Кронштейн подвески контактного рельса
CONDUCTIVE RAIL SUSPENSION BRACKET

Решение относится к электрооборудованию транспортных средств с электротягой, конкретно к конструкции кронштейнов для подвески токопроводящих рельсов, предназначенных для электроснабжения, преимущественно, электропоездов метро.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является известный из патента РФ №91033 кронштейн подвески контактного рельса, выполненный в виде дугообразной детали, в верхней прямой части которой закреплены прижимы-изоляторы для крепления контактного рельса, а на нижнем прямом участке кронштейна расположены отверстия для закрепления и регулирования кронштейна на шпале, дугообразная деталь и прижимы-изоляторы выполнены из электроизоляционного стеклопластика, прижимы-изоляторы закреплены на дугообразной детали непосредственно с помощью болтового соединения. Электроизоляционный стеклопластик изготавливается на основе препрега на основе тканых стеклонаполнителей и негорючего связующего.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, являются следующие - кронштейн из электроизоляционного полимерного композиционного материала для подвески контактного рельса, выполненный дугообразным с прямыми концевыми участками - верхним с отверстиями для крепления прижима-изолятора контактного рельса и нижним с отверстиями для закрепления с регулированием на шпале.
Регулирование известного кронштейна по высоте выполняется с помощью регулировочных пластин, размещаемых между прижимами-изоляторами и дугообразной деталью. Регулирование возможно в диапазоне ±17 мм, что иногда недостаточно для использования кронштейнов с различными типами рельсов, например Р50 и Р65, использующихся соответственно в метрополитене г. Москвы и г. Санкт-Петербурга.
Предлагаемой конструкцией решаются технические задачи увеличения диапазона регулировки высоты крепления контактного рельса относительно уровня головки рельса (УГР), снижения веса, упрощения монтажа, повышения его надежности.
Для решения данных технических задач в кронштейне из электроизоляционного полимерного композиционного материала для подвески контактного рельса, выполненном дугообразным с прямыми концевыми участками - верхним с отверстиями для крепления прижима-изолятора контактного рельса и нижним с отверстиями для закрепления с регулированием на шпале, в отличие от прототипа, дугообразная деталь выполнена из двух Г-образных частей - опорной и для крепления контактного рельса, соединенных между собой в средней части кронштейна внахлест с помощью регулируемого болтового соединения (одно из каждой пары отверстий для болтов в соединяемых частях выполнено в виде вертикального овального паза), проходящего через съемные стеклопластиковые пластины (закреплены либо клеевым, либо резьбовым, либо замковым, либо профильным, либо клиновым и т.п. соединениями), которые имеют взаимно повторяющуюся волнистую поверхность с длинной волны от 2 до 10 мм и высотой волны от 1 до 4 мм, при том опорная Г-образная часть состоит из трех участков - плоского участка для закрепления на шпале, перпендикулярного ему участка U-образного поперечного сечения, одновременно служащего пазом для установки Г-образной части для крепления контактного рельса, и соединяющего эти участки наклонного участка U-образного поперечного сечения. Дополнительно, для уменьшения количества деталей в кронштейне, а также упрощения монтажа контактного рельса, внутренний, по отношению к кронштейну, прижим-изолятор контактного рельса может быть выполнен зацело с Г-образной частью для крепления контактного рельса.
Максимальная длина волны выбрана из условия обеспечения оптимального шага регулировки высоты кронштейна: больше 10 мм - очень крупный шаг регулировки. Минимальная длина волны выбрана из условия обеспечения оптимального шага регулировки высоты кронштейна: меньше 2 мм - очень мелкий шаг регулировки, а также исходя из технологических ограничений (для формования волнистой поверхности с длиной волны меньше 2 мм необходимо большое усилие прессования и тонкая стеклоткань, а соответственно большое количество слоев для обеспечения требуемой толщины). Волнистая поверхность с высотой волны менее 1 мм не обеспечивает надежность соединения Г-образных частей кронштейна (возможно взаимное проскальзывание под нагрузкой). Максимальная высота волны выбрана из технологических ограничений, а также исходя из геометрических параметров плавной кривой для которой высота волны более 4 мм приводит к длине волны более 10 мм.
Благодаря наличию данных отличительных признаков положение верхней Г-образной части вместе с прижимами-изоляторами имеет регулировку в вертикальном направлении по отношению к нижней в необходимом диапазоне. За счет U-образной формы поперечного сечения Г-образной опорной части (кроме участка для закрепления на шпале, где нагрузки не велики и более важно максимальное расстояние между точками крепления) кронштейн имеет меньший вес и высокую жесткость. Установка в U-образное сечение вертикального участка Г-образной опорной части верхней Г-образной части для крепления контактного рельса предотвращает его поперечное смещение. Выполнение внутреннего, по отношению к кронштейну, прижима-изолятора контактного рельса зацело с верхней Г-образной частью для крепления контактного рельса существенно уменьшает количество деталей в кронштейне, а также упрощает монтаж контактного рельса.
Предложенное решение может найти применение в конструкции кронштейнов для подвески токопроводящих рельсов, предназначенных для электроснабжения железнодорожного транспорта, использующего контактные рельсы.
Решение поясняется рисунками фиг. 1-3.
На рисунке фиг. 1 изображен общий вид кронштейна с установленным фрагментом контактного рельса. На фиг. 2 изображена опорная Г-образная часть, закрепляемая на шпале. На фиг. 3 изображена Г-образная часть для крепления прижима-изолятора.
Изображенный на рисунках 1-3 кронштейн подвески контактного рельса выполнен дугообразным и состоит из двух Г-образных частей - опорной 1, закрепляемой на шпале (на рисунках не приведена), и крепежной 2 для установки прижима-изолятора 3 крепления контактного рельса 4. Г-образные части 1 и 2 соединены между собой в средней части кронштейна внахлест с помощью регулируемого болтового соединения - в обеих частях 1 и 2 выполнены отверстия для взаимного крепления. В части 1 отверстия 5 выполнены в виде вертикальных овальных отверстий (пазов), обеспечивающих вертикальную регулировку в заданном диапазоне, а в части 2 стандартные отверстия 6, в данном случае с углублением под головку болта 7. Контактные места Г-образных частей 1 и 2 для предотвращения вертикального смещения имеют взаимно повторяющуюся волнистую поверхность. Волнистая поверхность частей 1 и 2, образованная плавной кривой, имеющей длину волны L от 2 мм до 10 мм и высоту волны h от 1 мм до 4 мм, реализована установкой отдельно изготовленных пластин 8 в готовые Г-образные части 1 и 2. Пластины 8 выполнены съемными и могут быть заменены на новые в случае износа в процессе эксплуатации, Пластины 8 могут быть закреплены на Г-образных частях 1 и 2, например, болтовым соединением, соединением типа «ласточкин хвост», вклейкой с возможностью удаления без разрушения частей 1 и 2, и т.п. Выполнение пластин 8 отдельно изготавливаемыми связано в т.ч. с тем, что для изготовления частей 1 и 2 используется материал с более грубым наполнителем (препрегом на основе тканых стеклонаполнителей), а для пластин 8 с волнистой поверхностью используется материал с более эластичным наполнителем, позволяющим лучше реализовать волнистость. Г-образная опорная часть 1 состоит из плоского участка для закрепления на шпале, перпендикулярного ему участка U-образного (швеллеро-образного) поперечного сечения, одновременно служащего пазом для установки Г-образной части 2, и соединяющего эти участки наклонного участка U-образного поперечного сечения. Внутренний, по отношению к кронштейну, прижим-изолятор 14 контактного рельса 4 выполнен задело с Г-образной частью 2. Плоский участок для закрепления на шпале, имеет крепежные регулировочные отверстия 9, выполненные в виде пазов овальной формы, выполненных параллельно продольной плоскости симметрии кронштейна. Прижатие производится через пластину 10 со стандартными отверстиями 6. Г-образная часть 2 имеет плоский участок с крепежными отверстиями 11, через которые с помощью болтов 7 с гайками 12 и стопорной пластиной 13 закреплен прижим-изолятор 3 контактного рельса 4.
Установка, монтаж и регулировка положения кронштейна и контактного рельса 4 по горизонтали производится аналогично прототипу. Регулировка в заданном диапазоне высоты установки контактного рельса 4 производится при помощи ослабления затяжки болтов 7 и вертикального перемещения Г-образной части 2 на необходимую величину кратную длине волны поверхностей пластины 8.