Межрельсовый электрический стыкосоединитель
Владельцы патента RU 2252153:
Общество с ограниченной ответственностью Совместное российско-американское предприятие "Технология XXI века" (RU)
Изобретение относится к устройствам рельсовых цепей. Стыкосоединитель состоит, как минимум, из одного гибкого проводника, концы которого закреплены в трубчатых наконечниках, приваренных к крепежным пластинам. Гибкий проводник имеет дугообразную форму, а трубчатые наконечники приварены под острым углом или параллельно вертикальной оси, проходящей через центр дуги гибкого проводника. Свободный край каждой крепежной пластины может быть отогнут относительно ее поверхности на острый или прямой угол. При этом длина отогнутого края крепежной пластины соизмерима с высотой боковой грани головки рельса. Гибкий проводник может быть выполнен из сталемедного троса, содержащего 5-70 мас. % меди. Данный стыкосоединитель характеризуется повышенной эксплуатационной надежностью. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Межрельсовый электрический стыкосоединитель относится к устройствам рельсовых цепей и предназначен для электрического соединения рельсов на участках железных дорог с электрической тягой.
Известен межрельсовый электрический стыкосоединитель, состоящий из гибкого проводника, концы которого закреплены в трубчатых наконечниках, приваренных к крепежным пластинам, причем гибкий проводник имеет П-образную форму, а его торцы и трубчатые наконечники приварены втавр к крепежным пластинам (см. авт. СССР №1308512 “Рельсовый стыковой электросоединитель”, В 60 М 5/00, H 01 R 3/00, опубл. 07.05.1987).
К недостаткам данного устройства межрельсового электрического стыкосоединителя следует отнести:
- П-образную форму гибкого проводника, так как места изгиба гибкого проводника являются местами концентрации механических напряжений и поэтому при воздействии горизонтальных нагрузок в рельсовом стыке происходит разрушение гибкого проводника в местах изгиба и электрическая цепь прерывается;
- большое переходное электрическое сопротивление рельсового стыка, связанное с малой площадью электрического контакта торцов гибкого проводника и трубчатых наконечников, приваренные втавр к крепежным пластинам;
- разрушение сварного шва в месте приварки к крепежным пластинам втавр торцов гибкого проводника и трубчатых наконечников, связанное с воздействием горизонтальных и вертикальных нагрузок, действующих в рельсовом стыке, и внешних механических усилий, возникающих, например, при ремонтных работах.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому межрельсовому электрическому стыкосоединителю является межрельсовый электрический стыкосоединитель, описанный в заявке РФ №99101724 на изобретение “Межрельсовый стыковой электрический стыкосоединитель”, H 01 R 3/04, В 60 М 5/00, опубл. 10.12.2000.
Данный электрический стыкосоединитель состоит, как минимум, из одного гибкого проводника, концы которого закреплены в трубчатых наконечниках, приваренных к крепежным пластинам, причем гибкий проводник имеет U-образную форму с горизонтальными полками и выполнен биметаллическим.
Недостатком данного устройства следует считать U-образную форму гибкого проводника с горизонтальными полками, так как при воздействии горизонтальных нагрузок, возникающих в рельсовом стыке, происходит излом в центральной изогнутой части проводника, являющейся местом концентрации механических напряжений. Под действием же вертикальных нагрузок происходит излом проводника в местах стыка гибкого проводника с трубчатыми наконечниками. Все это приводит к разрушению стыкосоединителя и прерыванию электрической цепи.
Технической задачей предлагаемого решения является создание надежного в эксплуатации межрельсового электрического стыкосоединителя.
Для решения данной задачи в заявляемом межрельсовом электрическом стыкосоединителе, состоящем, как минимум, из одного гибкого проводника, концы которого закреплены в трубчатых наконечниках, приваренных к крепежным пластинам, согласно изобретению гибкий проводник имеет дугообразную форму, а трубчатые наконечники приварены под острым углом или параллельно вертикальной оси, проходящей через центр дуги гибкого проводника.
Кроме того, свободный край каждой крепежной пластины может быть отогнут относительно ее поверхности на острый или прямой угол, а длина отогнутого края крепежной пластины соизмерима с высотой боковой грани головки рельса. Также гибкий проводник может быть выполнен из сталемедного троса, содержащего 5-70 мас.% меди.
Выполнение гибкого проводника дугообразной формы позволяет исключить в нем места концентрации механических напряжений, что позволяет избежать изломов гибкого проводника.
Расположение трубчатых наконечников под острым углом или параллельно вертикальной оси, проходящей через центр дуги гибкого проводника, позволяет распределить суммарную составляющую вертикальных и горизонтальных нагрузок вдоль оси проводника, возникающих при движении поезда. Кроме того, в месте стыка гибкого проводника и трубчатых наконечников их оси совпадают, и все возникающие горизонтальные и вертикальные нагрузки распределяются вдоль этих осей, что исключает излом проводника в этом месте, а следовательно, сохраняется целостность электрической цепи.
Отгиб свободного края каждой крепежной пластины относительно ее поверхности на острый или прямой угол облегчает эксплуатацию рельсового стыка, обеспечивая свободный доступ к рельсовому стыковому соединителю, который крепится к шейке рельса с помощью болтов. Для надежного соединения с головкой рельса длина отогнутого края крепежной пластины должна быть соизмерима с высотой боковой грани головки рельса.
Выполнение гибкого проводника из сталемедного троса, содержащего 5-70 мас.% меди, позволяет сэкономить электротехническую медь при сохранении минимального переходного электрического сопротивления стыкосоединителя и повысить его гибкость. Данное содержание меди является оптимальным, так как при содержании меди менее 5 мас.% переходное электрическое сопротивление стыкосоединителя увеличивается, а гибкость уменьшается, что ухудшает рабочие качества стыкосоединителя. При содержании меди более 70 мас.% уменьшение переходного электрического сопротивления стыкосоединителя практически не влияет на работу стыкосоединителя, но увеличивается расход электротехнической меди.
При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности “новизна”.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где схематично изображены:
на фиг.1 - общий вид межрельсового электрического стыкосоединителя, на фиг.2 - вид сбоку.
Межрельсовый электрический стыкосоединитель состоит из гибкого проводника 1, концы которого закреплены в трубчатых наконечниках 2, приваренных к крепежным пластинам 3. Трубчатые наконечники 2 приварены под острым углом α относительно вертикальной оси ОО', проходящей через центр дуги, радиус которой равен R (для наглядности угол α показан между боковой стороной трубчатого наконечника 2 и вертикальной стенкой крепежной пластины 3). Свободный край 4 каждой крепежной пластины 3 отогнут относительно ее поверхности на острый или прямой угол, а длина L отогнутого края 4 крепежной пластины 3 соизмерима с высотой боковой грани головки рельса (на чертеже не показано).
Гибкий проводник 1 имеет длину 230 мм, выполнен из сталемедного троса ППН сечением 95 мм2, содержащего 30 мас.% медных жил. Крепежные пластины 3 размером 55×38×4 мм выполнены из стали Ст.3. Свободный край 4 каждой крепежной пластины 3 отогнут относительно ее поверхности на угол 45°, а его длина L=20 мм. Концы проводника 1 закреплены в стальные трубчатые наконечники 2, каждый из которых имеет длину 35 мм. Трубчатые наконечники 2 приварены к крепежным пластинам 3 полуавтоматической сваркой с приварочным проводом с образованием равнопрочного шва, при этом радиус кривизны R гибкого проводника 1 равен 65 мм.
Крепежные пластины стыкосоединителя приваривают к боковой поверхности головки рельса с помощью электродуговой сварки. При прохождении поезда в стыке рельсов возникают горизонтальная и вертикальная нагрузки, но благодаря дугообразной форме гибкого проводника и приварке трубчатых наконечников под острым углом к вертикальной оси устройство выдерживает от 1,4 до 1,7 млн. циклов горизонтальных нагрузок и от 10 до 12 млн. циклов вертикальных нагрузок без разрушения при амплитуде колебаний 10 мм, в то время как известные электрические стыкосоединители выдерживают 5-10 тыс. циклов и 400-500 тыс. циклов соответственно.
Заявляемый межрельсовый электрический стыкосоединитель прост в изготовлении, обеспечивает надежность стыка и удобен в эксплуатации.
1. Межрельсовый электрический стыкосоединитель, состоящий, как минимум, из одного гибкого проводника, концы которого закреплены в трубчатых наконечниках, приваренных к крепежным пластинам, отличающийся тем, что гибкий проводник имеет дугообразную форму, а трубчатые наконечники приварены под острым углом или параллельно вертикальной оси, проходящей через центр дуги гибкого проводника.
2. Межрельсовый электрический стыкосоединитель по п.1, отличающийся тем, что свободный край каждой крепежной пластины отогнут относительно ее поверхности на острый или прямой угол.
3. Межрельсовый электрический стыкосоединитель по п.2, отличающийся тем, что длина отогнутого края крепежной пластины соизмерима с высотой боковой грани головки рельса.
4. Межрельсовый электрический стыкосоединитель по п.1, отличающийся тем, что гибкий проводник выполнен из сталемедного троса, содержащего 5-70 мас.% меди.
