УПРУГАЯ КЛЕММА
ELASTIC TERMINAL

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям клемм, используемым 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 C2, кл. E01B 9/00, 9/48, опубл. 2004 г.).
Недостатками данной пружинной клеммы являются следующие:
- 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. E01B 13/00, опубл. 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. E01B 9/30, опубл 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;
- отсутствует возможность регулировки ширины рельсовой колеи, что сужает технические возможности электрического изолятора.
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;
- расширение технических возможностей за счет введения клинового скоса в горизонтальной плоскости для установки ширины рельсовой колеи.
Указанный технический результат достигается тем, что упругая клемма, содержащая пружинную клемму и электрический изолятор, выполненный методом формовки совместно с пружинной клеммой в виде единой детали, 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=0-10° к вертикальной плоскости, проходящей через ось прутка пружинной клеммы; опорная поверхность для опоры на анкер рельсового скрепления содержит клиновой скос, выполненный в горизонтальной плоскости под углом 0<β≤30° к оси прутка пружинной клеммы с возможностью установки ширины рельсовой колеи.
На фиг.1 изображен общий вид упругой клеммы и на фиг.2 - вид сверху на фиг.1.
Упругая клемма (фиг.1 и 2) содержит пружинную клемму 1 и электрический изолятор 2, выполненный методом формовки совместно с пружинной клеммой 1 в виде единой детали, представляет единое целое с ней и содержит 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 опоры на анкер рельсового скрепления, выполненную под углом α=0-10° к вертикальной плоскости, проходящей через ось прутка пружинной клеммы 1; опорная поверхность 5 для опоры на анкер рельсового скрепления содержит клиновой скос 6, выполненный в горизонтальной плоскости под углом 0<β≤30° к оси прутка 1 пружинной клеммы с возможностью установки ширины рельсовой колеи.
Работа упругой клеммы.
При прохождении транспортного средства и действии 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 2 и пружинной клеммы 1 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 попадание частиц в зону контакта прутка пружинной клеммы 1 и электрического изолятора 2 в зону контакта его с верхней поверхностью подошвы рельса и обеспечить более надежную электрическую изоляцию скрепления рельса, а введение клинового скоса 8 в горизонтальной плоскости дает возможность установки ширины рельсовой колеи, например, при износе рельса и расширяет эксплуатационные возможности упругой клеммы.