РЕЛЬСОВОЕ СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 1999 года по МПК B60M5/00 

Изобретение относится к линиям электроснабжения и устройствам, расположенным вдоль железнодорожного полотна, для транспортных средств с электротягой, а именно к токопроводящим устройствам, расположенным вдоль рельсов и в местах их соединений.

Известно рельсовое стыковое соединение, содержащее токопроводящий элемент в виде металлического желоба с отогнутыми внутрь краями помещенный в пространство между шейками стыкуемых рельсов и рельсовой накладкой. Желоб имеет С-образное поперечное сечение и расположен своей продольной осью параллельно продольной оси соединяемых рельсов. Отогнутые прямолинейные участки желоба имеют поперечные надрезы и своими концами контактируют с накладкой, а основание желоба прилегает к шейкам соединяемых рельсов [1].

Недостатком этой конструкции является нестабильность контакта токопроводящего элемента и одного из стыкуемых рельсов из-за возможного смещения шеек стыкуемых рельсов в поперечном направлении. Такое смещение возникает в результате допускаемых отклонений размеров при изготовлении рельсов, а отсутствие прилегания токопроводящего элемента к одной из шеек вызвано его высокой жесткостью в направлении смещения стыкуемых рельсов.

Известно другое рельсовое стыковое соединение, содержащее накладки, закрепленные на шейках стыкуемых рельсов симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось рельсов, и соединенные между собой и с шейками рельсов болтами, установленными по обе стороны от стыка и размещенные в полостях между шейками стыкуемых рельсов и внутренними поверхностями накладок токопроводящие элементы в виде рессоры, каждый из которых симметричен относительно горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось рельсов и имеет среднюю часть в форме арки, обращенной выпуклостью в сторону накладки и соединенную с прямолинейными концевыми участками поверхностями сопряжения, при этом угол между касательными плоскостями к поверхности сопряжения в местах соединения с арочным и прямолинейным участками рессоры выполнен большим 90^o так, что концы прямолинейных участков обращены в противоположные стороны и опираются на шейки соединяемых рельсов, а арочный участок опирается на накладку [2].

Такое техническое решение обеспечивает постоянный контакт стыкуемых рельсов за счет возможности самоустановки упругого токопроводящего элемента своими концами на шейках стыкуемых рельсов. Надежность этого контакта определяется, в том числе, усилием прижатия концов рессоры к шейкам стыкуемых рельсов. Величина усилия прижатия зависит от свойств материала, формы и размеров упругого токопроводящего элемента, а также величины его упругой осадки в пространстве между накладкой и шейками стыкуемых рельсов. Пространство для размещения рессоры ограничено в продольном направлении расстоянием между стержнями ближайших к стыку крепежных болтов, а в поперечном - внутренним торцом накладки. Однако форма и способ закрепления токопроводящего элемента - рессоры, размещенного в этом пространстве, предопределяет его высокую жесткость, что в условиях колебания величины осадки рессоры, возникающих вследствие допусков на изготовление элементов конструкции, может привести к разрушению рессоры в процессе монтажа и эксплуатации. В процессе осадки токопроводящей рессоры под действием монтажных деформаций свободные концы прямолинейных участков могут отгибаться в сторону, противоположную поверхности шейки рельса, уменьшая площадь контакта, повышая жесткость рессоры и, тем самым, увеличивая скорость нарастания действующих напряжений и опасность разрушения.

Целью изобретения является повышение надежности электрического контакта элементов рельсового стыкового соединения за счет увеличения упругости токопроводящей рессоры и создания дополнительного токопроводящего контура. Указанная цель достигается тем, что в рельсовом стыковом соединении, содержащем рельсовые накладки, крепежные болты, соединяющие рельсовые накладки с шейками стыкуемых рельсов, токопроводящие рессоры, установленные симметрично с двух сторон между накладками и шейками стыкуемых рельсов и имеющие среднюю часть в форме арки, обращенной выпуклостью в сторону накладки, прямолинейные участки и сопрягающие поверхности, соединяющие последние со средней арочной частью рессоры таким образом, что касательные плоскости, проведенные к сопрягающим поверхностям в местах сопряжения средней арочной части и концевых прямолинейных участков расположены под углом друг к другу, абсолютная величина угла α между касательными плоскостями к сопрягающей поверхности в местах сопряжения с арочным и с каждым из прямолинейных участков выполнен меньшим 90^o, концы прямолинейных участков рессоры обращены навстречу друг другу и расположены с упором в накладку, при этом сопрягающие поверхности арочного и прямолинейного участков рессоры расположены с упором в шейку стыкуемых рельсов.

Прямолинейные участки могут быть выполнены сужающимися в направлении торца.

Концы прямолинейных участков могут быть подогнуты в сторону арочного участка рессоры.

Поверхность сопряжения арочного и прямолинейного участков может быть выполнена в виде тора.

Промышленное применение изобретения поможет повысить надежность и увеличить токопроводность электрического контакта в рельсовом стыке за счет наличия двух параллельных соединений для каждой токопроводящей рессоры и повышения допустимой упругой деформации рессоры.

На приведенных чертежах иллюстрируется рельсовое стыковое соединение.

На фиг. 1 показан вид рельсового стыкового соединения спереди со стороны накладки; на фиг. 2 показан его продольный разрез А-А по рельсовому стыку; на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 - токопроводящая рессора, вид сбоку; на фиг. 5 - токопроводящая рессора, вид сверху; на фиг. 6 - вид токопроводящей рессоры сверху с сопрягающей поверхностью в виде тора; на фиг. 7 - фрагмент I, увеличено.

Рельсовое стыковое соединение содержит рельсовые накладки 1, крепежные болты 2, соединяющие накладки 1 с шейками 3 рельсов 4, а также токопроводящие рессоры 5, расположенные между накладками 1 и шейками 3 рельсов 4. Накладки 1 и рессоры 5 расположены по обе стороны рельсового стыка. Токопроводящая рессора 5 содержит арочный участок 6 и два прямолинейных участка 7, присоединенных к нему сопрягающими поверхностями 8, выполненными цилиндрическими 9 или тороидальными 10. При этом касательные к сопрягающей поверхности плоскости 11 и 12, проведенные в местах сопряжения с арочным участком 6 и прямолинейными участками 7 образуют углы Концы 13 и 14 прямолинейных участков 7 рессоры 5 обращены навстречу друг другу и могут быть подогнуты. Прямолинейные участки 7 могут быть выполнены зауженными в направлении к концам 13 и 14. Гайки 15 навернуты на болты 2 через пружинные шайбы 16.

Сборка рельсового стыкового соединения осуществляется следующим образом. Рельсовые накладки 1 предварительно фиксируются на шейке 3 одного из стыкуемых рельсов 4 двумя болтами 2 по одну сторону от стыка, на стержни болтов надеваются пружинные шайбы 16, гайки 15 навертываются лишь на концы болтов 2. Рессоры 5 вводятся в пространство между шейками 3 и накладками 1 до упора в стержень ближайшего к стыку болта 2, затем вводятся два болта 2 с другой стороны стыка, на них надеваются пружинные шайбы 16 и навертываются гайки 15; сборка всего соединения завершается затяжкой четырех гаек 15.

Работа рельсового стыкового соединения осуществляется так.

В плоскости стыка между рельсами существует зазор, который перекрыт токопроводящей рессорой 5. Сопрягающие поверхности 8 упираются в шейки 3 рельсов 4, замыкая контакт между ними. Электрический ток проходит от одного рельса 4 к другому через сопрягающие поверхности 8 и арочный участок 6. Дополнительный контур образован сопрягающими поверхностями 8, прямолинейными участками 7, упирающимися концами 13 и 14 в накладку 1, и участком накладки 1 между концами 13 и 14 рессоры. Рессора 5 прижимается к шейкам 3 рельсов 4 накладкой 1. В процессе монтажа и эксплуатации при любой осадке рессоры касательные к сопрягающей поверхности плоскости 11 и 12, проведенные в местах сопряжения с арочным участком 6 и прямолинейными участками 7 образуют углы При этом сопрягающие поверхности 8 могут быть выполнены цилиндрическими 9 или тороидальными 10, что улучшает возможность самоустановки рессоры 5 и условия контакта с шейками 3 рельсов 4. Подогнутые концы 13 и 14 также улучшают возможность самоустановки рессоры 5 и условия контакта с накладкой 1. Выполнение прямолинейных участков 7 зауженными к концам 13 и 14 рессоры приближает форму этих участков к форме тела равного сопротивления изгибу, снижая жесткость и увеличивая упругую осадку рессоры в целом. При этом в процессе монтажа и эксплуатации соединения угол <90^o при любой величине осадки рессоры 5.

Таким образом, рельсовое стыковое соединение согласно изобретению содержит рессору, форма и расположение которой позволяют обеспечить постоянный и надежный электрический контакт в рельсовом стыковом соединении.

Источники информации
1. Аналог - а.с. СССР N 1768416, кл. B 60 M 5/00, 1988 г.

2. Прототип - а.с. СССР N 1791187, кл. B 60 M 5/00, 1989 г.

Изобретение относится к линиям электроснабжения с устройствами, расположенными вдоль железнодорожного полотна, для транспортных средств с электротягой, а именно к токопроводящим устройствам, расположенным в местах соединения рельсов, представляющих собой рельсовые стыковые соединения. Рельсовое стыковое соединение состоящее из накладок 1, закрепленных болтами (2), к шейкам (3) стыкуемых рельсов (4) и токопроводящей рессоры (5). Форма и расположение рессоры позволяет обеспечить постоянный и надежный электрический контакт элементов рельсового стыкового соединения, за счет увеличения ее упругости и создания надежного токопроводящего контура. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Рельсовое стыковое соединение, содержащее рельсовые накладки, крепежные болты, соединяющие рельсовые накладки с шейками стыкуемых рельсов, а также токопроводящие рессоры, установленные симметрично с двух сторон между накладками и шейками стыкуемых рельсов и имеющие среднюю часть в форме арки, обращенной выпуклостью в сторону накладки, прямолинейные участки и поверхности сопряжения, соединяющие последние со средней арочной частью рессоры таким образом что касательные плоскости, проведенные к сопрягающим поверхностям в местах сопряжения средней арочной части и концевых прямолинейных участков, расположены под углом друг к другу, отличающееся тем, что угол α между касательными плоскостями к сопрягающей поверхности в местах сопряжения арочного и каждого из прямолинейных участков рессоры составляет не более 90^o, концы прямолинейных участков рессоры обращены навстречу друг к другу и расположены с упором в накладку, а сопрягающие поверхности арочного и прямолинейного участков рессоры расположены с упором в шейку стыкуемых рельсов. 2. Рельсовое стыковое соединение по п.1, отличающееся тем, что концы прямолинейных участков рессоры выполнены сужающимися. 3. Рельсовое стыковое соединение по п.1, отличающееся тем, что концы прямолинейных участков рессоры выполнены подогнутыми в сторону арочного участка. 4. Рельсовое стыковое соединение по п.1, отличающееся тем, что поверхность сопряжения выполнена в виде тора.