СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ КОНТАКТ, ОБОРУДОВАННЫЙ КОНТАКТНЫМ ГНЕЗДОМ ДЛЯ ШТЫРЬКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ВИЛКИ, ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РОЗЕТКА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ КОНТАКТ, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО КОНТАКТА
CONNECTING CONTACT, EQUIPPED WITH CONTACT SEAT FOR PIN OF ELECTRIC PLUG, ELECTRIC SOCKET COMPRISING SUCH CONTACT, AND METHOD TO MANUFACTURE SUCH CONTACT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в основном относится к электрическим соединительным контактам электрических розеток, в частности, к электрическому соединительному контакту, выполненному из металлического листа и оборудованному контактным гнездом для захождения в него штырька электрической вилки.
Изобретение может быть использовано при изготовлении электрической розетки, содержащей цоколь для установки такого контакта, закрытый спереди декоративной крышкой, ограничивающей нишу для электрической вилки и имеющей на дне два отверстия для прохождения штырьков электрической вилки.
Изобретение относится также к электрической розетке, содержащей такой контакт, а также к способу изготовления такого контакта.
Уровень техники
Известные в настоящее время электрические соединительные контакты содержат металлическую пластину, в которой вырезают и отгибают два язычка, образующие вместе зажим определенной высоты, ограничивающий гнездо для захождения штырька электрической вилки.
Кроме того, что такой контакт занимает большой объем, он требует использования большого количества металлического материала для выполнения узла зажим-гнездо, предназначенного для захождения штырька.
Наконец, вырезание и сгибание язычков, образующих каждый зажим, требует наличия сложного инструмента, в частности, для сгибания этих язычков вдоль разных линий изгиба с наклоном относительно друг друга для получения сложной формы зажима.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков известных технических решений путем создания электрического контакта простой конструкции за счет выполнения его в виде плоской планки.
В частности, электрический соединительный контакт согласно изобретению выполнен в виде металлической пластины с отверстием, внутри которого находятся расположенные в виде креста четыре язычка, загнутые на одну сторону пластины и попарно расположенные друг против друга, ограничивая между собой контактное гнездо для захождения штырька электрической вилки, при этом длина язычков первой пары больше длины язычков второй пары.
Таким образом, четыре язычка образуют в совокупности зажим, обеспечивающий возможность захождения в него штырька электрической вилки и надежного удержания этого штырька в боковом направлении.
Указанные язычки вырезают и сгибают так, чтобы образовать отверстие для прохождения штырька. Таким образом, изготовление язычков не требует использования дополнительного металлического материала, следовательно, такие язычки являются более дешевыми.
Выполнение контакта в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает выигрыш в материале примерно на 40% по сравнению с материалом, используемым для изготовления известного контакта.
Кроме того, благодаря простоте конструкции этого контакта, вырезание и сгибание пластинчатой заготовки можно выполнять одновременно посредством простого вырубного инструмента. Таким образом, можно повысить темпы производства такого контакта.
Кроме того, за счет разных длин язычков в контактное гнездо могут заходить штырьки двух различных диаметров или, в целом, двух различных сечений.
В частности, если заходящий в контактное гнездо штырек имеет небольшое сечение, то на этот штырек опираются только язычки первой пары.
Если же сечение штырька, заходящего в контактное гнездо, является большим, на этот штырек опираются все язычки, что улучшает электрическое соединение и удержание штырька в контакте. В этом случае язычки второй пары благодаря небольшой длине упруго деформируются на незначительную величину.
Кроме того, особый интерес представляют язычки первой пары из-за своей большой длины. Так, известные электрические вилки содержат цоколь и два штырька небольшого сечения, выходящие из цоколя и закрытые на части своей длины электроизоляционной оболочкой. Благодаря изобретению, язычки первой пары являются достаточно длинными, чтобы устанавливать электрическое соединение с контактами за пределами электроизоляционных оболочек.
Наконец, благодаря своей форме, контакт может быть рассчитан на большое число введения и извлечения штырьков, превышающее 5000 раз.
Электрический соединительный контакт в соответствии с настоящим изобретением имеет следующие отличительные и неограничивающие признаки:
- свободные концы язычков первой пары выполнены скошенными;
- в разогнутом положении свободные концы язычков первой пары смыкаются с учетом зазора резания; уменьшая тем самым количество отходов при вырезании металлической пластины;
- в разогнутом положении свободные концы язычков второй пары примыкают к срезам язычков первой пары с учетом зазора резания;
- контакт выполнен в виде единой детали путем вырезания и сгибания металлической пластины.
Объектом изобретения является также электрическая розетка, в цоколь которой заходят два описанных выше контакта, контактные гнезда которых расположены напротив отверстий для прохождения штырьков электрической вилки.
Предпочтительно в цоколе имеются два приемных гнезда для захождения указанных штырьков, при этом каждое приемное гнездо выполнено соосно одному из указанных контактных гнезд и открыто со стороны этого контактного гнезда.
Эти два приемных гнезда позволяют направлять два штырька во время введения электрической вилки в розетку. Они позволяют также удерживать с боков оба штырька электрической вилки по оси контактных гнезд двух контактов и исключить пластическую деформацию язычков обоих контактов от усилия, действующего в поперечном направлении на электрическую вилку.
Объектом изобретения является также способ изготовления описанного выше контакта, согласно которому пластинчатую заготовку в плоском состоянии обрезают по наружному контуру для получения металлической пластины, в которой вырезают отверстие таким образом, чтобы его край был ограничен внутри указанного наружного контура и чтобы он образовывал указанные четыре язычка, которые загибают на одну сторону металлической пластины.
Предпочтительно вырезание указанного отверстия и сгибание четырех язычков выполняют одновременно при помощи одного вырубного инструмента.
Кроме того, обрезание пластинчатой заготовки и вырезание указанного отверстия выполняют одновременно.
Краткое описание чертежей
Изобретение и его осуществление будут более понятны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показаны три электрических соединительных контакта: контакт фазы и контакт нейтрали согласно изобретению, а также контакт заземления, вид сзади в перспективе;
на фиг.2 показано контактное гнездо контакта фазы или нейтрали, показанного на фиг.1, вид в плане;
на фиг.3 показана пластина с вырезанными в ней тремя контактами, изображенными на фиг.1, вид в плане;
на фиг.4 показана пластина, изображенная на фиг.3, после сгибания вид спереди в перспективе;
на фиг.5 и 6 показано контактное гнездо, изображенное на фиг.2, в которые заходят два штырька электрической вилки разного диаметра, вид в плане;
на фиг.7 показано приемное гнездо для штырька электрической вилки и контакта фазы или нейтрали, изображенного на фиг.1, вид в перспективе.
На фиг.1 схематично показаны три электрических соединительных контакта 10, 20, 20′, готовые для установки в электрическую розетку (не показана), то есть контакт 20 фазы и контакт 20′ нейтрали в соответствии с настоящим изобретением, а также контакт 10 заземления.
Эта непоказанная электрическая розетка содержит цоколь из изоляционного материала, закрытый спереди декоративной крышкой, которая содержит углубление в виде колодца для захождения электрической вилки. Ниша для захождения электрической вилки ограничена цилиндрической боковой стенкой и дном. В дне выполнены два отверстия для прохождения двух штырьков электрической вилки (не показана) и отверстие для прохождения штырька заземления (не показан), соединяемого с контактом 10 заземления, установленного в цоколе электрической розетки. Таким образом, штырек заземления выходит через отверстие дна декоративной крышки в приемную нишу электрической розетки.
Внутри цоколь электрической розетки содержит отсеки, изолированные друг от друга и предназначенные для установки каждого из трех электрических соединительных контактов 10, 20 и 20′.
Кроме того, цоколь выполнен с возможностью его установки во внутренней коробке, заделываемой внутрь стены, или в наружной коробке, устанавливаемой на стене снаружи.
В частности, для внутренней установки такой электрической розетки цоколь с декоративной крышкой устанавливают на монтажный кронштейн (не показан), выполненный в виде рамки, соединенный с передней стороной внутренней коробки, установленной в отверстие, выполненное в стене. Монтажный кронштейн закрывают декоративной пластиной тоже в виде рамки, которая опирается на стену, закрывая передний проем внутренней коробки и охватывая декоративную крышку электрической розетки.
Как показано на фиг.1 и 2, контакты фазы и нейтрали 20 и 20′ выполнены, каждый, в виде металлической пластины 21 и 21′.
Поскольку оба контакта 20 и 20′ имеют подобную геометрическую форму, они будут описаны совместно.
В металлической пластине 21, 21′ каждого контакта 20, 20′ выполнено отверстие 22, 22′, внутри которого находятся четыре язычка 23, 23′, 24, 24′, расположенные в виде креста. Эти язычки отделены друг от друга. Они загнуты с одной стороны металлической пластины 21, 21′ и ограничивают между собой контактное гнездо 25, 25′ для захождения штырька электрической вилки.
В частности, под металлической пластиной следует понимать полосу из металлического материала, которая была подвергнута операции сгибания и/или операции вырезания. Такая металлическая пластина известна также под названием «плоской планки».
Металлическая пластина 21, 21′ выполнена в виде по существу плоской планки из содержащего медь материала (например, из латуни) небольшой толщины, составляющей от 0,3 до 0,6 мм, с задней стороной 27, 27′, которая должна быть обращена в направлении дна цоколя электрической розетки, и с противоположной передней стороной 28, 28′. Эта металлическая пластина 21, 21′ содержит наружный край 26, 26′ удлиненной формы и внутренний край, ограничивающий указанное отверстие 22, 22′ в целом квадратной формы.
Это отверстие 22, 22′ расположено в центре наиболее широкой части металлической пластины 21, 21′. Ось А1, А1′ контактного гнезда 25, 25′, ограниченного язычками 23, 23′, 24, 24′, проходит через центр отверстия 22, 22′.
Когда контакт 20, 20′ установлен в электрической розетке, ось А1, А1' совпадает с осью соответствующего отверстия в дне приемной ниши декоративной крышки, закрывающей переднюю сторону цоколя, в котором устанавливают указанный контакт 20, 20×.
Четыре язычка 23, 23′, 24, 24′ выполняют, начиная от четырех углов внутреннего края, ограничивающего отверстие 22, 22′. Их вырезают в металлической пластине 21, 21′ таким образом, чтобы они образовали вместе с ней единую деталь.
Как показано на фиг.2, каждый язычок 23, 24 содержит свободный конец 23А, 24А и два параллельных среза одинаковой ширины порядка 2 мм. Язычки могут упруго деформироваться.
Как показано на фиг.1, концевая часть язычков 23, 23′, 24, 24′, связанная с внутренним краем отверстия 22, 22′, расположена в плоскости этого отверстия.
Однако поскольку язычки 23, 23′, 24, 24′ загнуты в направлении задней стороны 27, 27′ металлической пластины 21, 21′, их свободные концы 23А, 24А не находятся в плоскости отверстия 22, 22′, а находятся на расстоянии от плоскости этого отверстия с задней стороны 27, 27′ металлической пластины 21, 21′. Загнутая часть каждого язычка 23, 23′, 24, 24′ имеет наклон по отношению к оси А1, А1' под углом от 1 до 30°, в данном случае по существу 10°. Таким образом, четыре язычка 23, 23′, 24, 24′ образуют изгиб по отношению к задней стороне 27, 27′ металлической пластины 21, 21′.
Предпочтительно указанные четыре язычка 23, 23′, 24, 24′ расположены друг напротив друга парами одинаковой длины. В данном случае в проекции на плоскость отверстия 22, 22′ язычки 23, 23′ первой пары имеют первую длину l1, а язычки 24, 24′ второй пары имеют вторую длину l2, меньшую указанной первой длины l1 (фиг.3).
Значения длин l1 и l2 выбирают такими, чтобы загнутые части каждого из язычков 23, 23′ первой пары находились на минимальном расстоянии от оси А1, А1' контактного гнезда 25, 25′, составляющем менее 2 мм, тогда как загнутые части каждого из язычков 24, 24′ второй пары находились на минимальном расстоянии от главной оси А1, А1' контактного гнезда 25, 25′, составляющем от 2 до 2,4 мм.
Таким образом, как показано на фиг.5 и 6, контактное гнездо 25 выполнено с возможностью захождения в него штырьков разного диаметра. В данном случае оно предназначено для двух типов штырьков 50, 51, используемых во Франции и в Бельгии, а именно штырьков 50 диаметром 4 мм и штырьков 51 диаметром 4,8 мм.
В частности, оно может быть предназначено для штырьков небольшого диаметра, закрытых на части своей длины (11 мм) электроизоляционной оболочкой. Длина l1 является такой, что язычки 23 первой пары могут входить в контакт со штырьком за пределами электроизоляционной оболочки для обеспечения электрического соединения между контактом 20 и штырьком.
Если диаметр штырька 50, заходящего в контактное гнездо 25, является небольшим (4 мм), то на этот штырек 50 опираются только загнутые части язычков 23 первой пары (фиг.5). Таким образом, электрическое соединение между контактом 20 и штырьком 50 обеспечивает прохождение стандартных токов от 2,5 до 10 ампер. Если же штырек 51, заходящий в контактное гнездо 25, имеет большой диаметр (4,8 мм), загнутые части всех язычков 23, 24 опираются на этот штырек 51, прочно удерживая его внутри контакта 20 (фиг.6). Таким образом, электрическое соединение между контактом 20 и штырьком 50 обеспечивает прохождение больших токов порядка 20 ампер.
Предпочтительно, как показано на фиг.1, 3 и 4, свободные концы язычков 23, 23' первой пары выполнены скошенными, т.е. они имеют наклон относительно продольной оси этих язычков под углом, предпочтительно составляющим от 20 до 60°.
Во время введения штырька 51 большого диаметра в контактное гнездо 25, 25′ величина упругой деформации этих язычков 23, 23′ превышает величину упругой деформации язычков 24, 24′ второй пары. Таким образом, скошенный срез язычков 23, 23′ способствует их меньшей деформации, поэтому усилие, прикладываемое к электрической вилке для введения штырьков в контакты 20, 20′, уменьшается.
Что же касается свободных концов язычков 24, 24′ второй пары, что они выполнены с закруглением таким образом, что вписываются в круг диаметром от 4 до 4,8 мм, следовательно, во время введения штырька 51 большого диаметра в контактное гнездо 25, 25′ эти язычки 24, 24′ прижимаются по всей своей ширине к штырьку 51, прочно удерживая его и обеспечивая надежное электрическое соединение.
Кроме того, контакт 20, 20' содержит средства крепления на цоколе электрической розетки. Как показано на фиг.1, эти средства крепления представляют собой расположенные по обе стороны от центральной части большей ширины металлической пластины 21, 21′ лапки, каждая из которых выполнена с возможностью захождения в паз, имеющийся в соответствующем изолированном отсеке цоколя электрической розетки.
Предпочтительно, как показано на фиг.7, цоколь электрической розетки содержит внутри элемент 60, содержащий два приемных гнезда 61 для двух штырьков электрической вилки, которые выполнены соосно контактным гнездам 25 двух контактов 20 (и 20′) и которые выходят напротив этих контактных гнезд.
В данном случае элемент 60 выполнен за одно целое с дном цоколя. Его приемные гнезда 61 являются круглыми цилиндрическими отверстиями вокруг осей А1 контактных гнезд 25 с диаметром, с учетом зазора, равным диаметру штырьков большего диаметра (в данном случае 4,8 мм), для захождения которых предназначена электрическая розетка.
Эти два приемных гнезда 61 позволяют направлять оба штырька электрической вилки во время ее захождения в приемную нишу декоративной крышки электрической розетки.
Кроме того, они позволяют удерживать с боков оба штырька электрической вилки, заходящей в приемную нишу декоративной крышки, в оси контактных гнезд 25 двух контактов 20 (и 20'), чтобы избежать постоянной деформации язычков 23, 24 двух контактов 20 (и 20') от усилия, действующего в поперечном направлении на электрическую вилку.
Кроме того, как показано на фиг.1, контакт 10 заземления содержит металлическую пластину 11 в целом прямоугольной формы, в которой выполнены отверстие 12 для захождения штырька заземления и окно 14 для посадки на центровочный штифт (не показан), установленный на дне цоколя электрической розетки.
В частности, штырек заземления выполнен с возможностью захождения и затем плотного удержания в приемном отверстии 12.
Кроме того, штырек 10 заземления одержит средства крепления на цоколе. Как показано на фиг.1, эти средства крепления в данном случае тоже содержат лапки, выполненные с возможностью захождения в пазы, имеющиеся в соответствующем отсеке цоколя электрической розетки, в данном случае в центральном отсеке.
Как показано на фиг.3 и 4, металлические пластины 11, 21, 21′ трех контактов электрической розетки получают из прямоугольной пластинчатой заготовки 1 небольшого размера. Эта пластинчатая заготовка 1 имеет ширину менее 35 мм, в данном случае 32 мм, и длину менее 40 мм, в данном случае 36 мм.
Как показано на фиг.1, контакты фазы и нейтрали 20 и 20′ имеют геометрические формы, зеркально симметричные относительно друг друга. Кроме того, они заходят в цоколь электрической розетки симметрично по отношению к плоскости симметрии металлической пластины 11 контакта 10 заземления. Таким образом, язычки 23 большой длины контакта 20 фазы имеют направление вокруг оси А1, отличное от направления язычков 23′ контакта 20′ нейтрали. В данном случае язычки двух контактов направлены со смещением на 90°.
Таким образом, когда штырьки электрической вилки проходят через контактные гнезда 25, 25′ двух контактов 20, 20′, язычки 23, 23′ большей длины каждого контакта 20, 20′ деформируются симметрично, что позволяет компенсировать возможный дефект промежутка между двумя штырьками электрической вилки и способствует большей гибкости использования электрической розетки.
Кроме того, благодаря такой симметрии, когда штырьки электрической вилки, соединенной с элементом большого веса (такого как электрический трансформатор), вставляют в электрическую розетку, по меньшей мере один язычок 23, 23′ большой длины каждого контакта 20, 20′ воспринимает вес этого элемента, что позволяет избежать пластической деформации металлических пластин 21, 21′.
Способ изготовления этих трех контактов 10, 20, 20′ включает в себя два основных этапа. На первом этапе из плоской пластинчатой заготовки 1 вырезают три металлические пластины 11, 21, 21′.
Этот этап позволяет вырезать как три металлические пластины 11, 21, 21′ для их извлечения из пластинчатой заготовки 1, так и края отверстий 22, 22′ для образования контактных гнезд 25, 25′.
Каждую металлическую пластину 11, 21, 21′ вырезают по заданному контуру, соответствующему ее наружному краю 26.
Края отверстий 22, 22′ металлических пластин 21, 21′ вырезают таким образом, чтобы их контуры оставались внутри контура металлической пластины 21, 21′ и чтобы они образовывали указанные четыре язычка 23, 23′, 24, 24′.
Во время этой операции вырезания при образовании четырех язычков 23, 23′, 24, 24′ каждого контакта 20, 20′ снимают минимум материала (соответствующий зазору резания инструмента) между язычками 23, 23′ первой пары. Кроме того, снимают минимум материала между язычками 24, 24′ и срезами язычков 23, 23′.
За счет этого в разогнутом состоянии свободные концы язычков 23, 23′ первой пары каждого контактного гнезда 25, 25′ примыкают к другой паре с учетом зазора резания, и свободные концы язычков 24, 24′ второй пары каждого контактного гнезда 25, 25′ примыкают к срезам язычков 23, 23′ первой пары этого контактного гнезда с учетом зазора резания.
Таким образом уменьшают объем отходов.
Кроме того, благодаря такому минимальному снятию материала, язычки 23, 23′ первой пары могут иметь большую длину, что позволяет им обеспечивать электрическое соединение со штырьками, оснащенными электроизоляционными оболочками.
На втором этапе способа (называемым также этапом формования) сгибают металлические пластины 11, 21, 21′.
Во время этой операции металлические пластины 11, 21, 21′ трех контактов 10, 20, 20′ подвергают штамповке таким образом, чтобы каждая из них имела две концевые части по бокам центральной части, содержащей указанные отверстия 14, 22, 22′ и находящейся в углублении по отношению к этим двум концевым частям. Разумеется, в качестве варианта можно выполнить металлические пластины, не подвергая их штамповке, чтобы они находились в одной плоскости.
Четыре язычка 23, 23′, 24, 24′ каждого отверстия 22, 22′ (вырезанные в пластинчатой заготовке 1) изгибают для формирования выступов на одной стороне 27, 27′ металлической пластины 21, 21′, и они ограничивают между собой указанное контактное гнездо 25, 25′ (фиг.4). Инструмент для сгибания этих язычков предпочтительно имеет конусную форму, чтобы все концевые края вписывались в один конус.
Предпочтительно эти два этапа вырезания и сгибания выполняют одновременно. Действительно, простая конструкция трех контактов 10, 20, 20′ позволяет вырезать и сгибать пластинчатую заготовку при помощи одного вырубного инструмента.
Настоящее изобретение не ограничивается описанными и представленными вариантами выполнения, и специалист может вносить в него любые изменения.
Например, можно выполнить четыре язычка каждого электрического соединительного контакта таким образом, чтобы в них мог заходить электрический штырек другого диаметра и другого стандарта, например британского стандарта, американского стандарта и т.д.