RZECZPOSPOLITA POLSKA EGZEMPLARZ ARCHIWALNY 12^ OPIS OCHRONNY PL 59875 WZORU UŻYTKOWEGO (21J Numer zgłoszenia: 108191 Y1 51) Intel7: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej Data zgłoszenia: 28.05.1998 H01R 4/18 Połączenie zaprasowane płaskich przewodów elektrycznych (43) Zgłoszenie ogłoszono: 23.11.1998 BUP 24/98 Uprawniony z prawa ochronnego: ELEKTROBUDOWA SA, Katowice, PL (5v O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono: 31.07.2003 WUP 07/03 Twórca wzoru użytkowego: Tadeusz Śliż, Katowice, PL Ryszard Tomaszewski, Katowice, PL IT5 00 os Oh
108 19 7 Połączenie zaprasowane płaskich przewodów elektrycznych Przedmiotem wzoru użytkowego jest połączenie zaprasowane płaskich przewodów elektrycznych, zwłaszcza przewodów uziemiających wykonanych z ocynkowanej bednarki stalowej o prostokątnym przekroju poprzecznym, zawierające płaską złączkę rurową mają cą w ściance o większej powierzchni wgniecenie wykonane przez zaprasowanie. Z polskiego opisu patentowego numer 122422; 49573 znane jest połączenie zapraso wane końców żył kabla lub końców przewodów elektrycznych wielodrutowych, zwłaszcza aluminiowych. Znane połączenie utworzone jest przez czołowo względem siebie usytuowa ne końce żył (przewodów), przy czym końce umieszczone są w rurowej złączce, która jest na nich zaprasowana tak, że w przekroju poprzecznym połączenie ma postać sześcioboku foremnego. Ponadto połączenie w zaprasowanej pobocznicy ma, wykonane przez zapraso wanie, wgniecenie o postaci stożka ściętego lub o postaci zbliżonej do klina, przy czym głę bokość wgniecenia wynosi od 40 do 70% odległości pomiędzy przeciwległymi bokami sze ścioboku. Znane połączenie może być skutecznie zrealizowane odnośnie do aluminiowych, wielodrutowych żył kabla i przewodów elektrycznych, o przekroju poprzecznym kołowym lub o postaci wycinka koła. Łączone końce muszą być usytuowane czołowo, a złączka ru rowa na tych końcach musi być zaprasowana bezluzowo na sześciobok tak, aby ewentualna siła wzdłużna - działająca na połączenie - mogła być skompensowana przez siły tarcia wy wołane istnieniem zaprasowania i wgniecenia. W tym celu na łączonych ze sobą końcach muszą być zrealizowane minimum dwa połączenia - po jednym na każdym z tych końców, przy czym przez połączenie rozumie się zaprasowana na sześciobok złączkę rurową wraz z końcem przewodu i istnienie wgniecenia w jednym z boków tego sześcioboku. Budowa znanego połączenia nie może być jednak efektywnie wykorzystana odnośnie do płaskich przewodów elektrycznych, zwłaszcza uziemiających przewodów magistralnych
2 oraz przewodów stanowiących ich boczne przyłącza, wykonanych najczęściej (ze wzglę dów oszczędnościowych) z ocynkowanej bednarki stalowej o prostokątnym przekroju po przecznym. Wynika to stąd, że równomierne oraz dostatecznie silne, obwodowe zaprasowanie płaskiej złączki rurowej na tych przewodach stwarza znaczne niedogodności techno logiczne i może być poprawnie zrealizowane tylko w warunkach warsztatowych. Natomiast w innych warunkach, poprawne wykonanie połączenia o założonych parametrach mechanicznych oraz elektrycznych nie jest praktycznie możliwe. Dlatego dla płaskich przewodów, zwłaszcza uziemiających, stosuje się znane połączenie zakładkowe: śrubowe, spawane lub zgrzewane - realizowane w specjalnej formie grafitowej i przy użyciu substancji egzoter micznej, przy czym połączenia te nie zawierają złączki rurowej. Wykonawstwo tych połą czeń, np. w szafowych rozdzielnicach elektroenergetycznych jest uciążliwe z uwagi na małą ilość miejsca dla czynności roboczych oraz jest szkodliwe dla zdrowia (opary) w przypadku, gdy połączenie jest wykonywane za pomocą spawania lub zgrzewania w pomieszczeniu o niedostatecznej wentylacji. Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie budowy po łączenia zaprasowanego elektrycznych przewodów płaskich, usytuowanych zakładkowo w płaskiej złączce rurowej mającej w ściance o większej powierzchni wgniecenie wykonane przez zaprasowanie. Istota wzoru użytkowego polega na tym, że rurowa złączka w przeciwległej ściance o większej powierzchni ma wybrzuszenie usytuowane naprzeciw wgniecenia. Wybrzuszenie swą zewnętrzną powierzchnię ma większą od powierzchni podstawy wgniecenia, którego głębokość jest nie mniejsza od nominalnej grubości sąsiadującego z nim przewodu elek trycznego, przy czym wybrzuszenie ma postać zbliżoną do odcinka czaszy kulistej. W złączce utworzony jest luz, a na zewnętrznej powierzchni swej ścianki i na dnie znajdu jącego się w niej wgniecenia, złączka ma odciśnięty kontrolny znak uzyskania założonej głębokości tego wgniecenia. Zaprasowane połączenie według wzoru użytkowego ma nieskomplikowaną budowę, może być zrealizowane w dowolnych warunkach montażowych za pomocą narzędzia umieszczonego w znanej, ręcznej prasce hydraulicznej. Utworzenie wybrzuszenia w ściance złączki rurowej połączenia sprawia, że wypływka materiałowa tworząca się podczas ope racji zaprasowywania nie jest tracona, lecz zostaje uformowana po zewnętrznej stronie tej ścianki. W wyniku tego połączenie ma odpowiednio większy przekrój poprzeczny, niż gdy by wypływka (wybrzuszenie) została usunięta - jak to czyniono dotychczas po zaprasowa-
3 niu połączenia. Ma to bardzo korzystny wpływ na własności mechaniczne oraz elektryczne połączenia oraz obniża koszty jego wykonania, przez wyeliminowanie konieczności me chanicznego obcinania wypływki, a następnie wygładzania powierzchni. Istnienie luzu z złączce rurowej sprawia, że połączenie jest odkształcalne sprężyście, co pozwala na rów nomierny rozkład naprężeń złożonych, wywołanych siłami zewnętrznymi, czyniąc połą czenie wysoce trwałym - jak wykazały badania przeprowadzone w rzeczywistych, zróżni cowanych warunkach eksploatacyjnych. Kontrola poprawności wykonania połączenia jest bardzo dogodna, gdyż sprowadza się do wzrokowego sprawdzenia istnienia odcisku znaku kontrolnego na powierzchni złączki rurowej i na dnie wgniecenia wykonanego w niej przez zaprasowanie. Przedmiot wzoru użytkowego uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przed stawia połączenie zaprasowane płaskich przewodów elektrycznych tworzących magistralny przewód uziemiający, we wzdłużnym przekroju osiowym; fig. 2 - połączenie zaprasowane w widoku W oznaczonym na fig. 1, a fig. 3 przedstawia we wdłużnym przekroju osiowym to samo połączenie zaprasowane płaskich przewodów elektrycznych, z których jeden sta nowią magistralny przewód uziemiający a drugi - jego boczne przyłącze. Jak pokazano na fig. 1 i fig. 2 połączenie zawiera płaską, rurową złączkę 1 o postaci zbliżonej do wydrążonego osiowo prostopadłościanu, w której znajdują się zakładkowo względem siebie usytuowane końce dwóch, płaskich przewodów 2, 3 o prostokątnym prze kroju poprzecznym, tworzących magistralny przewód uziemiający, wykonanych z ocynko wanej bednarki stalowej ogólnego przeznaczenia. Rurowa złączka I w ściance la o więk szej powierzchni ma, wykonane przez zaprasowanie, wgniecenie 4 o postaci zbliżonej do stożka ściętego. Natomiast w przeciwległej ściance Ib o większej powierzchni złączka I ma wybrzuszenie 1, o postaci zbliżonej do odcinka czaszy kulistej, usytuowane naprzeciw wgniecenia 4. Wybrzuszenie 5 swą zewnętrzną powierzchnią A ma większą od powierzchni podstawy B wgniecenia 4, którego głębokość G jest nie mniejsza od nominalnej grubości H przewodu 2 usytuowanego od strony wgniecenia 4. Każdy z obu usytuowanych w rurowej złączce 1 końców przewodów 2, 3 ma, od strony wgniecenia 4, zagłębienie 6 o postaci zbliżonej do stożka ściętego, a od strony wybrzuszenia 5_ każdy z tych końców ma wypu kłość 7 o postaci zbliżonej do stożka ściętego. Wypukłość 7 przewodu 2 usytuowanego od strony wgniecenia 4 umieszczona jest we wgłębieniu 6 drugiego przewodu 3, którego wy pukłość 7 umieszczona jest w wybrzuszeniu 5. ścianki Ib rurowej złączki 1. Pomiędzy nieodkształconymi plastycznie częściami ścianek la, Ib rurowej złączki I oraz pomiędzy jej
4 bocznymi ściankami lc, Id a zakładkowo usytuowanymi końcami przewodów 2, 3 utwo rzony jest luz L. Rurowa złączka 1 na zewnętrznej powierzchni swej ścianki la i na dnie znajdującego się w niej wgniecenia 4 ma odciśnięty kontrolny znak Z uzyskania założonej głębokości G tego wgniecenia. Połączenie uwidocznione na fig. 3 ma taką samą budowę jak połączenie uwidocznione na fig. 1 i fig. 2 rysunku, przy czym przewód 2 stanowi magi stralny przewód uziemiający, a drugi przewód 3 jest zagięty i stanowi boczne przyłącze przewodu magistralnego. Połączenie według wzoru użytkowego wykonuje się następująco: łączone ze sobą płaskie przewody elektryczne - uziemiające, wykonane z ocynkowanej bednarki stalowej o grubości np. 3 do 4,5 mm i szerokości np. 20 do 30 mm usytuowuje się zakładkowo w rurowej złączce 1. Następnie za pomocą specjalnie do tego celu skonstruowanego narzę dzia, umieszczonego w znanej hydraulicznej prasce ręcznej, wykonuje się wgniecenie 4 w ściance la rurowej złączki 1. Podczas wykonywania wgniecenia 4 następuje plastyczne odkształcenie przewodów 2, 2 tak, że na każdym z nich powstaje z jednej strony zagłębie nie 6 a z drugiej - wypukłość 7. W wyniku wykonania wgniecenia 4, o założonej głębokości G, zostaje utworzone wybrzuszenie 5 w ściance Ib rurowej złączki 1. W złączce - w zależ ności od założonych parametrów wytrzymałościowych oraz elektrycznych - może być zre alizowane jedno lub więcej połączeń zaprasowanych (np. dwa połączenia). W przypadku, gdy połączenie (połączenia) mają być przeznaczone do pracy w środowisku działającym korozyjnie, np. w gruncie, połączenie to owija się taśmą antykorozyjną i/lub umieszcza się go w osłonie termokurczliwej. Badania wykazały, że w przypadku istnienia dwóch zaprasowanych połączeń płaskich przewodów wykonanych z bednarki, dopuszczalna siła rozciągająca wynosi około 33 kn - co stanowi wartość około dwukrotnie większą, niż w przypadku znanego połączenia zaprasowanego czołowego. Rezystancja, zawierającego dwa połączenia, próbnego odcinka przewodu uziemiającego o długości jednego metra jest mniejsza o 2 do 4% od rezystancji odcinka tej samej długości nie zawierającego połączeń. Przyrost temperatury połączeń, przy nagrzewaniu prądem zwarciowym, jest o około dwa razy mniejszy od przyrostu temperatu ry odcinka nie zawierającego połączeń zaprasowanych. Rzrcauk Patentowy D ^ R EfijK TOR mgr inż. Stanisław Fatyga "ELEKTROBUDOWA" S.A. 40-246 Katowice, ul Porcelanowa 12 tol. (032) 205-46-00 fax. 205-27-60 REGON: 271173609
1081 Zastrzeżenia ochronne 1. Połączenie zaprasowane płaskich przewodów elektrycznych, zwłaszcza przewo dów uziemiających wykonanych z ocynkowanej bednarki stalowej o prostokątnym przekro ju poprzecznym, zawierające płaską złączkę rurową mającą w ściance o większej po wierzchni wgniecenie wykonane przez zaprasowanie, a przewody są w tej złączce usytu owane zakładkowo, znamienne tym, że rurowa złączka (1) w przeciwległej ściance (Ib) o większej powierzchni ma wybrzuszenie (5) usytuowane naprzeciw wgniecenia (4). 2. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wybrzuszenie (5) swą większą powierzchnię (A) ma większą od powierzchni podstawy (B) wgniecenia (4). 3. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wybrzuszenie (5) ma postać zbli żoną do odcinka czaszy kulistej. 4. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wgniecenie (4) ma głębokość (G), która jest nie mniejsza od nominalnej grubości (H) sąsiadującego z nim elektrycznego przewodu (2). 5. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w rurowej złączce (1) jest utwo rzony luz (L). 6. Połączenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rurowa złączka (1) na zewnętrz nej powierzchni swej ścianki (la) i na dnie znajdującego się w niej wgniecenia (4) ma odci śnięty kontrolny znak (Z) uzyskania założonej głębokości (G) tego wgniecenia. 40-246 Katowice, ul Porcelanowa 12 tel. (032) 205-46-00 fax. 205-27-60 REGON: 271173609
-1-103 7 a W 1c L 2 Rzecznik Patentowy mgr inż. Śkimsiaw Fatyga "ELEKTROBUDOWA" S.A. 40-246 Katowice ul. Porcelanowa 12 te). (032)205-46-00 fax. 205-27-60 REGON: 271173809 D Y\R E\K T dsl Techntezrwch DIłęk Z^Hpte itonki R
- 2 - \-1>xY\ vf\ Fig. 3 Rzecznik Patentowy mgr biz. Stadsfaw Fatyga DYREKTOR ml. TadeuszLamet) ELEKTROBUDOWA" S.A. 40-246 Katowice, ul Porcelanowa 12 tal. (032) 205-46-00 fax. 205-27-60 REGON: 271173609