Кронштейн для закрепления коробов для низковольтных комплектных устройств на вертикальных поверхностях

Полезная модель относится к строительству, в частности к средствам закрепления на вертикально ориентированных поверхностях электромонтажных коробов или пустотелых коробчатых оболочек для низковольтных комплектных устройств (НКУ).
Под НКУ в рамках настоящей полезной модели понимается совокупность защитно-коммутационных аппаратов, устройств управления, измерения, сигнализации, защиты, мониторинга и регистрации электрических параметров, смонтированных и электрически объединенных в едином конструктивном решении (например, в общем коробе) для целей приема приема и передачи электрической энергии переменного или постоянного тока.
Под средством закрепления на вертикально ориентированной поверхности понимается кронштейн, который прикрепляется к тыльной стенке короба для НКУ и может быть закреплен на вертикальной поверхности стены или колонны, столба.
Известны конструкции кронштейнов для навешивания пустых оболочек или прикрепления тросов или проводов к бетонным колоннам или столбам, которые предоставляют возможность монтажа на вертикальной поверхности только с помощью самонарезающих винтов (анкерных болтов) или только с помощью бандажной ленты или с возможностью одновременного закрепления и саморезом (анкерным болтом) и бандажной лентой (RU 181941, H02G 7/05, опубл. 30.07.2017 г.).
Так, например, известен анкерный кронштейн, выполненный в виде профильного корпуса с основанием, оснащенным средствами, обеспечивающими крепление к внешней опоре, и содержащим в верхней части однолапчатую проушину, выполненную с возможностью крепления металлического тросика U-образной формы с надетым в месте сгиба термопластиковым коушем, а по краям основания профильного корпуса выполнены симметрично расположенные с его внешней боковой стороны пары фиксирующих выступов, выполненные с возможностью фиксации положения монтажной ленты, предназначенной для исключения вертикального смещения анкерного кронштейна по внешней опоре, при этом в основании в качестве средств, обеспечивающих крепления к внешней опоре, выполнено три отверстия для резьбовых шпилек или для болтов (RU 168353, H02G 7/05, опубл. 30.01.2017 г.).
Эти кронштейны относятся к категории силовых креплений, так как предназначены для удержания в натянутом положении тросов или проводов, проложенных между столбами. Такие кронштейны рассчитываются на отрыв от опорной поверхности натяжением, которое перпендикулярно или поперечно опорной поверхности. В этих кронштейнах всегда есть поперечно направленный элемент типа проушины или крюка, к которому прикрепляется термопластиковый коуш, а к последнему - петля кабеля или троса. В этих кронштейнах анкерный болт применяется для позиционирования кронштейна на заданном уровне на поверхности, а усилие отрыва воспринимается одной или двумя бандажными лентами, прижимающими кронштейн к опорной поверхности. В связи с этим конструкция кронштейна выполняется силовой, тог есть из металла и с элементами упирания в опорную поверхность (как правило, это загнутые на тыльную сторону боковые части). Для прикрепления корпусов типа коробок с электроразводкой или с элементами слаботочных систем такие кронштейны непригодны, так как не несут опорных частей для прилегания плоской стенки короба или выполняющей функцию электрощитка пустотелой оболочки.
В качестве прототипа выбран кронштейн, защищенный RU 122210, H02G 7/05, опубл. 20.11.2012 г.
Этот кронштейн содержит U-образную проушину для анкерного крепления, концы которой прикреплены методом сварки к лицевой стенке стальной оцинкованной пластины, имеющей П-образную форму и выполненную на лицевой стенке с отверстием под болт и вытянутые прорези с боковых стенках для протяжки через них монтажной (бандажной) ленты.
Данный кронштейн выбран в качестве прототипа в части совпадения по наличию основания, прорезей под бандажную ленту и отверстия под болт.
Этот кронштейн так же используется для поддерживающих зажимов кабельных сетей и проводов, которые зацепляются за крюк. Кронштейн работает на отрыв под действием усилия, вектор которого совпадает с направлением протяжки проводов.
Недостаток данного кронштейна заключается в том, что основание выполнено в виде П-образно изогнутой пластины, боковые части которой используются в качестве упоров в опорную поверхность стены или столба. При затяжке болтом происходит нагружение лицевой стенки, приводящее к прогибу лицевой стенки. Но болт не держит пластину, он ее просто позиционирует на поверхности. А при затяжке бандажной ленты происходит прижатие боковых стенок к поверхности, при котором боковые стенки пластины начинают слегка расходиться в стороны.
Бандажная лента - изделие из нержавеющей стали в виде полоски, зажима или отрезка определенной ширины и толщины. Для производства используется листовая сталь, которая обеспечивает отличную фиксацию какого угодно предмета к любой конструкции. Все потому, что она изготавливается из особых сплавов. Они придают ей высокие параметры прочности на разрыв. А пластина П-образной формы выполнена из черной стали (оцинкованной), которая обладает меньшей прочностью, но большей пластичностью.
Затяжка пластины на столбе считается выполненной при установлении равновесия между напряжениями в бандажной ленте и в пластине. Оценивается это состояние по ощущениям, когда становится трудно натягивать ленту специальным стяжным механизмом. В процессе эксплуатации происходит ослабление напряжений в черной стали, которые становятся причиной того, что боковые стенки начинают больше расходиться или деформироваться, что приводит к ослаблению крепления в целом, в этот случае, закрепленное изделие удерживается на столбе за счет перекоса бандажной ленты и ее заклинивания на столбе. Это вызвано тем, что у кронштейна опорная поверхность имеет линейный характер (по линиям упора боковых стенок).
Кроме того, этот кронштейн не может использоваться для крепления на вертикальных поверхностях корпусов типа коробок с электроразводкой или с элементами слаботочных систем или электрощитка в виде пустотелой оболочки. Это обусловлено тем, что отсутствуют элементы прикрепления корпуса или оболочки, места их прилегания к пластине и недостаточной площадью опирания на опорную стенку или столб.
Задачей полезной модели является создание опорного кронштейна, позволяющего закреплять на вертикальных поверхностях и столбах корпусов для НКУ с помощью бандажной ленты и/или анкерного болта.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности крепления корпусов на вертикальной поверхности за счет формирования опорной поверхности по всей площади кронштейна и выноса проушин с прорезями для бандажной ленты поверх корпуса для прижатия головки болта.
Указанный технический результат достигается тем, что в кронштейне для закрепления коробов для низковольтных комплектных устройств на вертикальных поверхностях, содержащем корпус в виде пластины, в которой выполнены две прорези, отстоящие на одном уровне друг от друга для протягивания бандажной ленты и между которыми в теле пластины выполнено отверстие под болт, пластина выполнена из полимерного материала монолитной плоской и вытянутой по высоте, в верхней части пластины вдоль ее боковых краев выполнены протянутые по высоте пластины выступы, в которых выполнены прорези для протягивания бандажной ленты, располагаемой поверх лицевой поверхности пластины и отверстия под болт, на боковых стенках пластины вдоль выступов с прорезями выполнены опорные площадки толщиной меньше толщины пластины и тыльная поверхность которых лежит в плоскости тыльной поверхности пластины и которые сопряжены с лицевой поверхностью пластины дугообразно вогнутыми перемычками, а в нижней части на пластине сформирован горизонтально расположенный выступ, под которым в пластине выполнены три отверстия, два из которых расположены вдоль бокового края пластины, при этом каждое отверстие выполнено продолговатым, а направление оси одного отверстия по его длине выполнено отличным от направления осей по длине каждого другого отверстия.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - изображен общий вид кронштейна в ракурсе ¾, вид с боковой стороны;
фиг. 2 - изображен вид сверху на кронштейн;
фиг. 3 - показаны отверстия в нижней части пластины кронштейна;
фиг. 4 - крепление кронштейна к опорной поверхности на саморезах;
фиг. 5 - крепление кронштейна к опорной поверхности на бандажной ленте;
фиг. 6 - общий вид короба для компонентов НКУ;
фиг. 7 - вид на тыльную стенку короба по фиг. 6.
Согласно настоящей полезной модели, рассматривается конструкция кронштейна для закрепления коробов для низковольтных комплектных устройств на вертикальных поверхностях стен и на столбах. Короба или корпуса для НКУ относятся к легковесному оборудованию, так как выпускаются либо из тонкостенной стали (окрашенной) либо пластмассовыми. Это объясняется тем, что НКУ представляет собой набор коммутационных аппаратов вместе с органами управления, защиты, настройки, измерительными приборами, механизмами сигнализации и др., которые сами по себе являются легковесными. При навешивании на вертикальную поверхность нагрузка на кронштейн действует в направлении силы тяжести и равна весу такого укомплектованного короба. Поэтому на крепежные элементы кронштейна действует только срезающая нагрузка (несущая нагрузка на срез). Но у болтовых крепежных элементов, не фиксируемых гайкой и шайбами от самопроизвольного проворота, имеется недостаток, который заключается в том, что после затяжки болт в процессе эксплуатации или времени начинает выворачиваться. Это объясняется тем, что усилия на линии винтовой нарезки раскладываются по координатным осям на осевую силу на винте и на движущую окружную силу, которая и приводит к возвратному вращению болта. Для повышения надежности крепления используется бандажная лента, прижимающая пластину кронштейна к опорной поверхности.
В рамках настоящей полезной модели рассматривается кронштейн, полностью выполненный из полимерного материала. Кронштейн содержит корпус в виде пластины 1, выполненной монолитной плоской (на тыльной стороне и на лицевой стороне) и вытянутой по высоте. По сути, форма пластины в плане представляет собой прямоугольник заданной толщины. Применение полимерного материала позволило обеспечить плотное прилегание пластины к вертикальной опорной поверхности по достаточно большой площади. При этом, если учесть, что бетонная поверхность стены или столба имеет высокую шероховатость, и по прочности полимерный материал уступает бетону, то при затягивании болтом (самонарезающимся винтом) или бандажной лентой полимерная пластина осаживается на выступы неровностей и принимает их в свое тело. Это приводит к повышению трения между этими материалами и повышает несущую способность кронштейна.
В верхней части пластины в ее центральной зоне выполнено отверстие 2 под винтовой крепеж (болт, анкерный болт, самонарезающийся винт), что позволяет закреплять пластину на опорной поверхности 3 вертикальной стены (фиг. 4) без применения бандажной ленты 5 в случае облегченного варианта исполнения короба с электротехнической начинкой НКУ внутри.
А для применения бандажной ленты 5 в качестве крепежного средства, например при установке короба под НКУ на столбе 6 или стойке, в теле пластины 1 выполнены две прорези, 7 отстоящие на одном уровне друг от друга для протягивания бандажной ленты. В верхней части пластины вдоль ее боковых краев выполнены протянутые по высоте пластины выступы 8, в которых выполнены прорези 7 для протягивания бандажной ленты. А отверстие 2 под винтовой крепеж расположено между этими выступами 8. При этом при закреплении лента располагается поверх лицевой поверхности пластины и поверх отверстия под винтовой крепеж. При наличии болта в отверстии лента накрывает головку болта и не дает болту раскручиваться.
Особенностью применения бандажной ленты является то, что она оказывает сжимающее и деформирующее давление на грани перехода лицевой стенки кронштейна в боковые стенки. Для исключения этой деформации на боковых стенках пластины вдоль выступов с прорезями выполнены опорные площадки 9 толщиной меньше толщины пластины и тыльная поверхность которых лежит в плоскости тыльной поверхности пластины. Эти опорные площадки плавно сопряжены с лицевой поверхностью пластины дугообразно вогнутыми перемычками 10 или выступами. При затягивании бандажной ленты ее полоса плавно огибает грани по перемычкам (выступам), распределяя нагрузку в месте изгиба ленты между телом самой пластина и опорными площадками.
В нижней части на пластине сформирован горизонтально расположенный выступ 11, под которым в пластине выполнены три отверстия 12, два из которых расположены вдоль бокового края пластины, при этом каждое отверстие выполнено продолговатым, а направление оси по длине одного отверстия выполнено отличным от направления осей по длине каждого другого отверстия. Эти отверстия используются для прикрепления кронштейна к тыльной стенке короба или пустотелой оболочки, несущей компоненты НКУ. Выполнение отверстий продолговатыми и с различной ориентацией их длинных осей позволяет уйти от необходимости точной выверки точек крепления на коробе и расширить ассортимент коробов.
Горизонтально расположенный выступ реализует две функции. Первая - это элемент опирания верхнего края короба с целью его позиционирования на кронштейне, как ограничитель положения. Вторая - это опорный элемент для тыльной стенки короба под НКУ в тех случаях, когда тыльная стенка выполнена утопленной по отношению к боковым стенкам (зависит от конструктивной схемы исполнения короба).
На фиг. 4 показан пример крепления кронштейна только посредством анкерного болта, а на фиг. 5 - закрепление кронштейна посредством бандажной ленты. Пример по фиг. 5 так же относится к случаю, когда пластина кронштейна крепится и болтом и бандажной лентой.
Так как короба могут быть различной конструкции и иметь различную компоновку компонентов НКУ внутри, то конструкция кронштейна предусматривает в нижней части в зоне отверстий выполнение выреза либо с одной стороны, либо с другой стороны (левосторонний или правосторонний). Соответственно, два отверстия, располагаемые вдоль бокового края пластины, располагаются на стороне, противоположной вырезу.
На фиг. 6 показан пример выполнения короба параллелепипедной формы для компонентов НКУ. Как видно на фиг. 7, по углам короба выполнены опорные угловые выступы 13, обеспечивающие сохранность формы и прочность тонкостенного короба из полимерного материала. Эти выступы используются в качестве элементов позиционирования короба относительно выступа 11 на пластине. А в угловых зонах под угловыми выступами выполнены три круглых отверстия 14, которые используются для прикрепления кронштейна к тыльной стенке короба.
Полезная модель промышленно применима, может быть изготовлена по технологиям литься или формования полимерного сырья и при испытаниях показала высокую степень удержания на вертикальных поверхностях различной шероховатости. При этом нагрузка от применения бандажной ленты распределена на тело пластины, а прорези в выступах под эту ленту выполняют несиловую функцию ограничителей положения ленты. Испытания проводились для легковесных коробов и оболочек под компоненты НКУ и не распространяются на тяжеловесные варианты исполнения оборудования под НКУ.