Соединитель рельсовый шаберно-пружинный

Соединитель рельсовый шаберно-пружинный
Предполагаемое решение относится к элементам электрических рельсовых цепей, используется для соединения стыков рельс железнодорожного пути с автономной или электрической тягой при передаче по рельсовой цепи управляющих сигналов  электрического тягового тока.
Уровень развития техники известен из решения Свидетельство № (положительное решение от 27.02.03 по заявке N° 2002134526 на полезную модель), где соединитель выполнен пружинным, закладывается в выемку рельсовой накладки.
Наиболее близким по технической сути, по мнению заявителей, к заявляемому объекту является решение Свидетельство № (положительное решение от 27.02.03 по заявке 2002134004 на полезную модель «Рельсовый пружинный соединитель), в котором рельсовый соединитель содержит устанавливаемую на рельсовые болты стальную тоководную пластину, содержашую электроконтактные элементы со стороны, обращенной к стыкуемым рельсам. С противоположной стороны (со стороны обращенной к рельсовой накладке) тоководная пластина снабжена пружинным элементом. Электроконтактные элементы выполнены из износостойкого металлокерамического материала, твердость которого выше твердости материала рельс. Элементы имеют шабрующие (режущие) лезвия либо их роль выполняют микровыступы или грани на элементах.
Недостатком решения является относительно высокое электрическое сопротивление соединителя (и, следовательно, рельсового стыка, что негативно сказывается на надежности рельсовых цепей, особенно при передаче по ним управляющих сигналов при автономной (локомотивной) тяге).
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности рельсовых цепей за счет снижения электрического сопротивления рельсового соединителя.
Указанный технический результат достигается несколькими мерами. Основной мерой является снабжение тоководной пластины между электроконтактными элементами дополнительным материалом (в виде пластины или наносимого слоя), обладающим пониженным (по отношению к стальной тоководной пластине) электрическим сопротивлением. В качестве основного (или единственного) компонента такого дополнительного материала может быть медь. Толшина (сечение) такого материала регламентируется величиной тока, проходяшего через электроконтактные элементы между соединяемыми рельсами.
Дополнительной мерой является то, что в материал электроконтактных элементов введена медь (это возможно при получении элементов методом порошковой металлургии).
Другой дополнительно мерой является сближение элементов между собой по длине пластины для укорачивания электрической цепи и соответствующего снижения электросопротивления. Частным случаем сближения элементов является исполнение соединителя с одним элементом (это не выходит за пределы притязаний заявки), расположенным на длине пластины так, чтобы одновременно взаимодействовать с торцами обоих рельсов. Указанные признаки, по мнению заявителей, новы и являются существенными.
На фиг. 1 показана схема установки соединителя на рельсовый стык, на фиг. 2 - то же со сближенными электроконтактными элементами, на фиг. 3 - то же с одним электроконтактным элементом.
Устройство соединителя следующее. Токопроводная пластина 1 своими опорными поверхностями 2 и 3 базируется на рельсовых болтах 4 и располагается между рельсовой накладкой 5 и шейками стыкуемых рельсов 6 и 7. На стороне пластины, обращенной к рельсам 6 и 7, установлены щабрующие (режущие за счет лезвий, граней, микровыступов) электроконтактные элементы 8 и 9. Их число, размер и форма в рамках заявки не раскрываются. С обратной (обращенной к рельсовой накладке) стороны пластины установлен пружинный элемент 10.
МПКЕ01В 11/00
Между элементами 8 и 9 пластина 1 снабжена дополнительным материалом 11 (в виде второй пластины или/и слоя), например, медью, обладающей пониженным (по отношению к материалу пластины 1) электросопротивлением. При собирании рельсового стыка путем закручивания гаек рельсовых болтов пружинный элемент (далее пружина) сжимается, соединитель занимает требуемое положение между рельсовой накладкой и рельсами, электроконтактные элементы вдавливаются (преодолевая ржавчину и т.п. на шейках рельсов в материал рельсов. В результате между рельсами 8 и 7 через пластину 1, дополнительный материал 11 и элементы 8 и 9 замыкается электрическая рельсовая цепь.
Технический результат достигается за счет того, что соединитель работает в двух разных режимах:
а)При подаче управляющего сигнала (ток малой величины) электрический ток идет по линии наименьшего сопротивления, т. е. через материал 11 (преимущественно, и частично, через пластину 1). При этом параметры сигнала выдерживаются более точно ( по сравнению с прототипом, где ток протекает только через пластину 1, имеющую более высокое электросопротивление).
б)При работе соединителя на участках рельсового пути с электротягой рельсового пути в рельсовых цепях формируется значительно большие (чем в описанном выше случае) токи. При малой толщине материала 11 (например, слой меди толщиной 0,5 мм) отбор тока (и температуры нагрева) пластиной 1 обеспечивает также надежную работу рельсовой цепи и соединителя.
Шабрирующее действие элементов 8 и 9 проявляется при температурных деформациях рельсов и их вибрации при прохождении подвижного состава. Это приводит к взаимному, перемещению элементов и рельсов, в результате ржавчина и окалина удаляются, обеспечивается стабилизация электросопротивления стыка, и, следовательно, повышается надежность и стабильность работы рельсовой цепи.
Суммарное электросопротивление рельсового стыка зависит, в том числе, от электросопротивления контактных элементов 8 и 9. Его можно снизить, и, тем самым, повысить технических результат, если в состав материала (а в прототипе это твердый сплав, т.е. металлокерамика, получаемая методом порощковой металлургии) элементов при их спекании ввести порощковой компонентой материал с высокой электропроводностью, например, порошков)то медь (состав в рамках заявки не раскрывается).
Технический результат можно повысить за счет сокращения длины электрической цепи в пределах рельсового соединителя. Для этого расстояние 11 между элементами 8 и 9 минимизировано ( , ) по длине пластины 1 при сохранении контакта каждого элемента с соответствующим рельсом (8 с 6 и 9 с 7).
В частности (а это именно частный случай описанного выше варианта исполнения соединения, в силу этого решение не выходит за рамки притязаний), это расстояние может быть сведено до нуля, т.е. . Это означает, что на пластине 1 имеется только один элемент 12 (он же 8, он же 9). Он установлен по длине пластины 1 так, что одновременно контактирует с обеими торцами рельсов 6 и 7 (см. фиг.З). Для обеспечения самоориентации элемента 12 относительно рельсов (зазора между рельсами, который по величине изменяется при температурных деформациях) пружинный элемент 10 может быть выполнен в виде витой пружины или иной (тарельчатая и т.д.)
Что касается метода снабжения пластины 1 дополнительным материалом 11, то возможно следующее:
а)если материал 11 реализован в виде пластины, то ее можно припоять или закрепить механически, т.е. пластина 1 и материал 11 будут составлять биметалл;
б)если материал 11 нанесен в виде слоя, то такой биметалл можно реализовать в ходе гальванического покрытия пластины 1 медью или одним из методов плазменного напыления покрытий.