ЗАЩИТНЫЙ ШТЕПСЕЛЬНЫЙ РАЗЪЕМ Российский патент 2002 года по МПК H01R13/713 H01H37/76 

Изобретение относится к защитному штепсельному разъему, в частности к штепсельному разъему с защитой от перенапряжений в системах дальней связи.

В DE 4437122 С2 уже описан защитный штепсельный разъем, состоящий из корпуса с печатной платой, разрядника для защиты от перенапряжений, фасонного припоя, расплавляющегося при превышении определенной температуры разрядника, ползунка, пружины, заземляющей пластины, сигнального элемента и закрепленного на ползунке пружинящего элемента.

Малочувствительная защита осуществляется известным образом с помощью разрядника для защиты от перенапряжений. Соединенный с ним fail-safe-механизм осуществляет термозащиту при перегрузке разрядника, замыкая накоротко на землю жилы a, b линии дальней связи. Этот короткозамыкающий механизм выполнен в виде ползунка, за который из штепсельного разъема на его задней стороне в случае возникновения перенапряжения заметно выступает красный сигнальный элемент.

Fail-safe-контакт срабатывает посредством фасонного припоя. Нагрев разрядника вызывает через приваренную или зажатую проводящую пластину расплавление фасонного припоя. Он находится под действием минимального, точно сбалансированного и оказываемого ползунком усилия пружины (сжимающего усилия), лежащего на пределе самостопорения ползунка. За счет наклонного положения опорной поверхности ползунка достигается расцепление фасонного припоя и пружинящего усилия ползунка. Ползунок, удерживаемый при работе кромкой корпуса, вследствие расплавления фасонного припоя и освобождающегося, тем самым, пути пружины, отделяется от этой кромки. Ползунок движется назад за счет смонтированной на нем пружины сжатия, опирающейся на внутреннюю стенку корпуса.

В задней части штепсельного разъема на ползунке расположена красная пластмассовая деталь в качестве сигнального элемента так, что при движении ползунка назад она откидывается из штепсельного разъема и, будучи хорошо видна, указывает на срабатывание.

В некоторых случаях желательно заменить механическую сигнализацию о срабатывании электронными средствами и использовать реверсивную защиту от токов перегрузки с тем, чтобы избежать замены предохранителей или самого штепсельного разъема.

В основе изобретения лежит задача разработки защитного штепсельного разъема для надежной защиты от перенапряжений, у которого переключающий контакт выполнен в упрощенном виде и который обеспечивает автоматическое изготовление с небольшими затратами.

Эта задача решается посредством того, что пружинящий элемент выполнен в виде согнутого переключающего контакта (4), на котором расположен фасонный припой (5) и который перед срабатыванием контактирует с заземляющей (8) и проводящей (9) пластинами, а после срабатывания - дополнительно с жилами (а, b) линии дальней связи. Упрощение переключающего контакта (fail-safe-механизм) обеспечивает надежное срабатывание и несложную автоматизируемую сборку.

Выполнение проводящей пластины отдельно от разрядника для защиты от перенапряжений позволяет использовать разрядники разных изготовителей без необходимости внесения конструктивных изменений.

Использование для защиты от токов перегрузки терморезисторов, выводы которых отрезаны и согнуты так, что позволяют разместить их на печатной плате, обеспечивает реверсивную защиту от токов перегрузки, т.е. штепсельный разъем после срабатывания защиты остается в этом отношении работоспособным.

Защитный штепсельный разъем выполнен с возможностью оснащения с помощью SMD-технологий (компонентов для поверхностного монтажа).

Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью примера выполнения защитного штепсельного разъема на чертежах, на которых изображают:
- фиг.1- вид сбоку открытого защитного штепсельного разъема в разрезе;
- фиг.2 - вид сбоку переключающего контакта до и после срабатывания;
- фиг.3 - переключающий контакт в перспективе;
- фиг.4 - проводящую пластину в перспективе.

Защитный штепсельный разъем, в частности в качестве штепсельного разъема для защиты от перенапряжений, предназначен для использования в системах дальней связи в сочетании с размыкающими и переключающими колодками и защищает от переходных перенапряжений и индуктивных токов. Защитный штепсельный разъем состоит из малочувствительной защиты с fail-safe и токовой защиты в виде реверсивного предохранительного элемента. Кроме того, на защитном штепсельном разъеме выполнены контактные поверхности, съем сигналов с которых может осуществляться при помощи шнура измерительного прибора. При этом съем сигналов с жил a, b линии дальней связи осуществляют предпочтительно одновременно. При возникновении перенапряжения, например за счет соприкосновения жил а, b с локальными питающими напряжениями (до 220 В), они замыкаются накоротко посредством переключающего контакта (fail-safe-механизм).

На фиг. 1 при виде сбоку открытого штепсельного разъема изображены его основные составные части в их конструктивной взаимосвязи.

Согласно фиг. 1 защитный штепсельный разъем состоит из внешнего корпуса 1, нижняя сторона которого закрыта печатной платой 2 с проводящей пластиной 9, разрядником 3 для защиты от перенапряжений и предохранительными элементами 7 для защиты от токов перегрузки, переключающего контакта 4 с фасонным припоем 5 и заземляющего контакта 8. Защитный штепсельный разъем соединяют через заземляющий контакт 8 с заземляющей шиной присоединительной колодки (не показаны), а через них - с заземлением системы защиты.

Переключающий контакт 4 соединен своей контактной пластиной 10 (фиг.3) через заземляющий контакт 8 с землей, а через фасонный припой 5 - с проводящей пластиной 9 разрядника 3. При нагревании разрядника 3 проводящая пластина 9 передает тепло фасонному припою 5. Переключающий контакт 4 движется из положения 1 до срабатывания своими двумя контактными крыльями 11, 11' (фиг.3) по двум контактным поверхностям печатной платы 2 (не показаны). Контактные поверхности печатной платы 2 являются контактными точками жил а, b линии дальней связи (не показаны). Посредством расположенных на переключающем контакте 4 контактных крыльев 11, 11' жилы а, b соединяются с землей.

Токовая защита осуществляется посредством SMD-элементов 7 (фиг.1), контактирующих через проводящие дорожки печатной платы 2 (не показаны).

На фиг. 2 изображен вид сбоку переключающего контакта 4 в сочетании с фасонным припоем 5 и заземляющим контактом 8, который функционально связан с проводящей пластиной 9 и разрядником 3. Переключающий контакт 4 играет роль fail-safe-контакта и конструктивно выполнен так, что представляет собой, в основном, согнутую в форме полукруга деталь, которая и в состоянии II срабатывания обладает еще достаточным пружинящим усилием, чтобы обеспечить необходимые контактные усилия для соединения с заземляющим контактом 8 и жилами а, b.

Согласно фиг. 3 переключающий контакт 4 имеет два контактных колена 6, 6', отогнутых с боков от контактной пластины 10 и служащих опорными ножками для определенной установки переключающего контакта 4 в корпусе 1. Контактные колена 6, 6' снабжены кулачками 13, 13', препятствующими извлечению из выемок корпуса. Контактная пластина 10 действует в корпусе 1 в качестве третьей опорной ножки и в качестве контакта для заземляющего контакта 8. На другом конце переключающего контакта 4 симметрично относительно расположенного по центру фасонного припоя 5 выполнены два контактных крыла 11, 11' с загнутыми вниз контактными флажками 12, 12', которые в состоянии II срабатывания контактируют с лежащими на пути сигнала контактными поверхностями печатной платы 2 и, тем самым, замыкают накоротко жилы a, b линии дальней связи на землю и отводят ток перегрузки. Фасонный припой 5 посередине между контактными крыльями 11, 11' представляет собой цилиндрическую таблетку припоя, которая в окончательно собранном виде прилегает к проводящей пластине 9 разрядника 3.

При соприкосновении жил a, b линии дальней связи с питающими напряжениями сначала зажигается разрядник 3, который отводит ток на землю. Если это повреждение длится определенное время, то он нагревает себя и свое окружение и посредством своего прочного соединения с проводящей пластиной 9 за счет теплового излучения и теплопроводности вызывает расплавление таблетки 5 припоя и срабатывание переключающего контакта 4.

Сборка защитного штепсельного разъема может быть автоматизирована. Все отдельные детали сконструированы с возможностью их соединения вручную или на автоматической линии.

Заземляющий контакт 8 контактирует спереди за счет горизонтальной установки в корпусе 1. В этой зоне корпус 1 и заземляющий контакт 8 выполнены с возможностью контактирования последнего с известной заземляющей шиной (не показана).

Оснащенный заземляющим контактом 8 корпус 1 переворачивают так, чтобы открытая нижняя сторона корпуса указывала вверх. Переключающий контакт 4 помещают сверху в выполненные в корпусе 1 отверстия так, чтобы фасонный припой 5, например приклепанный к переключающему контакту 4, указывал вверх.

Для окончания сборки печатную плату 2, оснащенную проводящей пластиной 9, разрядником 3 и двумя элементами 7 для защиты от токов перегрузки, защелкивают на корпусе 1 оснащенной стороной вниз, причем печатную плату 2 удерживают поверхностями штепсельных контактов в направлении вершины корпуса. Фиксация происходит, в основном, на длинных сторонах в задней зоне печатной платы 2 (не показана). Дополнительный маленький фиксирующий крюк находится в передней зоне вершины корпуса.

Все электронные элементы припаивают к печатной плате 2 посредством пайки методом расплавления полуды.

Согласно фиг. 4 проводящую пластину 9 устанавливают первой на покрытую паяльной пастой печатную плату 2. При этом два язычка 14, 17 проводящей пластины 9 входят с фиксацией в соответствующие отверстия печатной платы 2. Этим достигается точное позиционирование разрядника 3. Затем разрядник 3 зажимают в покрытой паяльной пастой проводящей пластине 9 между каждыми двумя удерживающими лапками 15, 15', 16, 16' так, чтобы они прилегали к электронепроводящим отрезкам разрядника 3. Защитные элементы 7 устанавливают на предусмотренных для этого дорожках печатной платы 2. Стандартные осевые конструктивные элементы предварительно подготавливают, отрезая и сгибая их выводы так, чтобы элементы можно было использовать в качестве SMD-элементов. За счет пайки методом расплавления полуды все конструктивные элементы припаиваются к печатной плате 2, и в то же время создается паяное соединение между основанием 19 проводящей пластины 9 и разрядником 3.

Изобретение относится к штепсельному разъему с защитой от перенапряжений в системах дальней связи. Разъем состоит из корпуса с печатной платой, разрядника для защиты от перенапряжений с проводящей пластиной, фасонного припоя, расплавляющегося при превышении определенной температуры разрядника, заземляющей пластины, пружинящего элемента, соединенного с фасонным припоем и заземляющей пластиной, а также элемента для защиты от токов перегрузки. Технический результат, заключающийся в повышении надежности защиты от перенапряжений и обеспечении автоматического изготовления с небольшими затратами, достигается за счет того, что пружинящий элемент выполнен в виде согнутого переключающего контакта, на котором расположен фасонный припой и который перед срабатыванием контактирует с заземляющей и проводящей пластинами, а после срабатывания - дополнительно с жилами линии дальней связи. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Защитный штепсельный разъем, в частности штепсельный разъем с защитой от перенапряжений в линиях дальней связи, содержащий корпус с печатной платой, разрядник для защиты от перенапряжений с проводящей пластиной, фасонный припой, расплавляемый при превышении определенной температуры разрядника, заземляющую пластину, пружинящий элемент, соединенный с фасонным припоем и заземляющей пластиной, а также элемент для защиты от токов перегрузки, отличающийся тем, что пружинящий элемент выполнен в виде согнутого переключающего контакта (4), на котором расположен фасонный припой (5) и который перед срабатыванием контактирует с заземляющей пластиной (8) и через фасонный припой (5) - с проводящей пластиной (9) разрядника для защиты от перенапряжений, а после срабатывания дополнительно контактирует с жилами линии дальней связи. 2. Разъем по п. 1, отличающийся тем, что переключающий контакт (4) выполнен в форме полукруга. 3. Разъем по п. 1, отличающийся тем, что проводящая пластина (9) разрядника для защиты от перенапряжений выполнена в виде отдельной детали, припаиваемой к разряднику (3) для защиты от перенапряжений. 4. Разъем по п. 1 или 2, отличающийся тем, что переключающий контакт (4) имеет на одном конце два контактных колена (6, 6'), которые в качестве опорных ножек опираются в корпусе (1), при этом на другом конце переключающего контакта (4) выполнены два симметрично расположенных контактных крыла (11, 11') с отогнутым флажком (12, 12') каждое, которые в состоянии срабатывания, в котором фасонный припой (5), расположенный между контактными крыльями (11, 11') переключающего контакта и прилегающий к проводящей пластине (9) разрядника (3) для защиты от перенапряжений, расплавлен, непосредственно прилегают к проводящим дорожкам печатной платы, находящимся в контакте с жилами линии дальней связи, и замыкают их накоротко на землю. 5. Разъем по п. 1, отличающийся тем, что элемент защиты от токов перегрузки выполнен в виде, по меньшей мере, одного терморезистора (7) на полимерной основе. 6. Разъем по п. 5, отличающийся тем, что выводы терморезистора (7) отрезаны и согнуты с возможностью применения SMD-технологии для оснащения печатной платы (2).