ГИБКАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ КЛЕММА С РЫЧАГОМ Российский патент 2015 года по МПК H01R4/48 H01R9/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к соединению распределительных и/или защитных блоков, например автоматических выключателей, с системами электроснабжения или с источником энергии потребителей электроэнергии. В частности, изобретение относится к соединительным клеммам гибкого типа, в которых закрепление осуществляется с помощью пружины и в которых рычаг позволяет открывать и закрывать отверстие, через которое проходит кабель.

Уровень техники

Соединение электрического арматурного блока осуществляется в клемме, в которой соединительная шина связана с отверстием для прохождения внешнего кабеля. Существует множество различных типов клемм в соответствии со средствами, предусмотренными для доступа к отверстию и/или для прижимания кабеля к шине. В частности, в одном варианте компенсации возможного ослабления зажимания во время срока службы арматурного блока используется пружина, прижимающая неподвижно электрический проводник к соединительной шине электрического арматурного блока. Пружина, например витая пластинчатая пружина, может быть предварительно нагружена с помощью рычага, который обеспечивает или предотвращает доступ к отверстию, через которое проходит кабель. Варианты выполнения такой гибкой клеммы указаны, например, в ЕР 1296413 или WO 2008/128668.

Обычно рычаг содержит кулачок, поворачивающийся вокруг оси поворота и воздействующий непосредственно на полотно, образующее пружину. Однако очевидно, что, в частности, когда рычаг закрыт для осуществления зажимания кабеля, то пружинное полотно доступно снаружи, и поэтому существует опасность контакта соединительной шины с наружным предметом. Кроме того, известные решения основываются на радикальном выборе: либо непосредственная идентификация положения рычага и тем самым зажимания клемм, в результате чего рычаг заметен на корпусе защитного переключательного блока, что предотвращает, например, установку передней пластины; либо рычаг интегрирован внутри защитного переключательного блока, что затрудняет обращение с ним, требуя использования инструмента типа отвертки для управления (DE 102006020125), и требует второй проверки соединения клемм. Наконец, некоторые рычаги проскакивают в монтажное пространство электрических арматурных блоков, что затрудняет выполнение монтажниками операций соединения.

Сущность изобретения

Среди других преимуществ задачей изобретения является смягчение недостатков существующих соединительных устройств. В частности, изобретение предлагает гибкую соединительную клемму, в которой проверка соединения клемм упрощается и усиливается защита от проникновения на уровень соединительных шин, при одновременном сохранении монтажных рефлексов у пользователя и обеспечении возможности интегрирования в электрические защитные и/или распределительные блоки, в частности модульные арматурные блоки.

В частности, в соответствии с одним из его признаков изобретение относится к гибкому соединительному устройству или клемме для электрического арматурного блока, в котором экран действует в качестве сопряжения между пружиной и сжимающим пружину средством, при этом экран установлен с возможностью перемещения относительно этих двух компонентов. Экран предпочтительно связан с возвратным средством, которое толкает его в контакт со сжимающим средством для компенсации различной формы этого средства, и, в частности, сжимающее средство, образованное с помощью кулачка и рычага, покрывает поверхность в исходном положении, отличающуюся от поверхности, покрываемой в положении сжатия.

Согласно другому признаку изобретение относится к электрическому арматурному блоку, оболочка которого содержит корпуса для клемм, доступных через одно или несколько отверстий, при этом по меньшей мере первый из корпусов снабжен таким соединительным устройством, которое содержит соединительную шину, предназначенную для соединения с проводником электрического арматурного блока, предпочтительно выполненную с ним в виде единого целого.

Соединительное устройство дополнительно содержит прижимной элемент для удерживания проводника прижатым к соединительной шине, при этом элемент расположен по существу перпендикулярно проводнику и содержит проход для проводника. Прижимной элемент предпочтительно соединен в виде единого целого с пружинными средствами, которые могут образовывать, в частности, петлю с прижимной ветвью, параллельной соединительной шине, коленом, рабочей частью, и указанный прижимной элемент предпочтительно продолжен вырезанной заслонкой. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения прижимная ветвь и/или соединительная шина проходят через проход прижимного элемента. Средства, образующие пружину, могут приводиться в действие с помощью сжимающих средств, которые воздействуют на рабочую часть через экран, и приводить в движение прижимной элемент в направлении, по существу параллельном стенке оболочки арматурного блока, содержащей отверстие, так что проход прижимного средства занимает два положения: первое, исходное положение, в котором он смещен от указанного отверстия, при этом, в частности, соединительная шина расположена по существу у первого конца указанного прохода, и второе положение сжимания, в котором проход и отверстие расположены напротив друг друга, так что проводник может проходить через отверстие, и прижимной элемент находится на уровне освобожденного первого конца его отверстия для расположения параллельно соединительной шине.

Сжимающее средство содержит поворотный кулачок, воздействующий на экран и рабочую часть образующего пружину средства, удлиненный с помощью захватного рычага снаружи оболочки арматурного блока. Кулачок и захватный рычаг предпочтительно выполнены в виде единого целого, даже если два различных компонента соединены неподвижно с образованием сжимающего средства. В первом исходном положении рычаг расположен с прижиманием к оболочке, например, без выступания из нее, и предпочтительно содержит отверстие для вставления в него инструмента для приведения его в движение. Во втором положении, предпочтительно перпендикулярном первому положению, захватный рычаг выступает из оболочки. Часть рычага, видимая лишь во втором положении, предпочтительно снабжена индикатором для визуальной идентификации положения рычага. Предпочтительно, рычаг в исходном положении прижат к передней панели электрического арматурного блока и поворачивается наружу оболочки во второе положение, продолжая панель оболочки, содержащей соединительное отверстие.

В одном варианте выполнения предусмотрены два соединительных отверстия для соединительной шины, т.е. единственного соединительного устройства. В этом случае соединительное устройство предпочтительно содержит два прижимающих кабели элемента, параллельных друг другу, и каждый элемент содержит проход. Средства, образующие пружину, предпочтительно также удвоены с образованием двух аналогичных петель. Приведение в действие осуществляется с помощью единственного экрана и единственного сжимающего средства, позволяющего увеличивать поверхность с увеличением тем самым возможности использования.

В частности, изобретение относится к соединительному устройству для электрического арматурного блока, содержащему: соединительную шину блока; прижимной элемент проводника, снабженный проходом, по существу перпендикулярным соединительной шине; образующие пружину средства, соединенные с прижимным элементом; сжимающие средства, содержащие захватный рычаг, который удлиняет поворотный кулачок, способный воздействовать на рабочую часть образующих пружину средств и приводить в движение прижимной элемент по существу перпендикулярно соединительной шине между первым, исходным положением, в котором соединительная шина расположена по существу у первого конца прохода, и вторым положением сжимания, в котором проход освобожден, и проводник, проходящий через проход на уровне первого конца, находится в положении, параллельном соединительной шине; и экран, действующий в качестве сопряжения между рабочей частью образующих пружину средств и сжимающим средством, при этом указанный экран установлен с возможностью перемещения относительно образующих пружину средств и сжимающего средства.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и признаки следуют из приведенного ниже описания конкретных вариантов выполнения изобретения, приведенных лишь в качестве неограничивающих изобретение примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - электрический арматурный блок, в котором может быть установлено соединительное устройство согласно изобретению;

фиг.2А и 2В - два положения соединительного устройства согласно одному варианту выполнения изобретения;

фиг.3 - различные компоненты соединительного устройства согласно одному варианту выполнения изобретения;

фиг.4 - соединительное устройство согласно изобретению, установленное в электрическом арматурном блоке.

Подробное описание предпочтительного варианта выполнения

Как показано на фиг.1, электрический защитный и/или распределительный блок 1, такой как модульный автоматический выключатель, содержит обычно оболочку 2, которая имеет по существу форму прямоугольного параллелепипеда, за исключением выступа 3 на его передней панели 4, из которого выступает, например, управляющая рукоятка. Для установки блока 1 в распределительный щит задняя панель оболочки 2 может содержать, например, выемку для соединения блока на направляющей DIN. Большие панели оболочки 2 предназначены для соединения друг с другом при использовании блоков одинакового типа. Две остальные панели 5, обычно расположенные сверху и снизу блока 1 в установочном отделении, снабжены средствами для соединения блока 1 в системе распределения электричества. В частности, проводники 6 блока 1 (см. фиг.2) входят в корпуса 7 на этом уровне и доступны через отверстия 8, в которые можно вставлять кабели 9. Корпуса 7 содержат соединительные устройства 10 или клеммы, позволяющие зажимать кабели 9 или другие провода с целью удерживания их в контакте с частью проводников 6 блока 1 для завершения электрического монтажа.

Как показано на фиг.2 и 3, соединительное устройство 10, согласно изобретению, содержит соединительную шину 12 для проводника 6 электрического арматурного блока 1. Поскольку она обычно образует часть проводника 6, то шина 12, выполненная, в частности, из меди, является плоской и проходит по существу параллельно передней и задней панелям 4 блока 1, так что отверстие 8 оболочки 2 перпендикулярно ей, и кабель 9, проходящий через отверстие 8, параллелен ей.

Показанное соединительное устройство 10 дополнительно содержит пластинчатую пружину 14 в виде петли, обеспечивающей прижимание кабеля 9 к шине 12. Таким образом, пружина 14 содержит прижимной элемент 16, по существу параллельный стенке 5 отверстия 8, снабженный проходом 18 для кабеля 9. Прижимной элемент 16 продолжен рабочей частью 20, обеспечивающей перемещение прохода 18 в направлении, по существу параллельном стенке 5, когда к нему прикладывается усилие, так что отверстие 8 оболочки 2 и отверстие 18 прижимного элемента 16 могут быть расположены напротив друг друга для обеспечения ввода или удаления кабеля 9, или же со смещением относительно друг друга. Рабочая часть 20 продолжена с помощью колена к фиксирующей ветви 22, которая прижимается к соединительной шине 12. В предпочтительном варианте выполнения для стабилизации узла один конец 24 фиксирующей ветви 22 выступает через прижимной элемент 16, при этом обеспечивается свободное перемещение конца относительно прохода 18 без трения, независимо от относительного положения прижимного элемента 16 и сжимающей пружины 14. В качестве альтернативного решения или дополнительно, соединительная шина 12 может также проходить через прижимной элемент 16.

В первом исходном положении (см. фиг.2А), при отсутствии кабеля 9, пружина 14 распрямлена, и отверстия 8, 18 не находятся на одной линии с соединительной шиной 12 у одного конца прохода 18. В этом случае прижимной элемент 16 предпочтительно закрывает отверстие 8 блока 1 с помощью заслонки 26 под проходом 18 с целью исключения любой опасности проникновения предмета через отверстие 8. Для соединения кабеля 9 к рабочей части 20 прикладывается усилие, так что проход 18 перемещается от соединительной шины 12 и располагается на уровне отверстия 8 (см. фиг.2В). Кабель 9 можно вставлять. Когда кабель 9 установлен, снимается усилие с пружины 14, и рабочая часть 20 толкает проход 18 обратно в его первое положение. Присутствие кабеля 9 предотвращает перемещение прижимного средства 16 в положение, в котором кабель 9 остается прижатым к соединительной шине 12 противоположно фиксирующей ветви 22.

Средство 30 для выполнения сжатия пружины 14 содержит кулачок 32, который установлен в корпусе 7 с возможностью поворота между исходным положением, в котором он не воздействует на рабочую часть 20, и вторым положением, в котором пружина 14 сжимается. Кулачок 32 продолжен либо посредством выполнения в виде единого целого, либо с помощью неподвижного соединения захватным рычагом 34, доступным снаружи оболочки 2. Первое и второе положения разделены поворотом рычага 34 примерно на 90°.

Для уменьшения габаритных размеров блока 1 рычаг 34 в его первом исходном положении прижимается к оболочке 2, или же даже интегрирован в систему стенки оболочки 2. Предпочтительно, рычаг 34 расположен в передней стенке 4 оболочки 2 под выступом 3 блока 1. Таким образом, упрощается доступ к рычагу 34, и оператору нет необходимости искать доступ через верх (или низ 5) блока 1, поверхность которого занята соединительными кабелями 9, и который может быть недоступен в зависимости от положения блока 1 в электрическом шкафу.

В предпочтительном варианте выполнения направление поворота кулачка 32 реверсировано, т.е. ось 36 поворота сжимающего средства 30 расположена в направлении к стенке 5, содержащей соединительное отверстие 8, на уровне конца рычага 34 вдали от выступа 3 блока 1, так что открывание рычага 34 происходит от выступа 3 блока 1 в положение, повернутое по существу на 90°, в продолжение нижней или верхней панели 5. Таким образом, доступ к монтажной зоне 8 остается свободным, как в винтовой клемме, и движение закрывания рычага 34 облегчается за счет прижимания к неподвижной стенке 4.

Рычаг 34 расположен в системе стенок 4, 5 оболочки 2, которые частично углублены и которые образуют стопор, с помощью которого сжимающие средства 30 блокируются в обоих положениях. За счет разницы высоты между стопором на оболочке 2 основания рычага 34 в открытом положении (см. фиг.2В) и основания кулачка 32, когда рычаг 34 находится в закрытом положении (см. фиг.2А), корпус 7 соединительного устройства 10 доступен снаружи.

Для исключения опасности попадания предмета, в частности металлического предмета небольшой толщины, между кулачком 32 и пружиной 14 и тем самым для предотвращения опасности поражения током между кулачком 32 и рабочей частью 20 пружины 14 расположен подвижный экран 40, выполненный из изолирующего материала, для закрывания открытой зоны пружины. Для передачи силы сжатия кулачка 32 экран 40 установлен с возможностью перемещения в корпусе 7, предпочтительно без трения и предпочтительно перпендикулярно прижимному элементу, с целью блокирования прохода, образованного с помощью выемки стенки 5, на возможно большее расстояние. За счет присутствия плавающего экрана 40 рекомендованное изменение на обратное направления поворота рычага 34 не приводит к возникновению проблем безопасности, поскольку при этом не изменяются характеристики и не повышается стоимость.

В частности, экран содержит плоскую поверхность 42, нажимающую на рабочую часть 20 образующих пружину 14 средств и передающую на пружину давление кулачка 32. Предпочтительно, плоская поверхность 42 по существу закрывает корпус 7 клеммы 10, так что закрывается проход, создаваемый во втором, открытом положении рычага 34 внутри передней стенки 4 в направлении к пружине 14. Экран 40 предпочтительно снабжен средствами, образующими пружину 44, предпочтительно в виде единого целого с ним, обеспечивающую его прижимание к кулачку 32. В этом случае образующие пружину 44 средства экрана 40 предпочтительно соединены с оболочкой 2, за счет чего экран 40 установлен с возможностью свободного перемещения, с целью минимизации трения при одновременном сохранении полной свободы перемещения для плоской поверхности 42 экрана 40. Экран 40 дополнительно содержит закраину 46 для закрывания корпуса 7 и для покрывания рабочей части 20 пружины 14, что предотвращает любой контакт снаружи блока 1 с пружиной 14.

Предпочтительно, в первом, исходном положении (см. фиг.2А) рычаг 34 не выступает из оболочки 2, так что если передняя защитная пластина (показанная на фиг.1) установлена в шкафу непосредственно вокруг выступа 3 расположенных в одну линию арматурных блоков 1, то эта установка не изменяется. Для обеспечения простого открывания сжимающих средств 30 предусмотрены исполнительные средства, в частности, система, содержащая отверстие 34А, позволяющее вводить инструмент 50, например отвертку, для приведения в движение захватного рычага 34. Эта возможность обеспечивает дополнительное преимущество использования рычажного действия при открывании, что обеспечивает возможность приведения в действие гибких соединительных устройств 10 при больших поперечных сечениях кабеля 9. Отверстие 34А предпочтительно предназначено для направления тонкого инструмента 50 в плоскости, перпендикулярно рычагу 34, т.е. со стороны оболочки 2. Предпочтительно, инструмент 50 вводится под заданным углом α, который остается постоянным во время перемещения, например 25°, так что вставление и перемещение являются естественными, и оболочка 2 блока 1 не препятствует перемещению из первого во второе положение.

Хотя в предпочтительном варианте выполнения рычаг 34 плотно прилегает к профилю 4 блока 1, когда он закрывает соединительное устройство 10, приводимый в действие с помощью отвертки 50 для открывания клеммы и вручную для закрывания клеммы, возможны другие варианты, в которых рычаг можно захватывать рукой для открывания, и/или он имеет лишь второе, стабильное закрытое положение. Однако показанный вариант выполнения обеспечивает дополнительные преимущества простоты соединения посредством удерживания кабеля 9 одной рукой и закрывания клеммы другой рукой, что позволяет применять проводники 9 с большим поперечным сечением, для которых воздействующие на пружину 14 средства 30 можно приводить в действие для открывания лишь при большом рычаге. Кроме того, использование инструмента 50 для открывания соединительного устройства 10 требует выполнения целевого действия и предотвращает любое непреднамеренное размыкание.

Предпочтительно, во втором, открытом, положении установка передней панели невозможна, поскольку рычаг 34 выступает за плоскость оболочки 2. В частности, предпочтительно поставлять арматурный блок 1 с рычагами 34 во втором, открытом, положении, так что требуется закрывание вручную и минимизируется усилие для выполнения соединений. Таким образом, монтаж принимается, если выполнены операции затягивания. В качестве альтернативного решения или дополнительно могут быть предусмотрены средства для быстрой индикации закрывания рычагов 34, т.е. затягивания клемм 10. Например, на выступающей части рычага 34, не видимой в первом положении, может быть предусмотрен индикатор 34В (см. фиг.4), в частности, яркого цвета, отличающегося от обычного цвета оболочек 2, с помощью которого можно мгновенно распознавать любые клеммы, которые не были плотно затянуты.

Как показано на фиг.4, некоторые электрические арматурные блоки 1 содержат два соединительных отверстия 8₂ для выемки 7 и проводящую шину 12. Соединительное устройство 10, согласно изобретению, предпочтительно содержит две пружины 14 для закрепления и зажимания кабелей 9 независимо друг от друга. Две пружины 14₁, 14₂ предпочтительно идентичны и параллельны друг другу, при этом их отверстия 18₁, 18₂ расположены, каждое, напротив отверстий во втором, сжатом положении. С другой стороны, соединительное устройство 10 содержит единственное сжимающее средство 30 и единственной экран 40. Защитный экран 40 предпочтительно снабжен направляющим средством 48, в частности планкой, установленной между двумя рабочими частями 20 пружин 14₁.

Хотя описание изобретения было приведено выше применительно к электрическому защитному блоку 1, оно не ограничивается этим. Могут быть предусмотрены другие элементы. В частности, изобретение подходит для гибкой системы 14 клеммы 10, приводимой в действие с помощью рычага 34, независимо от того, имеет рычаг 34 два стабильных положения или нет. Кроме того, форма образующих пружину 14 средств может быть модифицирована в соответствии с диапазоном и конструкцией блока 1. Присутствие в клемме этого типа экрана 40, расположенного между управляющим средством 30 и сжимающим средством 14 для достижения соединения, позволяет выполнять самые строгие требования к герметизации и предотвращает проникновение предметов размером 1 мм, которые могут приходить в контакт с пластинчатой пружиной 20 клеммы. Экран 40, в свою очередь, может быть установлен с возможностью поступательного перемещения или поворота в соответствии с конструкцией других компонентов устройства 10. Аналогичным образом, направление поворота рычага 34 может быть изменено на обратное, однако предпочтительный вариант выполнения обеспечивает использование свободного пространства напротив блока 1 для вставления и поворота инструмента 50 с целью индикации с помощью средства 34А закрытого или нет состояния рычага 34 и предотвращения окончательной установки передней панели, если соединение выполнено неправильно.

Устройство (10) относится к гибкой соединительной клемме для электрического арматурного блока, в которой закрепление осуществляется с помощью пружины, а рычаг позволяет открывать и закрывать отверстие, через которое проходит кабель. Средства, образующие пружину, соединены с прижимным элементом, а сжимающие средства (30) выполнены в виде захватного рычага (34) и поворотного кулачка (32). Доступ к зоне прокладки проводов осуществляется за счет расположения рычага на передней панели арматурного блока(1) и открывания блока со стороны выступа блока (1) к отверстию (8₂) клеммы, затягивание которой оптимизировано посредством установки плавающего экрана (40) между пружиной (14₁), закрепляющей проводник (9), и сжимающим кулачком (32). Технический результат - повышение надежности зажимания перед первой подачей энергии и в течение срока службы выключателя, упрощение соединения клемм и усиление защиты от проникновения на уровень соединительных шин. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Соединительное устройство (10) для электрического арматурного блока (1), содержащее:
- соединительную шину (12) арматурного блока (1);
- прижимной элемент (16) для проводника (9), снабженный проходом (18), по существу, перпендикулярным соединительной шине (12);
- средства, образующие пружину (14), соединенные с прижимным элементом (16);
- сжимающие средства (30), выполненные в виде единого целого в виде захватного рычага (34) и поворотного кулачка (32), предназначенные для воздействия на рабочую часть (20) образующих пружину (14) средств и приведения в движение прижимного элемента (16), по существу, перпендикулярно соединительной шине (12) между первым, исходным, положением, в котором соединительная шина (12) расположена, по существу, у первого конца прохода (18), и вторым, сжатым, положением, в котором проход (18) освобожден и проводник (9), проходящий через проход (18) у первого конца, расположен параллельно соединительной шине (12);
- экран (40), действующий в качестве сопряжения между рабочей частью (20) образующих пружину (14) средств и сжимающим средством (30), при этом указанный экран (40) установлен с возможностью перемещения относительно образующих пружину (14) средств и сжимающего средства (30), при этом образующие пружину (14) средства содержат прижимную ветвь (22), параллельную соединительной шине (12), рабочую часть (20), соединенную с прижимной ветвью (22) коленом и соединенную в виде единого целого с прижимным элементом (16).

2. Устройство по п. 1, в котором прижимная ветвь (22) проходит через проход (18) прижимного элемента (16) и прижимной элемент (16) содержит закрывающую заслонку (26).

3. Устройство по п. 1, в котором экран (40) содержит возвратное средство (44), смещающее экран в контакт с кулачком (32).

4. Устройство по п. 1, содержащее два параллельных прижимных элемента (16) для прохождения двух проводников (9).

5. Устройство по п. 4, в котором образующие пружину (14₁, 14₂) средства удвоены и которое содержит единственное сжимающее средство (30) и единственный экран (40), воздействующие совместно на два образующих пружину (14₁, 14₂) средства.

6. Устройство по п. 1, в котором образующие пружину (14) средства содержат прижимную ветвь (22), параллельную соединительной шине (12), которая проходит через проход (18) прижимного элемента (16), рабочую часть (20), соединенную коленом с прижимной ветвью (22) и выполненную в виде единого целого с прижимным элементом (16), при этом прижимной элемент (16) содержит закрывающую заслонку (2 6), и экран (40) содержит возвратное средство (44), смещающее экран в контакт с кулачком (32).

7. Устройство по п. 6, в котором захватный рычаг (34) и поворотный кулачок (32) выполнены в виде единого целого.

8. Устройство по п. 1, в котором захватный рычаг (34) содержит отверстие (34А) для приложения инструмента (50).

9. Устройство по п. 1, в котором захватный рычаг (34) и поворотный кулачок (32) выполнены в виде единого целого.

10. Электрический защитный блок (1), содержащий оболочку (2), снабженную входными отверстиями (8), через которые соединительные проводники (6) доступны в корпусе (7), при этом по меньшей мере первый корпус (7) снабжен соединительным устройством (10) по любому из пп. 1-9, при этом захватный рычаг (34) указанного соединительного устройства (10) расположен внутри оболочки (2) в первом положении и выступает из оболочки (2) во втором положении, в котором проход(ы) (18) указанного соединительного устройства (10) расположен(ы) напротив отверстий (8) первого корпуса (7) электрического защитного блока (1).

11. Защитный блок по п. 10, в котором захватный рычаг (34) содержит индикатор (34В), видимый лишь во втором положении.

12. Защитный блок по любому из пп. 10 или 11, в котором оболочка содержит переднюю панель (4) и, по существу, перпендикулярную ей панель (5) с отверстиями (8), при этом захватный рычаг (34) расположен внутри передней панели (4) в первом положении и поворот из первого во второе положение достигается посредством перемещения от передней панели (4) к панели (5), содержащей отверстия (8).