在图1E中，转轨器处于车辆沿直轨道行驶时的位置。转轨器是由右和左岔尖轨片的位移把它从一个位置切换成另一个位置的，也就是把不接触右轨片1变成为接触轨片，接触左轨片2变成不接触轨片。在图1A中，沿箭头F1方向运行的车辆把转轨器作为面转轨器，沿箭头F2方向运行的车辆把转轨器作为拖带转轨器，而沿箭头F3方向运行的车辆必须突然打开或拖带该转轨器。如果车辆沿箭头F3方向通过而不引起损坏，此时由于轴向不接触右轨片1上施压了加力，而使转轨器从岔道位置变成直线位置，那末该转轨器被称为可拖带的。用图1A～图1E所示的操作装置，上述操作是可能的，其操作情况如图2A～2C所示。
在图1E中，箭头F2表示的运行方向是转轨器必须突然打开的方向，而箭头F3的方向仅碰到拖带转轨器。
该转轨器操作装置包括一右驱动杆5，它垂直地连接到右岔尖轨片1端部附近;一左驱动杆6，它垂直地连到左岔尖轨片2端部附近。这两根驱动杆都能由一马达系统（图中未示出）通过托架7轴向地移动，马达系统通过四根浮动杆8、9、10和11来带动托架作轴向运动。
正如图中所示，每把驱动杆装有两根这样的浮动杆。
托架7在右锁板12和左锁板13之间被轴向地驱动，那两个锁板牢固地安装在一个框架里，图中未示出。在驱动杆5位于右锁板12和托架7之间，而且起码部分地处在右纵向槽14（见图6和8）里，它在里面能够滑动。
同样地，左驱动杆6位于左锁板13和托架7之间，而且起码部分地处在左纵向槽15（见图5和8）里，它在里面能够滑动。
每个园柱形的浮动杆8～11都垂直放置，也就是说，在驱动杆的相对应的凹槽16～19里与托架7的纵向槽14和15相垂直。这样，就防止了每个浮动杆在驱动杆的轴向方向上移动，从而也就限制每个浮动杆由于相对应的凹槽而与驱动杆一起移动，同时把它们横向地固定在托架和相对应的锁板之间。
右锁板12具有一直立锁槽20，其侧壁是斜的，从锁槽的底部至其开口是向外张开的。同样，左锁板13也包括一带斜壁的直立锁槽21。
正如图中所示，托架7的宽度台阶式地分为三个不同的宽度，每一端的开始为第一个台阶22、22A，其宽度等于二个锁板12和13之间的距离L减去浮动杆8～11的直径D的两倍。
在每一端紧接着这第一个台阶朝着托架中间的是第二个台阶23或23A，其宽度在L-2D和L-D之间，最后有一中央台阶24，其宽度要比第二个台阶的宽度大些，但不大于L。而且锁槽20和21的深度不能大于 1/2 D。最后，在同一驱动杆上的如16和17这样的两个凹槽之间的距离不小于中央台阶24的长度加上两个第二个台阶23和23A的长度，不大于中央台阶24的长度加上第二个台阶23或23A中一个的长度，再加上第一个台阶22或22A中一个的长度。按这样方式，正如图1A所示，两个浮动杆10和11总是处在托架和相对应的锁板之间。
操作方法如下：
在图1A中，浮动杆10放在左驱动杆6的凹槽18和左锁板13的锁槽21里，它在里面不能出来，这是由于托架的第二个台阶23A阻止它这样做。于是用任何可能施加的轴向力，该轴向力是通过浮动杆10在与框架固定的锁板13上转变成横向和纵向力的;而没有在托架7上施加任何纵向力，都会使左驱动杆6在两个方向上锁紧。
当给出改变方向的操作指令时，马达装置则作用在托架7上，托架7则向右移动，见图1B。
当第一个台阶22A位于浮动杆8同一高度时，该杆则可自由地从锁槽21中出来。此时，在第一个台阶22和第二个台阶23之间的通道斜面25则顶着浮动杆11，同时通过凹槽19也顶着左驱动杆6，因而就带动了驱动杆6。这样，由于锁槽21的斜壁，浮动杆10就被迫离开锁槽21。
右驱动杆5也由浮动杆9和斜面26带动（见图1B）。
图1C：该装置包括托架7，杆5和6轴向移动。
图1D：浮动杆9到达与锁槽20同一高度，一挡块45（在这些图中看不见，但在图6中可见）阻止浮动杆9继续移动，这样，就使该杆进到锁槽20里，从而使托架7继续其行程使台阶23与浮动杆9交搭在一起。图1E所示的是最终到达的位置，右驱动杆被锁紧，转轨器已经改变了位置，给直轨通了路。
在图1A～1E中，一次只锁紧一个驱动杆，图1A中锁紧了左驱动杆6，图1E中锁紧了右驱动杆5。
例如，在图1A中，锁槽20里既无浮动杆8也无浮动杆9。这样，向右岔尖轨片1施加的力就能把托架7向右驱动，从而使转轨器成了可拖带。这从图2A和2C中可看出。在这些图中，27代表拖带转轨器的一种车辆的导轴。
图2A～2C的三个图表示转到另一路上的转轨器。
图3A～3E与图1A～1E相同，但它们是关于一种不可拖带的转轨器，其中，两个岔尖轨片，即非接触轨片和接触轨片都被锁在其转轨位置上。为此，右锁板12有两个锁槽20和28。同样，左锁板13具有两个锁槽21和29。在这种情况下，这两个岔尖轨片用一联接樑70A相互连接起来。
最后，图4A～4E表示几种派生体，其中，转轨操作装置有其右和左岔尖轨片1和2，它们由单一的一根驱动杆30相连并驱动。在这种情况下，转轨器是不可拖带的，只包括一个锁板31，它具有两个锁槽32和33。
相反，托架7仅具有轮34和35，它们顶着框架36转动，作用是引导托架。
在这些图中，锁槽32和33的深度同样地不大于浮动杆10和11的直径D的 1/2 。而且，锁板31和托架7之间的空隙台阶式地分为三层：在每端有一第一空隙X1，它不小于浮动杆的直径D;然后第二空隙为 1/2 D＜X2＜D;最后在托架中间有一小于X2的空隙。空隙X1和X2之间的是通过斜壁70和80过渡。
现在再看图3A～3E，也有可能提供一种转轨器，在其两个位置中的一个上是可拖带的，而在另一个上是不可拖带的。在这种情况下，两个锁板中仅有一个具有两个锁槽，而另一个只具有一个锁槽。
例如，这可适用于双向单轨的岔道铁轨交叉的转轨器。
图5～8表示根据本发明的一种装置，特别是有二个驱动杆5和6的装置的实施例。
图6是一简化了的整体平面图。它表示右驱动杆5，左驱动杆6以及右和左12和13是由交叉构件37和38之间的框架36固定在位的。在图5所示例中，每个锁板分别有两个锁槽20和28以及21和29。
正如图中可见，驱动杆5和6在二个方向上从框架36上突出来，这样，该装置可以放在轨道的一边，也可以放在另一边，或者甚至可放在两根铁轨之间。
图中还可看到托架7以及浮动杆8、9、10和11及其凹槽16、17、18和19。
托架7靠滚珠螺杆39轴向地驱动，而滚珠螺杆39由马达和减速齿轮装置40通过力矩限制器41和齿带40带着转动。滚珠螺杆39用固定在托架7上的两部分的螺母43、44（见图8）来驱动托架7。
图6是托架7的分解透视图，或更具体地说，是托架的一部分，带有两部分的螺母43、44的顶部省略掉了，而只表示出右驱动杆5，左驱动杆6，两个锁板12和13，以及4个浮动杆8、9、10和11。
在该图中，可看到锁槽21包括一反超越的挡块45，它位于托架向前方向的上述锁槽的下方，作用是迫使浮动杆10与锁槽21相啮合，其它的锁槽（本图中未示出）也都差不多，每个上都有各自的这种反超越挡块。
如图所示，同时参阅图8，每个浮动杆都用轴环46、46A轴向地，即垂直地放置，轴环46、46A首先伸进到有关锁板里的纵向槽47、47A里，然后伸到驱动杆5和6里放置浮动杆的凹槽16～19的扩大部分48、48A里。
最后，每一浮动杆在其每一端有一转动轮49、50，目的是能在位于锁板12或13上的相对应的滑道51、52、53或54上转动。
这样，除了驱动和锁紧驱动杆的功能外，这些浮动杆还能起到引导托架7的作用。
图8表示用螺钉和螺母55、56、57和58把锁板12和13固定在框架36上的情况。
在图8里，可看到滚珠螺杆39的两部分的螺母44、43是用中央构件59和60弹性地装在托架7上，而中央构件59和60则用包括一盖61，弹簧62和63，螺杆64和65以及螺母66和67组成的弹性装置来装在托架7的中间。
图7表示的与图8相同，不过是从上面看到的。
在图7的底部，省掉了部件64、66、60、43、44和59。
如图可见，根据本发明的铁路转轨器的操作装置很容易适用于许多不同的功能。
从所选择的方案分析的结果来看唯一的变化是指锁板12和13。一种可拖带的转轨器每个板上仅有一个锁槽，而不可拖带的转轨器每个板上有二个锁槽。同样，不管岔尖轨片所进行的行程如何，所采用的设备是相同的，唯一的变化是指锁板，为此，锁槽必须设置在许多不同的距离上。
而且，本装置的一个优点是采用一种单一的普通中间部件：用一浮动杆既驱动驱动杆，又锁紧它，而现有的任何系统都不能这样做，在现有系统中，如果操作装置仅有一个部件坏了，最好的可能是调节岔尖轨片，而不能锁紧它们。
最后，假如在其它二个部件之间拧进一浮动杆来使锁紧系统工作的话，对于一个小尺寸的浮动杆来说获得了很大的剪切面积。故本装置则非常结实，要比现有的系统结实得多。部件简单，特别是锁板和托架都是非常容易加工的部件。
自然，为了表示出常规方法中岔尖轨片的真实位置，采用本操作装置时可用常规的监视系统。