СОЕДИНИТЕЛЬ С ДВОЙНОЙ СТЕНКОЙ
CONNECTOR WITH DOUBLE WALL

Уровень техники
Беспаечные соединители для осуществления изоляции, вытесняющие соединение проводов, использовались как общепринятый способ для соединения электропроводов в электротехнической промышленности. Такие соединители проводов часто включают корпус с каналами для приема одного и более изоляционных проводов и крышку, поддерживающую подходящий контактный элемент.
Одной общей проблемой для общепринятых соединителей является то, что контактный элемент иногда расшатывается или не в состоянии оставаться полностью недвижимым при нагрузке, необходимой для просечки множества видов кабельной изоляции и соединения проводников. Данная неустойчивость обосновывается фактом отсутствия вертикального стабилизирующего воздействия на крышку, поскольку контактный элемент пытается проколоть изоляцию кабеля и состыковаться с проводниками, тем самым, представляя крышку как нечто неустойчивое, поскольку она может расшататься либо сдвинуться по горизонтали или в другом, нежелательном вертикальном, направлении по отношению к корпусу. Относительная неустойчивость крышки и контактного элемента увеличивается под воздействием на них возрастающей нагрузки. Кроме того, также увеличивается риск того, что крышка и/или контактный элемент могут полностью или частично выйти из строя при увеличении нагрузки. Подобное развитие ситуации приведет к неудовлетворенности или беспокойству оператора, поскольку ему или ей во многих случаях придется с трудом аккуратно и плавно возвращать крышку обратно на корпусе приемлемым вертикальным образом и, таким образом, проводить контактный элемент сквозь кабельную изоляцию приемлемым вертикальным образом.
В данной области техники желаемыми являются улучшениями для того, чтобы увеличить относительную прочность, устойчивость и износостойкость соединительного компонента в целом.
Сущность изобретения
Различные альтернативные осуществления изобретения могут включать, например, корпус, имеющий множество расположенных бок о бок протяженных ребер, образующих каналы для приема проводов. Каналы для приема проводов могут вмещать множество проводов. По меньшей мере, одна прорезь расположена между каждым из ребер и в основном перпендикулярно к каналам. Корпус включает стенку, содержащую внутреннюю и внешнюю поверхности, охватывающие ребра. Полость определена внутри корпуса, включая зазор между стенкой и ребрами.
Осуществления изобретения также могут включать, например, крышку, которая может насаживаться на корпус. Крышка имеет торцевую стенку и пару боковых стенок, включая внутреннюю и внешнюю стенки, которые обе имеют внутреннюю и внешнюю поверхности. Внешняя поверхность внутренней стенки крышки может состыковываться с внутренней поверхностью стенки корпуса. Внутренняя поверхность внешней стенки крышки может состыковываться с внешней поверхностью стенки корпуса. Внутренняя стенка крышки может проходить в часть полости корпуса, а внешняя стенка крышки может окружать часть стенки корпуса, когда стенка корпуса располагается между боковыми стенками крышки. Такое совместное взаимодействие достигается в ответ на достаточное усилие, приложенное для соединения крышки и корпуса друг с другом.
Осуществления изобретения также могут включать, например, проводящий соединительный элемент, включающий пластину, присоединенную к крышке. Пластина крышки может быть расположена в прорези в корпусе. Соединительный элемент поддерживается крышкой с внутренней поверхности торцевой стенки крышки и расположен в пространстве между боковыми стенками. Пластина имеет, по меньшей мере, одну щель. Каждая щель пластины может быть расположена на одной линии с каждым из каналов ребер. Таким способом соединительный элемент в состоянии обеспечить эффективный проводящий контакт с множеством проводов, расположенных в каналах ребер.
Данный пример сущности изобретения не является исчерпывающим, и возможными являются другие альтернативные модификации, которые описаны в данной заявке более подробно.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлен изометрический вид корпуса в соответствии с осуществлением изобретения.
На Фиг.2 представлен вид сверху корпуса с Фиг.1.
На Фиг.3 представлен вид сбоку корпуса с Фиг.1.
На Фиг.4 представлен изометрический вид крышки в соответствии с осуществлением изобретения.
На Фиг.5 представлен вид сверху крышки с Фиг.4.
На Фиг.6 представлен вид в разрезе сбоку крышки с Фиг.5.
На Фиг.7 представлен изометрический вид альтернативной крышки в соответствии с осуществлением изобретения.
На Фиг.8 представлен вид сверху крышки с Фиг.8.
На Фиг.9 представлен вид в разрезе сбоку крышки с Фиг.7.
На Фиг.10 представлен изометрический вид корпуса в соответствии с альтернативным осуществлением изобретения.
На Фиг.11 представлен изометрический вид крышки в соответствии с альтернативным осуществлением изобретения.
На Фиг.12 представлен изометрический вид корпуса в соответствии с альтернативным осуществлением изобретения.
На Фиг.13 представлен изометрический вид крышки в соответствии с альтернативным осуществлением изобретения.
На Фиг.14 представлен изометрический вид корпуса и крышки вместе в виде открытого несоединительного компонента.
На Фиг.15 представлен изометрический вид корпуса и крышки вместе в виде закрытого соединительного компонента и присоединенного к ними кабеля.
Подробное описание
Соединительный компонент 10 как единое целое содержит изолирующий корпус 15 и изолирующую крышку 17, которые насажены друг на друга, образуя электрическое соединение между или среди нескольких проводников 18 нескольких проводов 19, когда провода 19 вставлены в соединитель 10 между корпусом 15 и крышкой 17, как показано на Фиг.15. Провода могут включать, например, провода размером с 12 по 18. Проводники могут быть многожильными, цельными или обоих видов. Пример соединительного компонента 10 в конечном варианте изображен на Фиг.15.
Осуществления изобретения могут включать, например, корпус с одной стенкой 15, насаженный на крышку с двойной стенкой 17. Одно иллюстративное осуществление корпуса 15 и крышки 17 показано на Фиг.1-6. Осуществления корпуса 15 могут включать, например, множество расположенных бок о бок протяженных ребер 20, образующих каналы для приема проводов 24, для поддержания или проведения множества соответствующих проводов или для соединения концов проводов. Ребра 20 могут начинаться в конце соединительной части корпуса 15 и проходить в основную часть, где они образуют каналы для поддержания проводов 24. Каналы для приема проводов 24, образованные ребрами 20, могут быть трубчатыми, цилиндрическими или круглыми, чтобы через них было возможно протянуть и закрепить трубчатый провод. Каналы для приема проводов 24, образованные ребрами 20, могут иметь внутренний диаметр, который, по существу, состыковывается с частью внешнего диаметра провода, который будет соединен в соединителе 10. Каналы для приема проводов 24 могут быть образованы ребрами 20 с внутренней стороны корпуса 15 и/или каналы для приема проводов 24 могут также, например, продлеваться в направлении внешней стороны корпуса 15, где изолированный кабель входит в соединитель 10. Множество ребер 20 могут быть расположены на расстоянии друг от друга так, чтобы, по меньшей мере, одна прорезь 26 была расположена между каждым из ребер и, в общем, перпендикулярно к каналам 24, принимая опоры 62 соединительного элемента 60 на крышке 17.
Корпус 15 также может включать, например, стенку 30, которая простирается от конечной части корпуса 15 и окружает ребра 20. Стенка 30 имеет внутреннюю поверхность 32 и внешнюю поверхность 34. Внутренняя поверхность 32 стенки 30 определяет полость 38 внутри корпуса 15, которая включает зазор между стенкой 30 и ребрами 20. Как показано на Фигурах, полость 38, каналы 24 и прорези 26 все представляют собой открытые участки в пространстве внутри стенки 30 корпуса 15. Осуществления корпуса могут быть выполнены, например, из полупрозрачного стойкого к растворителям гидрофобного эластичного полимерного материала.
Обращаясь снова к Фиг.1-6, осуществления изолирующей крышки 17 могут включать, например, торцевую стенку 42 и пару периферийных боковых стенок 44, 50. Боковые стенки могут включать внутреннюю стенку 44, имеющую внутреннюю поверхность 46 и внешнюю поверхность 48, и внешнюю стенку 50, имеющую внутреннюю поверхность 52 и внешнюю поверхность 54. Внешняя поверхность 48 внутренней стенки 44 крышки 17 может состыковываться с внутренней поверхностью 32 стенки 30 корпуса 15, когда крышка 17 насажена на корпус 15. Внутренняя поверхность 52 внешней стенки 50 крышки 17 может состыковываться с внешней поверхностью 34 стенки 30, когда крышка 17 насажена на корпус 15. Таким образом, в результате насаживания крышки 17 на корпус 15, внутренняя стенка 44 крышки 17 может проходить в часть полости 38 корпуса 15, а внешняя стенка 50 крышки 17 может окружать часть стенки 30 корпуса 15, когда стенка 30 помещена между боковыми стенками 44, 50 крышки 17, в ответ на достаточное усилие, приложенное к торцевой стенке 42 крышки 17, чтобы соединить крышку 17 и корпус 15 друг с другом.
Осуществления изобретения могут включать, например, прямой линейный металлический проводящий соединительный элемент 60 или, как альтернатива, в общем U-образный металлический проводящий соединительный элемент 61, который может быть прикреплен к крышке 17, и который обеспечивает хороший электрический контакт с проводами, если он установлен правильно. Соединительный элемент 60 может поддерживаться крышкой 17 с внутренней поверхности торцевой стенки 42 крышки 17 и может быть расположен в пространстве между боковыми стенками 44, 50 крышки 17. Соединительный элемент 60 может представлять собой пластину, имеющую, по меньшей мере, одну глубокую разделительно-соединительную щель 64, располагающуюся между несколькими опорами 62. Разделительно-соединительная щель 64 соединительного элемента 60 размещена на крышке 17 на одной линии с каналом для приема проводов 24 корпуса 15.
Щели 64 должны быть по толщине меньше, чем диаметр изолированного кабеля, который будет разрезан щелями 64, и немного меньше диаметра проводника, который будет деформирован и соединен. Щели 64 в соединительном элементе 60 спроектированы так, чтобы умещаться внутри прорезей 26 в корпусе 15 и располагаться в одну линию с каждым из каналов для приема проводов 24 ребер 20, таким образом, соединительный элемент 60 обеспечивает эффективный проводящий контакт с проводами, расположенными в каналах 24 ребер 20, когда крышка 17 и корпус 15 насажены друг на друга. Соединительный элемент 60 может быть изготовлен из электропроводного пластичного металла толщиной приблизительно 0,036 дюйма (0,9144 мм), такого как сплав меди, например патронная латунь 260. Твердость соединительного элемента 60 может составлять 3/4 твердости или Н03.
Примеры осуществления соединительного элемента 60 показывают, что соединительный элемент 60 может быть сформирован в один ряд (как показано на Фиг.4-6) или соединительный элемент 61 может быть, как альтернатива, сформирован в двойной ряд (как показано на Фиг.7-9). Однорядный соединительный элемент 60 (Фиг.4-6) будет использовать одну прорезь 26 между ребрами 20 корпуса 15, а двурядный соединительный элемент 61 (Фиг.7-9) будет использовать несколько каналов 26 между ребрами 20 корпуса 15.
В некоторых осуществлениях, например, между разделительно-соединительными щелями 64 расположена промежуточная щель 66, которая обеспечивает большую гибкость опор 62 соединительного элемента 60. Поэтому, даже когда материал подвергнут нагрузке, превышающей критическую точку, существует постоянная упругая сила, действующая на провод для сохранения хорошего электрического контакта вследствие упругой деформации материала, из которого изготовлен соединительный элемент 60. Параметры и свойства таких промежуточных щелей 66, как правило, известны специалистам в данной области техники.
Геометрия соединительного элемента 60 обеспечивает возможность пластической деформации без появления трещин в соединительном элементе 60. Это обеспечивается наличием промежуточной щели 66, расположенной между щелями 64. Поскольку параллельные стенки щелей 64 раздвигаются при вхождении провода в расширенный вход в щель, провод отжимает узкую полоску материала на одной стороне щели 64 по направлению к центру пластины, что заставляет промежуточную щель 66 замыкаться на входе, и отжимает материал на другой стороне щели 64 по направлению к краю пластины 60. Приблизительно одинаковое смещение происходит на каждой стороне провода. Кроме того, стремление соединительного элемента к появлению трещин, когда его подвергают пластической деформации, уменьшают путем выполнения в нижней части щели 64 радиуса, превышающего чуть более чем в 1,5 раза ширину щели, что обеспечивает уменьшенную концентрацию напряжений без потери эффективности в обеспечении хорошего электрического контакта.
Отклонение материала соединительного элемента 60 от щелей 64 к краям соединительного элемента 60 может, в некоторых осуществлениях, заставлять опоры 62 соединительного элемента 60 плотно прижиматься к внутренней поверхности стенки 30 корпуса 15 в положении соединения проводов. Поэтому, когда крышку 17 вставляют в корпус 15, осуществление соединения с проводником 16 проводов также, в некоторых осуществлениях, может улучшать механическое прикрепление крышки 17 к корпусу 15.
В некоторых осуществлениях, для предотвращения попадания воды может быть использован соответствующий герметик в качестве эффективного герметизирующего вещества для соединения проводов. Соответствующий герметик предпочтительно может заполнять весь объем, включая все трещины соединительного компонента 10, когда соединительный компонент 10 находится в закрытом соединенном положении, что включает заполнение трубчатых каналов для приема проводов 24 после подсоединения проводов. Соответствующий герметик может включать, например, соответствующие смазочные вещества, соответствующие гели, мягкие пластмассы, полиизобутилен, полибутеновый синтетический каучук, минеральное масло, аморфный кремнезем, антиоксиданты, силиконовые смазочные вещества, смазочные вещества с маслонаполненной основой Krayton или другие приемлемые соответствующие вещества.
Корпус 15 и крышка 17 могут быть отлиты из эластичного полимерного материала, который предпочтительно является полупрозрачным и стойким к воздействию растворителей. Данный материал является эластичным, то есть имеет хорошее значение предела прочности при растяжении и достаточный модуль упругости, чтобы выдержать растяжение от 10 до 20%. Типичным материалом с подобными свойствами является полиолефин, например, полипропилен, который является менее дорогим, чем поликарбонат. Альтернативно, для изготовления корпуса 15 и крышки 17 может использоваться полиамид.
Осуществления изобретения также могут включать, например, соединитель, включающий крышку с одной стенкой 117, насаженную на корпус с двумя стенками 115. Пример данного альтернативного осуществления корпуса 115 и крышки 117 показан на Фиг.10-11. Осуществления крышки 117 могут включать, например, торцевую стенку 120 и боковую стенку 122, имеющую внутреннюю поверхность 124 и внешнюю поверхность 126.
Осуществления корпуса 115 могут включать, например, пару стенок 130, 140, включающих внутреннюю стенку 130 и внешнюю стенку 140. Внутренняя стенка 130 может иметь внутреннюю поверхность 132 и внешнюю поверхность 134, а внешняя стенка 140 может иметь внутреннюю поверхность 142 и внешнюю поверхность 144. Внешняя поверхность 134 внутренней стенки 130 корпуса 115 может состыковываться с внутренней поверхностью 124 боковой стенки 122 крышки 117, когда крышка 117 насажена на корпус 115. Внутренняя поверхность 142 внешней стенки 140 корпуса 115 может состыковываться с внешней поверхностью 126 боковой стенки 122 крышки 117, когда крышка 117 насажена на корпус 115. Таким образом, в результате насаживания крышки 117 на корпус 115, внутренняя стенка 130 корпуса 115 может проходить во внутреннюю часть крышки 117, а внешняя стенка 140 корпуса 115 может окружать часть боковой стенки 122 крышки 117, когда боковая стенка 122 крышки 117 помещена между стенками 130, 140 корпуса 115, в ответ на достаточное усилие, приложенное к торцовой стенке 120 крышки 117, чтобы соединить крышку 117 и корпус 115 друг с другом.
Осуществления корпуса 115 могут включать, например, множество расположенных бок о бок протяженных ребер 150, образующих каналы для приема проводов 152, для поддержания или проведения множества соответствующих проводов или для соединения концов проводов. Ребра 150 могут начинаться в конце соединительной части корпуса 115 и проходить в основную часть, где они образуют каналы для поддержания проводов 152. Каналы для приема проводов 152, образованные ребрами 150, могут быть трубчатыми, цилиндрическими или круглыми, чтобы через них было возможно протянуть и закрепить трубчатый провод. Каналы для приема проводов 152 могут иметь внутренний диаметр, который, по существу, состыковывается с частью внешнего диаметра провода, который будет соединен в соединителе. Множество ребер 150 могут быть расположены на расстоянии друг от друга так, чтобы, по меньшей мере, одна прорезь 154 была расположена между каждым из ребер и, в общем, перпендикулярно к каналам 152, принимая опоры 162 соединительного элемента 160 на крышке 117. Внутренняя стенка 130 корпуса 115 может окружать ребра 150, тем самым определяя полость 156 в корпусе 115, включая зазор между ребрами 150 и внутренней стенкой 130.
Обращаясь снова к Фиг.10-11, осуществления изобретения могут включать, например, металлический проводящий соединительный элемент 160 или контактный элемент 160, который может быть прикреплен к крышке 117 и который обеспечивает хороший электрический контакт с проводами, если он установлен правильно. Соединительный элемент 160 может поддерживаться крышкой 117 с внутренней поверхности торцевой стенки 120 крышки 117 и может быть расположен в пространстве между боковыми стенками 122 крышки 117. Соединительный элемент 160 может представлять собой пластину, имеющую, по меньшей мере, одну глубокую разделительно-соединительную щель 164, располагающуюся между несколькими опорами 162. Разделительно-соединительная щель 164 соединительного элемента 160 размещена на крышке 117 на одной линии с каналом для поддержки проводов 152 корпуса 115. Щели 164 должны быть по толщине меньше, чем диаметр изолированного кабеля, который будет разрезан щелями 164, и щели 164 будут немного меньше диаметра проводника, который будет соединен. Щели 164 в соединительном элементе 160 спроектированы так, чтобы умещаться внутри прорезей 154 в корпусе 115 и располагаться в одну линию с каждым из каналов для приема проводов 152 ребер 150, таким образом, соединительный элемент 160 обеспечивает эффективный проводящий контакт с проводами, расположенными в каналах 152 ребер 150, когда крышка 117 и корпус 115 насажены друг на друга.
Осуществления изобретения также могут включать, например, соединитель, содержащий крышку с двойной стенкой 217, насаженную на корпус с двойной стенкой 215. Пример альтернативного осуществления корпуса 215 и крышки 217 показан на Фиг.12-13.
Осуществления корпуса 215 могут включать пару стенок 220, 230, включающих внутреннюю стенку 220 и внешнюю стенку 230. Внутренняя стенка 220 корпуса 215 может иметь внутреннюю поверхность 222 и внешнюю поверхность 224, а внешняя стена 230 корпуса 215 может иметь внутреннюю поверхность 232 и внешнюю поверхность 234. Осуществления крышки 217 могут включать пару боковых стенок 240, 250, включая внутреннюю стенку 240 и внешнюю стенку 250. Внутренняя стенка 240 крышки 217 может иметь внутреннюю поверхность 242 и внешнюю поверхность 244, а внешняя стенка 250 крышки 217 может иметь внутреннюю поверхность 252 и внешнюю поверхность 254.
Осуществления изобретения могут включать, например, множество расположенных бок о бок протяженных ребер 260, исходящих от корпуса 215, которые могут быть расположены в пространстве внутри внутренней стенки 220 корпуса 215. Ребра 260 могут образовывать каналы для приема проводов 262, которые поддерживают множество проводов. По меньшей мере, одна из прорезей 264 может проходить между каждым из ребер 260 и, в общем, перпендикулярно к каналам 262.
Осуществления изобретения могут включать, например, металлический проводящий соединительный элемент 270 или контактный элемент 270, который может быть прикреплен к крышке 217, и который обеспечивает хороший электрический контакт с проводами, если он установлен правильно. Соединительный элемент 270 может поддерживаться крышкой 217 на внутренней поверхности торцевой стенки крышки 217 и может быть расположен в пространстве внутри внутренней боковой стенки 240 крышки 217. Соединительный элемент 270 может представлять собой пластину, имеющую, по меньшей мере, одну глубокую разделительно-соединительную щель 274 располагающуюся между несколькими опорами 272. Разделительно-соединительная щель 274 соединительного элемента 270 размещена на крышке 217 на одной линии с каналом для приема проводов 262 корпуса 215. Щели 274 должны быть по толщине меньше, чем диаметр изолированного кабеля, который будет разрезан щелями 274. Щели 274 в соединительном элементе 270 спроектированы так, чтобы умещаться внутри прорезей 264 в корпусе 215 и располагаться в одну линию с каждым из каналов для приема проводов 262 ребер 260, таким образом, соединительный элемент 270 обеспечивает эффективный проводящий контакт с проводами, расположенными в каналах 262 ребер 260, когда крышка 217 и корпус 215 насажены друг на друга.
В одном осуществлении, например, внутренняя поверхность 242 внутренней стенки 240 крышки 217 состыковывается с внешней поверхностью 224 внутренней стенки 220 корпуса 215, внешняя поверхность 244 внутренней стенки 240 крышки 217 состыковывается с внутренней поверхностью 232 внешней стенки 230 корпуса 215, а внутренняя поверхность 252 внешней стенки 250 крышки 217 состыковывается с внешней поверхностью 234 внешней стенки 230 корпуса 215, в ответ на достаточное усилие, приложенное для соединения крышки 217 и корпуса 215 друг с другом.
В другом осуществлении, например, внутренняя поверхность 222 внутренней стенки 220 корпуса 215 состыковывается с внешней поверхностью 244 внутренней стенки 240 крышки 217, внешняя поверхностью 224 внутренней стенки 220 корпуса 215 состыковывается с внутренней поверхностью 252 внешней стенки 250 крышки 217, а внутренняя поверхность 232 внешней стенки 230 корпуса 215 состыковывается с внешней поверхностью 254 внешней стенки 250 крышки 217, в ответ на достаточное усилие, приложенное для соединения крышки 217 и корпуса 215 друг с другом.
Различные осуществления соединителя включают преимущества, которые включают, но не ограничиваются следующими. Например, осуществления изобретения могут улучшать относительную прочность, устойчивость или износостойкость соединительного компонента в целом. Таким образом, например, соединительный элемент может в меньшей мере расшатываться при установке и может быть более устойчивым при приложении усилий, необходимых для разрезания изоляции кабелей, и обеспечивает более эффективное соединение. Как результат, может быть реализован односторонний стабилизирующий эффект, что со временем увеличивает срок службы соединительного компонента в целом. При приложении возрастающего усилия корпус и крышка могут оставаться относительно прочными и устойчивыми до тех пор, пока соединение не будет выполнено надлежащим образом, и корпус и крышка не будут соединены с получением единого закрытого соединительного компонента.
В некоторых осуществлениях, соединитель, когда он находится в закрытом соединенном положении, включая корпус и крышку, насаженные друг на друга, преимущественно может демонстрировать характеристики, которые пройдут все пункты испытания, определенные UL 486D - Серия D. В некоторых осуществлениях, соединитель, когда он находится в закрытом соединенном положении, включая корпус и крышку, насаженные друг на друга, преимущественно может демонстрировать характеристики, которые пройдут все пункты испытания, определенные UL486D - Серия Е. Другие осуществления альтернативно могут демонстрировать характеристики, которые пройдут альтернативные испытания в различных отраслях промышленности, включая, но не ограничиваясь UL 486C, UL 486D (Серии А-С), другие различные UL и CSA испытания, среди подобных им в различных отраслях промышленности. Осуществления данного изобретения могут быть использованы в автомобильной промышленности, в RV промышленности (производство "домов на колесах"), в оросительной отрасли, электротехнической промышленности, в телекоммуникационной промышленности, а также в любой другой отрасли, в которой используются соединители.
Несмотря на то, что приведенное выше подробное описание содержит много специфических деталей с целью иллюстрации, любой специалист в данной области техники оценит, что многие вариации, изменения, замены и переделки деталей включены в объем настоящего изобретения, которое заявляется. Соответственно изобретение, описанное в подробном описании, изложено без наложения любых ограничений на заявленное изобретение. Например, любая ссылка на термины, такие как «смонтированный», «соединенный», «прикрепленный», «присоединенный», «связанный» и т.д., должны широко истолковываться для того, чтобы включать такое «монтирование», «соединение», «прикрепление», «присоединение», «связывание» и т.д., как достигнутое непрямо, прямо и/или полностью. Объем изобретения должен определяться следующей формулой изобретения и ее соответствующими правовыми эквивалентами.