КРОНШТЕЙН ПОДВЕСКИ ПРОВОДА СВЯЗИ
SUSPENSION BRACKET FOR COMMUNICATION WIRE

Область техники
Изобретение относится к опорно-подвесным устройствам, в частности к кронштейнам подвески проводов связи транспортных электроприводных средств, выполненным из композиционных материалов, и может быть использовано на железных дорогах, например, для подвески волноводного провода поездной радиосвязи, а также на дорогах трамвайного, троллейбусного движения для подвески телефонных, телеграфных проводов, проводов радиофикации и других проводов слабого тока.
Предшествующий уровень техники
Известен металлический кронштейн подвески волноводного провода, имеющий приваренное к опоре контактной сети вертикальное прямолинейное основание с траверсой, на штырь которой навинчен изолятор с закрепленным на нем путем обмотки волноводным проводом (RU №2107635 С1, В60М 1/12,1/20, опубл. 27.03.98. Бюл. №9).
Известен кронштейн того же назначения, содержащий деревянную траверсу с прямоугольным поперечным сечением, одним концом закрепленную на опоре контактной сети с помощью полухомута с гайками и шайбами, а на другом конце имеющую насаженный на штырь изолятор с волноводным проводом, закрепленным путем обмотки изолятора (Марков А.С. Монтаж контактной сети железных дорог. Справочник. М.: Транспорт, 1985, с. 136, рис. 7.16в).
Недостатком известных кронштейнов является необходимость использования изоляторов с фиксацией на них волноводного провода путем обмотки, что приводит к деформации провода от напряжений растяжения и кручения в процессе обмотки, и к обрыву провода от критического натяжения или к его избыточному провисанию при изменении положения опоры, траверсы или изолятора из-за внешнего воздействия. Деформация провода от указанных напряжений негативно влияет на качество радиосвязи, а обрыв провода нарушает радиосвязь.
Недостатком известных кронштейнов является также местоположение изоляторов, стеклянных и фарфоровых, снаружи траверс без защитных ограждений, в результате чего они оказываются объектами случайных или умышленных разрушительных действий.
Еще одним недостатком известных кронштейнов является недолговечность их траверс. Металлическая траверса по патенту RU №2107635 подвержена коррозии, особенно быстротекущей в местах сварных соединений, а деревянная траверса по Справочнику Маркова А.С. не обладает ни механической, ни физической прочностью.
Таким образом, состояние известных кронштейнов требует постоянного контроля, что связано с привлечением дополнительной рабочей силы, дополнительных затрат времени и денежных средств.
Кронштейн по Справочнику Маркова А.С. является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Раскрытие изобретения
Техническая задача, которая ставилась при создании изобретения, заключалась в разработке химически и климатически стойкой безизоляторной компактной конструкции кронштейна подвески провода связи транспортного электроприводного средства, не деформирующей провод, выполненной из долговечных диэлектрических материалов, стойких к действию транспортных и эксплуатационных нагрузок, преодолевающей недостатки аналога и прототипа.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в упрощении конструкции, в повышении удобства монтажа (демонтажа) и в повышении эксплуатационной надежности кронштейна.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного результата в кронштейне подвески провода связи транспортного электроприводного средства, содержащем выполненную из диэлектрического материала траверсу с прямоугольным поперечным сечением, закрепленную одним концом на опоре в положении «на ребро», проводоподдерживающий элемент, закрепленный на другом, свободном конце траверсы, и средства крепления, согласно изобретению траверса выполнена коробчатого полого профиля, усилена вклеенными торцевыми вставками по обоим ее концам, на свободном конце снабжена системой проводопропускных каналов, включающей вводный, направляющий и удерживающий каналы, последовательно переходящие друг в друга, образованные сквозными прорезями, вводный канал образован косой прорезью, выполненной по толщине траверсы под углом 20°-45° к ее продольной оси на глубину, составляющую 0,4-0,6 ее ширины, и предназначен обеспечить неориентированный свободный проход провода, направляющий канал образован продольной прорезью, параллельной продольной оси траверсы, отфрезерованной по внутреннему краю упомянутой косой прорези, и предназначен обеспечить направленное движение упомянутого провода, удерживающий канал образован круглой прорезью, выполненной перпендикулярно продольной оси траверсы, и предназначен для коаксиального размещения в нем проводоподдерживающего элемента, последний выполнен в виде поворотной втулки с наружным диаметром, ответным диаметру удерживающего канала, снабженной открытым сквозным продольным пазом, сопряженным с ее осевым отверстием, и сквозным, резьбовым или ненарезанным отверстием под стопорящий болт, втулка размещена в удерживающем канале с возможностью поворота до совмещения ее продольного паза с направляющим каналом для свободного прохода волноводного провода в ее осевое отверстие и с возможностью поворота с перекрытием указанного паза после прохода провода до совмещения ее отверстия под стопорящий болт со сквозным или глухим отверстием, выполненным в траверсе под тот же болт, для предотвращения самовозвратного выхода провода из втулки и для закрепления втулки во избежание ее кругового и поперечного перемещения относительно траверсы, втулка закреплена стопорящим болтом, пропущенным или ввинченным в совмещенные отверстия, при этом траверса и вставки выполнены из композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего, втулка - из полимерного материала или металлического сплава. В частных случаях использования изобретения торцевые вставки вклеены в концы траверсы на высоту, составляющую 0,8-0,95 от ширины траверсы, для обеспечения дренажа влаги; втулка выполнена с лысками под инструмент для поворота; под стопорящий болт втулка выполнена со сквозным ненарезанным отверстием, а траверса - со сквозным отверстием, при этом стопорящий болт пропущен через совмещенные отверстия втулки и траверсы и зафиксирован снаружи траверсы шайбой и гайкой; под стопорящий болт втулка выполнена со сквозным резьбовым отверстием, а траверса - с глухим отверстием, при этом стопорящий болт ввинчен в совмещенные отверстия втулки и траверсы; средства крепления кронштейна к опоре прямоугольного сечения включают, по меньшей мере, один металлический профиль с ребрами жесткости, преимущественно уголковый, шпильки, болты, гайки и шайбы; средства крепления кронштейна к опоре круглого сечения включают U-образный хомут с гайками и шайбами; в качестве армирующего материала в композиционном материале траверсы и вставок использованы однонаправленные материалы, например ровинги, и/или ортотропные материалы, например ленты, холсты, маты, вуали или ткани; в качестве армирующего волокна для ровингов, лент, холстов, матов, вуалей или тканей использовано стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация; в качестве полимерного связующего композиционного материала траверсы и вставок использовано связующее на основе термореактивных или термопластичных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации; в качестве полимера для изготовления втулки использован полистирол, полиамид, полипропилен или фторопласт; в качестве материала для изготовления втулки использован сплав цветных металлов с низкой твердостью, преимущественно бронза или латунь; кронштейн предназначен для подвески волноводного провода поездной радиосвязи; кронштейн предназначен для подвески телефонного, телеграфного или радиофикационного провода связи слабого тока трамвайных или троллейбусных электроприводных транспортных средств.
Отличительными от прототипа признаками заявленного кронштейна являются следующие:
а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях:
- траверса выполнена коробчатого полого профиля,
- усилена вклеенными торцевыми вставками по обоим ее концам,
- на свободном конце снабжена системой проводопропускных каналов, включающей вводный, направляющий и удерживающий каналы, последовательно переходящие друг в друга, образованные сквозными прорезями,
- вводный канал образован косой прорезью, выполненной по толщине траверсы под углом 20°-45° к ее продольной оси на глубину, составляющую 0,4-0,6 ее ширины, и предназначен обеспечить неориентированный свободный проход провода,
- направляющий канал образован продольной прорезью, параллельной продольной оси траверсы, отфрезерованной по внутреннему краю упомянутой косой прорези, и предназначен обеспечить направленное движение упомянутого провода,
- удерживающий канал образован круглой прорезью, выполненной перпендикулярно продольной оси траверсы, и предназначен для коаксиального размещения в нем проводоподдерживающего элемента,
- проводоподдерживающий элемент выполнен в виде поворотной втулки с наружным диаметром, ответным диаметру удерживающего канала, снабженной открытым сквозным продольным пазом, сопряженным с ее осевым отверстием, и сквозным резьбовым или ненарезанным отверстием под стопорящий болт,
- втулка размещена в удерживающем канале с возможностью поворота до совмещения ее продольного паза с направляющим каналом для свободного прохода волноводного провода в ее осевое отверстие и с возможностью поворота с перекрытием указанного паза после прохода провода до совмещения ее сквозного резьбового или ненарезаннного отверстия под стопорящий болт со сквозным или глухим отверстием, выполненным в траверсе под тот же болт, для предотвращения самовозвратного выхода провода из втулки и для закрепления втулки во избежание ее кругового и поперечного перемещения относительно траверсы,
- втулка закреплена стопорящим болтом, пропущенным или ввинченным в совмещенные отверстия,
- траверса и вставки выполнены из композиционного материала на основе волокнистого армирующего материала и полимерного связующего,
- втулка выполнена из полимерного материала или металлического сплава;
б) признаки, обеспечивающие получение технического результата в частных случаях:
- торцевые вставки вклеены в концы траверсы на высоту, составляющую 0,8-0,95 от ширины траверсы, для обеспечения дренажа влаги,
- втулка выполнена с лысками под инструмент для поворота,
- под стопорящий болт втулка выполнена со сквозным ненарезанным отверстием, а траверса - со сквозным отверстием, при этом стопорящий болт пропущен через указанные совмещенные отверстия втулки и траверсы и зафиксирован снаружи траверсы шайбой и гайкой,
- под стопорящий болт втулка выполнена со сквозным резьбовым отверстием, а траверса - с глухим отверстием, при этом стопорящий болт ввинчен в указанные совмещенные отверстия втулки и траверсы,
- средства крепления кронштейна к опоре прямоугольного сечения включают, по меньшей мере, один металлический профиль с ребрами жесткости, преимущественно уголковый, шпильки, болты, гайки и шайбы,
- средства крепления кронштейна к опоре круглого сечения включают U-образный хомут с гайками и шайбами,
- в качестве армирующего материала в композиционном материале траверсы и вставок использованы однонаправленные материалы, например ровинги, и/или ортотропные материалы, например ленты, холсты, маты, вуали или ткани,
- в качестве армирующего волокна для ровингов, лент, холстов, матов, вуалей или тканей использовано стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация,
- в качестве полимерного связующего композиционного материала траверсы и вставок использовано связующее на основе термопластичных или термореактивных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации,
- в качестве полимера для изготовления втулки использован полистирол, полиамид, полипропилен или фторопласт,
- в качестве материала для изготовления втулки использован сплав цветных металлов с низкой твердостью, преимущественно бронза или латунь,
- кронштейн предназначен для подвески волноводного провода поездной радиосвязи,
- кронштейн предназначен для подвески телефонного, телеграфного или радиофикационного провода связи слабого тока трамвайных или троллейбусных электроприводных транспортных средств.
Заявленный кронштейн обладает рядом преимуществ перед кронштейном по прототипу:
- иной конструкцией, отличающейся точностью функционального назначения обеспечивать подвес провода без его деформации, не достижимой в прототипе с его деформирующей фиксацией провода на изоляторе;
- иной конструкцией траверсы, позволяющей ей совмещать проводопропускную и проводоопорную функции, не возможные для траверсы по прототипу;
- иной конструкцией проводоподдерживающего элемента, способного без деформации провода удерживать его в заданном направлении;
- простотой и компактностью конструкции, обусловленной отсутствием наружных выступающих наиболее уязвимых деталей, таких как изолятор на штыре в прототипе;
- удобством монтажа (демонтажа), обеспеченным простым пропусканием провода через систему каналов, образованных в траверсе, с закреплением не провода, как в прототипе, а проводоподдерживающего элемента;
- долговечностью конструкции благодаря выбору высокопрочных материалов, стойких к климатическим нагрузкам и к химическому воздействию.
В заявленной конструкции кронштейна траверса служит не опорой для изолятора, как это предложено в прототипе, а проводником для подвешиваемого провода, исключающим необходимость в изоляторе. Система каналов, созданная в траверсе, обеспечивает подвес недеформированного провода в заданном направлении. Специальная втулка, размещенная в траверсе, поддерживает подвешенный провод и препятствует его выходу из системы каналов, что подтверждает простоту и компактность конструкции, а также удобство монтажа (демонтажа).
Долговечность кронштейна обязана изготовлению его траверсы и усиливающих ее торцевых вставок из композиционного материала на основе отдельно взятых или взятых в комбинациях термопластичной или термореактивной смолы, органического или неорганического волокна в виде однонаправленного или многонаправленного материала (например, тканого), а втулки - из полимерного материала или из коррозионностойкого сплава цветных металлов с низкой твердостью, преимущественно из бронзы или латуни. Траверсу изготавливают методом пултрузии или формования, втулку - литьем под давлением.
Конструкция кронштейна экономически эффективна, так как практически не требует ремонта в течение всего срока службы.
Заявленный кронштейн разработан для подвески проводов связи электроприводных транспортных средств. Однако он пригоден для подвески длинномерных неэлектрических шнуров, веревок, проволоки, легких тросов и тому подобного.
Экспериментальная проверка кронштейнов на принудительный прогиб траверсы и выпадение провода подтвердила надежность предложенной конструкции. Таким образом, заявленный кронштейн в сравнении с прототипом эффективнее с точки зрения его конструктивных особенностей, он дешевле с точки зрения производства, требует минимальных затрат времени на монтаж и демонтаж, надежен в эксплуатации.
Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его примера реализации в кронштейне подвески волноводного провода поездной радиосвязи и прилагаемыми чертежами.
На фиг. 1 представлен кронштейн заявленной конструкции, закрепленный на опоре прямоугольного сечения, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 показан вид А фиг. 1, на фиг. 4 представлена траверса кронштейна, вид спереди; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 представлена система проводопропускных каналов на свободном конце траверсы (в аксонометрии); на фиг. 7 изображена проводоподцерживающая втулка, виды спереди, сбоку и разрез А-А.
Кронштейн 1 подвески волноводного провода 2 содержит траверсу 3, одним концом 4 закрепленную на прямоугольной опоре 5 в положении «на ребро», проводоподдерживающий элемент - втулку 6, закрепленную на другом, свободном конце 7 траверсы 3 и средства крепления траверсы 3 к опоре 5: металлический прижимной уголковый профиль 8, шпильки 9, шайбы 10, гайки 11 (фиг. 1, 2, 3). В зависимости от консольной длины кронштейна 1 средства крепления к опоре 5 включают один прижимной уголковый профиль при длине менее 800 мм и, по меньшей мере, два профиля, один прижимной, другой - поддерживающий, если длина превышает 800 мм. В случае крепления кронштейна 1 к круглой опоре средства крепления включают U-образный хомут с гайками и шайбами.
Траверса 3 выполнена коробчатого полого профиля с концами 4 и 7, усиленными торцевыми вставками 12 на длину размещения отверстий и прорезей, вклеенными на высоту, составляющую 0,9 от ширины траверсы для дренажа влаги, снабжена системой последовательно переходящих друг в друга образованных сквозными прорезями проводопропускных каналов, расположенной на ее конце 7, включающей вводный 13, направляющий 14 и удерживающий 15 каналы (фиг. 4, 5, 6).
Вводный канал 13 образован косой сквозной прорезью 16, выполненной по толщине траверсы 3 под углом 20°-45° к ее продольной оси на глубину, составляющую 0,4-0,6 ее ширины, и предназначен обеспечить неориентированный свободный проход провода 2.
Направляющий канал 14 образован продольной сквозной прорезью 17, отфрезерованной по внутреннему краю упомянутой косой прорези 16, и предназначен обеспечить направленное движение провода 2.
Удерживающий канал 15 образован сквозной круглой прорезью 18, выполненной перпендикулярно продольной оси траверсы 3, и предназначен для коаксиального размещения в нем проводоподдерживающей поворотной втулки 6 (фиг. 7).
Втулка 6 выполнена с наружным диаметром, ответным диаметру удерживающего канала 15, снабжена открытым сквозным продольным пазом 19, сопряженным с ее осевым отверстием 20, сквозным ненарезанным отверстием 21 под стопорящий болт 22 (фиг. 3) и лысками 23 под инструмент (фиг. 7). Втулка 6 размещена в удерживающем канале 15 с возможностью поворота до совмещения ее продольного паза 19 с направляющим каналом 14 для свободного прохода провода 2 в ее осевое отверстие 20 и с возможностью поворота, перекрывающего продольный паз 19 после указанного прохода провода 2, до совмещения ее сквозного отверстия 21 под стопорящий болт 22 со сквозным отверстием 24 (фиг. 6), выполненным в траверсе 3 под тот же болт 22 (фиг. 3), для предотвращения самовозвратного выхода провода 2 из втулки 6 и для закрепления втулки 6 во избежание ее кругового и поперечного перемещения относительно траверсы. Втулка 6 закреплена стопорящим болтом 22, пропущенным в совмещенные отверстия 21 и 24 и зафиксированным снаружи траверсы 3 шайбой и гайкой. Втулка может быть закреплена стопорящим болтом, ввинченным в совмещенные отверстия, включающие сквозное резьбовое отверстие самой втулки и глухое отверстие траверсы.
Траверса 3 и торцевые вставки 12 выполнены из эпоксидного стеклопластика, втулка 6 - из полиамида.
При установке кронштейна 1 его траверсу 3 с предварительно выполненными в ней каналообразующими прорезями 16-18 закрепляют на опоре 5 в положении «на ребро» и размещают в канале 15 втулку 6 в положении открытости ее продольного паза 19 в канал 14. При пропускании провода 2 через кронштейн 1 провод 2 заводят последовательно в каналы 13, 14 и в осевое отверстие 20 втулки 6, после чего втулку 6 поворачивают примерно на 180°, изменяя положение втулки 6 на закрытое и предотвращая выпадение провода 2. В закрытом положении втулку 6 фиксируют болтом 22.
Кронштейн работает в режиме механической нагрузки под силой тяжести. Заведенный в осевое отверстие втулки провод находится в скользящем положении в состоянии рабочего натяжения.
Заявленный кронштейн обеспечивает беспрепятственный транзитный проход и подвеску провода связи.
Кронштейн предложенной конструкции изготавливают на оборудовании производства полимерных, армированных и неармированных изделий и на металлургическом оборудовании производства изделий из сплавов цветных металлов.