RU2252154C2

RU2252154C2 - Electric rail bond

Info

Publication number: RU2252154C2
Application number: RU2003115121/11A
Authority: RU
Inventors: А.В. Андреев (RU); А.В. Андреев
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2005-05-20

Abstract

FIELD: railway transport; electric traction railways.

SUBSTANCE: invention relates to track circuits and it is designed for passing signal and traction currents on section of railways with electric traction. Proposed rail bond consists of fishplate and resilient current-carrying element installed in space between fishplate and rail necks. Current-carrying element is bent to from one or two end face contact surfaces pointed to side of rail. At least one of said contact surfaces has copper or copper-containing strip. Holes for bolt are provided in current-carrying element which can be made of spring steel.

EFFECT: low contact resistance in bond, provision of reliable passing of signal current with minimum losses.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей, и предназначено для пропуска по рельсам сигнального и тягового токов на участках железных дорог с электрической тягой.The invention relates to the field of railway transport, in particular to devices of rail circuits, and is intended for passing signal and traction currents on rails on sections of railways with electric traction.

Известен электрический рельсовый стыкосоединитель, описанный в авторском свидетельстве №1791187 “Рельсовое стыковое соединение”, В 60 М 5/00, опубл. 30.01.93 г.Known electric rail joint, described in the copyright certificate No. 1791187 “Rail butt joint”, 60 M 5/00, publ. 01/30/93

Данный электрический рельсовый стыкосоединитель содержит накладку и установленный в полость между накладкой и шейками рельсов упругий токопроводящий элемент, выполненный в виде плоской пружины с дугообразной средней частью, в которой имеются отверстие и паз для болтового соединения. Каждый токопроводящий элемент, покрытый электропроводным составом, концевыми частями взаимодействует с шейками рельсов, а средней частью - с накладкой.This electric rail junction includes a pad and an elastic conductive element installed in the cavity between the pad and the necks of the rails, made in the form of a flat spring with an arcuate middle part, in which there is a hole and a groove for bolt connection. Each conductive element coated with an electrically conductive composition, with the end parts interacts with the necks of the rails, and the middle part with the patch.

По назначению электрический рельсовый стыкосоединитель служит для пропуска сигнального тока через рельсовый стык и уменьшения переходного сопротивления, позволяющего пропускать через рельсовый стык электрический сигнал без значительных потерь.By designation, the electric rail joint connector serves to pass the signal current through the rail joint and reduce the transient resistance, allowing the electric signal to pass through the rail joint without significant loss.

Недостатком данного технического решения является то, что контакт токопроводящего элемента с шейками рельсов и накладкой зависит от величины упругой осадки токопроводящего элемента. В процессе эксплуатации осадка (упругие свойства) пружинного токопроводящего элемента уменьшается, контакт между элементами стыкосоединителя ослабевает, что приводит к увеличению переходного сопротивления рельсового стыка и к потере тока, а это говорит о ненадежности данного стыкосоединителя.The disadvantage of this technical solution is that the contact of the conductive element with the necks of the rails and the plate depends on the magnitude of the elastic settlement of the conductive element. During operation, the precipitate (elastic properties) of the spring conductive element decreases, the contact between the elements of the joint is weakened, which leads to an increase in the transition resistance of the rail joint and to a loss of current, and this indicates the unreliability of this joint.

При эксплуатации электрического рельсового стыка под действием возникающих в нем вибраций происходит трение между токопроводящим элементом, рельсами и накладкой, в результате чего тонкий слой электропроводного покрытия истирается, следовательно, увеличивается переходное сопротивление рельсового стыка, что приводит к потере тока и говорит о ненадежности электрического рельсового стыкосоединителя.During operation of the electric rail joint under the action of vibrations arising in it, friction occurs between the conductive element, the rails and the plate, as a result of which a thin layer of the electrically conductive coating is abraded, therefore, the transition resistance of the rail joint increases, which leads to a loss of current and indicates the unreliability of the electric rail joint .

Известен электрический рельсовый стыкосоединитель, описанный в авторском свидетельстве №1768416 “Токопроводящий рельсовый соединитель”, В 60 М 5/00, опубл. 15.10.92 г., выбранный в качестве прототипа.Known electric rail joint, described in the copyright certificate No. 1768416 "conductive rail connector", 60 M 5/00, publ. 10/15/92, selected as a prototype.

Данный электрический рельсовый стыкосоединитель содержит накладку и установленный в полость между накладкой и шейками стыкуемых рельсов токопроводящий элемент, боковые стенки которого выполнены из лепестков. При этом концы боковых стенок подогнуты внутрь и упираются в накладку, а плоская часть токопроводящего элемента касается шеек рельсов.This electric rail junction includes a pad and a conductive element installed in the cavity between the pad and the necks of the rails to be joined, the side walls of which are made of petals. The ends of the side walls are bent inward and abut against the plate, and the flat part of the conductive element touches the necks of the rails.

Для обеспечения надежного контакта между элементами стыкосоединителя в процессе эксплуатации возникает необходимость в регулярном подтягивании болтовых соединений, что в результате приводит к ухудшению упругих свойств токопроводящего элемента, а возможно и к изменению его первоначальной формы. Это связано с конструкцией токопроводящего элемента, а именно подогнутые во внутрь концы лепестков снижают жесткость стенок желоба и он легко поддается деформации, следовательно, контакт между элементами стыкосоединителя ослабевает, что приводит к увеличению переходного сопротивления рельсового стыка и к потерям тока, а это говорит о ненадежности данного стыкосоединителя.To ensure reliable contact between the joint elements during operation, there is a need for regular tightening of bolted joints, which leads to a deterioration in the elastic properties of the conductive element, and possibly to a change in its original shape. This is due to the design of the conductive element, namely, the ends of the petals bent into the inside reduce the rigidity of the walls of the gutter and it is easy to deform, therefore, the contact between the elements of the joint connector weakens, which leads to an increase in the transition resistance of the rail joint and to current losses, and this indicates unreliability of this joint.

Кроме того, большие потери тока связаны с тем, что и рельсы, и накладка, и токопроводящий элемент выполнены из стали, обладающей высоким электрическим сопротивлением, что приводит к потере тока и, следовательно, данный стыкосоединитель ненадежен в работе.In addition, large current losses are associated with the fact that the rails, and the plate, and the conductive element are made of steel having high electrical resistance, which leads to a loss of current and, therefore, this joint is unreliable in operation.

Технической задачей данного изобретения является создание электрического рельсового стыкосоединителя с малым переходным сопротивлением в стыке для обеспечения надежного пропуска сигнального тока с минимальными потерями.The technical task of this invention is the creation of an electric rail joint with a small transition resistance at the junction to ensure reliable transmission of signal current with minimal loss.

Решением данной задачи является электрический рельсовый стыкосоединитель, состоящий из накладки и установленного в полость между накладкой и шейками рельсов упругого токопроводящего элемента, причем токопроводящий элемент изогнут с образованием одной или двух контактных продольных кромок, направленных в сторону рельса и, по крайней мере, одна из которых снабжена медным или медьсодержащим полозом.The solution to this problem is an electric rail joint, consisting of a lining and an elastic conductive element installed in the cavity between the lining and the necks of the rails, the conductive element being bent to form one or two contact longitudinal edges directed towards the rail and at least one of which equipped with a copper or copper-containing runner.

В токопроводящем элементе, который может быть выполнен из пружинной стали, для фиксации токопроводящего элемента в заданном положении выполнены отверстия под болт, соосные с отверстиями в шейках рельсов и накладке.In the conductive element, which can be made of spring steel, for fixing the conductive element in a predetermined position, holes for the bolt are made, coaxial with the holes in the necks of the rails and the plate.

Выполнение токопроводящего элемента с образованием одной или двух контактных продольных кромок, направленных в сторону рельса и, по крайней мере, одна из которых снабжена медным или медьсодержащим полозом, позволяет уменьшить переходное сопротивление рельсового стыка, то есть увеличить его токопроводность и обеспечить надежный электрический контакт между накладкой и рельсами следующим образом:The implementation of the conductive element with the formation of one or two contact longitudinal edges directed towards the rail and at least one of which is equipped with a copper or copper-containing runner allows you to reduce the transition resistance of the rail joint, that is, increase its conductivity and ensure reliable electrical contact between the plate and rails as follows:

- форма токопроводящего элемента выбирается в зависимости от грузонапряженности участка пути. Для обеспечения надежной работы рельсового стыка на участках с малой грузонапряженностью железнодорожного пути и небольшой вибрацией достаточно установить пружинный электрический рельсовый стыкосоединитель, например, Г-образной формы, с одной контактной продольной кромкой, направленной в сторону рельса и снабженой медным или медьсодержащим полозом. На участках с большой грузонапряженностью, где возникают сильные вибрации, желательно установить пружинный электрический рельсовый стыкосоединитель, например, в виде желоба, имеющий две контактные продольные кромки, направленные в сторону рельса и, по крайней мере, одна из которых снабжена медным или медьсодержащим полозом;- the shape of the conductive element is selected depending on the load intensity of the track section. To ensure reliable operation of the rail junction in areas with low load carrying capacity of the railway track and low vibration, it is sufficient to install a spring electric rail joint, for example, of a L-shape, with one contact longitudinal edge directed towards the rail and equipped with a copper or copper-containing skid. In areas with high load intensities, where strong vibrations occur, it is desirable to install a spring electric rail joint, for example, in the form of a gutter, having two longitudinal longitudinal edges directed towards the rail and at least one of which is equipped with a copper or copper-containing skid;

- под действием вибрации и за счет шероховатости поверхности рельса происходит диффузия токопроводящего материала (меди или медьсодержащего сплава) с рабочей поверхности полоза на поверхность рельса, в результате чего переходное сопротивление рельсового стыка значительно уменьшается;- under the influence of vibration and due to the roughness of the rail surface, the conductive material (copper or copper-containing alloy) diffuses from the working surface of the runner to the rail surface, as a result of which the transition resistance of the rail joint is significantly reduced;

- так как полоз, выполненный из меди или медьсодержащего сплава, обладает высокой электрической проводимостью, то переходное сопротивление между соединяемыми рельсами уменьшается, следовательно, снижаются потери тока.- since the skid made of copper or a copper-containing alloy has high electrical conductivity, the transition resistance between the connected rails is reduced, therefore, current losses are reduced.

Таким образом, предлагаемый электрический рельсовый стыкосоединитель удовлетворяет предъявляемому к нему требованию по созданию электрического рельсового стыкосоединителя с малым переходным сопротивлением в стыке для обеспечения надежного пропуска сигнального тока с минимальными потерями.Thus, the proposed electric rail joint connector satisfies the requirement for it to create an electric rail joint connector with a small transition resistance at the junction to ensure reliable transmission of signal current with minimal loss.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.When conducting a search on the sources of patent and scientific and technical information, no solutions were found containing the totality of the proposed features for solving the task, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of “novelty” and “inventive step”.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где схематично изображены:The invention is illustrated by drawings, which schematically depict:

на фиг.1 - электрический рельсовый стыкосоединитель в сборе,figure 1 - electric rail joint assembly,

на фиг.2 - вид сбоку токопроводящего элемента.figure 2 is a side view of a conductive element.

Электрический рельсовый стыкосоединитель содержит накладку 1 и упругий токопроводящий элемент 2, установленный между накладкой 1 и шейками 3 рельсов 4. Токопроводящий элемент 2 изогнут с образованием одной или двух контактных продольных кромок 5, по крайней мере, одна из которых снабжена медным или медьсодержащим полозом 6.The electric rail joint includes a pad 1 and an elastic conductive element 2 mounted between the pad 1 and the necks 3 of the rails 4. The conductive element 2 is bent to form one or two contact longitudinal edges 5, at least one of which is equipped with a copper or copper-containing runner 6.

В токопроводящем элементе 2, выполненном из пружинной стали марки 40Х13, выполнены отверстия 7 под болт 8.In the conductive element 2, made of spring steel grade 40X13, holes 7 are made for the bolt 8.

При монтаже электрического рельсового стыкосоединителя токопроводящий элемент 2, например, изогнутый в форме желоба (далее желоб 2) и имеющий две контактные продольные кромки 5, каждая из которых снабжена полозом 6, устанавливают в полость между накладкой 1 и шейками 3 рельсов 4 таким образом, чтобы его контактные продольные кромки 5 были направлены в сторону рельса 4. Протяженная средняя часть желоба 2, являющаяся его дном, направлена в сторону накладки 1. Затем в отверстия 7, соосные с соответствующими отверстиями в накладке 1 и шейках 3 рельсов 4, устанавливают болты 8, с помощью которых фиксируют желоб 2 в заданном положении. Устройство готово к эксплуатации.When mounting an electric rail joint, a conductive element 2, for example, curved in the shape of a gutter (hereinafter gutter 2) and having two longitudinal longitudinal edges 5, each of which is provided with a runner 6, is installed in the cavity between the cover 1 and the necks 3 of the rails 4 so that its contact longitudinal edges 5 were directed towards the rail 4. The extended middle part of the groove 2, which is its bottom, is directed towards the lining 1. Then into the holes 7, coaxial with the corresponding holes in the lining 1 and the necks 3 of the rails 4, install bolts 8, with which fix the groove 2 in a predetermined position. The device is ready for use.

Работа рельсового стыкового соединителя заключается в следующем.The operation of the rail butt connector is as follows.

При прохождении поезда ток проходит по рельсам 4. В месте стыка рельсов 4, где расположен желоб 2 с медными или медьсодержащими полозьями 5, обладающими высокой электропроводностью, ток через рельсовый стык проходит без значительных потерь по полозьям 5. Под действием вибрации и за счет шероховатости поверхности рельсов 4 происходит диффузия меди или медьсодержащего материала с рабочей поверхности полоза 5 на поверхность рельсов 4, в результате чего переходное сопротивление рельсового стыка уменьшается и ток через стык проходит по омедненной поверхности стального рельса 4 и полозьям 5 желоба 2 с минимальными потерями.When the train passes, the current passes along the rails 4. At the junction of the rails 4, where the gutter 2 with copper or copper-containing runners 5 with high electrical conductivity is located, the current passes through the rail joint without significant losses along the runners 5. Under the influence of vibration and due to surface roughness of rails 4, copper or copper-containing material diffuses from the working surface of the runner 5 to the surface of rails 4, as a result of which the transition resistance of the rail junction decreases and the current through the junction passes through copper-bonded on the surface of the steel rail 4 and the runners 5 of the trough 2 with minimal losses.

Предлагаемый электрический рельсовый стыкосоединитель конструктивно прост и надежен в эксплуатации.The proposed electric rail joint is structurally simple and reliable in operation.

Claims

1. An electric rail joint, consisting of a lining and an elastic conductive element installed in the cavity between the lining and the necks of the rails, characterized in that the conductive element is bent to form one or two end contact surfaces directed towards the rail, at least one of which is provided copper or copper-containing snake.

2. The electric rail joint connector according to claim 1, characterized in that the holes for the bolt are made in the conductive element.

3. The electric rail joint connector according to claim 1, characterized in that the conductive element is made of spring steel.