ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬ
ELECTRIC CONNECTOR

Изобретение относится к защитным устройствам электрических соединителей и может быть использовано для подсоединения к электросети радиотехнических и электрических аппаратов и приборов.
Известна розетка (пат. РФ №2 125329 C1, H01R 13/453, опубл. 20.01.1999, бюл. №2), содержащая корпус с гнездами, упругие контактные элементы, подпружиненные пластины, установленные с возможностью открытия упругих контактных элементов при взаимодействии с размещенными в корпусе подпружиненными фигурными упорами, свободные концы которых взаимодействуют со штепсельной вилкой.
Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не обеспечивает достаточную надежность в эксплуатации из-за сложной конструкции.
Прототипом заявляемого изобретения является безопасный электрический разъем (а.с. СССР №1282244 A1, H01R 13/44, опубл. 07.01.1987, бюл. №1). Разъем состоит из вилки со штырями и розетки, содержащей корпус, контактные гнезда, запирающий механизм. В запирающий механизм введены замковые элементы в виде двух двуплечих Г-образных рычагов, жестко соединенных с соответствующими подпружиненными пластинами. Пластины установлены с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной направлению ввода вилки в розетку.
Недостатком прототипа является то, что в данном разъеме направление ввода вилки в розетку не совпадает с направлением вращения пластин, что приводит к большому усилию стыковки и большим механическим нагружениям элементов конструкции в момент стыковки вилки с розеткой. Кроме того, известный разъем имеет сложную конструкцию деталей. Указанные недостатки приводят к снижению надежности в эксплуатации.
При этом конструкция прототипа не обеспечивает и достаточную степень безопасности, т.к. открытие запирающего механизма выполняется простым перемещением пластины под действием контактных элементов вилки.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании безопасного и надежного при эксплуатации электрического соединителя.
Технические результаты, получаемые при осуществлении изобретения, заключаются в повышении степени защиты контактных элементов розетки, упрощении конструкции, уменьшении усилия стыковки соединителя и, как следствие, в повышении надежности устройства.
Для достижения указанных технических результатов в электрическом соединителе, состоящем из вилки с корпусом и контактами, и розетки, содержащей корпус, контакты, закрытые запирающим механизмом, включающим, по крайней мере, одну пару подпружиненных пластин с замковыми элементами, установленных со стороны ввода вилки в розетку с возможностью вращения вокруг своих осей, новым является то, что пластины установлены по очередности открывания так, что каждая последующая, по крайней мере, частично перекрывает предыдущую, и связаны между собой посредством замковых элементов, выполненных в виде пазов на всех пластинах, кроме последней по очередности открывания, и в виде выступов - начиная со второй, корпус вилки снабжен разновысокими выступами, выполненными с возможностью взаимодействия в заданной последовательности с соответствующими пластинами, при этом количество выступов на корпусе вилки равно количеству пластин, установленных с возможностью вращения в направлении, совпадающем с направлением ввода вилки в розетку.
Кроме того, контакты розетки снабжены токопроводящими упругими элементами, выполненными с возможностью заземления в разомкнутом состоянии соединителя и снятия заземления в замкнутом.
Выполнение определенным образом замковых элементов на подпружиненных пластинах розетки, установленных с перекрытием и связанных в разомкнутом состоянии соединителя с их помощью, и наличие на корпусе вилки соответствующих открывающих элементов (выступов разной высоты) позволяет повысить степень защиты контактов розетки за счет того, что запирающий механизм соединителя можно открыть только вилкой, специально предназначенной для данного соединителя, которая поворачивает пластины в определенной очередности. При этом конструкция указанных элементов проста и позволяет выполнить пластины с возможностью вращения в направлении, совпадающем с направлением ввода вилки в розетку, что приводит к уменьшению усилия стыковки соединителя. Кроме того, заявленное выполнение запирающего механизма позволяет исключить из процесса открывания контакты вилки и тем самым повысить срок их службы. В результате вышеперечисленного повышается надежность эксплуатации соединителя.
Наличие в контактах розетки токопроводящих упругих элементов, выполненных с возможностью заземления в разомкнутом состоянии соединителя и снятия заземления в замкнутом, позволяет дополнительно повысить степень защиты соединителя, т.к. в случае силового взлома запирающего механизма будет затруднено определение рабочих электрических цепей.
На фиг.1 изображено сечение электрического соединителя в замкнутом состоянии.
На фиг.2 - внешний вид розетки.
На фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, показывающий положение пластин с замковыми элементами и выполнение контактов розетки.
На фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2, показывающий положение пластин, расположенных одна над другой.
На фиг.5 - сечение, показывающее выполнение вилки.
На фиг.6 - вид Д на фиг.4, показывающий выполнение четырех выступов корпуса вилки.
На фиг.7- сечение, показывающее взаимодействие элементов вилки и розетки в процессе замыкания.
Соединитель состоит из розетки 1 и вилки 2 (см. фиг.1).
Розетка 1 содержит:
- корпус 3 (см. фиг.2);
- четыре пластины 4, 5, 6, 7, причем пластины 4, 6 и пластины 5, 7 установлены на осях 8, 9 соответственно, с возможностью поворота в направлении, совпадающем с направлением ввода вилки в розетку, и подпружинены пружинами сжатия 11 (см. фиг.3);
- контакты 10 (см. фиг.3).
В разомкнутом состоянии соединителя пластины установлены по очередности открывания так, что каждая последующая частично перекрывает предыдущую, а именно, 5 установлена над 4, 6 над 5 и 7 над 6 (см. фиг.4) и связаны между собой посредством замковых элементов, выполненных в виде пазов 12 на пластинах 4, 5, 6 и выступов 13 на пластинах 5, 6, 7, причем выступы находятся в пазах (см. фиг.3).
Контакты 10 снабжены токопроводящими упругими элементами 14, выполненными с возможностью заземления, например, через токопроводящий корпус 3 в разомкнутом состоянии соединителя (см. фиг.3) и снятия заземления с корпуса 3 в замкнутом состоянии соединителя (см. фиг.1).
Вилка 2 содержит:
- корпус 15 и контакты 16 (см. фиг.5).
Корпус 15 имеет четыре разновысоких выступа 17, 18, 19, 20 (см. фиг.6), выполненных с возможностью взаимодействия в заданной последовательности с пластинами 4, 5, 6, 7.
Соединитель работает следующим образом.
При введении вилки 2 в розетку 1 выступы 17, 18, 19, 20 корпуса 15 начинают взаимодействовать в заданной последовательности с соответствующими пластинами розетки 1, поворачивая пластины 4, 6 относительно оси 8, а пластины 5, 7 относительно оси 9. При этом первой начинает поворачиваться под действием выступа 17 пластина 4 на угол, достаточный для выхода выступа 13 пластины 5 из паза 12 пластины 4, освобождая путь для последующего поворота под действием выступа 18 пластины 5 (см. фиг.7). Затем под действием выступа 19 пластина 6 поворачивается на угол, достаточный для выхода выступа 13 пластины 7 из паза 12 пластины 6 (на фиг.не показано). И так далее в зависимости от того, сколько аналогичных пар пластин будет введено в конструкцию.
После открытия всех пластин в процессе дальнейшего ввода вилки 2 в розетку 1 контакты 10 соединяются с контактами 16. При этом токопроводящие упругие элементы 14 отсоединяются от корпуса 3 (см. фиг.1).
Соединитель состыкован.
Расстыковка соединителя осуществляется в обратной последовательности.
Таким образом, запирающий механизм соединителя можно открыть только вилкой, специально предназначенной для данного соединителя, обеспечивая заложенный алгоритм взаимодействия замковых элементов. В противном случае, замковые элементы не дадут возможность поворачиваться пластинам относительно своих осей, т.к. выступы поверхностями Г упрутся в поверхности пазов В (см. фиг.3, фиг.7), и свободный доступ к контактам розетки будет закрыт.
Изготовленные и испытанные макеты электрического соединителя подтвердили повышение надежности работы и безопасности устройства.