ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
ELECTRIC CONNECTING ELEMENT

Изобретение относится к электрическому соединительному элементу для размещения в корпусе штепсельного разъема, предпочтительно в корпусе штепсельного разъема модульного выполнения, состоящего из электрически изолирующего основного корпуса, причем основной корпус включает в себя контактные секции с расположенными в них электрическими контактными элементами, причем контактные элементы предпочтительно выполнены в виде гнездовых контактов или штыревых контактов, причем контактные элементы имеют в направлении замыкания штепсельного разъема переднюю контактную сторону и в направлении замыкания штепсельного разъема заднюю сторону подключения кабеля, причем сторона подключения кабеля имеет соединительное средство для закрепления электрического проводника к стороне подключения кабеля контактного элемента, и причем основной корпус имеет отверстия, обеспечивающие доступ к соединительным средствам.
Подобный электрический соединительный элемент необходим для выполнения обратимых соединений между собой электропроводящих многопроволочных гибких проводов, жил и кабелей. Преимущество расположения в корпусе штепсельного разъема модульного выполнения заключается в том, что обеспечивается высокая степень оперативности при компоновке отдельных соединительных элементов штепсельного разъема.
Благодаря этому в штепсельный разъем можно заводить проводники различного поперечного сечения, а также различные типы проводников для передачи сигналов. Так, например, в одном штепсельном разъеме по желанию можно комбинировать электрические проводники с оптическими проводниками и проводниками, разделенными воздушным зазором.
Уровень техники
Подобные штепсельные разъемы модульной конструкции уже широко известны из уровня техники. Здесь, к примеру, можно упомянуть известные DE 3442056 A1, DE 29812500 U1, DE 19707120 С1 или также DE 4311781 С1. Все уже известные штепсельные разъемы имеют приемную раму, предусмотренную для установки отдельных соединительных элементов, так называемых модулей, различного типа.
Отдельные электрические соединительные элементы в большинстве случаев имеют малую конструктивную форму и снабжены большим количеством электрических проводников. Благодаря компактному, унифицированному конструктивному размеру соединительных элементов они могут располагаться в корпусе штепсельного разъема в любой последовательности.
Недостаток всех известных из уровня техники штепсельных разъемов проявляется в том, что вследствие компактного, унифицированного конструктивного размера соединительных элементов значительно ограничена типовая номенклатура располагаемых в них электрических контактных элементов.
Так, в большинстве электрических соединительных элементов имеются контактные элементы, которые соединяются с присоединяемыми проводниками беспаечным контактом (обжимом). Эти элементы вводятся в соединительный элемент в направлении замыкания штепсельного разъема, где фиксируются по месту и могут быть удалены только с помощью специального инструмента. Альтернативно из уровня техники известны контактные элементы с так называемыми аксиальными винтовыми контактными зажимами.
Использование контактных элементов с винтовым контактным зажимом, для монтажа и демонтажа которого вместо специального инструмента требуется только стандартная отвертка, не представляется возможным. Поскольку винтовое соединение контактного элемента в большинстве случаев осуществляется через отверстия по стороне соединительного элемента, то из-за открытого расположения винтовых соединений и компактной конструктивной формы соединительных элементов пробивные расстояния по воздушному зазору и пути тока поверхностной утечки между винтовым соединением и ближайшим соединительным элементом или приемной рамой оказываются слишком малыми.
За счет слишком малых пробивных расстояний по воздушному зазору и путей тока поверхностной утечки может произойти искажение сигналов или даже короткое замыкание между различными контактными элементами или между контактными элементами и приемной рамой.
Другой проблемой в случае с открытым расположением винтовых соединений на соединительных элементах является защита от прикосновения (к токопроводящим деталям), которая отсутствует. При обращении с замкнувшими штепсельный разъем, находящимися под токовой нагрузкой соединительными элементами персонал вполне может соприкоснуться с открыто лежащими винтовыми соединениями.
Постановка задачи
Поэтому в основу изобретения положена задача усовершенствовать соединительный элемент таким образом, чтобы он мог использоваться с винтовыми контактами, не прибегая к применению специального инструмента, требуемого в иных случаях для монтажа, и чтобы одновременно уменьшалась опасность коротких замыканий.
Эта задача решена за счет того, что электрический соединительный элемент имеет электрически изолирующую прикрывающую заслонку, расположенную перед отверстиями на основном корпусе с возможностью линейного смещения в направлении замыкания штепсельного разъема и против направления замыкания штепсельного разъема.
Преимущественные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В изобретении речь идет об электрическом соединительном элементе, который предусмотрен для индивидуального расположения или размещения с несколькими другими соединительными элементами в корпусе штепсельного разъема. Для установки в корпус штепсельного разъема в корпусе штепсельного разъема предусмотрена приемная рама, которая удерживает соединительные элементы и с помощью которой соединительные элементы являются фиксируемыми на корпусе штепсельного разъема.
Прямоугольный основной корпус соединительного элемента выполнен из электрически изолирующего материала и имеет одну или несколько проходящих вдоль направления замыкания штепсельного разъема приемных секций для электрических контактных элементов. Контактные элементы, выполненные как штыревые контакты или гнездовые контакты, расположены в соединительном элементе таким образом, что их контактная сторона, предназначенная для выполнения электрического контакта, находится в направлении замыкания штепсельного разъема в передней области штепсельного соединения соединительного элемента.
Соединительный элемент имеет обращенную от области штепсельного соединения, лежащую в направлении замыкания штепсельного разъема сзади область подсоединения. В область подсоединения подключена задняя часть электрических контактных элементов - сторона подключения кабеля. Подсоединяемые электрические проводники заводятся в область подсоединения в соединительном элементе и с помощью механического крепежа закрепляются на стороне подключения кабеля электрического контактного элемента.
Соединительный элемент целесообразным образом включает в себя фиксирующие средства для фиксации соединительного элемента на приемной раме в корпусе штепсельного разъема. Фиксирующие средства располагаются на двух узких продольных сторонах прямоугольного соединительного элемента. Благодаря этому несколько последовательно присоединенных соединительных элементов, расположенных на приемной раме, прилегают друг к другу своими широкими продольными сторонами.
На одной из двух широких продольных сторон соединительный элемент имеет (определенное) количество отверстий, которое совпадает с количеством приемных секций в основном корпусе. Отверстия простираются от наружной стороны соединительного элемента с выходом в соответствующие приемные секции, с которыми они соотнесены.
Отверстия предназначены для установки соединительных средств, с помощью которых подсоединяемые электрические проводники закрепляются на контактном элементе. Соединительное средство предпочтительно выполнено в форме винта, который вкручивается в сторону подключения кабеля контактного элемента и таким образом фиксирует электрический проводник.
Опять же на широкой продольной стороне, на которой также имеются отверстия под соединительные средства, согласно изобретению предусмотрена прикрывающая заслонка. Прикрывающая заслонка представляет собой не проводящий электричество элемент, выполненный с плоской конфигурацией, который закрывает одну из более широких продольных сторон соединительного элемента.
Прикрывающая заслонка целесообразным образом установлена с возможностью перемещения, причем она может осуществлять линейное перемещение как в направлении замыкания штепсельного разъема, так и в противоположном направлении. В направлении замыкания штепсельного разъема переднее конечное положение прикрывающей заслонки задает ее открытое положение, а в направлении замыкания штепсельного разъема заднее конечное положение задает закрытое положение. В прикрывающей заслонке имеется определенное количество сквозных отверстий, которое совпадает с количеством отверстий в основном корпусе.
По диаметру сквозные отверстия соответствуют отверстиям в основном корпусе и в открытом положении прикрывающей заслонки выставляются в конгруэнтное положение с отверстиями в основном корпусе. Если прикрывающая заслонка передвигается в закрытое положение, прикрывающая заслонка перекрывает отверстия в основном корпусе, и доступ к расположенным в отверстиях соединительным средствам оказывается невозможным.
Прикрывающая заслонка выполнена в направлении замыкания штепсельного разъема таким образом, что в состоянии полного замыкания штепсельного разъема соединительным элементом она посредством ответной детали соединительного элемента в направлении замыкания штепсельного разъема вступает фронтальной плоскостью в контакт с прикрывающей заслонкой ответной детали соединительного элемента. В этом состоянии полного замыкания штепсельного разъема обе прикрывающие заслонки - заслонка соединительного элемента и заслонка ответной детали соединительного элемента - находятся в закрытом положении, так что доступ к соединительным средствам оказывается невозможным.
Согласно изобретению такой выбор параметров прикрывающих заслонок преследует цель (заключающуюся в том), чтобы прикрывающие заслонки двух соединительных элементов, замыкающих штепсельный разъем, перемещались в закрытое положение всегда во встречном направлении, при условии, что при вставлении соединительных элементов друг в друга прикрывающие заслонки не находятся в закрытом положении.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается, в частности, в повышении эксплуатационных качеств и безопасности соединительного элемента, в частности в повышении защищенности от коротких замыканий.
В предпочтительном варианте конструктивного выполнения прикрывающая заслонка на ее обращенной к основному корпусу стороне имеет одно или несколько фиксирующих средств. Эти фиксирующие средства в закрытом положении с зацеплением входят в отверстия в основном корпусе. Тем самым предотвращается случайное смещение прикрывающей заслонки в открытое положение.
Предпочтительный усовершенствованный вариант соединительного элемента предусматривает размещение дополнительных углублений в направлении замыкания штепсельного разъема перед отверстиями под соединительные средства в основном корпусе. Углубления расположены так, что фиксирующие средства прикрывающей заслонки в открытом положении с зацеплением входят в углубления и подстраховывают прикрывающую заслонку в открытом положении от случайного закрывания.
В целесообразном варианте конструктивного выполнения прикрывающая заслонка на ее обращенной к основному корпусу стороне имеет ребра, которые с зацеплением входят в пазы в основном корпусе соединительного элемента. В закрытом положении эти ребра используются для увеличения путей тока поверхностной утечки между отдельными контактными элементами соединительного элемента.
Пример конструктивного выполнения
Пример конструктивного выполнения согласно изобретению представлен на чертежах с приведенным далее подробным разъяснением.
Фиг. 1 - электрический соединительный элемент в первом варианте конструктивного выполнения с гнездовыми контактами,
фиг. 2 - электрический соединительный элемент во втором варианте конструктивного выполнения со штыревыми контактами,
фиг. 3 - перспективное изображение электрического соединительного элемента в первом варианте конструктивного выполнения с пространственным разделением деталей,
фиг. 4 - прикрывающая заслонка,
фиг. 5 - два электрических соединительных элемента в первом и втором варианте конструктивного выполнения в незамкнутом состоянии штепсельного разъема,
фиг. 6 - два электрических соединительных элемента в первом и втором варианте конструктивного выполнения в замкнутом состоянии штепсельного разъема.
На фиг. 1 в пространственном изображении представлен электрический соединительный элемент 1 в первом варианте конструктивного выполнения с гнездовыми контактами. Электрический соединительный элемент 1 состоит из основного корпуса 10, который изготовлен из не проводящего электроток материала. Основной корпус 10 задан в направлении замыкания S штепсельного разъема передней областью 12 штепсельного соединения и в направлении замыкания S штепсельного разъема задней областью 14 подсоединения.
Через основной корпус 10 в направлении замыкания S штепсельного разъема проходят несколько, в данном случае пять, контактных секций 11, которые используются для установки контактных элементов 20. Область 12 штепсельного соединения предусмотрена для соединения со вторым соединительным элементом 1, в то время как область 14 подсоединения используется для установки подсоединяемых электрических проводников 3.
К узким продольным сторонам основного корпуса 10 соответственно приформовано фиксирующее средство 15, которое используется для установки и фиксации соединительного элемента 1 по месту в корпусе штепсельного разъема. Форма и размеры соединительного элемента 1, равно как и фиксирующие средства 15 заданы стандартизированными настолько, что в одном штепсельном разъеме обеспечивается возможность комбинации и замены различных соединительных элементов 1.
На изображенной на фиг.1 верхней стороне соединительного элемента 1 представлена прикрывающая заслонка 30. Прикрывающая заслонка 30 согласно изобретению предусмотрена для укрытия соединительных средств 28. Соединительные средства 28 используются для подсоединения электрических проводников 3 к контактным элементам 20, которые установлены в соединительном элементе 1. Предпочтительно соединительные средства 28 выполнены в форме винтов.
Прикрывающая заслонка 30 представлена здесь в переднем - в направлении замыкания S штепсельного разъема - монтажном положении А. В этом монтажном положении А возможен доступ к соединительным средствам 28 с целью приведения их в действие. Доступ к соединительным средствам 28 обеспечивается через сквозные отверстия 40, которые выполнены в прикрывающей заслонке 30 и которые в монтажном положении А находятся над соединительными средствами 28.
На фиг. 2 также в пространственном изображении, представлен второй вариант конструктивного выполнения со штыревыми контактами. Этот вариант конструктивного выполнения отличается от варианта конструктивного выполнения согласно фиг. 1 адаптированной областью 12 штепсельного соединения для захвата соответственно контактных элементов 20, которые выполнены в форме штыревых контактов.
На фиг. 2 прикрывающая заслонка 30 представлена в заднем - в направлении замыкания S штепсельного разъема - рабочем положении В. В этом положении, линейно сдвинутом противоположно направлению замыкания S штепсельного разъема, доступ к соединительным средствам 28 невозможен. Прикрывающая заслонка 30, также выполненная из не проводящего электроток материала, перекрывает соединительные средства 28 так, что ни механический, ни электрический доступ к ним не представляется возможным.
На фиг. 3 соединительный элемент 1 в первом варианте конструктивного выполнения показан в перспективном изображении с пространственным разделением деталей. В левой части представлены контактные элементы 20, в данном случае пять, выполненные в форме гнездовых контактов. Контактные элементы 20 имеют в направлении замыкания S штепсельного разъема заднюю сторону 24 подключения кабеля, которая (т.е. сторона) выполнена для захвата электрического проводника 3, а также установление как механического, так и электрического контакта. Для обеспечения механического контакта с проводником 3 соединительные средства 28, в данном случае винты, вкручиваются в сторону 24 подключения кабеля и зажимают вставленный проводник 3.
В направлении замыкания S штепсельного разъема передняя область контактных элементов 20 задана их контактной стороной. Контактные элементы 20, выполненные в данном случае в форме гнездовых контактов, используются для установления контакта с контактными элементами 20' ответной детали соединительного элемента 1'.
В средней части (фиг. 3) представлен основной корпус 10 соединительного элемента 1. Область 12 штепсельного соединения соединительного элемента 1 предусмотрена для захвата контактной стороны 22 контактных элементов 20, а область 14 подсоединения - для захвата стороны 24 подключения кабеля контактного элемента 20.
На верхней широкой продольной стороне основного корпуса 10 в соответствии с количеством контактных элементов 20 предусмотрены отверстия 18, в данном случае пять. Отверстия 18 простираются от верхней стороны основного корпуса 10 с выходом в контактные секции 11, в которых расположены контактные элементы 20.
Отверстия 18 предусмотрены для того, чтобы устанавливать соединительные средства 28 и обеспечивать доступ к ним. Соединительные средства 28 через отверстия 18 вкручиваются в стороны 24 подключения кабеля контактного элемента 20.
Предпочтительно основной корпус 10 на своих узких продольных сторонах имеет направляющие пазы 17, которые используются для направления и анкерного крепления прикрывающей заслонки 30. Прикрывающая заслонка 30 с помощью направляющих поперечин 37 заводится в направляющие пазы 17 и может, таким образом, осуществлять линейное перемещение - в направлении замыкания S штепсельного разъема - между монтажным положением А и рабочим положением В.
В направлении замыкания S штепсельного разъема, рядом с отверстиями 18 располагаются дополнительные углубления 19, которые используются для фиксации прикрывающей заслонки 30 по месту в монтажном положении А. Для этого фиксирующие средства 38, которые расположены на обращенной к основному корпусу 10 стороне прикрывающей заслонки 30, входят с зацеплением в углубления 19. По своей форме углубления 19 соответствуют отверстиям 18, благодаря чему прикрывающая заслонка 30 в рабочем положении В с помощью фиксирующих средств 39 может фиксироваться по месту в отверстиях 18.
Фиксирующие средства 38 выполнены как плоские возвышения на прикрывающей заслонке 30. По форме и размеру они точно вписываются в отверстия 18 и углубления 19 и таким образом удерживают прикрывающую заслонку 30 в монтажном положении А или в рабочем положении В.
В правой части (фиг. 3) представлена прикрывающая заслонка 30 согласно изобретению, которая также показана на фиг. 4 со стороны, обращенной к основному корпусу 10. Прикрывающая заслонка 30 имеет, грубо говоря, U-образную форму и изготовлена из материала, не проводящего электрический ток. U-образная форма используется для того, чтобы прикрывающая заслонка 30, по меньшей мере частично, охватывала основной корпус 10. Приформованные на внутренней стороне прикрывающей заслонки 30 направляющие поперечины 37 с зацеплением входят в направляющие пазы 17 в основном корпусе 10 и таким образом удерживают прикрывающую заслонку 30 на основном корпусе 10. Направляющие пазы 17 допускают осуществление ориентированного в направлении замыкания S штепсельного разъема линейного перемещения прикрывающей заслонки 30 из монтажного положения А в рабочее положение В.
В представленном варианте конструктивного выполнения прикрывающая заслонка 30 имеет пружинящий элемент 34, который размещен на прикрывающей заслонке 30 в передней области 32 в направлении замыкания S штепсельного разъема. В момент установления контакта соединительного элемента 1 со вторым соединительным элементом 1' пружинящий элемент 34 осуществляет силовое воздействие на прикрывающую заслонку 30 и принуждает прикрывающую заслонку 30 в рабочее положение В.
Согласно изобретению на обращенной к основному корпусу 10 стороне прикрывающей заслонки 30 приформованы ребра 36. Ребра 36 втапливаются в пазы 16 в основном корпусе 10. Благодаря втапливанию ребер 36 в пазы 16 увеличиваются пути тока поверхностной утечки между отдельными контактными элементами 20 в основном корпусе 10.
В показанном варианте конструктивного выполнения прикрывающая заслонка 30 имеет дополнительный упор 39, который при смещении прикрывающей заслонки 30 в монтажное положение А должен предупреждать случайное снятие прикрывающей заслонки 30 с основного корпуса 10.
На фиг.5 и 6 соответственно показана пара соединительных элементов 1, 1' в незамкнутом или замкнутом состоянии штепсельного разъема. На фигурах видны представленные с расположением напротив друг друга соединительные элементы 1, 1', причем соединительный элемент 1 снабжен гнездовыми контактами, а соединительный элемент 1' снабжен штыревыми контактами. В соответственно в направлении замыкания S, S' штепсельного разъема задней области 14, 14' подсоединения основных корпусов 10, 10' представлены электрические проводники 3, 3', которые с помощью электрической схемы соединены в соединительных элементах 1, 1' со здесь не видимыми контактными элементами 20, 20'. На фиг. 6 области 12, 12' штепсельного соединения вставлены друг в друга в замкнутом состоянии штепсельного разъема.
Согласно изобретению прикрывающие заслонки 30, 30' представлены на фиг. 5 в монтажном положении A. В этом положении они обеспечивают доступ к соединительным средствам 28, 28', с помощью которых электрические проводники 3, 3' закреплены в контактных элементах 20, 20' посредством механического и электрического соединения.
В замкнутом состоянии штепсельного разъема, как это представлено на фиг. 6, прикрывающие заслонки 30, 30' находятся в рабочем положении В и, таким образом, перекрывают доступ к соединительным средствам 28, 28'. В результате вставки соединительных элементов 1,1' друг в друга прикрывающие заслонки 30, 30' взаимно переместились в рабочее положение В. Пружинящие элементы 34, 34' при этом давят друг на друга и тем самым оказывают силовое воздействие на прикрывающие заслонки 30, 30', которое удерживает прикрывающие заслонки 30, 30' в рабочем положении В.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 соединительный элемент
3 электрический проводник
10 основной корпус
11 контактная секция
12 область штепсельного соединения
14 область подсоединения
15 фиксирующее средство
16 паз
17 направляющий паз
18 проем
19 углубление
20 контактный элемент 22 контактная сторона
24 сторона подключения кабеля
28 соединительное средство
30 прикрывающая заслонка
32 передняя область
34 пружинящий элемент
36 ребро
37 направляющая поперечина
38 фиксирующее средство
39 упор
40 сквозное отверстие
A монтажное положение
B рабочее положение
S направление замыкания штепсельного разъема