УПРУГАЯ КЛЕММА Российский патент 2012 года по МПК E01B9/30 E01B9/48 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям клемм, используемых в промежуточных рельсовых скреплениях для крепления железнодорожных рельсов к шпалам.

Известна пружинная клемма для железнодорожного рельсового скрепления, выполненная из прутка упругого материала с образованием В-образной формы в плоскости клеммы, содержащей прямолинейный нарельсовый участок, концы которого плавно соединены с боковыми протяженными участками, а расположенные за ними дуговые нашпальные участки соединены с концевыми участками, отогнутыми внутрь клеммы; часть каждого дугового нашпального участка, расположенная ближе к концевому участку, выполнена с изгибом в плоскости, перпендикулярной плоскости клеммы, величина кривизны соизмерима с радиусом прутка клеммы. (RU, патент №2252287 С2, кл. Е01В 9/00, 9/48, 2004 г.)

Недостатками данной пружинной клеммы являются:

- для электрической изоляции клеммы относительно рельса требуются специальные электроизолирующие элементы (уголки, прокладки), что усложняет процесс автоматизации сборки пружинных клемм в рельсовых скреплениях и повышает стоимость монтажных работ;

- поверхность электроизолирующего элемента, контактирующая с прутком пружинной клеммы, подвергается интенсивному износу в связи с попаданием на нее абразивных частиц балластной призмы железнодорожного пути, что снижает ресурс работы рельсового скрепления;

- изготовление автономно двух деталей пружинной клеммы и изолирующего элемента повышает трудоемкость и стоимость рельсового скрепления.

Известно рельсовое скрепление на железобетонных шпалах, механическое устройство для прикрепления рельса к железобетонной шпале которого имеет двухкомпонентную виброизоляционную и электроизоляционную прокладку из композиционного материала, устанавливаемую на часть пружинной клеммы, контактирующей с поверхностью рельса. (US, патент №6572027, кл. Е01В 13/00, 2003 г.)

Недостатками рельсового скрепления являются:

- небольшая площадь контакта электроизоляционной прокладки, связанная с конструкцией пружинной клеммы, увеличивает удельные нагрузки при работе клеммы, повышает износ прокладки и снижает ресурс ее работы;

- насадка на клемму изоляционной прокладки не исключает возможность попадания абразивных частиц в зону контакта пружинной клеммы и изоляционной прокладки, что также повышает ее износ и снижает ресурс работы рельсового скрепления;

- наличие автономного изолирующего элемента с боковых сторон подошвы рельса снижает надежность рельсового скрепления и увеличивает трудоемкость его монтажных работ.

Известен электрический изолятор для клеммы рельсового скрепления, принятый в качестве прототипа, упругая клемма которого снабжена электрическим изолятором, имеющим выпуклую полукруглую опорную поверхность или форму кольца и может поворачиваться на прижимном участке клеммы, толщина изолятора выполнена переменной, что позволяет изменять высоту положения прижимного участка клеммы относительно полки подошвы рельса. (GE, патент №2295178, кл. Е01В 9/30, 1998 г.)

Недостатками известного электрического изолятора являются:

- наличие автономного изолирующего элемента с боковых сторон подошвы рельса, не связанного с изоляторами клеммы, снижает надежность рельсового скрепления и увеличивает трудоемкость монтажных работ;

- полукруглая поверхность изолятора или в виде кольца уменьшает его опорную поверхность, повышает удельные нагрузки и снижает ресурс его работы;

- возможность попадания в зону контакта полукруглой поверхности изолятора и поверхности рельса абразивных частиц также снижает ресурс и надежность работы электрического изолятора и рельсового скрепления.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости изготовления и монтажных работ за счет выполнения электрического изолятора и пружинной клеммы в виде единой детали и обеспечение возможности механизации процесса установки пружинной клеммы в рельсовом скреплении, повышение надежности и ресурса эксплуатации рельсового скрепления за счет выравнивания усилия прижатия электрического изолятора к верхней поверхности подошвы рельса и исключения попадания абразивных частиц в зону контакта прутка пружинной клеммы и изолятора и в зону контакта изолятора и верхней поверхности подошвы рельса и обеспечение более надежной электрической изоляции скрепления от рельса.

Указанный технический результат достигается тем, что упругая клемма рельсового скрепления, содержащая пружинную клемму и электрический изолятор, который выполнен путем формовки совместно с пружинной клеммой, представляет единое целое с ней и содержит опорную поверхность для контакта с верхней стороной подошвы рельса, опорную поверхность для контакта с боковой стороной подошвы рельса и опорную поверхность для контакта с анкером рельсового скрепления, выполненную под углом α=3-10° к вертикальной плоскости, проходящей через ось прутка пружинной клеммы; электрический изолятор выполнен меньше ширины пружинной клеммы с возможностью его поворота относительно оси прутка пружинной клеммы или больше ширины пружинной клеммы без возможности его поворота.

На фиг 1 изображен общий вид упругой клеммы, на фиг.2 - вид сверху на фиг.1 и на фиг.3 - вид сверху на фиг.1 с изолятором, выполненным больше ширины пружинной клеммы.

Упругая клемма (фиг.1 и 2) содержит пружинную клемму 1 и электрический изолятор 2, выполненный путем формовки совместно с пружинной клеммой 1, представляющий собой единое целое с ней и содержащий опорную поверхность 3 для контакта с верхней стороной подошвы рельса, опорную поверхность 4 для контакта с боковой стороной подошвы рельса и опорную поверхность 5 для контакта с опорной поверхностью анкера рельсового скрепления, выполненную под углом α=3-10° к вертикальной плоскости, проходящей через ось прутка пружинной клеммы 1, электрический изолятор 2 выполнен меньше ширины пружинной клеммы 1 с возможностью его поворота относительно оси прутка пружинной клеммы 1 или больше ширины пружинной клеммы 1 (фиг.3) без возможности его поворота.

Работа упругой клеммы

При прохождении транспортного средства и действия на рельс вертикальных и горизонтальных динамических усилий, происходит деформация виброизолирующих подрельсовых прокладок, величина которой зависит от их жесткости и величин действующих нагрузок. Рельс совершает вертикальные и горизонтальные колебательные движения относительно шпал рельсового пути, при этом упругие клеммы производят поджатие подошвы рельса через виброизолирующие подрельсовые прокладки к шпале, выполняя роль демпфера для уменьшения влияния действующих динамических нагрузок на балластный слой железнодорожного пути, и удерживают рельс от наклона. Выполнение электрического изолятора и пружинной клеммы в виде единой детали дает возможность повысить надежность и ресурс эксплуатации рельсового скрепления за счет выравнивания усилия прижатия по длине изолятора к верхней поверхности подошвы рельса и исключения попадания частиц в зону контакта прутка пружинной клеммы и изолятора и в зону контакта изолятора и верхней поверхности подошвы рельса и обеспечить более надежную электрическую изоляцию скрепления от рельса. Кроме того, наличие всего одной сменной детали в рельсовом скреплении упрощает процесс механизации установки упругой клеммы в рельсовом скреплении и снижает трудоемкость изготовления и монтажных работ.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям клемм, используемых в промежуточных рельсовых скреплениях для крепления железнодорожных рельсов к шпалам. Упругая клемма рельсового скрепления содержит пружинную клемму и электрический изолятор, который выполнен путем формовки совместно с пружинной клеммой, представляет единое целое с ней и содержит опорную поверхность для контакта с верхней стороной подошвы рельса, опорную поверхность для контакта с боковой стороной подошвы рельса и опорную поверхность для контакта с анкером рельсового скрепления, выполненную под углом α=3-10° к вертикальной плоскости, проходящей через ось прутка пружинной клеммы. Электрический изолятор выполнен меньше ширины пружинной клеммы с возможностью его поворота относительно оси прутка пружинной клеммы или больше ширины пружинной клеммы без возможности его поворота. В результате снижается трудоемкость изготовления и монтажных работ, обеспечивается возможность механизации процесса установки пружинной клеммы в рельсовом скреплении, повышается надежность и ресурс эксплуатации рельсового скрепления, обеспечивается более надежная электрическая изоляция скрепления от рельса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Упругая клемма рельсового скрепления, содержащая пружинную клемму и электрический изолятор, отличающаяся тем, что электрический изолятор выполнен путем формовки совместно с пружинной клеммой, представляет единое целое с ней и содержит опорную поверхность для контакта с верхней стороной подошвы рельса, опорную поверхность для контакта с боковой стороной подошвы рельса и опорную поверхность для контакта с анкером рельсового скрепления, выполненную под углом α=3-10° к вертикальной плоскости, проходящей через ось прутка пружинной клеммы.

2. Упругая клемма по п.1, отличающаяся тем, что электрический изолятор выполнен меньше ширины пружинной клеммы с возможностью его поворота относительно оси прутка пружинной клеммы или больше ширины пружинной клеммы без возможности его поворота.