ЗАЖИМ ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ВНЕШНИХ ПРОВОДНИКОВ
CLAMP FOR CONNECTING EXTERNAL CONDUCTORS

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для присоединения внешних проводников к электрическим устройствам.
Широко известны и применяются зажимы контактные винтовые, указанные в ГОСТ 25034-85. Данный стандарт распространяется на винтовые контактные зажимы на номинальный ток до 63 А и в нем устанавливаются следующие исполнения зажимов в зависимости от способа соединения с проводниками: винтом к плоскому выводу (с крепежной головкой, с крепежной гайкой, с прижимной планкой, для кабельных наконечников); винтом к гнездовому выводу (торцевые, колпачковые) предназначенные для присоединения проводников: из меди, алюмомедных, алюминиевых, из алюминиевых сплавов. Данные конструкции не являются универсальными и применяются для присоединения на номинальный ток не более 63 А.
Известен хомутный зажим (Пат. RU2480873 (С2), МПК H01R 4/36, опубл. 27.04.2013, Бюл. №12) с профильным U-образным хомутом, имеющем первый и второй боковые участки, содержащие совпадающие по центру друг с другом окна и соединяющую их перемычку снабженную резьбовым отверстием для закручивания винта, который прижимает электрическую шину к пропущенному через окна внешнему проводнику.
Недостатком данного зажима является то, что он не обеспечивает равномерного прижатия электрической шины и внешнего проводника, что ограничивает его применение при высоком номинальном токе.
Известен зажим для присоединения внешних проводников (Пат. RU181878 (U1), МПК H01R 4/36, опубл. 26.07.2018, Бюл. №21) предназначенный для использования в области электроаппаратостроения и содержащий металлический блок, в верхней части которого выполнено резьбовое отверстие, предназначенное для сквозного прохождения зажимного винта, который подпружинен шайбой, а нижняя часть винта, расположенная внутри металлического блока, в месте крепления прижимной контактной пластины методом развальцовки, удлинена в виде штыря с диаметром меньше диаметра зажимного винта, при этом на прижимной контактной пластине, плоском контактном выводе и нижней части блока выполнены сквозные отверстия соответствующего диаметра для взаимодействия со штырем с возможностью присоединения внешнего проводника с кольцевым кабельным наконечником.
Недостатком данного зажима является то, что он имеет ограниченную площадь зажима что ограничивает его применение при высоком номинальном токе.
Известен зажим с винтовым соединением для электрического соединения электрического проводника и шины, имеет упор, вогнутый к концам, так что провод и шина крепятся между удлинением упора и корпусом зажима (Пат. DE102011050212 (А1), МПК H01R 4/36, H01R 4/38, приоритет 09.05.2011, опубл. 15.11.2012 - Screw connection clamp for electrically interconnecting electrical conductor and bus bar, has thrust piece concavely bent toward ends such that conductor and bus bar are fastened between extension of thrust piece and clamp body) содержащий корпус зажима, в котором размещены внешний электрический провод и шина, подпружиненный прижимной элемент выполненный в виде петлевой пружины или листовой пружины из пружинно-металлической ленты и оказывает давление на внешний проводник и шину с помощью зажимного винта закрученного в резьбовое отверстие корпуса зажима.
Недостатком данного зажима является то, что непосредственный прижим осуществляется пружиной, которая при высоких токах нагревается и ослабляется, что приводит к ослаблению контакта.
Общим недостатком приведенных зажимов, ограничивающих их применение для присоединения внешних проводников к электрическим устройствам является то, что из-за перпендикулярного положения зажимного винта и зажимаего внешнего проводника невозможно разместить в одной плоскости (например на передней панели электрического устройства) головку зажимного винта и место вставки внешнего проводника.
Известен соединительный зажим для электрических проводников (Пат. RU2467437 (С1), МПК H01R 4/38, H01R 4/50, опубл. 20.11.2012, Бюл. №32) содержащий металлический корпус и зажимные элементы в виде двух встречно направленных зажимных клиньев, разделенных рифленой токопроводящей контактной перегородкой с удельным электрическим сопротивлением материала, меньшим удельного электрического сопротивления соединяемых проводников, при этом зажимные клинья выполнены с углом заострения, меньшим угла их трения о корпус зажима, и снабжены зажимными винтами, установленными в корпусе с возможностью сохранения направления оси их движения при завинчивании параллельно направлению перемещения зажимных клиньев.
Недостатком данного зажима является то, что зажимные винты находятся на противоположных сторонах зажима, что не позволяет использовать его в электрических устройствах для присоединения внешних проводников.
Известен зажим (Пат. DE102009008934 (А1), МПК H01R 4/36, H01R 9/26, приоритет 13.02.2009, опубл. 19.08.2010 - Electrical connecting terminal i.e. series terminal, for use as frontal terminal, has spring force element including opening via which current bar directly contacts conductor, where bar is arranged on spring force element) для использования в качестве переднего зажима, имеет пружинный силовой элемент, включая отверстие, через которое токовая шина напрямую контактирует с проводом, а шина расположена на пружинном силовом элементе. Зажим имеет пружинный силовой элемент из стальной пружинной ленты изогнутой для продольного охвата внешнего проводника вставляемого между двумя внутренними сторонами пружинного силового элемента. Одна сторона пружинного силового элемента является опорной для прижима внешнего проводника и имеет жесткое соединение с токовой шиной. Противоположная сторона пружинного силового элемента является свободной и выгнута дугой так, что свободный конец образует зажимную ножку для приложения зажимного усилия на внешний проводник. Зажимное усилие регулируется винтом, который при закручивании движется параллельно токовой шине и давит, по касательной, на выгнутую дугой сторону пружинного силового элемента и прижимает зажимную ножку к вставленному внешнему проводнику. Вся конструкция размещается на основании, которое имеет переднюю и боковую стенки. На передней стенке имеются два отверстия, одно рядом с боковой стенкой для внешнего проводника и второе резьбовое отверстие для винта. Пружинный силовой элемент вместе с токовой шиной размещаются в щелевидной выемке в основании, вдоль боковой стенки против отверстия для внешнего проводника. Для зажима внешнего проводника в резьбовое отверстие вкручивается винт, который при закручивании давит на выгнутую сторону пружинного силового элемента и прижимает зажимную ножку к вставленному внешнему проводнику.
Недостатком данного зажима является то, что он не обеспечивает надежного равномерного прижима внешнего проводника к токовой шине, поскольку непосредственный прижим осуществляется в одной точке зажимной ножкой, которая при высоких токах нагревается и ослабляется, что приводит к ослаблению контакта и перегреву в области зоны контакта.
Технической задачей изобретения является создание зажима, который обеспечивает прочное присоединение внешних проводников к электрическим устройствам при прохождении высоких токов, не содержит пруженных элементов для прижима внешних проводников и позволяет проводить вставку внешнего проводника и его затяжку с одной стороны.
Поставленная задача решается тем, что зажим для присоединения внешних проводников, включает основание зажима в форме желоба прямоугольного сечения со скошенными боковинами и загнутыми вовнутрь краями, образуя пазы, Г-образную токопроводящую планку имеющую отверстие на короткой стороне и вставленную длинной стороной в основание зажима с его низкой стороны, клиновидный прижим в форме желоба со скошенными боковинами и плоским основанием шириной с токопроводящую планку и задней стенкой образованной согнутыми вместе продолжениями одной боковины и наложенным на нее согнутым продолжением основания прижима, при этом задняя стенка имеет резьбовое отверстие, болт вставленный в отверстие токопроводящей планки и завинчиваемый в резьбовое отверстие задней стенки клиновидного прижима установленного на токопроводящую планку клином в направлении головки болта, и своими боковинами в пазы основания зажима, клиновидный прижим при завинчивании болта движется по токопроводящей планке внутрь основания зажима, при этом зажимается внешний проводник, который вставляется со стороны головки болта между дном основания зажима и токопроводящей планкой.
Новизна зажима для присоединения внешних проводников заключается в том, что для повышения прочности соединения и увеличения контактной поверхности внешнего проводника и токопроводящей планкой используется клиновидный прижим который перемещается между токопроводящей планкой и пазами основания зажима с помощью болта и зажимает токопроводящую планку и внешний проводник своим плоским основанием.
Кроме того, проведенный патентный поиск показал, что в уровне техники не обнаружены аналогичные решения, что также свидетельствует о наличии новизны заявляемого изобретения.
Сущность изобретения поясняется рисунками зажима для присоединения внешних проводников в сборе с вставленным внешним проводником в разных ракурсах, где на фиг. 1 приведен общий вид зажима, на фиг.2 приведен вид с задней стороны, на фиг. 3 приведен вид с боку, на фиг. 4 приведен продольный разрез зажима в сборе, на фиг. 5 приведен пример возможного использования зажима.
Зажим для присоединения внешних проводников (рис. 1-4) включает основание зажима 1, в котором установлена Г-образная токопроводящая планка 2, на которую установлен клиновидный прижим 3 и по токопроводящей планке 2 вставлен в основание зажима 1, в отверстие токопроводящей планки 2 вставлен и закручен в резьбовое отверстие клиновидного прижима 3 болт 4. В качестве дополнительных элементов приведены пружинная шайба 6 под головкой болта и стопорное кольцо 5 на конце болта. Для иллюстрации подключения приведен внешний проводник 7.
Основание зажима 1 имеет форму желоба прямоугольного сечения со скошенными боковинами и загнутыми вовнутрь краями параллельно боковинам основания образуя пазы, которые предназначены для удержания клиновидного прижима 3. Г-образная токопроводящая планка 2 помещаемая длинной стороной в основание зажима 1 и предназначенная для прижима к внешнему проводнику 7 и подключения к внутренним цепям электрического устройства. Токопроводящая планка 2 имеет на короткой стороне отверстие для болта 4. Клиновидный прижим 3 имеет форму желоба со скошенными боковинами с углом скоса равным углу скоса боковин основания зажима 1 и плоским основанием шириной с токопроводящую планку и задней стенкой образованной согнутыми вместе продолжениями одной боковины и основания прижима. Причем сначала сгибается боковина так, что ее край накладывается на торец противоположной боковины, затем сгибается наложением на уже согнутую боковину продолжение основания клиновидного прижима 3, как показано на фиг. 2 и 3. Задняя стенка клиновидного прижима 3 имеет резьбовое отверстие для болта 4. Центры отверстий в токопроводящей планке 2 и в клиновидном прижиме 3 находятся на одной горизонтальной прямой, как показано на фиг. 3 и 4. Основание зажима 1 и клиновидный прижим 3 изготавливаются из листовой стали. Токопроводящая планка 2 изготавливается из твердой меди или другого металла с высокой электропроводностью. Болт 4 изготавливается из металла. В случае использования зажима в электрических устройствах подвергающимся вибрации или значительным температурным изменениям в зажиме используется стандартная пружинная шайба 6 для предотвращения ослабления силы зажима. Стопорное кольцо 5 предназначено для предотвращения выпадения клиновидного прижима 3 из основания зажима 1 при случайном вывинчивании болта. Сборка зажима состоит из следующих действий:
в основание зажима 1 с его низкой стороны вставляется длинной стороной токопроводящая планка 2 и продвигается до упора;
в основание зажима 1 с его высокой стороны вставляется клиновидный прижим 3 и продвигается по токопроводящей планке 2 в пазы основание зажима 1;
в отверстие токопроводящей планки 2 вставляется болт 4 и ввинчивается в резьбовое отверстие клиновидного прижима 3;
собранный зажим помещается в корпус из изолирующего материала при его наличии. На фиг. 5 приведен пример возможного использования зажима в проекте 3-фазного счетчика электроэнергии на 100А. В данном примере приводится использование зажима без корпуса. Зажим (зажимы) помещается между двумя изолирующими пластинами, в которых предусмотрены выемки для фиксации положения зажима. Дополнительный эффект от использования данного зажима проявляется еще в возможности выбора места отверстия под отвертку для зажатия внешнего проводника.