ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ОСНАЩЕННЫЙ КОНТАКТНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
ELECTRIC CONNECTING ELEMENT EQUIPPED WITH CONTACT ELEMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электрическому соединительному элементу, имеющему металлический проводящий корпус, который выполнен из первого материала, и в котором расположена упругая пластина, причем указанная упругая пластина выполнена с возможностью прижатия неизолированной сердцевины проводящего провода, который вставлен в указанный соединительный элемент, к внутренней стороне стенки основания.
Изобретение также относится к способу, используемому для изготовления электрического соединительного элемента.
Уровень техники
Такие соединительные элементы, описанные во вводной части, известны, например, штепсельные розетки.
Такой соединительный элемент служит для создания электрического контакта между электрическими проводами электрической сети и штепсельной вилкой, которая образует часть электрического устройства, и которую вставляют в соединительный элемент. С этой целью соединительный элемент содержит участок, выполненный с возможностью приема электрического провода, идущего из стены, и приемное гнездо, выполненное с возможностью приема контактного штифта штепсельной розетки для создания с ними электрического контакта.
Такой электрический соединительный элемент должен соответствовать определенным стандартам.
Например, международные стандарты требуют, чтобы повышение температуры штепсельной розетки в результате ее нагрева в процессе эксплуатации оставалось меньше пороговой величины, заданной как функция номинального тока штепсельной розетки.
Решение для уменьшения нагрева соединительного элемента состоит в том, чтобы изготавливать корпус соединительного элемента из материала, который имеет насколько возможно низкое электрическое сопротивление, причем корпус полностью окружен покрытием, которое ограничивает контактное сопротивление с неизолированной сердцевиной электрического провода. В частности, нагрев соединительного элемента увеличивается с увеличением сопротивления, которое подается в электрическую цепь соединительным элементом.
Электрическое сопротивление соединительного элемента связано с рядом параметров, в частности, с объемным сопротивлением материала (связанным с его проводимостью) и с контактным сопротивлением между неизолированной сердцевиной электрического провода и соединительным элементом. Корпус обычно выполнен из латуни без покрытия. Известно об изготовлении указанного корпуса целиком из латуни, покрытой таким материалом, как олово, серебро или золото. Это позволяет обеспечить контактное сопротивление с неизолированной сердцевиной электрического провода, которое меньше контактного сопротивления между латунью без покрытия и неизолированной сердцевиной электрического провода. Однако стоимость такой латуни с покрытием является высокой.
Пример соединительного элемента описан, например, в документе ЕР 1353407.
Раскрытие изобретения
В данном контексте настоящее изобретение предлагает соединительный элемент, в котором уменьшается нагрев электрически соединенного провода и снижаются расходы на его изготовление.
В частности, изобретение предлагает электрический соединительный элемент, описанный во вводной части, в котором внутренняя сторона стенки основания снабжена контактным элементом, который выполнен из второго материала, отличающегося от первого материала, и к которому указанная упругая пластина может прижимать указанную неизолированную сердцевину проводящего провода, когда указанная неизолированная сердцевина вставлена в соединительный элемент, причем указанный второй материал имеет контактное сопротивление с неизолированной сердцевиной электрического провода, которое ниже контактного сопротивления между первым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода.
С помощью соединительного элемента изобретения можно ограничить нагрев корпуса соединительного элемента во время прохождения электрического тока посредством понижения контактного сопротивления между неизолированной сердцевиной электрического провода и корпусом, также уменьшая расходы на изготовление соединительного элемента. Это достигается с помощью контактного элемента, который выполнен из материала, имеющего контактное сопротивление с неизолированной сердцевиной электрического провода ниже контактного сопротивления материала, из которого выполнена остальная часть соединительного элемента, и который расположен внутри соединительного элемента.
Соединительный элемент изобретения имеет другие характеристики, перечисленные ниже, которые являются полезными и неограничивающими:
указанный второй материал содержит олово, серебро или золото;
указанный первый материал содержит медь;
предусмотрены, по меньшей мере, два контактных элемента, выполненных из второго материала, и указанная упругая пластина выполнена с возможностью прижатия неизолированной сердцевины электрического провода, по меньшей мере, к одному из двух контактных элементов;
предусмотрены, по меньшей мере, два контактных элемента, выполненных из второго материала, и указанная упругая пластина выполнена с возможностью прижатия неизолированной сердцевины электрического провода к двум контактным элементам одновременно;
каждый контактный элемент выступает в корпус относительно внутренней стороны указанной стенки;
каждый контактный элемент образует часть заклепки, закрепленной через указанную стенку;
каждый контактный элемент образует часть шарика, который установлен на указанной внутренней стороне стенки; и
указанный корпус имеет, по меньшей мере, два канала вставления, которые выполнены с возможностью направления вставления неизолированной сердцевины электрического провода в соединительный элемент, причем каждый из каналов вставления определяется, по меньшей мере, частично, указанной внутренней стороной стенки основания, и в каждом канале вставления расположен, по меньшей мере, один контактный элемент.
Настоящее изобретение также предлагает электрическое устройство, содержащее вышеописанный соединительный элемент для электрического присоединения электрического провода.
В частности, электрическое устройство образует штепсельную розетку для электрического соединения указанного провода с контактным штифтом, который образует часть другого электрического устройства.
И, наконец, настоящее изобретение также предлагает способ изготовления вышеописанного электрического соединительного элемента, причем электрический соединительный элемент содержит металлический проводящий корпус, который выполнен из первого материала, и в котором расположена упругая пластина, причем указанная упругая пластина выполнена с возможностью прижатия неизолированной сердцевины проводящего провода, который вставлен в указанный соединительный элемент, к внутренней стороне стенки основания, причем внутренняя сторона стенки основания содержит контактный элемент, который выполнен из второго материала, имеющего контактное сопротивление с неизолированной сердцевиной проводящего провода ниже контактного сопротивления между первым материалом и неизолированной сердцевиной проводящего провода, причем согласно указанному способу указанный корпус изготавливают из первого материала, и контактный элемент, выполненный из второго материала, крепят на внутренней стороне стенки основания.
Согласно указанному способу в указанной стенке основания пробивают отверстие и устанавливают в него заклепку, выполненную из второго материала.
В одном из вариантов выполнения шарик, выполненный из второго материала, приваривают к внутренней стороне указанной стенки.
Краткое описание чертежей
Нижеприведенное описание неограничивающих примеров со ссылкой на приложенные чертежи позволяет понять, из чего состоит изобретение и как его можно внедрить на практике.
На приложенных чертежах:
фиг. 1 - перспективный вид сзади первого варианта выполнения электрического соединительного элемента изобретения;
фиг. 2 - перспективный вид сзади корпуса электрического соединительного элемента из фиг. 1;
фиг. 3 - перспективный вид сзади упругой пластины электрического соединительного элемента из фиг. 1;
фиг. 4 - вид сзади соединительного элемента из фиг. 1;
фиг. 5 - перспективный вид спереди электрического соединительного элемента из фиг. 1;
фиг. 6 - перспективный вид спереди корпуса электрического соединительного элемента из фиг. 5;
фиг. 7 - перспективный вид спереди упругой пластины электрического соединительного элемента из фиг. 5;
фиг. 8 - вид сверху электрического соединительного элемента из фиг. 1;
фиг. 9 - вид сверху корпуса электрического соединительного элемента из фиг. 8;
фиг. 10 - вид сверху упругой пластины электрического соединительного элемента из фиг. 8;
фиг. 11 - вид сбоку электрического соединительного элемента из фиг. 1;
фиг. 12 - вид сбоку упругой пластины соединительного элемента из фиг. 11;
фиг. 13 - перспективный вид спереди в разобранном виде электрического соединительного элемента из фиг. 5;
фиг. 14 - перспективный вид сзади в разобранном виде электрического соединительного элемента из фиг. 1;
фиг. 15 - вид в разрезе по плоскости Р1 из фиг. 8;
фиг. 16 - вид в разрезе, сходный с видом из фиг. 15, с неизолированной сердцевиной электрического провода, вставленного в соединительный элемент;
фиг. 17 - перспективный вид сзади второго варианта выполнения электрического соединительного элемента изобретения; и
фиг. 18 - вид в разрезе, сходный с видом из фиг. 16, для второго варианта выполнения.
В двух показанных вариантах выполнения элементы, которые являются идентичными или соответствующими друг другу, обозначены одними и теми же номерами позиций.
Осуществление изобретения
Два варианта выполнения соединительного элемента 1 изобретения показаны, во-первых, на фиг. 1-16 и, во-вторых, на фиг. 17-18.
Соединительный элемент 1 изобретения предназначен для включения в состав электрического устройства, например, штепсельной розетки.
Электрическое устройство изобретения содержит, по меньшей мере, один соединительный элемент для электрического соединения с электрическим проводом.
В частности, электрическое устройство образует штепсельную розетку для электрического соединения указанного электрического провода с контактным штифтом, который образует часть другого электрического устройства.
Это позволяет электрическому току проходить между электрическими проводами электрического устройства, например, электрическими проводами электрической сети, соединенными с штепсельной розеткой, и контактным штифтом, который вставлен в электрическое устройство, причем этот контактный штифт образует часть штепсельной вилки, например, другого электрического устройства.
С этой целью соединительный элемент 1 содержит проводящий корпус 100, который содержит кожух 110, выполненный с возможностью размещения, по меньшей мере, одной неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 (фиг. 16 и 18), и гнездо 120, выполненное с возможностью размещения контактного штифта штепсельной вилки (не показана), для создания электрического контакта электрического провода с контактным штифтом.
Соединительный элемент 1 также содержит упругую пластину 200, которая выполнена, во-первых, с возможностью зажимания электрического провода 2, когда он вставлен в кожух 110, у стенки 103 основания кожуха 110, и, во-вторых, зажимания контактного штифта, когда он вставлен в соединительное гнездо 120 (фиг. 1, 5, 8, 11, 13, 14, 15, 16, 17 и 18).
Более конкретно, электрический провод 2 содержит неизолированную сердцевину 4 с остальной частью сердцевины, окруженной изоляционной оболочкой 3 (фиг. 16 и 18).
Более конкретно, в этом варианте выполнения упругая пластина 200 выполнена с возможностью прижатия неизолированной сердцевины 4 токопроводящего провода 2, когда он вставлен в кожух 110, к стенке 103 основания (фиг. 16 и 18) кожуха 110, и она выполнена с возможностью прижатия, по меньшей мере, одной стенки соединительного гнезда 120 к контактному штифту, когда указанный контактный штифт вставлен в указанное соединительное гнездо 120.
Соединительный элемент 1 продолжается, в общем, вдоль продольной оси X1, которая перпендикулярна направлению I вставления для вставления контактного штифта в гнездо 120. Направление I вставления соответствует продольной оси приемного гнезда 120 (фиг. 1, 5, 8, 13, 14 и 17).
Корпус 100 соединительного элемента показан более детально на фиг. 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14 и 17.
Корпус 100 выполнен из первого материала, который имеет первую электропроводность, являющуюся достаточной для прохождения электрического тока между контактным штифтом и электрическим проводом 2.
Например, первый материал является проводящим металлом, например, медью или сплавом, содержащим медь.
В этом варианте выполнения корпус 100 выполнен из согнутого металлического листа.
В этом варианте выполнения корпус 100 содержит две боковые полки 101, 102, которые продолжаются от стенки 103 основания, в общем, вдоль продольной оси X1.
Стенка 103 основания, по существу, плоская и продолжается перпендикулярно продольной оси X1 соединительного элемента 1 (фиг. 8, 9 и 17).
Каждая боковая полка 101, 102 последовательно образует от стенки 103 основания основную боковую стенку 111, 112 кожуха 110, направленный внутрь криволинейный промежуточный участок 121, 122 соединительного элемента 1 и направленную наружу криволинейную стенку 123, 124 соединительного элемента, которая частично определяет гнездо 120 (фиг. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 13, 14 и 17).
Боковые стенки 111, 112 кожуха 110, определяемые двумя полками 101, 102, являются плоскими и продолжаются под прямыми углами от стенки 103 основания.
Таким образом, стенка 103 основания образует третью боковую стенку кожуха 110 (фиг. 1, 2, 4, 5, 8, 9 и 17).
Таким образом, кожух 110 соединительного элемента 1 имеет, в общем, прямоугольную коробчатую форму, которая определена двумя основными боковыми стенками 111, 112, стенкой 103 основания и указанными промежуточными участками 121, 122 боковых полок 101, 102 (фиг. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 13, 14 и 17).
Таким образом, кожух 110 практически закрыт с четырех сторон указанными боковыми стенками 111, 112, 103 и указанными промежуточными участками 121, 122 боковых полок 101, 102.
Он является полностью открытым с двух противоположных сторон.
Таким образом, кожух 110 образует пространство для вставления, предназначенное для вставления электрического провода в соединительный элемент 1, которое в этом варианте выполнения продолжается вдоль направления Е1, которое параллельно направлению I вставления для вставления контактного штифта в гнездо (2, 6, 9 и 11).
Таким образом, в этом варианте выполнения направление Е1 вставления для вставления электрического провода перпендикулярно продольной оси X1 соединительного элемента 1.
Кожух 110 открыт вдоль направления Е1.
Кроме того, стенка 103 основания кожуха 110 содержит окно 105, которое образует две направляющие 106, выступающие от внутренней стороны стенки 103 основания параллельно боковым стенкам 111, 112 кожуха 110 (фиг. 5, 6, 8, 9 и 17) внутрь кожуха 110.
Направляющие 106 продолжаются вдоль направления Е1 вставления для вставления электрического провода в кожух на большом участке по высоте кожуха 110 (фиг. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 13, 14 и 17).
Таким образом, каждая направляющая 106 взаимодействует с примыкающей боковой стенкой 111, 112 кожуха 110 для образования канала 107, 108 вставления (фиг. 9) для вставления неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2, причем этот канал направляет вставление неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 в кожух 110.
По изобретению внутренняя сторона стенки 103 основания корпуса 100 также оснащена контактным элементом 115 (фиг. 8, 9, 15, 16, 18), который выполнен из второго материала, имеющего контактное сопротивление с неизолированной сердцевиной электрического провода, которое ниже контактного сопротивления между первым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода, причем указанная упругая пластина 200 выполнена с возможностью прижатия неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 к этому контактному элементу, когда указанная неизолированная сердцевина вставлена в соединительный элемент 1.
Второй материал отличается от первого материала.
Контактный элемент имеет размеры, которые являются небольшими по отношению к размерам стенки основания.
Таким образом, контактный элемент 115 имеет площадь поверхности, которая является небольшой по отношению к площади поверхности стенки 103 основания.
Однако контактный элемент может иметь различные формы. В частности, он может быть в форме контактной шпильки или шарика, но также возможны другие формы, например, он может быть в форме полосы.
В частности, контактный элемент 115 может иметь круглую форму диаметром от 1 миллиметра (мм) до 2 мм, например, диаметром 1,5 мм. Он также может иметь любую другую пригодную форму, например, с общим размером 1-2 мм. В этом варианте выполнения и в качестве примера соответствующие размеры кожуха составляют 8 мм по ширине и 11 мм по высоте вдоль направления Е1 вставления для стенки 103 основания и 7 мм по длине вдоль продольной оси X1. В этом варианте выполнения общая длина соединительного элемента вдоль продольной оси X1 равна 18 мм.
Каждый контактный элемент 115 прикреплен к внутренней стороне стенки 103 основания. В частности, каждый контактный элемент 115 прикреплен в основании 103 стенки или на нем.
Стенка 103 основания также может содержать некоторое количество контактных элементов 115, причем упругая пластина 200 выполнена с возможностью одновременного прижатия неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 к этим контактным элементам.
Каждый контактный элемент 115 выполнен с возможностью проводить электрический ток от неизолированной сердцевины электрического провода в контакте с корпусом 100.
Корпус 100 выполнен с возможностью проводить электрический ток от каждого контактного элемента 115 к контактному штифту, который вставлен в приемное гнездо 120.
В первом варианте выполнения, показанном на фиг. 1-16, как более детально показано на фиг. 1, 2 и 4, соединительный элемент содержит именно два контакта 115.
Контактные элементы 115 расположены на внутренней стороне стенки 103 основания таким образом, что упругая пластина 200, прижимает неизолированную сердцевину 4 электрического провода 2, когда она вставлена в кожух 110, по меньшей мере, к одному из контактных элементов 115.
Фактически, в этом варианте выполнения каждый контактный элемент 115 расположен в одном из каналов 107, 108 вставления, которые ограничены между направляющими 106 и примыкающими боковыми стенками 111, 112 (фиг. 8 и 9) вблизи входа в кожух 110.
Вход в кожух 110 соответствует открытой стороне кожуха 110, которая расположена рядом со вторым концевым участком 220 упругой пластины 200, которая подробно описана ниже.
В разновидности варианта выполнения контактный элемент может быть расположен посередине канала вставления для вставления неизолированной сердцевины электрического провода или в любом месте, которое обеспечивает электрический контакт между контактным элементом и неизолированной сердцевиной электрического провода.
В этом варианте выполнения контактный элемент 115 предусмотрен в каждом из каналов 107, 108 вставления кожуха 110, и, таким образом, неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 входит в контакт с одним из двух контактных элементов 115 независимо от канала 107, 108 вставления, в который он вставлен.
В разновидности варианта выполнения в каждом канале вставления кожуха предусмотрено некоторое количество контактных элементов.
Таким образом, во втором варианте выполнения, показанном на фиг 17 и 18, в каждом канале 107, 108 вставления кожуха 110 предусмотрены два контактных элемента 115. В этом варианте выполнения контактные элементы расположены рядом с входом и выходом кожуха 110. За исключением ряда контактных элементов, расположенных на внутренней стороне каждого канала вставления, соединительный элемент второго варианта выполнения на фиг. 17, и 18 полностью сходен с соединительным элементом первого варианта выполнения.
Таким образом, неизолированная сердцевина прижата, по меньшей мере, к одному из двух контактных элементов 115 канала 107, 108 вставления, в который она вставлена.
Таким образом, контакт между контактным элементом и неизолированной сердцевиной электрического провода обеспечивается независимо от направления, в котором неизолированную сердцевину вставляют в канал вставления. Когда неизолированную сердцевину электрического провода вставляют параллельно направлению Е1 вставления в кожух 110, неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 прижимается одновременно к двум контактным элементам 115, что способствует уменьшению контактного сопротивления в сборочной единице.
Может случиться, что электрический провод будет смещен в направлении, перпендикулярном направлению Е1 вставления. Таким образом, неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 может оказаться расположенной в кожухе в направлении, которое наклонено относительно направления Е1 вставления.
В этой ситуации наличие двух контактных элементов 115 позволяет обеспечить, что электрический провод будет находиться в контакте, по меньшей мере, с одним из двух контактных элементов 115. Например, когда электрический провод тянут к приемному гнезду (влево на фиг. 18), неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 остается в контакте с контактным элементом 115, который расположен рядом с выходом кожуха 110. Когда электрический провод тянут от приемного гнезда (вправо на фиг. 18), неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 остается в контакте с контактным элементом 115, который расположен рядом с входом кожуха 110.
В этом варианте выполнения контакт между контактным элементом 115 и неизолированной сердцевиной электрического провода происходит в небольшой зоне неизолированной сердцевины из-за небольших размеров контактного элемента (контактных элементов).
Указанный второй материал предпочтительно может содержать олово, серебро, золото или какой-либо другой благородный металл, такой как палладий, родий или платина.
Фактически и в качестве примера вышеуказанный второй материал может быть луженой медью или латунью, т.е. медью или латунью, покрытой оловом; сплавом медь/олово; оловом; металлическим сплавом, содержащим золото, серебро или какой-либо другой благородный металл, такой как палладий, родий или платина; или металлом, таким как латунь, покрытая золотом, серебром или каким-либо другим благородным металлом, таким как палладий, родий или платина.
Медь или латунь могут быть покрыты оловом, золотом или серебром, например, посредством нанесения гальванического покрытия, уплотнения, совместного наслаивания или совместного наслаивания вместе с высокотемпературной пайкой.
В общем, контактное сопротивление, которое существует между вторым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода, можно измерить с помощью любого способа, известного специалисту в этой области.
В этом варианте выполнения такой способ включает в себя измерение падение потенциала между неизолированной сердцевиной 4 электрического провода 2 и контактным элементом 115, который выполнен из второго материала, т.е. на контактной поверхности раздела, во время прикладывания заданного опорного тока. Контактное сопротивление выводят из этого измерения.
В частности, контактное сопротивление можно измерить, прикладывая слабый ток, например, в диапазоне приблизительно от 10 миллиампер (мА) до 100 мА и/или прикладывая номинальный ток соединительного элемента 1, например, в диапазоне от 16 ампер (А) до 20A.
Контактное сопротивление между вторым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода и контактное сопротивление между первым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода, измеренные для заданной величины электрического тока, предпочтительно сравнивают.
Контактное сопротивление может быть измерено в условиях эксплуатации соединительного элемента, т.е. в химической и механической рабочей среде и после того, как соединительный элемент проработает некоторое время. Сравнение предпочтительно выполнять между контактным сопротивлением между вторым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода и контактным сопротивлением между первым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода, которые измеряются в сходных условиях эксплуатации.
Например, контактное сопротивление между первым материалом и неизолированной сердцевиной электрического провода измеряют у контактного элемента, который сходен с контактным элементом изобретения, но не содержит какого-либо контактного элемента.
В частности, контактное сопротивление зависит от характеристик твердости, восприимчивости к механическому смещению и стойкости к химическому воздействию на материал.
Например, что касается второго материала, который является относительно мягким, например, олово, окислы образуют на поверхности контактного элемента трещину, когда неизолированную сердцевину электрического провода прижимают к контактному элементу, что уменьшает контактное сопротивление между неизолированной сердцевиной электрического провода и контактным элементом.
Точнее говоря, в этом варианте выполнения каждый контактный элемент 115 образует часть заклепки 117 (см., в частности, фиг. 13-16).
Таким образом, стенка 103 основания снабжена двумя заклепками 117, которые выполнены из указанного второго проводящего материала. В этом варианте выполнения заклепки 117 выполнены из олова.
Каждая заклепка 117 расклепана на стенке 103 основания через отверстие 116 в стенке 103 основания (фиг. 14). Каждая заклепка 117 имеет два конца 115, 118, которые выступают относительно указанной стенки 103 основания (фиг. 15, 16 и 18).
Таким образом, внутренний конец 115 заклепки 117 выступает от стенки 103 в кожух 110 (фиг. 15, 16 и 18) и образует контактный элемент 115.
Например, контактный элемент 115 выступает от стенки 103 основания на толщину 0,3-0,4 мм.
В разновидности варианта выполнения, которая не показана, контактный элемент образует часть шарика, который прикреплен на указанной внутренней стороне стенки основания кожуха.
Например, шарик приварен на указанной внутренней стороне стенки основания в том месте, где внутренний конец 115 заклепки 117 выступает в варианте выполнения, представленным в настоящей заявке.
Две боковые стенки 111, 112 кожуха 110 продолжаются двумя криволинейными промежуточными участками 121, 122, которые изогнуты в направлении друг к другу, и далее двумя криволинейными стенками 123, 124, которые образуют между собой гнездо 120.
Гнездо 120, в общем, имеет форму цилиндрической втулки, продольная ось которой продолжается в направлении I вставления (фиг. 1, 2, 5, 6 и 17).
Промежуточные участки 121, 122 боковых полок 101, 102 соединяют края основных боковых стенок 111, 112 с криволинейными стенками 123, 124 гнезда 120.
Начиная от соответствующей основной боковой стенки 111, 112, каждый промежуточный участок 121, 122 последовательно содержит: изгиб 104, который изогнут внутрь соединительного элемента 1, криволинейный участок 121А, 122А, который вогнут наружу, и плоский участок 121В, 122В. Плоские участки 121В, 122В продолжаются параллельно друг другу рядом друг с другом (фиг. 2, 5 и 8).
В этом варианте выполнения изгиб 104 имеет радиус кривизны меньше радиуса кривизны криволинейного участка 121А, 122А (фиг. 5, 6 и 9).
Каждый из плоских участков 121В, 122В продолжается одной из криволинейных стенок 123, 124, которые частично образуют гнездо 120. Каждая криволинейная стенка 123, 124 изогнута внутрь соединительного элемента 1 и вдоль направления I вставления, и она имеет конец 123А, 124А в форме раструба для облегчения вставления контактного штифта в гнездо 120 (фиг. 1, 2, 6, 8, 9 и 17).
В отношении этого варианта выполнения следует отметить, что вход кожуха 110 и раструбный вход гнезда 120 расположены с обеих сторон соединительного элемента 1, что обусловливает противоположные направления вставления электрического провода и контактного штифта.
Упругая пластина 200 имеет форму, показанную на фиг. 3, 7, 10 и 12-18. Упругие пластины 200 первого и второго вариантов выполнения являются идентичными.
Упругая пластина 200 соединительного элемента 1 изобретения образована в виде отдельной детали из металлической полосы, имеющей первый концевой участок 210, который имеет продольный паз 210А, разделяющий две ветви 211, 212, выполненные с возможностью зажимания криволинейных стенок 123, 124 гнезда 120 у контактного штифта (не показан), и имеющей второй концевой участок 220, выполненный с возможностью зажимания неизолированной сердцевины электрического провода, когда он вставлен в кожух 110, у стенки 103 основания и контактного элемента 115.
Первый концевой участок 210 имеет свободный конец 201, и второй концевой участок 220 имеет свободный конец 202.
В плоском состоянии упругая пластина 200 имеет, по существу, прямоугольный контур, немного сужающийся у первого свободного конца 201 и продолжающийся в продольном направлении.
Она имеет два изогнутых участка 233, 234, изогнутые относительно первой поперечной оси Т1 и относительно второй поперечной оси Т2, которая параллельна оси Т1. Две поперечные оси T1, Т2 перпендикулярны продольному направлению металлической полосы.
Как видно с боковой стороны, упругая пластина 200, в общем, имеет S-образную форму (фиг. 12) с первым и вторым участками 210, 220, соответственно продолжающимися от одного из указанных изогнутых участков 233, 234 к одному из свободных концов 201, 202 упругой пластины 200, и центральным участком 230, который расположен между двумя изогнутыми участками 233, 234.
Три участка 210, 220, 230 упругой пластины 200 являются плоскими.
В этом варианте выполнения продольный паз 210А продолжается в плоскости упругой пластины 200 вдоль первого концевого участка 210 от одного из изогнутых участков 234 и частично вдоль центрального участка 230 упругой пластины 200 (фиг. 3 и 10).
Он разделяет первый концевой участок 210 упругой пластины 200 на две передние ветви 211, 212 (фиг. 3 и 10).
Указанные две передние ветви 211, 212 первого концевого участка 210 продолжаются вдоль средней плоскости упругой пластины 200, причем они выполнены с возможностью упругого перемещения друг от друга и параллельно средней плоскости, когда контактный штифт вставляют в соединительный элемент 1.
Кроме того, в этом варианте выполнения второй концевой участок 220 упругой пластины 200 также разделен на две задние ветви 221, 222 другим продольным пазом 240 (фиг. 10).
Свободный конец каждой из двух задних ветвей 221, 222 также имеет выемку, которая выполнена с возможностью сопряжения с наружным контуром неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2, когда он вставлен в кожух 110 корпуса 100 соединительного элемента 1 (фиг. 8 и 10).
Фактически, упругая пластина 200 помещена в корпус 100 таким образом, что второй концевой участок 220 и центральный третий участок 230 упругой пластины 200 помещены в кожух 110 корпуса 100 (фиг. 1, 5, 15, 16 и 18).
Как показано на фиг. 1, 5, 8, 15, 16 и 18, центральный участок 230 упругой пластины 200 прижимается к участку внутренней стороны каждого криволинейного участка 121А, 122А каждого промежуточного участка 121, 122 каждой боковой полки 101, 102 корпуса 100 соединительного элемента 1. Таким, образом, он продолжается, по существу, параллельно направлению I вставления для вставления контактного штифта в гнездо 120.
Упругая пластина 200 имеет ширину, которая без учета зазора, по существу, равна ширине пространства для вставления, образованного внутри кожуха 110 корпуса 100, за исключением центральной зоны упругой пластины 200, которая имеет большую ширину благодаря наличию двух выступов 231, 232, продолжающихся локально от края упругой пластины 200 (фиг. 3).
В частности, упругая пластина 200 имеет удерживающие средства для ее удерживания в кожухе 110, причем эти удерживающие средства взаимодействуют с ответными средствами корпуса 100 соединительного элемента 1 для удерживания упругой пластины в корпусе.
Точнее говоря, в этом варианте выполнения центральный участок 230 упругой пластины 200 содержит два выступа 231, 232, которые продолжаются наружу от упругой пластины в плоскости центрального участка 230 упругой пластины 200 (фиг. 3, 7 и 10).
Каждый из выступов 231, 232 помещается в паз 109 корпуса 100 соединительного элемента 1, расположенный в этом варианте выполнения в изгибе 104, который соединяет криволинейный участок 121А, 122А промежуточного участка 121, 122 каждой боковой полки 101, 102 с соответствующей боковой стенкой 111, 112 кожуха 110 (фиг. 1, 5 и 11).
Таким образом, упругая пластина 200 установлена посредством крепления с защелкиванием в корпусе 100 соединительного элемента 1.
Форма выступов 231, 232 позволяет удерживать упругую пластину 200 в кожухе 110 во время вставления неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2.
Второй концевой участок 220 упругой пластины 200 продолжается в кожухе 110, и свободный конец 202 второго концевого участка 220 упругой пластины 200 опирается во внутреннюю сторону стенки 103 основания кожуха 110 (фиг. 7), когда проводящий провод не вставлен в кожух 110. Кроме того, в этом варианте выполнения свободный конец 202 второго концевого участка 220 упругой пластины 200 упирается в контактный элемент 115 в исходном состоянии.
Упругая пластина 200 предварительно немного напряжена, так чтобы второй концевой участок 220 упругой пластины 200 постоянно оказывал давление на внутреннюю сторону стенки 103 основания кожуха 110 и/или на контактный элемент 115.
Точнее говоря, и как показано на фиг. 8, свободный конец каждой из двух задних ветвей 221, 222 второго концевого участка 220 упругой пластины 200 имеет такую форму, чтобы его можно было поместить в один из двух каналов 107, 108 вставления для вставления электрического провода.
Таким образом, свободный конец каждой задней ветви 221, 222 продолжается в одном из каналов 107, 108 вставления между одной из боковых стенок 111, 112 кожуха 110 и примыкающей направляющей 106 и упирается в стенку 103 основания и/или контактный элемент 115 (фиг. 15), когда неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 не находится в кожухе 110 соединительного элемента 1.
В разновидности варианта выполнения упругая пластина в исходном состоянии может быть помещена в указанный кожух. Свободный конец каждой задней ветви необязательно должен находиться в контакте со стенкой основания и/или контактным элементом перед вставлением неизолированной сердцевины электрического провода.
Первый концевой участок 210 упругой пластины 200 выходит из кожуха 110 и продолжается в направлении к гнезду 120 (фиг. 11 и 17).
Таким образом, в этом варианте выполнения первый концевой участок 210 упругой пластины 200 продолжается, по существу, перпендикулярно направлению I вставления для вставления контактного штифта в гнездо.
Точнее говоря, в этом варианте выполнения первый концевой участок 210 упругой пластины 200 выходит из кожуха рядом с концом 123А, 124А, который расходится раструбом от криволинейного участка 123, 124 боковой полки 101, 102 (фиг. 11 и 17).
Кроме того, как показано на фиг. 1, 5 и 8, участок корпуса 100 соединительного элемента 1 продолжается в продольном пазе 210А между передними ветвями 211, 212 упругой пластины 200. В этом варианте выполнения указанный участок является плоским участком 121В, 122В промежуточного участка 121, 122 каждой боковой полки 101, 102 корпуса 100 соединительного элемента 1.
В частности, как показано на фиг. 10, высота каждой боковой полки 101, 102 корпуса 100, измеренная вдоль направления I вставления для вставления контактного штифта, меньше на криволинейном участке 121А, 122А промежуточного участка 121, 122 боковой полки 101, 102, чем на плоском участке 121В, 122В промежуточного участка 121, 122.
Это позволяет первому концевому участку 210 упругой пластины 200 выходить над криволинейными участками 121А, 122А промежуточных участков 121, 122, так чтобы концы плоских участков 121В, 122В промежуточных участков 121, 122 боковых полок 101, 102 лежали между свободными концами передних ветвей 211, 212 первого концевого участка 210 упругой пластины 200 (фиг. 1 и 5).
Таким образом, упругая пластина 200 выполнена с возможностью взаимодействия с указанными полками корпуса 100, так чтобы ограничивать пространство между криволинейными участками 123, 124 боковых полок, определяющих гнездо 120.
В этом варианте выполнения в резервном положении, когда контактный штифт не вставлен в приемное гнездо 120, свободные концы передних ветвей 211, 212 первого концевого участка 210 упругой пластины 200 находятся в контакте с плоскими участками 121В, 122В промежуточных участков 121, 122 боковых полок 101, 102, не прикладывая к ним давления.
В разновидности варианта выполнения в резервном положении свободные концы передних ветвей первого концевого участка упругой пластины не должны находиться в контакте с плоскими участками промежуточных участков боковых полок.
Кроме того, в разновидности варианта выполнения в резервном положении свободные концы передних ветвей первого концевого участка упругой пластины могут сжимать концы плоских участков промежуточных участков боковых полок.
Материал упругой пластины имеет характеристики жесткости, которые являются достаточными для выполнения функции зажимания электрического провода и контактного штифта. Упругая пластина необязательно должна быть выполнена из проводящего материала, что дает возможность ограничить количество проводящего материала, используемого для изготовления соединительного элемента изобретения. В качестве примера, упругая пластина может быть выполнена из стали, в частности, из нержавеющей стали.
Фактически, с помощью соединительного элемента 1 изобретения ограничивается нагрев соединительного элемента 1, когда электрический ток проходит от электрического провода к соединительному элементу.
Во время вставления неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 в кожух 110 второй концевой участок 220 упругой пластины 200 может немного изгибаться относительно первой поперечной оси Т1 для обеспечения возможности вставления неизолированной сердцевины в соответствующий кожух 110.
Таким образом, во время вставления неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 в кожух 110 вдоль одного из каналов 107, 108 вставления второй концевой участок 220 изгибается в направлении центрального участка 230 упругой пластины 200 для освобождения прохода для неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 в соответствующий канал вставления (фиг. 16). Когда неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 продолжается в канале вставления, второй конец 220 упругой пластины 200 имеет тенденцию вернуться в неизогнутое исходное положение, тем самым прижимая неизолированную сердцевину 4 электрического провода 2 к внутренней стороне стенки 103 основания кожуха 110 и к контактному элементу 115.
В этом варианте выполнения два электрических провода могут быть вставлены в каждый соединительный элемент 1 в два канала 107, 108 вставления вышеописанного кожуха 110.
В этом варианте выполнения каждый электрический провод вставлен в направлении, которое перпендикулярно продольной оси X1 соединительного элемента 1 и параллельно направлению I вставления контактного штифта.
Каждая задняя ветвь 221, 222 выполнена с возможностью изгибания независимо от другой задней ветви для обеспечения возможности вставления неизолированной сердцевины 4 электрического провода 2 в один из каналов 107, 108 вставления независимо от вставления электрического провода в другой канал вставления.
Свободный конец 202 задней ветви 221, 222, который может изгибаться, прикладывает давление к неизолированной сердцевине 4 электрического провода 2 для ее прижатия к контактному элементу 115 и стенке 103 основания кожуха 110.
Таким образом, неизолированная сердцевина 4 электрического провода 2 прижимается к контактному элементу 115, который выполнен из второго материала, имеющего низкое контактное сопротивление относительно контактного сопротивления первого материала, образующего остальную часть корпуса электрического соединительного элемента 1.
Наличие контактного элемента 115, расположенного между неизолированной сердцевиной 4 электрического провода 2 и участком корпуса 100, выполненного из первого материала, позволяет уменьшить общее контактное сопротивление, которое существует между неизолированной сердцевиной 4 электрического провода 2 и соединительным элементом 1, и, таким образом, ограничить нагрев сборочной единицы во время прохождения электрического тока.
Результаты экспериментов, полученные автором заявки, в частности, показывают, что общее сопротивление соединительного элемента изобретения, обеспечиваемое заклепками, выполненными из олова, является сходным с общим сопротивлением соединительного элемента, который полностью выполнен из луженой латуни без контактного элемента.
Кроме того, контактный элемент 115 имеет небольшой размер относительно размера соединительного элемента 1 и требует для изготовления небольшого количества второго материала. Установка соединительного элемента не является сложной. Соединительный элемент 1 изобретения имеет низкую стоимость.
Стоимость изготовления соединительного элемента изобретения дополнительно уменьшается, поскольку отходы материала, из которого образован корпус соединительного элемента (например, медь или латунь) могут быть легко переработаны и, таким образом, проданы по цене, близкой к закупочной цене. В отличие от этого, когда корпус изготавливают, например, целиком из луженой латуни, помимо более высокой стоимости материала также сложным является цикл переработки, поскольку олово необходимо отделить от латуни. Таким образом, отходы продаются по цене намного ниже закупочной цены.
Кроме того, в описанном варианте выполнения соединительного элемента функции электропроводности и совместного зажимания контактного штифта и электрического провода не связаны друг с другом.
Электропроводность обеспечивается только корпусом 100, в то время как упругая пластина 200 обеспечивает зажимание контактного штифта в соединительном гнезде 120 и зажимание электрического провода в кожухе 110.
Кроме того, зажимание контактного штифта и зажимание каждого электрического провода обеспечиваются независимым образом.
В частности, когда контактный штифт вставляют в гнездо, указанный контактный штифт входит в зацепление с гнездом в направлении I вставления от раструбного конца гнезда 120 в направлении к внутренней стороне гнезда 120.
Таким образом, контактный штифт имеет тенденцию к перемещению криволинейных участков 123, 124 боковых полок 101, 102 друг от друга.
Однако такое перемещение незамедлительно обусловливает перемещение друг от друга плоских участков 121В, 122В промежуточных участков 121, 122 боковых полок 101, 102.
Перемещение друг от друга плоских участков 121В, 122В промежуточных участков 121, 122 боковых полок 101, 102 само по себе сильно ограничивается действием упругой пластины 200 на плоские участки 121В, 122В промежуточных участков 121, 122 боковых полок 101, 102.
В частности, перемещение имеет тенденцию к перемещению друг от друга передних ветвей 211, 212 упругой пластины 200 в плоскости упругой пластины 200. Таким образом, упругая пластина 200 смещается в поперечном направлении.
Упругая пластина 200 имеет небольшую упругость в поперечном направлении, что позволяет плоским участкам 121В, 122В промежуточных участков 121, 122 боковых полок 101, 102 лишь незначительно перемещаться друг от друга.
Таким образом, когда контактный штифт вставляют в гнездо, передние ветви 211, 212 упругой пластины упруго перемещаются друг от друга и, затем имеют тенденцию к возврату в исходные положения.
Таким образом, упругая пластина 200 взаимодействует с указанными полками корпуса 100, 300, так чтобы противодействовать перемещению друг от друга криволинейных участков 123, 124 боковых полок 101, 102, определяющих гнездо 120.
Другими словами, упругая пластина 200, 400 взаимодействует с указанными полками корпуса 100, так чтобы перемещать друг к другу криволинейные участки 123, 124 боковых полок, 101, 102, определяющие гнездо 120.
Передние ветви 211, 212 упругой пластины 200 возвращают плоские участки 121В, 122В промежуточных участков 121, 122 боковых полок 101, 102 друг к другу и вместе с ними криволинейные участки 123, 124 гнезда для перемещения указанных криволинейных участков 123, 124 друг к другу.
Таким образом, передние ветви 211, 212 упругой пластины 200 обеспечивают, что контактный штифт зажимается у криволинейных участков 123, 124 розетки.
Таким образом, электрическое соединение электрического провода и контактного штифта сделано безопасным эффективным образом.
Соединительный элемент изобретения, описанный выше, может быть изготовлен различными путями.
Фактически, в этом варианте выполнения корпус 100 изготовлен посредством гибки металлического листа из первого проводящего металла, например, представляющего собой латунь без покрытия.
Пазы 109 пробивают в боковых фланцах 101, 102 вместе с окном 105, и отверстия 116 пробивают в стенке 103 основания. Предпочтительно, эти операции выполняют перед гибкой металлического листа.
Далее в каждое отверстие 116 может быть вставлена заклепка 117 и закреплена в указанном отверстии, и, наконец, лист может быть согнут.В частности, приведено описание автоматической сборки соединительного элемента 1.
В разновидности варианта выполнения, в частности, во время ручной сборки, существует возможность выполнения максимального числа гибок листа, т.е. гибок, которые не препятствуют ручному зажиманию, после чего можно установить на место заклепки 117 и, наконец, завершить гибку листа.
Заклепка 117 может быть выполнена или образована из проволоки или из профиля из второго материала непосредственно в соединительном элементе. Например, можно использовать луженую проволоку квадратного сечения, имеющую сторону 1 мм и длину 1,5 мм и обжатую в соединительном элементе.
В разновидности варианта выполнения вместо пробивки отверстий и установки заклепок два шарика, выполненные из второго материала, приваривают к внутренней стороне указанной стенки 103 основания. Предпочтительно, эту операцию выполняют перед гибкой металлического листа.
В настоящей заявке описан соединительный элемент, который имеет конкретную неограничивающую форму. Соединительный элемент может иметь любую другую пригодную форму, известную специалисту в этой области техники.
В частности, соединительный элемент мог бы иметь один канал вставления, определяемый кожухом, в который можно вставить один электрический провод. В одном канале изобретение предусматривает один или несколько контактных элементов.
Соединительный элемент также мог бы иметь другую форму, в которой, например, пространство вставления для вставления электрического провода (электрических проводов) в кожух продолжается в направлении, перпендикулярном направлению вставления для вставления контактного штифта в гнездо. Сходным образом, упругая пластина может иметь другую форму.
Соединительный элемент также мог бы иметь более простую конструкцию, содержащую только кожух и упругую пластину, такую как автоматическая или «вставная» клемма, без приемного гнезда для приема контактного штифта. И, наконец, разумеется, количество соединительных элементов и их форма могут варьироваться.