БЕЗВИНТОВОЙ КОНТАКТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2007 года по МПК H01R13/11 H01R4/48 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических соединительных устройствах для обеспечения токопроводящего соединения контактного элемента и гибких проводников, а именно, для подключения извещателей пожарных к системе пожарной сигнализации, измерительной аппаратуре.

Известен контактный элемент, описанный в патенте Российской Федерации №2234778, опубл. 20.08.2004, бюл. №23, который содержит упругую пластину с элементами фиксации в розетке, выполненный незамкнутой прорезью контактирующий лепесток, ограничивающий соответствующую ответному контакту площадку, отверстия крепления гибкого проводника, в каждом из которых путем установки винта с шайбой закрепляется проводник. В розетке извещателя пожарного устанавливаются четыре контактных элемента, каждый из которых имеет обособленные электрические выводы, соединяемые с внешними приемно-контрольными приборами соответствующими гибкими проводниками, закрепляемыми путем установки винта с шайбой в отверстиях ввода и крепления проводника. При установке розеток извещателей пожарных выполнение соединений каждого контактного элемента с проводником путем установки винта с шайбой крайне трудоемко и затруднительно из-за малых размеров элементов крепления, наличия ручных операций. Кроме того, подобное крепление проводника не определяет его местоположение, и при монтаже проводников возможны нежелательные токопроводящие перемычки, что снижает надежность электрического соединения каждого контактного элемента с соответствующим проводником и определенно требует дополнительного контроля.

Известен электрический соединительный зажим, описанный в авторском свидетельстве СССР №920910, опубл. 15.04.82, бюл. №14, который содержит упругую контактную пластину с элементами фиксации в розетке, имеющей на своей сопряженной с отверстием ввода проводника внутренней поверхности фиксирующий диэлектрический выступ, плоскость которого образует с плоскостью упругой контактной пластины некоторый угол относительно направления введения проводника. При соединении проводника с контактной упругой пластиной в отверстие ввода проводника вводятся проводник и инструмент, которым, воздействуя на контактную упругую пластину, обеспечивается параллельно фиксирующему диэлектрическому выступу продвижение проводника с последующим прижатием его к плоскости фиксирующего диэлектрического выступа с одновременным врезанием острой кромки контактной упругой пластины в проводник при снятии воздействия инструмента и вывода его из отверстия ввода проводника. Сопрягаемая ответная часть контактной упругой пластины предполагает только соединение с применением инструмента гибких проводников и исключает возможность соединения ответной части контактной упругой пластины со штыревым контактом.

Известно безвинтовое соединительное устройство, описанное в патенте Российской Федерации №2017285, опубл. 30.07.1994, которое содержит крестообразные контактные пластины с отверстиями для ввода инструмента и подпружиненными прижимами на окончаниях, которые при укладке их друг на друга с промежуточной изоляцией и с соответствующей группировкой попарно образуют отверстия ввода проводников, сопряженные в центре крестообразных контактных пластин с соответствующими контактными штырями для подключения электропитания. Для получения соответствия каждой паре отверстий ввода проводника - одного контактного вывода необходимы существенные изменения сопряжения крестообразных контактных пластин с соответствующими контактными штырями при соответствующей группировке попарно отверстий ввода проводников.

Перед изобретателями стояла задача упрощения конструкции, повышение технологичности изготовления и монтажа безвинтового контактного элемента, обеспечения быстрого соединения и надежности контакта при выполнении электрического соединения с проводником, снижения массогабаритных характеристик и себестоимости безвинтового контактного элемента, у которого для каждой пары отверстий ввода гибкого проводника должен соответствовать один контактный вывод для штыревого ввода.

Поставленная задача решается тем, что предложен безвинтовой контактный элемент, содержащий упругую пластину с элементами фиксации в розетке, выполненный незамкнутой прорезью контактирующий лепесток, ограничивающий соответствующую ответному контакту площадку, отверстия ввода проводников. Новым является то, что каждому отверстию ввода проводника соответствует выполненный незамкнутой прорезью упругий прижимной лепесток с соответствующим контактным зазором, содержащий между основанием и заходной частью прижимного лепестка контактную зону, выполненную поперечно к направлению подвода проводника в виде фиксирующего паза, нижняя кромка которого расположена ниже плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника, а основание боковой грани фиксирующего паза, сопряженное заходной частью прижимного лепестка, выполнено в виде ограничителя и расположено несколько ниже основания другой боковой грани фиксирующего паза, сопряженного с основанием прижимного лепестка, и ниже плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника, при этом заходная часть упругого прижимного лепестка выполнена со скошенным округлым окончанием с отгибом выше плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника в месте сопряжения с основанием боковой грани фиксирующего паза, причем по контуру незамкнутой прорези прижимного лепестка упругой пластины выполнены элементы отбортовки, соответствующие контактным зонам прижимного лепестка, выполненного г-образным, на перекладине которого, поперечной к направлению подвода проводника, выполнены контактная зона с заходной частью, а трапециевидное основание г-образного лепестка размещено возле отверстия ввода проводника, выполненного пуклеванным или выполненного незамкнутой прорезью с соответствующим отгибом упругого лепестка в сторону, противоположную плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в упрощении конструкции, повышении технологичности изготовления и монтажа безвинтового контактного элемента за счет его выполнения штамповой вырубкой и сокращения затрат, требуемых для выполнения соединения и закрепления гибкого проводника прижимным лепестком без дополнительных деталей крепления и инструментов. Контактная зона прижимного лепестка, выполненная поперечно к направлению подвода проводника, обеспечивает одинаковые условия для упругого взаимодействия кромок контактной зоны с проводником и позволяет повысить надежность электрического контактирования за счет позиционирования соединяемого проводника в фиксирующем пазу, причем конструктивное выполнение фиксирующего паза, нижняя кромка которого расположена ниже плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника, позволяет при монтаже точно разместить соединяемый проводник в фиксирующем пазу. Выполнение заходной части с отгибом в плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника обеспечивает точное и плавное введение проводника в фиксирующий паз с плавно возрастающим усилием контактирующих поверхностей проводника и соответствующих верхних кромок упругой пластины и нижних кромок паза прижимного лепестка к верхней кромке упругой пластины, что существенно сокращает время монтажа и позволяет присоединять, исключая обрывы, проводники малого сечения, выполненные из мягких материалов, со стабильной надежностью электрического контакта. Кроме того, выполнение упругого прижимного лепестка в виде г-образного прижимного лепестка с целью уменьшения габаритов и получения не только изгибающего, но и крутящего момента сил относительно упругой пластины позволяет уменьшить толщину применяемого для ее изготовления материала примерно на 20-25% с сохранением требуемых усилий для получения в точках соприкосновения проводника и прижимного лепестка надежного контактирования. Трапециевидное основание г-образного прижимного лепестка, размещаемое возле отверстия ввода проводника, увеличивает упругие его свойства, а выполнение фиксирующего паза, сопряженного заходной частью, в виде поперечного волнообразного профиля к направлению подвода проводника обеспечивает ввод проводника без применения дополнительных инструментов, надежно фиксирует проводник в месте его контактирования с упругой пластиной, обеспечивая контакт с проводником с минимальным переходным сопротивлением без существенного механического повреждения самого проводника, а также исключает возможность его выдергивания без разрыва. Для повышения долговечности соединения и исключения повреждения проводника введены элементы отбортовки, соответствующие контактным зонам прижимного лепестка, и обеспечивающие свободное движение упругого прижимного лепестка в незамкнутой прорези и снижение режущих усилий сдвига, направленных на проводник, а также увеличение прочности упругой пластины. Все это обеспечивает стабильное контактное давление, малые габариты и высокую надежность безвинтового контактного соединения с проводником. Заявляемый безвинтовой контактный элемент позволяет снизить массогабаритные характеристики и себестоимость при его изготовлении и монтаже.

На фиг.1 представлен безвинтовой контактный элемент - вид сверху; на фиг.2 показано сечение А-А безвинтового контактного элемента; на фиг.3 показано сечение Б-Б безвинтового контактного элемента.

Безвинтовой контактный элемент (фиг.1, 2) содержит упругую пластину 1 с элементами фиксации 2 в розетке (не показано), выполненный незамкнутой прорезью контактирующий лепесток 3 (фиг.1), ограничивающий соответствующую ответному контакту площадку, отверстия ввода проводников 4, каждому из которых соответствует выполненный незамкнутой прорезью упругий прижимной лепесток 5 (фиг.1, 2) с соответствующим контактным зазором, содержащий контактную зону 6 (фиг.1, 2) между основанием 7 и заходной частью 8 прижимного лепестка 5, выполненную поперечно к направлению подвода проводника в виде фиксирующего паза 9, выполненого, например, в виде призмы, боковые грани которой расположены под углом (90-α)°, где α менее 25°, нижняя кромка 10 которого расположена ниже плоскости упругой пластины 1 со стороны подвода проводника, а основание 11 (фиг.2) боковой грани фиксирующего паза 9, сопряженное заходной частью 8 прижимного лепестка 5, выполнено в виде ограничителя 12 и расположено несколько ниже основания 13 другой боковой грани фиксирующего паза 9, сопряженного с основанием 7 прижимного лепестка 5, и ниже плоскости упругой пластины 1 со стороны подвода проводника, при этом заходная часть 8 упругого прижимного лепестка 5 (фиг.1, 2) выполнена со скошенным округлым окончанием 14 (фиг.1) с отгибом выше плоскости упругой пластины 1 со стороны подвода проводника в месте сопряжения с основанием 11 (фиг.1, 2) боковой грани фиксирующего паза 9, причем по контуру незамкнутой прорези прижимного лепестка 5 (фиг.1) упругой пластины 1 выполнены элементы отбортовки 15, 16, соответствующие контактным зонам 6 прижимного лепестка 5, выполненного г-образным, на перекладине 17 которого, поперечной к направлению подвода проводника, выполнены контактная зона 6 с заходной частью 8, а трапециевидное основание 7 г-образного лепестка 5 размещено возле отверстия ввода проводника 4, выполненного пуклеванным или выполненного незамкнутой прорезью с соответствующим отгибом ограничивающего лепестка 16 (фиг.1, 3) в сторону, противоположную плоскости упругой пластины 1 со стороны подвода проводника. Выполнение прижимного лепестка 5 с самотормозящим фиксирующим пазом 9, охват которого не менее диаметра проводника, позволяет быстро и надежно выполнять соединения упругой пластины 1 с гибкими проводниками практически любого сечения.

Устройство работает следующим образом.

Безвинтовой контактный элемент, содержащий упругую пластину 1, элементами фиксации 2 устанавливается в соответствующей розетке (не показано), к выполненному незамкнутой прорезью контактирующему лепестку 3, ограничивающему соответствующую ответному контакту площадку, подводят через окно розетки (не показано) гибкие проводники, каждый из которых неизолированным концом сверху вводится в отверстие 4 ввода проводника до упора в ответном углублении розетки (не показано), зацепляется при изгибе с пуклеванными краями отверстия 4 ввода проводника и с некоторым натяжением заводится в выступающую над упругой пластиной 1 заходную часть 8 упругого прижимного лепестка 5. Затем проводник радиально перемещается по дуге, соответствующей расстоянию от скошенного округлого окончания 14 заходной части 8 до фиксирующего паза 9 упругого прижимного лепестка 5, и при ослаблении натяжения проводника закрепляется упругой силой соответствующего прижимного лепестка 5. Причем при перемещении проводника к фиксирующему пазу 9 за счет деформации упругого прижимного лепестка 5 к направлению подвода проводника возрастает усилие сопротивления, препятствующее его перемещению к основанию 11 боковой грани фиксирующего паза 9, сопряженному с заходной частью 8 прижимного лепестка 5, которая выполнена в виде ограничителя 12 и расположена несколько ниже основания 13 другой боковой грани фиксирующего паза 9, сопряженного с основанием 7 прижимного лепестка 5, и ниже плоскости упругой пластины 1 со стороны подвода проводника. При этом проводник располагается на упругой пластине 1, на которой вокруг незамкнутой прорези упругого прижимного лепестка 5 выполнены элементы отбортовки 15, 16, и прижимается к ней режущими кромками фиксирующего паза 9 поперечного волнообразного профиля упругого прижимного лепестка 5, выполненного в виде г-образного прижимного лепестка, трапециевидное основание которого размещено возле отверстия ввода 4 проводника. При этом односторонними элементами отбортовок 15, 16, выполненными под заданным углом, примерно (30-45)°, проводник деформируется по ее профилю и плотно прижимается к ней режущими кромками фиксирующего паза 9 упругого прижимного лепестка 5, выполненного в виде г-образного лепестка. Кроме того, элементы отбортовки 15, 16, упрочняя упругую пластину 1, позволяют уменьшить ее толщину и снизить ее массу, а введение г-образных прижимных лепестков 5 увеличивает их упругость. Надежность крепления проводника обеспечивается как за счет зацепа в пуклеванном отверстии ввода 4 проводника (или выполнением отверстия ввода 4 проводника незамкнутой прорезью с соответствующим отгибом упругого лепестка в сторону, противоположную плоскости упругой пластины 1 со стороны подвода проводника, когда при введении проводника его конец зацепляется между незамкнутой прорезью и отгибом упругого лепестка), так и натяжением самого проводника при его введении в фиксирующий паз 9, сохраняемым упругим прижимным лепестком 5. Кроме того, фиксирующий паз 9 упругого прижимного лепестка 5 не позволяет проводнику перемещаться в поперечном направлении подвода проводника, что также повышает надежность контактирования проводника с упругой пластиной, а счет расположения нижней кромки 10 фиксирующего паза 9 ниже плоскости упругой пластины 1 развиваются необходимые усилия для контактирования проводника с упругой пластиной 1 и прижимным лепестком 5.

Изобретение предназначено для обеспечения безвинтового соединения контактного элемента с проводником при подключении извещателя пожарного. Технический результат - упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления и монтажа изделия, а также повышение надежности контактного соединения, снижение массогабаритных характеристик и себестоимости при изготовлении изделия и его монтаже. Безвинтовой контактный элемент содержит упругую пластину с элементами фиксации в розетке, контактирующий лепесток, который выполнен незамкнутой прорезью и ограничивает соответствующую ответному контакту площадку, и отверстия ввода проводников. Каждому из отверстий соответствует упругий прижимной лепесток, выполненный незамкнутой прорезью с соответствующим контактным зазором. Прижимной лепесток содержит контактную зону между основанием и заходной частью лепестка. Контактная зона лепестка расположена поперечно к направлению подвода проводника и выполнена в виде фиксирующего паза. Нижняя кромка паза расположена ниже плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Безвинтовой контактный элемент, содержащий упругую пластину с элементами фиксации в розетке, выполненный незамкнутой прорезью контактирующий лепесток, ограничивающий соответствующую ответному контакту площадку, отверстия ввода проводников, отличающийся тем, что каждому отверстию ввода проводника соответствует выполненный незамкнутой прорезью с соответствующим контактным зазором упругий прижимной лепесток, содержащий между основанием и заходной частью прижимного лепестка контактную зону, выполненную поперечно к направлению подвода проводника, в виде фиксирующего паза, нижняя кромка которого расположена ниже плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника.2. Безвинтовой контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что основание боковой грани фиксирующего паза, сопряженной с заходной частью прижимного лепестка, выполнено в виде ограничителя и расположено несколько ниже основания другой боковой грани фиксирующего паза, сопряженной с основанием прижимного лепестка, и ниже плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника.3. Безвинтовой контактный элемент по п.2, отличающийся тем, что заходная часть упругого прижимного лепестка выполнена со скошенным округлым окончанием с отгибом выше плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника в месте сопряжения с основанием боковой грани фиксирующего паза.4. Безвинтовой контактный элемент по п.1 или 3, отличающийся тем, что элементы отбортовки, выполненные по контуру незамкнутой прорези прижимного лепестка упругой пластины, соответствуют контактным зонам прижимного лепестка.5. Безвинтовой контактный элемент по п.1 или 3, отличающийся тем, что упругий прижимной лепесток выполнен г-образным, на перекладине которого поперечной к направлению подвода проводника выполнены фиксирующий паз и заходная часть, а трапециевидное основание г-образного лепестка размещено возле отверстия ввода проводника.6. Безвинтовой контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что отверстие ввода проводника выполнено пуклеванным.7. Безвинтовой контактный элемент по п.1 или 6, отличающийся тем, что отверстие ввода проводника выполнено незамкнутой прорезью с соответствующим отгибом упругого лепестка в сторону противоположную плоскости упругой пластины со стороны подвода проводника.