Универсальный ручной обжимной инструмент

Предлагаемое устройство относится к классу ручных шарнирно-губцевых обжимных инструментов.
Для обеспечения плотного соединения жилы провода с обжимным контактом соединителя, гильзой или аналогичным устройством с широким диапазоном их размеров применяют метод обжимки. Вследствие высокого удельного давления инструмента на обжимаемые металлические элементы последние подвергаются сильной пластической деформации, и в результате холодной текучести контактирующих поверхностей между обжатыми элементами возникает интенсивный молекулярный контакт. Такое соединение обладает высокой проводимостью, вибростойкостью, теплостойкостью и газостойкостью. Установлено, что этот метод присоединения проводов не уступает по качеству пайке, а в ряде случаев наиболее эффективен. Обжимные инструменты широко используются в различных отраслях промышленности. При этом зачастую актуально уменьшение объема огневых работ или их полное исключение в виду наличия взрывоопасных зон различных классов.
6
Известны различные обжимные инструменты: ключ универсальный зажимной со съемными губками [1. Пат. 164231 RU, МПК В25В 13/50, В25В 13/58, В25В 7/16. Ключ универсальный зажимной со съемными губками / Борисов П.И. - Заявл. 12.05.2015; опубл. 20.08.2016, Бюл. №23.], закрепленными на рабочем зеве посредством пазового соединения и шарикового фиксатора, и плоскогубцы [2. Пат. 205572213 CN, В25В 7/02, В25В 7/22. Плоскогубцы / Gui Wenchong и др. - Заявл. 11.03.2016; опубл. 14.09.2016.] со съемными вкладышами, содержащими пуансоны, и пружиной между рукоятками.
Недостаток данных инструментов [1, 2] заключается в том, что для обеспечения обжатия жил проводов широкого диапазона размеров в обжимных контактах электрических соединителей, гильзах или наконечниках необходимо дополнительно изготавливать большое количество съемных губок для одного инструмента, что является трудоемким и исключает универсальность использования данного инструмента.
6
Известен обжимной инструмент для точечных контактов [3. Пат. 2636652 RU, МПК H01R 43/042. Обжимной инструмент для точечных контактов / Диркс К. и др. - Заявл. 04.07.2013; опубл. 27.11.2017.], который на электрических проводах содержит обжимной штамп, имеющий по меньшей мере три обжимных пуансона. Примем его за прототип.
Недостатком прототипа является невозможность проведения работ, связанных с соединением или сращиванием двух проводов в одной гильзе или переходном контакте на замкнутом участке цепи или восстановлением поврежденного участка провода в электрическом жгуте из-за замкнутой конструкции обжимающей части инструмента.
Задачей заявляемого устройства является создание надежного универсального ручного обжимного инструмента.
Заявляемый универсальный ручной обжимной инструмент состоит из двух шарнирно соединенных рычагов. Каждый рычаг с одной стороны до оси поворота выполнен в виде рукоятки, а с другой стороны - в виде губки. Между рукоятками расположена пружина. Каждая губка содержит пару пуансонов. Каждый пуансон содержит два зуба и направляющую. С торцевой стороны каждой губки имеется сквозное нерезьбовое отверстие, в котором установлен регулировочный винт с возможностью вращения. На торцевой стороне каждой губки закреплена ограничительная планка, препятствующая линейному перемещению регулировочного винта. Губки выполнены с вырезами, наклонные плоскости которых образуют угол 45° относительно продольной оси инструмента и угол 90° относительно друг друга, и содержат внутренние пазы для направляющих пуансонов. Каждый пуансон имеет глухое отверстие для установки пружинного стержня. Пружинный стержень состоит из корпуса, выполненного в виде тонкостенного полого цилиндра с торцевыми сквозными отверстиями, пружины сжатия и двух штырей. Диаметр торцевых сквозных отверстий корпуса меньше внутреннего диаметра корпуса. Пружина расположена внутри корпуса и поджата с обеих сторон штырями. Штыри установлены с возможностью свободного перемещения внутри корпуса. Каждый штырь с одной стороны имеет утолщение, расположенное внутри корпуса. Диаметр основного тела каждого штыря меньше диаметра торцевых сквозных отверстий корпуса, а диаметр утолщения штырей превышает диаметр торцевых сквозных отверстий корпуса. Пружинный стержень объединяет два пуансона каждой губки в пару. В каждой губке выполнен паз под пластину. В пластине выполнено сквозное резьбовое отверстие под регулировочный винт. На шляпке каждого регулировочного винта нанесена шкала диаметров, а на каждой ограничительной планке - ризка.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен инструмент в собранном виде, отрегулированный на минимальный диаметр обжатия. Инструмент представляет собой два шарнирно соединенных рычага, каждый из которых с одной стороны до оси поворота 1 выполнен в виде рукоятки 2, а с другой стороны - в виде губки 3. Между рукоятками 2 расположена пружина 4. В каждой из губок 3 расположены: пластина 5 и пара пуансонов 6. Пуансоны 6 имеют в своей геометрии зубья 7 и направляющие 8. С торцевых сторон губок 3 установлены регулировочные винты 9 с нанесенной на их шляпки шкалой 10 диаметров. Также на торцевой стороне каждой из губок 3 расположена ограничительная планка 11 с ризкой 12.
На фиг. 2 изображены губки 3 инструмента, отрегулированного на минимальный диаметр обжатия, а также вид пружинного стержня, характерный для данного состояния инструмента.
Пружинный стержень состоит из корпуса 13, штырей 14 и пружины 15 сжатия и установлен в глухие отверстия 16 пуансонов 6. Корпус 13 выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра с торцевыми сквозными отверстиями, диаметр которых меньше внутреннего диаметра цилиндра. Внутри корпуса 13 расположена пружина 15 сжатия, поджатая с обеих сторон штырями 14. Каждый штырь 14 с одной стороны имеет утолщение, установленное в торцевое сквозное отверстие корпуса 13. Пружинный стержень в каждой губке 3 объединяет два пуансона 6 в пару.
На пластине 5 имеется резьбовое отверстие 17 для регулировочного винта 9.
На фиг. 3 изображен инструмент до окончательной сборки губок 3. Представлены вырезы 18 для установки пуансонов 6, пазы 19 для установки пластин 5, нерезьбовые отверстия 20 для установки регулировочных винтов 9, внутренние пазы 21 для перемещения направляющих 8 пуансонов 6.
На фиг. 4 изображена геометрия вырезов 18, наклонные плоскости 22 которых образуют угол 45° относительно продольной оси инструмента OY и угол 90° относительно друг друга.
На фиг. 5 изображен инструмент в сборке, отрегулированный на максимальный диаметр обжатия.
На фиг. 6 изображены губки 3 инструмента, отрегулированного на максимальный диаметр обжатия, а также вид пружинного стержня, характерный для данного состояния инструмента.
На фиг. 7 изображен многожильный провод после равномерного обжатия инструментом по четырем плоскостям в контакте обжимного соединителя, гильзы или аналогичного устройства.
Работа инструмента осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии, при отсутствии воздействия внешней силы на рукоятки 2, под действием пружины 4 губки 3 разомкнуты.
На первом этапе осуществляется настройка инструмента - выбор диаметра обжатия. Для этого вращают регулировочные винты 9, которые ввинчены в резьбовые отверстия 17 пластин 5. Пластины 5 перемещаются по оси ОХ в пазах 19. При этом ограничительные планки 11 препятствуют линейному перемещению регулировочных винтов 9, что позволяет пластинам 5 перемещаться. Пластины 5 приводят в движение пуансоны 6.
В каждой паре пуансонов 6 установлен пружинный стержень. Пружинный стержень предназначен для воздействия на пару пуансонов 6: он прижимает их к пластине 5, раздвигает и удерживает в необходимом положении. Это обеспечивается тем, что пружина 15 сжатия, являющаяся упругим элементом и расположенная для устойчивости в корпусе 13, передает механическую энергию на штыри 14. Штыри 14 имеют возможность свободного перемещения в корпусе 13 и воздействуют на пуансоны 6. Свободное перемещение штырей 14 осуществляется за счет того, что диаметр основного тела каждого штыря 14 меньше диаметра торцевых сквозных отверстий корпуса 13. При этом диаметр утолщения штырей 14 превышает диаметр торцевых сквозных отверстий корпуса 13 и выбран таким, чтобы обеспечить равномерное воздействие на пружину 15 сжатия.
Кроме того, направление движения пары пуансонов 6 регулируется направляющими 8 и соответствующими внутренними пазами 21 в губках 3.
Таким образом, при вращении регулировочного винта 9 в одну сторону обе пары пуансонов 6 сближаются, а при вращении в обратную сторону - расходятся. При этом ризки 12 и значения на шкале 10 диаметров позволяют выбрать точный диаметр обжатия обжимаемого элемента, а для равномерного обжатия провода необходимого сечения по четырем плоскостям значения на шкале 10 диаметров на обоих регулировочных винтах 9 должны совпадать.
После выбора диаметра обжатия производится обжатие провода в контакте обжимного соединителя, гильзы или аналогичного устройства зубьями 7 пуансонов 6: каждый пуансон 6 имеет два зуба 7 (фиг. 6, вид И-И). Обжатие производится путем плавного приложения усилия на рукоятки 1 до замкнутого положения губок 3, так как диаметр обжатия уже установлен и контроль над прилагаемым усилием не требуется. После обжатия пружина 4 возвращает инструмент в исходное положение.
Техническим результатом является универсальность инструмента, заключающаяся в возможности использования инструмента для обжатия проводов с широким диапазоном размеров, а также в применении инструмента для соединения или сращивания двух проводов в одной гильзе или переходном контакте на собранном изделии на замкнутом участке цепи.
Технический результат достигается за счет конструктивных особенностей губок, регулировочных винтов, ограничительных планок и пуансонов, а также введения в конструкцию пружинных стержней и пластин.
Заявляемая полезная модель обеспечивает точность настройки двух пар пуансонов, надежность и равномерность обжатия, а также предотвращает возможность повреждения обжимаемых элементов за счет наличия шкалы диаметров на шляпках регулировочных винтов и ризок на ограничительных планках, позволяющих выбрать диаметр раскрытия инструмента, соответствующий требуемому диаметру обжатия контакта обжимного соединителя, гильзы или аналогичного устройства.
Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники, принятые во внимание
6
1. Пат. ПМ 164231 RU, МПК В25В 13/50, В25В 13/58, В25В 7/16. Ключ универсальный зажимной со съемными губками / Борисов П.И. - Заявл. 12.05.2015; опубл. 20.08.2016, Бюл. №23.
2. Пат. 205572213 CN, В25В 7/02, В25В 7/22. Плоскогубцы / Gui Wenchong и др. - Заявл. 11.03.2016; опубл. 14.09.2016.
6
3. Пат. 2636652 RU, МПК H01R 43/042. Обжимной инструмент для точечных контактов / Диркс К. и др. - Заявл. 04.07.2013; опубл. 27.11.2017.
6
4. Пат. 208890059 CN. МПК H01R 43/042. Концевой зажим карманного типа / Min Xiangli, Huang Guihong, Quan Wei, - Заявл. 16.08.2018; опубл. 21.05.2019.
6
5. Пат. 9381631 US, МПК B25B 7/12, B25B 27/10, B25B 27/14, H01R 43/042. Crimping tool and crimping die / Ullbors D., Jonasson N. - Заявл. 28.05.2014, опубл. 03.12.2015.
6
6. Пат. 17379 RU, МПК B25B 7/02, B25B 7/12. Пассатижи с обжимом для капсюля-детонатора / Воропаев С.К., Воропаев А.С. - Заявл. 22.06.2016; опубл. 09.08.2017, Бюл. №22.
6
7. Пат. 2398323 RU, МПК H01R 43/042. Двойной обжимной инструмент / Вагнер Т. и др. - Заявл. 25.08.2006; опубл. 27.08.2010.
6
8. Пат. 2683672 RU, МПК В25В 27/10, В25В 27/14, H01R 43/042. Инструмент для опрессовки, обжатия или деформирования заготовки / Фришемейер Й., Зирибое Д. - Заявл. 24.05.2016; опубл. 01.04.2019, Бюл. №10.
6
9. Пат. 9425573 US, МПК H01R 43/042, В25В 7/04, В25В 27/02. Crimping clamp / Yi-Hung Tsai (TW) - Заявл. 06.03.2015, опубл. 23.08.2016.