ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ШАЙБА ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Область техники
Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, в частности к электроизоляционной шайбе, предназначенной для использования в устройствах промежуточного крепления рельсов к шпалам.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известно электроизоляционное устройство (см. аналог - патент RU 2267569, фиг. 8, МПК E01B 9/30, E01B 9/48, E01B 9/38, E01B 9/00, публ. 10.01.2006), предназначенное для установки между гайкой болта и пружинной клеммой в устройствах промежуточного крепления рельсов к шпалам. Электроизоляционное устройство снабжено электроизоляционным элементом, в верхней части которого выполнено углубление, а в нижней части выполнены две бороздки полутороидальной формы для расположения ветвей пружинной клеммы. В упомянутом углублении установлена металлическая опорная пластина, обращенная внутренним кольцевым участком к болту и контактирующая в промежуточном рельсовом скреплении с гайкой болта.
Недостатком вышеупомянутого электроизоляционного устройства является относительная сложность конструкции, требующая повышенной точности изготовления двух бороздок полутороидальной формы. Кроме того, в условиях повышенных динамических нагрузок на рельсы электроизоляционный элемент в зоне контакта с пружинной клеммой может разрушаться, что снижает надежность электроизоляционного элемента и устройства в целом.
Из уровня техники известно электроизоляционное устройство для рельсового стыкового соединения (см. аналог - патент RU 2292411, МПК E01B 11/54, публ. 27.01.2007), выполненное с осевым отверстием для установки крепежного элемента - болта. Электроизоляционное устройство снабжено опорным участком, сопряженным одной стороной с металлической опорной пластиной, в которую упирается головка или гайка болта, а противоположной стороной опирающимся на металлические накладки, соединенные с рельсами.
Вышеописанное электроизоляционное устройство является недостаточно надежным, поскольку в условиях повышенных динамических нагрузок на рельсы опорный участок электроизоляционного элемента при трении о металлические накладки разрушается. Кроме того, выполнение боковых участков опорной пластины не изолированными, может привести к возникновению электрической связи между металлическими деталями рельсового стыкового соединения.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели направлена на разработку электроизоляционной шайбы, обеспечивающей надежную электроизоляцию рельсов.
Технический результат заключается в повышении надежности электроизоляционной шайбы в рельсовом скреплении.
Для достижения технического результата, согласно первому варианту исполнения, электроизоляционная шайба для рельсового скрепления содержит электроизоляционный элемент с опорным участком и осевым отверстием для установки крепежного элемента, опорные пластины, установленные с противоположных сторон опорного участка электроизоляционного элемента, причем наружный и внутренний кольцевые участки каждой опорной пластины перекрыты соответственно наружным и внутренним кольцевыми выступами электроизоляционного элемента, при этом высота h3 каждого внутреннего кольцевого выступа электроизоляционного элемента соответствует высоте h4 расположенного напротив него внутреннего кольцевого участка опорной пластины.
Для достижения технического результата, согласно второму варианту исполнения, электроизоляционная шайба для рельсового скрепления содержит электроизоляционный элемент с опорным участком и осевым отверстием для установки крепежного элемента, опорные пластины, установленные с противоположных сторон опорного участка электроизоляционного элемента, причем наружный и внутренний кольцевые участки каждой опорной пластины перекрыты соответственно наружным и внутренним кольцевыми выступами электроизоляционного элемента, при этом, высота h3, по крайней мере, одного из внутренних кольцевых выступов электроизоляционного элемента превышает высоту h4 расположенного напротив него внутреннего кольцевого участка опорной пластины.
Согласно второму варианту исполнения, высота h3 каждого внутреннего кольцевого выступа электроизоляционного элемента превышает высоту h4 расположенного напротив него внутреннего кольцевого участка опорной пластины.
Согласно первому или второму варианту исполнения, электроизоляционный элемент может быть выполнен в поперечном сечении H-образной формы.
Согласно первому или второму варианту исполнения, наружные кольцевые выступы электроизоляционного элемента перекрывают всю площадь наружных кольцевых участков опорных пластин.
Согласно первому или второму варианту исполнения, опорные пластины выполнены из металла.
Согласно первому или второму варианту исполнения, электроизоляционный элемент может быть выполнен из полиамида 66 или полиамида 6.
Совокупность признаков заявляемой электроизоляционной шайбы для рельсового скрепления находится в причинно-следственной взаимосвязи с достигаемым техническим результатом и представлена в независимых пунктах формулы полезной модели.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности “новизна”.
Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”. При этом промышленный выпуск электроизоляционной шайбы возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий и материалов.
Краткое описание поясняющих фигур
Фиг. 1 - схематично изображена предлагаемая электроизоляционная шайба.
Фиг. 2 - изображена взрыв-схема предлагаемой электроизоляционной шайбы.
Фиг. 3 - изображено сечение A-A фиг. 1, согласно первому варианту. Фиг. 4 - изображено сечение A-A фиг. 1, согласно второму варианту. Фиг. 5 - схематично изображен участок верхнего строения железнодорожного пути с предлагаемой электроизоляционной шайбой.
На вышеуказанных фигурах представлены:
1 - электроизоляционная шайба;
2 - электроизоляционный элемент;
2a - опорный участок;
2b - наружный кольцевой выступ;
2c - внутренний кольцевой выступ;
2d - периферийный участок внутреннего кольцевого выступа 2c;
3 - опорная пластина;
3a - наружный кольцевой участок опорной пластины 3;
3b - внутренний кольцевой участок опорной пластины 3;
4 - опорная пластина;
4a - наружный кольцевой участок опорной пластины 4;
4b - внутренний кольцевой участок опорной пластины 4;
5 - свободная зона;
6 - свободная зона;
7 - осевое отверстие;
8 - крепежный элемент;
8a - головка крепежного элемента;
8b - стержень крепежного элемента;
9 - шпала;
10 - центральное отверстие опорной пластины 3;
11 - центральное отверстие опорной пластины 4;
12 - подрельсовая подкладка;
13 - пружинная клемма;
14 - рельс;
14a - подошва рельса;
h1 - высота наружного кольцевого выступа электроизоляционного элемента 2;
h2 - высота наружного кольцевого участка опорной пластины;
h3 - высота внутреннего кольцевого выступа электроизоляционного элемента 2;
h4 - высота внутреннего кольцевого участка опорной пластины;
Следует понимать, что специалисты в данной области техники смогут предложить другие варианты осуществления полезной модели и что некоторые ее детали можно изменять в различных других аспектах, не выходя за рамки сущности и объема настоящей полезной модели. Соответственно, чертежи и подробное описание электроизоляционной шайбы носят иллюстративный, но не ограничительный характер.
Лучший вариант осуществления полезной модели
Электроизоляционная шайба 1 (см. фиг. 1) выполнена составной и содержит электроизоляционный элемент 2 и две опорные пластины 3 и 4.
Электроизоляционный элемент 2 выполнен единой цельной деталью и содержит: опорный участок 2a; два наружных кольцевых выступа 2b, расположенных с противоположных сторон опорного участка 2а; два внутренних кольцевых выступа 2c, также расположенных с противоположных сторон упомянутого опорного участка 2a. Таким образом, с противоположных сторон электроизоляционного элемента 2 образованы две свободные зоны 5 и 6, каждая из которых ограничена опорным участком 2a, наружным 2b и внутренним 2c кольцевыми выступами. В конкретном примере исполнения электроизоляционный элемент 2 выполнен в поперечном сечении Н-образной формы.
Электроизоляционный элемент 2 выполнен с осевым отверстием 7 для установки крепежного элемента 8. В качестве крепежного элемента 8 может быть использован болт или винт, или шуруп. Если в рельсовом скреплении головка 8a крепежного элемента 8 располагается в шпале 9, то на выступающий вверх резьбовой участок стержня 8b крепежного элемента 8 навинчивается гайка, которая в процессе затяжки упирается в опорную пластину 3 шайбы 1.
В штатно собранном положении шайбы 1 опорные пластины 3 и 4 расположены с противоположных сторон опорного участка 2а в свободных зонах 5 и 6, соответственно, электроизоляционного элемента 2, при этом наружные кольцевые выступы 2b электроизоляционного элемента 2 перекрывают наружные кольцевые участки 3a и 4a опорных пластин 3 и 4, соответственно, а внутренние кольцевые выступы 2 с электроизоляционного элемента 2 перекрывают внутренние кольцевые участки 3b и 4b опорных пластин 3 и 4, соответственно. Таким образом, наружные кольцевые участки 3a и 4a с наружной стороны W шайбы 1 охвачены электроизоляционным элементом 2.
Вышеописанные наружные кольцевые выступы 2b электроизоляционного элемента 2 повышают надежность электроизоляции, т.к. изолируют опорные пластины 3 и 4 друг от друга с наружной стороны W шайбы 1.
В конкретном примере исполнения высота h1 каждого наружного кольцевого выступа 2b соответствует высоте h2, расположенного напротив него наружного кольцевого участка 3a или 4a. В этом случае наружные кольцевые выступы 2b электроизоляционного элемента 2 перекрывают всю площадь наружных кольцевых участков 3a и 4a опорных пластин 3 и 4, соответственно (см. фиг. 3 и 4), что повышает надежность электроизоляции.
Согласно первому варианту исполнения (см. фиг. 3), высота h3 каждого внутреннего кольцевого выступа 2 с электроизоляционного элемента 2 соответствует высоте h4 расположенного напротив него внутреннего кольцевого участка 3b или 4b опорной пластины 3 или 4, соответственно, т.е. h3=h4.
Согласно второму варианту исполнения (см. фиг. 4), высота h3, по крайней мере, одного из внутренних кольцевых выступов 2 с электроизоляционного элемента 2 превышает высоту h4 расположенного напротив него внутреннего кольцевого участка, например 4b, т.е. h3>h4, что позволяет внутреннему кольцевому выступу 2 с электроизоляционного элемента 2 выступать вниз за пределы опорной пластины 4. Вышеописанный выступающий вниз внутренний кольцевой выступ 2c может располагаться своим периферийным участком 2d между металлическим стержнем 8b крепежного элемента 8 и пружинной клеммой 13.
В конкретном примере исполнения высота h3 каждого внутреннего кольцевого выступа 2 с электроизоляционного элемента 2 превышает высоту h4 расположенного напротив него внутреннего кольцевого участка 3b или 4b опорной пластины 3 или 4, соответственно. Таким образом, внутренние кольцевые выступы 2 с электроизоляционного элемента 2 выступают своими периферийными участками 2d вверх и вниз за пределы опорных пластин 3 и 4.
Согласно первому или второму варианту исполнения шайбы 1, несмотря на возникновение контакта между головкой 8а крепежного элемента 8 и опорной пластиной 3, контакт опорной пластины 4 с металлическим стержнем 8b крепежного элемента 8 исключается и обеспечивается надежная электроизоляция между опорными пластинами 3 и 4, а в конечном итоге - между крепежным элементом 8 и пружинной клеммой 13.
Опорные пластины 3 и 4 могут быть выполнены в виде дисков с центральным отверстием 10 и 11, соответственно, для установки крепежного элемента 8. Опорные пластины 3 и 4 должны быть изготовлены из высокопрочного материала, например, металла или других современных высокопрочных материалов, выдерживающих высокое давление. В конкретном примере исполнения использована сталь - 3.
В штатно собранном положении шайбы 1 наружные кольцевые участки 3a и 4a опорных пластин 3 и 4, соответственно, перекрыты наружными кольцевыми выступами 2b электроизоляционного элемента 2; внутренние кольцевые участки 3b и 4b опорных пластин 3 и 4, соответственно, расположенные со стороны центральных отверстий 9 и 10, соответственно, перекрыты внутренними кольцевыми выступами 2 с электроизоляционного элемента 2, как изображено на фигурах 3 и 4.
Электроизоляционный элемент 2 может быть выполнен литьем под давлением из полиамида 6 или полиамида 66 или другого высокопрочного электроизоляционного материала.
В конструкции верхнего строения железнодорожного пути (см. фиг. 5) подрельсовая подкладка 12 крепится к шпале 9 посредством крепежного элемента 8. Шайба 1 расположена на стержне 8b между головкой 8a крепежного элемента 8 и пружинной клеммой 13. При этом головка 8a крепежного элемента 8 упирается в опорную пластину 3, плотно прижатую через опорный участок 2а электроизоляционного элемента 2 к опорной пластине 4, которая упирается в пружинную клемму 13. Через шайбу 1 усилие затяжки крепежного элемента 8 передается пружинной клемме 13, обеспечивая ее надежное прижатие к подрельсовой подкладке 11 и к подошве 14a рельса 14.
Таким образом, выполнение вышеописанной шайбы 1 в виде «пакета»: металлическая опорная пластина 3 - электроизоляционный опорный участок 2а - металлическая опорная пластина 4 позволяет создать прочную конструкцию, которая воспринимает высокие нагрузки в рельсовом скреплении и одновременно исключает электрическую связь между крепежным элементом 8 - пружинной клеммой 13 - рельсом 14, что повышает надежность электроизоляционной шайбы 1 и рельсового скрепления в целом. Использование шайбы 1 в рельсовых скреплениях позволит повысить безопасность грузопассажирских перевозок.