БЕЗБОЛТОВОЙ ПИТАЮЩИЙ ЗАЖИМ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОЕДИНИТЕЛЯ С КОНТАКТНЫМ ПРОВОДОМ

Полезная модель относится к области электрификации железных дорог, в частности, к питающим зажимам, осуществляющим подключение электрического соединителя к контактным проводам контактной подвески.
В скоростных подвесках особо высокие требования по электрической проводимости предъявляются к токопроводящим соединительным зажимам, устанавливаемым на электрических соединителях, обеспечивающих электрическое соединение несущего троса и контактного провода.
7
Разновидностей конструкций питающих зажимов, обеспечивающих присоединение электрического соединителя к контактному проводу известно достаточно много, но до последнего времени наибольшее распространение получили плашечные зажимы, в которых присоединение электрического соединителя к контактному проводу осуществляется путем зажатия между двумя плашками, стягиваемыми посредством болтовых соединений, фаски контактного провода и провода электрического соединителя (см. например, справочник ”Монтаж контактной сети железных дорог” под ред. А.С. Маркова, М., Транспорт, 1985 г., с.41-43, рис.2.13; справочник «Контактная сеть и воздушные линии», М, «Трансиздат», 2001 г., стр.229 рис.7.5.8., 7.5.9.; патент RU 2207257, МПКB60M 1/24, B60M 1/20, опубл. 27.06.2003).
Эффективность соединения проводов, осуществляемого посредством плашечных зажимов, определяется усилием, с которым плашки стягиваются друг с другом и сжимают провода. Это усилие зависит от числа болтов и от момента их затяжки. Величина затяжки болтов ограничена нормативными документами, количество болтов определяется массогабаритными характеристиками зажимов, требования к которым очень жестки, как и ко всей арматуре, устанавливаемой на контактном проводе. Вследствие указанных причин, плашечная конструкция не обеспечивает достаточного обжатия обоих проводов. Поскольку электросоединители контактной подвески представляют собой многопроволочные провода, из-за недостаточного обжатия при их монтаже не удается обеспечить надежного электрического контакта между отдельными проволоками, поэтому при передаче тока через соединение плашечным зажимом происходит уменьшение эффективной площади сечения многопроволочных проводов, что повышает электрическое сопротивление соединения и может вызвать их перегрев. Перегрев проводов в месте их соединения снижает надежность соединения и контактной подвески в целом из-за возможности пережога контактного провода и электрического соединителя.
Указанные недостатки отсутствуют у питающих безболтовых прессуемых зажимов для контактных проводов (см. например, патент RU 105864, МПК B60M 1/24, опубл. 27.06.2011 г.), содержащих медный корпус, выполненный в виде втулки, в верхней части которого выполнено сквозное отверстие для провода электрического соединителя, а в нижней - открытая полость, образованная стенками, на концах которой выполнены фигурные захваты, по своей конфигурации соответствующие фаскам головки контактного провода. Стенка отверстия имеет толщину не менее 1,5 мм, а диаметр отверстия выполнен более диаметра соединительного провода более чем на 0,5 мм. Площадь поперечного сечения корпуса выполнена не менее суммы площадей поперечного сечения соединяемых в зажиме. В процессе монтажа зажима провод соединителя вставляется во внутреннее отверстие втулки, а сама втулка устанавливается на контактном проводе таким образом, чтобы ее захваты расположились бы напротив фасок головки контактного проводу. После установки проводов в отверстия корпуса, он обжимается в специальном монтажном прессе с силой 280-300 кН. При таком обжатии втулка смыкается, спрессовывая проволоки соединяемых проводов в единое целое, а захваты запрессовываются в фаски головки контактного провода.
Недостатком известного зажима является то, что использование в нем заявленного соотношения размеров для обеспечения надежного электрического контакта требует увеличения длины зажима до 50 мм, в то время как все выпускаемые промышленностью прессы предусматривают применение оснастки (пуансон и матрица) шириной 40 мм. В связи с этим при монтаже требуется осуществить несколько обжатий одного зажима. Кроме того, такой зажим требует использования индивидуальной оснастки, применяемой только для этого зажима, которая изготавливается и поставляется поставщиками этого зажима.
Известны безболтовые питающие зажимы, содержащие медный корпус, выполненный в виде втулки с наружными выступами, на каждом из которых выполнено два желоба, с внутренней цилиндрической поверхностью, и бронзовый вкладыш, выполненный в виде U-образной шпильки с нарезкой (см., например, зажимы фирмы SIEMENS №8WL 4571-0 или 8WL 4572-0 по каталогу фирмы SIEMENS или фирмы PFISTERER 302 381 381 по каталогу фирмы PFISTERER). Перед монтажом провод соединителя вставляется во внутреннее отверстие втулки, а сама втулка устанавливается на контактном проводе таким образом, чтобы желоба, выполненные на ее наружных выступах, расположились бы напротив фасок головки контактного провода. После этого в зазор между желобами выступов вставляют U-образную шпильку, которая обеспечивает предварительную фиксацию зажима на контактном проводе до его обжатия в монтажном прессе. В процессе обжатия зажима втулка плотно устанавливается на проводе соединителя, а бронзовая U-образная шпилька, в силу большей твердости, чем у материала контактного провода и медного зажима, впрессовывается в фаски головки контактного провода и в цилиндрическую поверхность желобов, обеспечивая надежное электрическое и механическое соединение электрического соединителя с контактным проводом. Сопряжение цилиндрической поверхности U-образной шпильки с фигурной поверхностью фасок головки контактного провода обеспечивает надежное позиционирование зажима на контактном проводе и не чувствительно к возможному отклонению формы фасок от стандартной. Такие зажимы имеют длину 30 мм и устанавливаются в один прием. При монтаже зажимов разных фирм используется одинаковая оснастка, которая заказывается по каталогам упомянутой фирмы. Описанные решения аналогичны и являются наиболее близкими по технической сущности к заявляемому. В качестве прототипа выберем, например, зажим фирмы PFISTERER.
Недостатком известного зажима, выбранного в качестве прототипа, является то, что U-образная шпилька выполнена из бронзы, обладающей меньшей электропроводностью, чем медь, из которой изготовлены корпус зажима и контактный провод, поэтому электропроводность соединения контактного провода с зажимом снижается. Кроме указанного недостатка, конструкция описанных зажимов предусматривает наличие двух, не связанных между собой, составных частей, конструктивное исполнение которых не позволяет провести предварительную сборку перед монтажом на контактном проводе. Работа происходит на большой высоте и наличие отдельной U-образной шпильки, которая устанавливается между зажимом и контактным проводом перед опрессовкой, значительно усложняет монтаж зажима. Кроме того, в процессе монтажа шпилька может быть легко утеряна из-за ее незначительных размеров, в связи с чем зажим должен быть заменен другим, что вызовет удорожание монтажа.
Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на повышение электропроводности соединения зажим-контактный провод с сохранением возможности применения монтажной оснастки стандартного изготовления путем исполнения зажима из одной цельной детали.
Поставленная задача достигается тем, что в безболтовом питающем зажиме соединения провода электрического соединителя с контактным проводом, содержащем медный корпус, выполненный в виде втулки, снабженной двумя наружными выступами, внутренний диаметр которой соответствует диаметру провода электрического соединителя, согласно заявляемой полезной модели на концах наружные выступы снабжены цилиндрическими фиксаторами, радиус кривизны цилиндрической поверхности которых соответствует конфигурации фасок головки контактного провода, при этом наименьшее расстояние между цилиндрическими фиксаторами на 0,5-1,0 мм больше ширины головки контактного провода, а диаметр внутреннего отверстия втулки на 1,0-1,5 мм больше диаметра провода электрического соединителя, присоединяемого к контактному проводу.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая полезная модель отличается формой выполнения составляющих деталей, их связью, а также параметрами.
Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время неизвестен безболтовой питающий зажим для соединения провода электрического соединителя с контактным проводом, обладающий такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемый. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели “новизна”.
Выполнение зажима из одной цельной детали из одного материала (меди), снабжение концов наружных выступов втулки цилиндрическими фиксаторами, радиус кривизны цилиндрической поверхности которых соответствует конфигурации фасок головки контактного провода, с использованием заявляемых в формуле полезной модели размеров наименьшего расстояния между цилиндрическими фиксаторами, диаметра внутреннего отверстия втулки позволят повысить электропроводность соединения зажим-контактный провод, легко и надежно присоединять провод электрического соединителя к контактному проводу с использованием монтажной оснастки стандартного изготовления.
Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков обеспечивает возможность использования заявляемого технического решения в качестве питающего зажима контактной подвески, т.е. заявляемое техническое решение соответствует критерию полезной модели “промышленная применимость”.
Предлагаемая полезная модель схематически поясняется чертежами, где на:
- фиг.1 изображен общий вид безболтового зажима до его опрессовки;
- фиг.2 - то же, с проводами после опрессовки зажима.
Безболтовой питающий зажим контактного провода содержит медный корпус, выполненный в виде втулки 1 с двумя наружными выступами 2, 3, которые снабжены цилиндрическими фиксаторами 4, 5. Радиус кривизны цилиндрической поверхности фиксаторов 4, 5 соответствует конфигурации фасок 6, 7 головки контактного провода 8, при этом наименьшее расстояние A между цилиндрическими фиксаторами 4, 5 - на 0,5-1,0 мм больше ширины Б головки контактного провода 8, а диаметр внутреннего отверстия 9 втулки 1 - на 1,0-1,5 мм больше диаметра провода 10 электрического соединителя, присоединяемого к контактному провод 8.
Предлагаемый безболтовой питающий зажим контактного провода монтируется следующим образом.
Сначала во внутреннее отверстие 9 втулки 1 зажима устанавливаются провод 10 электрического соединителя, присоединяемого к контактному проводу 8, затем, зажим вместе с размещенным в нем проводом устанавливается на контактный провод таким образом, чтобы цилиндрические фиксаторы 4, 5 вошли бы в фаски 6, 7 головки контактного провода 8. После этого на зажим устанавливается опрессовочная головка монтажного пресса, снабженная типовыми пуансоном и матрицей, применяемыми для опрессовки соединительных зажимов фирм SIEMENS и PFISTERER. Производится опрессовка соединения, при этом напряжения в материале зажима превышают предел текучести, цилиндрические фиксаторы 4, 5 заполнят фаски 6, 7 головки контактного провода 8, а отверстие 9 сузится, и втулка 1 обожмет провод 10 электрического соединителя.
Таким образом, использование заявляемой конструкции зажима позволит легко и надежно присоединять провод электрического соединителя к контактному проводу с использованием типового инструмента.