СВЕТИЛЬНИК РУДАКОВА И УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ОГРАЖДЕНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к области светотехники и, в частности, может быть использована в светильниках и прожекторах, предназначенных для освещения площадей, спортивных сооружений и производственных территорий.
В качестве аналога известен светильник (патент №2242670), который содержит корпус и кронштейн крепления светильника. Внутри корпуса расположены отражатель и патрон с лампой. На корпусе при помощи шарниров закреплено с возможностью поворота на этих шарнирах ограждение, выполненное в виде сетки или стекла, которое фиксируется в закрытом положении замками. Шарниры закрепляются на корпусе жестко, без возможности изменения расстояния между ограждением и корпусом.
Если ограждение выполнено в виде стекла с целью защиты от попадания внутрь корпуса воды и пыли, то требуется обеспечить герметичность за счет плотного и равномерного прижатия стекла к прокладке на корпусе по всему периметру, причем на протяжении длительного срока эксплуатации. В случае жестко закрепленных шарниров это условие можно соблюсти только за счет обеспечения точного взаимного расположения корпуса и ограждения, для чего требуется высокая точность изготовления. Даже обеспечение достаточно точного взаимного положения ограждения относительно корпуса за счет высокой точности изготовления всех деталей, включая прокладку, не исключает нарушение герметичности из-за изменения с течением времени размеров и свойств прокладки. В процессе эксплуатации из-за потери упругих свойств материала прокладки и появления остаточной деформации происходит уменьшение толщины прокладки, изменение ее эластичности. Это способствует ослаблению поджатия прокладки к стеклу, а затем, появлению щелей, через которые будут проникать пыль и влага, загрязняя лампу, оптическую и электрическую части, вследствие чего резко ухудшаются светотехнические характеристики светильника.
Таким образом, крепление ограждения без возможности регулировки положения ограждения относительно корпуса не гарантирует обеспечение герметичности корпуса при нормальной точности изготовления, особенно светильников больших размеров, а также, не позволяет сохранить герметичность светильника на весь срок эксплуатации ввиду отсутствия возможности компенсировать изменение толщины прокладки. Кроме того, высокая точность изготовления, особенно светильников больших размеров, потребует использования дорогостоящего оборудования и оснастки.
Наиболее близким к полезной модели аналогом является прожектор под галогенную лампу (ж. Цоколь, №6, 2004, 2 с. обл., www.rzsi.su/index.php?page=products&pid=100017).
Прожектор содержит корпус, выполненный методом литья, внутри которого установлен отражатель и устройство для крепления и питания лампы. На корпусе закреплен кронштейн в виде скобы для монтажа прожектора на опоре. Для защиты лампы и оптической части от внешних воздействий корпус прожектора снабжен ограждением в виде рамки с закрепленным в ней стеклом. По периметру стекла на краю корпуса размещена прокладка, к которой стекло прижимается с целью герметизации. Для установки и замены лампы ограждение выполнено открывающимся на двух шарнирах, каждый из которых содержит ось, изготовленную заодно с рамкой, и кронштейн, в который установлена ось. Кронштейны расположены на краю корпуса и отлиты заодно с корпусом. В закрытом положении ограждение фиксируется при помощи винта, вставленного в отверстие рамки и вкрученного в резьбовое отверстие, которое расположено на противоположной от шарниров стороне корпуса.
Такая конструкция имеет следующие недостатки: невозможность обеспечить герметичность корпуса на протяжении всего срока эксплуатации, неравномерность поджатия прокладки по периметру и отсутствие регулировки положения ограждения относительно корпуса. В данной конструкции элементы шарниров (оси и кронштейны) имеют жесткую связь с корпусом и ограждением без возможности какой-либо регулировки. При фиксации ограждения, когда производится вкручивание винта в резьбовое отверстие корпуса, стекло прижимается к прокладке неравномерно, т.к. ограждение поворачивается относительно оси шарниров и максимальное перемещение стекла к прокладке происходит вблизи расположения винта, в то время как со стороны шарнирной части это перемещение практически отсутствует и расстояние между ограждением и корпусом остается постоянным. Такая конструкция не позволяет обеспечить с достаточной надежностью герметичность корпуса, особенно при длительной эксплуатации, когда со временем под действием температуры и других факторов изменяется первоначальная форма прокладки. Кроме того, не обеспечивается равномерное поджатие стекла по всему периметру прокладки.
В данной полезной модели предлагается конструкция светильника, которая позволяет решить задачу обеспечения герметичности прилегания ограждения светильника к корпусу светильника.
Мы, авторы данной полезной модели, называем такой светильник по своей фамилии - светильником Рудакова.
Предлагаемое устройство светильника позволяет решить следующие технические задачи: повышение надежности герметизации корпуса светильника в месте прилегания защитного стекла к прокладке, сохранение герметичности светильника без замены деформированной со временем прокладки, а также уменьшение стоимости изготовления светильника за счет снижения точности изготовления корпуса, ограждения и узлов его крепления.
Поставленные задачи решаются за счет того, что в светильнике, содержащем корпус, внутри которого расположены отражатель и устройство крепления и питания лампы; кронштейн крепления светильника; открывающееся ограждение с защитным стеклом, шарнирно закрепленное на корпусе и фиксируемое в закрытом положении, предлагается ограждение закрепить на корпусе при помощи, по меньшей мере, двух шарнирно-поджимных узлов, каждый из которых имеет вилку и втулку. Вилка закреплена на корпусе и в ней с возможностью вращения на оси установлен откидной болт. Втулка закреплена на ограждении и в нее вставлен соответствующий ей откидной болт. На резьбовой конец откидного болта установлен крепежный элемент.
В частных случаях предлагается выполнить крепежный элемент в виде гайки, а вилку закрепить на корпусе при помощи гайки и винта (шпильки, болта), установленного в отверстие корпуса.
В данной заявке предлагается также устройство фиксации ограждения для светильника, аналогом которого можно считать устройство фиксации ограждения по патенту №2242670. Это устройство выполнено в виде двух замков, закрепленных на ограждении, фиксирующий элемент которых подпружинен и заходит в отверстие на корпусе при закрытом положении ограждения. Однако такая фиксация ограждения не обеспечивает плотного прижатия стекла к прокладке, т.к. расстояние между ограждением и корпусом, определяемое изначальным взаимным расположением всех элементов, входящих в устройство фиксации, остается всегда постоянным. Кроме того, чтобы обеспечить совпадение фиксирующего элемента и соответствующего ему отверстия, необходимо создать довольно высокую точность изготовления всех сопрягаемых деталей, особенно при изготовлении светильников больших размеров, а повышенная точность делает конструкцию светильника необоснованно дорогой.
В качестве прототипа принят прожектор под галогенную лампу (ж. Цоколь №6, 2004, 2с., обл., www.rzsi.su/index.php?page=products&pid=100017, www.etkfaza.ru/cat/svetotekhnika/prozhektor-io.html), конструкция которого описана выше.
Фиксирующее устройство ограждения этого прожектора содержит винт, вставленный в отверстие ограждения и резьбовое отверстие, выполненное в элементе, выступающем над поверхностью корпуса. Этот элемент отлит заодно с корпусом и таким образом является его неотъемлемой частью. В закрытом положении ограждения винт вкручен в резьбовое отверстие. Прожекторы большой мощности и больших габаритов имеют два резьбовых отверстия и соответственно, два винта для фиксации ограждения (www.etkfaza.ru/cat/svetotekhnika/prozhektor-io.html).
Данная конструкция имеет следующие недостатки. При жестком размещении резьбового отверстия относительно корпуса и нормальной точности изготовления корпуса и ограждения, при закрытом ограждении резьбовое отверстие и отверстие в ограждении будут расположены друг относительно друга со смещением в пределах суммы допусков изготовления всех сопрягаемых элементов. Из-за этого смещения отверстий практически трудно соблюсти соосность винта и резьбового отверстия, в результате чего возникает опасность вкручивания винта не по оси резьбового отверстия, а под некоторым углом, что приведет к повреждению резьбы. Поскольку отверстие выполнено в неотъемлемом от корпуса элементе, такое повреждение практически делает прожектор неремонтопригодным, т.к. стоимость корпуса составляет значительную часть от стоимости всего светильника и замена корпуса экономически нецелесообразна, а дальнейшая эксплуатация с поврежденной резьбой недопустима по причине возможного нарушения герметичности корпуса или самопроизвольного полного открывания ограждения. Кроме того, поиск соосности для захода в резьбу заставляет затрачивать дополнительное время и создает неудобство при замене лампы или обслуживании прожектора.
Предлагаемое в данной заявке устройство фиксации ограждения обеспечивает решение следующих технических задач: повышение удобства в эксплуатации при замене лампы, повышение ремонтопригодности за счет возможности замены элемента с резьбовым отверстием в случае износа или случайного повреждения резьбы, снижение стоимости изготовления и ремонта светильника, особенно больших размеров, за счет уменьшения точности изготовления и снижения стоимости заменяемых при ремонте деталей.
Поставленные задачи решаются за счет того, что в устройстве фиксации ограждения, содержащем одно или более одного отверстия с резьбой, каждое из которых выполнено в элементе, расположенном на корпусе светильника, и в каждое из которых вкручивается крепежное изделие (винт, болт), установленное в отверстии ограждения, предлагается отверстие с резьбой выполнить в отдельной детали или в сборочной единице, которая закреплена, по меньшей мере, к одному отверстию в корпусе.
В частных случаях предлагается отверстие в элементе, расположенном на корпусе, частично выполнить с резьбой, а частично, со стороны, обращенной к ограждению, выполнить с диаметром, превышающим наружный диаметр резьбы; элемент с резьбовым отверстием закрепить на корпусе при помощи винта или болта или шпильки, и гайки, или закрепить при помощи резьбового хвостовика, выполненного заодно с этим элементом и навинченной на резьбовой хвостовик гайки; отверстие в ограждении, в которое установлено крепежное изделие, выполнить продолговатым, а крепежное изделие выполнить невыпадающим из отверстия ограждения.
На фиг.1 изображен светильник со стороны ограждения (вид спереди); на фиг.2 -светильник, разрез А-А на фиг.1, с ограждением в закрытом положении; на фиг.3 - разрез А-А, светильник с частично открытым ограждением; на фиг.4 - шарнирно-поджимной узел; на фиг.5 - устройство фиксации ограждения с элементом, имеющим только часть отверстия с резьбой и закрепленным на корпусе при помощи резьбового хвостовика и гайки; на фиг.6 - устройство фиксации ограждения, имеющее элемент с резьбовым отверстием, закрепленный на корпусе винтом и гайкой.
Светильник содержит корпус 1 (фиг.1, 2), ограждение в виде рамки 2 с закрепленным в ней стеклом 3, кронштейн 4 для крепления светильника. Внутри корпуса расположены устройство крепления и питания лампы 5, например, в виде лампового патрона, и отражатель 6. В закрытом положении стекло прижимается к прокладке 7. Ограждение закреплено на корпусе при помощи, по меньшей мере, двух шарнирно-поджимных узлов, каждый из которых содержит вилку 8 (фиг.4), закрепленную на корпусе, например, при помощи винта 9 и гайки 10. В вилке 8 с возможностью вращения на оси 11 установлен откидной болт 12. Шарнирно-поджимной узел также содержит втулку 13, закрепленную на рамке ограждения, и в которую вставляется откидной болт.
Втулки на рамке ограждения закрепляются жестко и служат в качестве направляющих для откидных болтов. Благодаря жесткому креплению втулок, а также за счет выполнения втулки достаточной длины, блокируется смещение ограждения в плоскости, перпендикулярной оси втулки, что обеспечивает правильное положение стекла в этой плоскости относительно прокладки в закрытом положении ограждения. На конце откидного болта имеется резьба, на которую, после введения откидного болта во втулку, устанавливается крепежный элемент 14, например, гайка. Этот крепежный элемент служит для блокирования выхода откидного болта из втулки, а также для изменения положения ограждения со стеклом относительно прокладки.
Таким образом, ограждение, установленное на шарнирно-поджимных узлах, имеет две степени свободы - вращение вокруг оси 11 и перемещение по откидным болтам. Вращение обеспечивает открывание ограждения, как показано на фиг.3, что необходимо для доступа к лампе и при обслуживании светильника, а перемещение вдоль оси откидных болтов позволяет регулировать положение стекла относительно прокладки.
При закрывании ограждения, оно совершает вращательное движение вокруг оси 11, при этом, чем ближе точка на стекле расположена к оси, тем линейное перемещение этой точки по направлению к прокладке меньше. Чтобы компенсировать разность перемещений и обеспечить равномерное поджатие стекла к прокладке, рамка со стеклом имеет возможность переместиться вдоль откидного болта. Чтобы выполнить поджатие стекла к прокладке около шарнирно-поджимных узлов необходимо закручивать гайки 14, при этом втулки перемещаются по откидным болтам в направлении к оси 11, а стекло под воздействием рамки прижимается к прокладке.
Крепление ограждения на шарнирах, жестко установленных на корпусе без возможности регулировки поджатия стекла возле шарниров не обеспечивает равномерное прижатие стекла к прокладке по всему периметру, и не позволяет компенсировать остаточную деформацию прокладки в процессе эксплуатации, что может привести к появлению щелей между прокладкой и стеклом, а соответственно нарушению герметичности, загрязнению лампы, оптической и электрической частей светильника.
Кроме того, чтобы обеспечить правильное расположение ограждения относительно корпуса в случае конструктивно жесткого крепления шарнирной части, потребуется применение высокоточных способов изготовления, например, штамповки, отливки и т.п., а с появлением регулировки положения ограждения становится возможным изготовление сопрягаемых деталей при помощи универсального общепромышленного оборудования.
Таким образом, данное техническое решение, создающее возможность регулировки положения ограждения, позволяет решить поставленные задачи.
Устройство фиксации ограждения (фиг.5) содержит, одно или более одного резьбовое отверстие, каждое из которых выполнено в детали или сборочной единице 15, которая закреплена на корпусе. В резьбовое отверстие вкручивается винт или болт 16, установленный в отверстии 17 ограждения. Деталь 15 крепится к корпусу за отверстие 18 при помощи крепежных элементов. Например, в качестве крепежных элементов могут служить резьбовой хвостовик 19, выполненный заодно с деталью 15, и гайка 20, навинченная на резьбовой хвостовик. Также деталь может быть исполнена в виде, изображенном на фиг.6. В данном исполнении деталь закрепляется в отверстии 18 корпуса при помощи винта или болта 21, и гайки 22.
Дополнительно, часть отверстия в детали выполнена с резьбой (фиг.5), а часть 23 отверстия, со стороны, обращенной к ограждению, имеет диаметр, превышающий наружный диаметр резьбы.
Для предотвращения выпадения винта 16 из отверстия 17 ограждения, на стержне винта закреплен элемент 24, в качестве которого может быть использована, например, гайка, навинченная на резьбу винта.
Фиксация ограждения происходит следующим образом. После установки или замены лампы ограждение закрывается, стекло прижимается к прокладке. Затем следует вкрутить винты 16 в резьбовые отверстия деталей 15. Часть отверстия перед началом резьбы, имеющая диаметр, превышающий наружный диаметр резьбы, служит в качестве направляющего и центрирующего элемента для стержня винта, обеспечивая соосность резьбы винта и отверстия. Таким образом, значительно облегчается вкручивание винта, исключается несоосность резьбы, а соответственно возможность повреждения резьбы от несоосного соединения резьбовой пары. Выполнение резьбового отверстия в съемном элементе, который можно заменить, повышает ремонтопригодность светильника по сравнению с исполнением отверстия в неотъемлемом элементе, например, изготовленном как единое целое с корпусом методом литья. Часто такие корпусы изготавливают из алюминиевых сплавов, и вкручивание в резьбовое отверстие винта не по оси или винта с поврежденной резьбой приводит к разрушению резьбы отверстия, материал которого мягче материала винта. После такого повреждения корпус светильника не подлежит восстановлению и бракуется. В случае съемной детали заменяется лишь эта деталь, что значительно дешевле.
Также для повышения удобства вкручивания винтов в резьбовые отверстия и для снижения точности изготовления корпуса (а соответственно, и стоимости), ограждения и всех деталей и элементов, входящих в устройства крепления и фиксации ограждения, отверстия 17, как показано на фиг.1, выполнены продолговатыми. При открывании ограждения винты остаются в отверстиях ограждения и не выпадают благодаря наличию элемента 24 (фиг.5), что наряду с продолговатой формой отверстий также создает дополнительное удобство при эксплуатации.
Таким образом, данное техническое решение способствует повышению удобства в эксплуатации при замене лампы, повышению ремонтопригодности, снижению стоимости изготовления и ремонта светильника, особенно больших размеров.