ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2013 года по МПК H01G2/06 

Изобретение относится к электрическому устройству, содержащему корпус и механически зафиксированную на корпусе печатную плату, и, по меньшей мере, один механически зафиксированный на корпусе электрический или электронный конструктивный элемент, по меньшей мере один из выводов которого электрически соединен с печатной платой посредством зажимного ножевого контакта, при этом корпус снабжен по меньшей мере одним отформованным гнездом для фиксации зажимного ножевого контакта, причем корпус для механической фиксации конструктивного элемента образует приемную камеру, которая, по меньшей мере, на отдельных участках полностью охватывает боковую поверхность конструктивного элемента.

Подобное электрическое устройство известно из документа СА 1023798 А.

Из немецкого описания изобретения DE 19829920 А1 известно электрическое устройство. Для механической фиксации относительно крупных конструктивных элементов на дне корпуса отформованы пластмассовые лапки, которые охватывают конструктивные элементы подобно клещам. Для контактирования соединительных проводов конструктивных элементов предусмотрены зажимные ножевые контакты, которые могут вдвигаться в отформованные на корпусе фиксирующие карманы. Зажимные ножевые контакты также образуют цельно запрессованные контакты, которые могут соединяться с печатной платой.

Этот собственно предпочтительный вид крепления конструктивных элементов проблематичен тогда, когда конструктивные элементы являются относительно тяжелыми и/или подвержены высоким механическим нагрузкам, обусловленным вибрациями или ускорениями. При этом конструктивные элементы могут отделяться от пластмассовых лапок или смещаться внутри крепления так, что электрическое соединение с зажимными ножевыми контактами испытывает механическую нагрузку или даже электрически размыкается.

Встала задача создать корпус, на котором возможна особенно надежная механическая установка даже относительно крупных и тяжелых конструктивных элементов и их особенно простое и надежное электрическое контактирование.

Эта задача в соответствии с изобретением решается за счет того, что поворачиваемый в радиальном направлении фиксирующий пружинный зажим фиксирует вставленный в приемную камеру конструктивный элемент в осевом направлении, при этом стенки приемной камеры снабжены выступающими внутрь приемной камеры отформованными элементами, которые пружинящим образом примыкают к наружным поверхностям конструктивного элемента, вставленного в приемную камеру.

Относительно крупными и тяжелыми конструктивными элементами являются, в частности, накопители электрической энергии, такие как батареи, аккумуляторы или же конденсаторы. Далее без ограничения объема изобретения рассматривается по существу цилиндрическая конструктивная форма таких конструктивных элементов, при этом нижеследующее описание согласно изобретению также могут быть непосредственно применено или, соответственно, отнесено к конструктивным элементам с другой геометрической формой выполнения.

Благодаря полному схватыванию боковой поверхности, которое также может быть предусмотрено на отдельных участках, т.е. не по всей осевой протяженности конструктивного элемента, конструктивный элемент уже в значительной степени зафиксирован с геометрическим замыканием в радиальных относительно своего поперечного сечения направлениях, вплоть до возможных обусловленных допусками отрезков между боковой поверхностью и охватывающим корпусом. Разумеется, может быть также предусмотрено, чтобы конструктивный элемент по всей своей осевой протяженности охватывался стенками приемной камеры.

Вышеназванные обусловленные допусками отрезки предпочтительно скомпенсированы за счет того, что стенки приемной камеры снабжены выступающими внутрь приемной камеры отформованными элементами, которые, пружиня, примыкают к наружным поверхностям конструктивного элемента, вставленного в приемную камеру. Эти пружинящие отформованные элементы при движениях устройства служат для конструктивного элемента в качестве амортизаторов колебаний. При этом выступающие отформованные элементы предпочтительно являются цельно отформованными на корпусе.

Вследствие окружного схватывания приемной камеры стенками корпуса необходимо вдвигать конструктивный элемент в осевом направлении в приемную камеру. После этого конструктивный элемент фиксируется внутри приемной камеры поворачиваемым в радиальном направлении фиксирующим пружинным зажимом. Предпочтительно фиксирующий пружинный зажим расположен на краю приемной камеры таким образом, что он вдается в приемную камеру в радиальном направлении.

Целесообразным образом фиксирующий пружинный зажим снабжен поднимающимся в направлении приемной камеры направляющим скосом, по которому конструктивный элемент направляется при введении в осевом направлении в приемную камеру. Благодаря этому конструктивный элемент поворачивает фиксирующий пружинный зажим в радиальном направлении к поперечному сечению приемной камеры. Когда конструктивный элемент задвинут за фиксирующий пружинный зажим, то фиксирующий зажим отпружинивает и фиксирует таким образом конструктивный элемент в приемной камере в осевом направлении. Предохранение от размыкания фиксирующего пружинного зажима обеспечивается за счет монтажа конструктивного узла на не изображенной здесь печатной плате.

Предпочтительно приемная камера или монтируемый конструктивный элемент могут включать в себя упругодеформируемое тело, например, в виде состоящего из эластомера уплотнения, которое при введении конструктивного элемента в приемную камеру сжимается и за счет этого создает возвратное усилие, прижимающее конструктивный элемент к фиксирующему пружинному зажиму. Благодаря этому обеспечивается осевая компенсация допусков, с помощью которой предотвращаются осевые смещения конструктивного элемента в приемной камере.

Для электрического подключения конструктивного элемента предпочтительно, если в приемной камере имеется по меньшей мере один проем, через который по меньшей мере один электрический вывод конструктивного элемента проходит в область гнезда, предназначенного для установки зажимного ножевого контакта. Таким образом, контактирование вывода возможно путем простого вставления зажимного ножевого контакта в гнездо.

Особенно предпочтительно, если зажимной ножевой контакт имеет два параллельных друг другу участка ножевого зажима, которые при вставлении зажимного ножевого контакта в гнездо контактируют с одним единственным выводом конструктивного элемента. Благодаря этому двойному контактированию может быть достигнуто особенно надежное электрическое соединение конструктивного элемента.

Также особенно предпочтительно, если зажимной ножевой контакт одновременно образует запрессованные контакты, которые при вставлении в гнездо корпуса вводятся в выемки, а именно, в частности, в сквозные отверстия печатной платы, благодаря чему создается электрическое соединение с печатной платой без пайки. Одновременно за счет этого печатная плата механически крепится на корпусе.

Выполненный чрезвычайно предпочтительным образом зажимной ножевой контакт отформован таким образом, что направление размыкания, по меньшей мере, одного участка ножевого зажима ориентировано параллельно направлению протяженности запрессованных контактов. Благодаря этому за один единственный рабочий этап возможно и обеспечение контакта вывода конструктивного элемента и соединение зажимного ножевого контакта с печатной платой.

Предпочтительно также предусмотреть присоединяемый к корпусу плоский штекер, который включает в себя, по меньшей мере, один запрессованный контакт, соединяемый с печатной платой. Плоский штекер выполняет при этом функцию фиксации печатной платы на корпусе. Плоский штекер может, кроме того, обеспечивать электрическое соединение или альтернативно также и не выполнять электрическую функцию. Плоский штекер также вставляется в отформованное на корпусе гнездо и предпочтительно крепится к гнезду с помощью выступающего из плоскости плоского штекера пружинного элемента.

Другие предпочтительные и усовершенствованные варианты осуществления предлагаемого изобретением электрического устройства содержатся в последующем описании одного из примеров осуществления с помощью чертежей.

На каждой из фиг.1 3 показан вид выполненного в соответствии с изобретением электрического устройства. На фиг.4 показан относящийся к электрическому устройству зажимной ножевой контакт; на фиг.5 изображен присоединяемый к электрическому устройству плоский штекер.

На фиг.1 показано электрическое устройство, имеющее корпус 1, который изготовлен цельно из пластмассы. Устройство снабжено печатной платой, которая на этой и других фигурах не видна и которую можно представить себе расположенной параллельно под поверхностью основания 15 корпуса.

Корпус 1 снабжен двумя отформованными, по существу цилиндрическими приемными камерами 3, в каждую из которых вставлен электрический конструктивный элемент 2, например аккумулятор или конденсатор. Конструктивный элемент 2 обозначен на фиг.1 с помощью изображенных темными наружных поверхностей.

Форма корпуса 1 приведена в соответствие с формой и размером конструктивных элементов 2 так, что они вставлены в приемные камеры 3 с соблюдением практически точной посадки. Для компенсации допусков размеров на стенках приемных камер 3 расположен по меньшей мере один пружинящий отформованный элемент 7, который вдается внутрь приемных камер 3 и примыкает к наружной поверхности конструктивного элемента 2. Благодаря своему пружинящему действию отформованный элемент 7 при механических нагрузках на корпус 1 действует подобно амортизатору колебаний для конструктивных элементов 2, вставленных в приемные камеры 3.

Со стороны открытия каждой приемной камеры 3 расположен соответственно фиксирующий пружинный зажим 5, снабженный пружинящим направляющим скосом 14, который отформован на корпусе 1. При введении конструктивных элементов 2 в приемные камеры 3 соответствующий конструктивный элемент 2 прижимается к направляющему скосу 14 фиксирующего зажима 5, находящегося перед соответствующей приемной камерой 3, благодаря чему пружинящий фиксирующий зажим 5 поворачивается вниз. После того как конструктивный элемент 2 задвинут за фиксирующий пружинный зажим 5 и полностью находится в приемной камере 3, фиксирующий пружинный зажим 5 отпружинивает в свое исходное положение и тем самым фиксирует конструктивный элемент 2 в приемной камере 3. При этом также относительно тяжелые конструктивные элементы 2 надежно зафиксированы внутри приемных камер 3 корпуса 1.

Для электрического соединения конструктивных элементов 2 корпус 1 снабжен несколькими гнездами 6 для зажимных ножевых контактов 4. Это особенно отчетливо видно на фиг.2. Зажимные ножевые контакты 4 контактируют с не изображенными на фиг.2 выводами конструктивных элементов 2, которые, например, выполнены в виде соединительных проводов и которые проходят через один или несколько проемов в приемных камерах 3 до гнезд 6. Зажимные ножевые контакты 4 на фиг.3 и 4 изображены в виде отдельных частей. На фиг.3 показаны два зажимных ножевых контакта 4 над гнездами 6 непосредственно перед присоединением к корпусу 1. На фиг.4 изображен увеличенный вид отдельного зажимного ножевого контакта 4. Этот контакт имеет два параллельных друг другу участка 9 ножевого зажима, которые могут контактировать с одним выводом конструктивного элемента. Благодаря двойному контактированию достигается особенно надежное электрическое соединение с особенно низким переходным сопротивлением.

Участки 9 ножевого зажима посредством соединительного участка 11 изогнутой формы цельно соединены с ровным участком 16, при этом ровный участок 16 имеет такую форму, что он может устойчиво удерживаться в гнезде 6 (см. фиг.2) корпуса 1. На противоположной соединительному участку стороне ровного участка 16 отформованы два запрессованных контакта 8.

Предпочтительно, чтобы направления размыкания 9 ножевого контакта были ориентированы параллельно направлению протяженности запрессованных контактов 8. Благодаря этому при вставлении зажимного ножевого контакта 4 в гнездо 6 одновременно образуются соединения участков 9 ножевого зажима с выводом конструктивного элемента 2, а также запрессованные контакты 8 вставляются в соответствующие сквозные отверстия печатной платы. При этом контактирование и электрическое соединение конструктивного элемента осуществляются простым способом за один единственный рабочий этап.

Наряду с электрическим не требующим пайки соединением конструктивных элементов 2 с печатной платой, посредством запрессованных контактов 8 возможно установить одновременно механическое соединение между корпусом 1 и печатной платой.

Для крепления печатной платы может быть к тому же предусмотрен, по меньшей мере, один плоский штекер 12, который снабжен несколькими запрессованными контактами 10, предназначенными для подсоединения к печатной плате. Такой плоский штекер 12, снабженный тремя отформованными запрессовываемыми контактами 10, показан на фиг.5 в виде отдельной детали. Плоский штекер 12 снабжен к тому же отформованным пружинным элементом 13, который выступает из плоскости плоского штекера. Пружинный элемент 13 служит для фиксации плоского штекера в гнезде корпуса 1.

Плоский штекер 12 может выполнять электрическую функцию и, например, контактировать с боковой поверхностью одного из конструктивных элементов 2, или же, не выполняя электрической функции, предназначаться только для дополнительного крепления печатной платы на корпусе 1.

Спецификация позиций

1 Корпус

2 Конструктивный элемент (конструктивные элементы)

3 Приемная камера (приемные камеры)

4 Зажимной ножевой контакт

5 Фиксирующий пружинный зажим

6 Гнездо (или, соответственно, гнезда)

7 Отформованные элементы

8 Запрессованные контакты

9 Участок (участки) ножевого зажима

10 Запрессованные контакты

11 Соединительный участок

12 Плоский штекер

13 Пружинный элемент

14 Направляющий скос

15 Поверхность основания корпуса

16 Ровный участок

Предложено электрическое устройство, содержащее корпус и печатную плату, механически зафиксированную на корпусе с помощью вставленных в корпус зажимных ножевых контактов и, по меньшей мере, один механически зафиксированный на корпусе электрический или электронный конструктивный элемент, по меньшей мере, один из выводов которого электрически соединен с печатной платой посредством зажимного ножевого контакта, при этом корпус снабжен, по меньшей мере, одним отформованным гнездом для фиксации зажимного ножевого контакта, при этом в корпусе для механической фиксации конструктивного элемента имеется приемная камера, которая, по меньшей мере, на отдельных участках полностью охватывает боковую поверхность конструктивного элемента, и при этом поворачиваемый в радиальном направлении защелкивающийся зажим фиксирует вставленный в приемную камеру конструктивный элемент в осевом направлении. Повышение надежности механической установки в приемной камере корпуса конструктивных элементов в виде носителей электрической энергии (батарей, аккумуляторов или конденсаторов) различной геометрической формы, которая также предотвращает возможность их осевого смещения, является техническим результатом предложенного изобретения. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Электрическое устройство, содержащее
корпус и механически зафиксированную на корпусе печатную плату,
по меньшей мере, один механически зафиксированный на корпусе электрический или электронный конструктивный элемент, по меньшей мере, один из выводов которого электрически соединен с печатной платой посредством зажимного ножевого контакта, при этом
корпус снабжен, по меньшей мере, одним отформованным гнездом для фиксации зажимного ножевого контакта, и
корпус для механической фиксации конструктивного элемента образует приемную камеру, которая, по меньшей мере, на отдельных участках полностью охватывает боковую поверхность конструктивного элемента,
отличающееся тем, что
поворачиваемый в радиальном направлении фиксирующий пружинный зажим (5) фиксирует вставленный в приемную камеру (3) конструктивный элемент (2) в осевом направлении,
а стенки приемной камеры (3) снабжены выступающими внутрь приемной камеры (3) отформованными элементами (7), которые пружинящим образом примыкают к наружным поверхностям конструктивного элемента (2), вставленного в приемную камеру (3).

2. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что конструктивный элемент (2) по всей своей осевой протяженности охватывается стенками приемной камеры (3).

3. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что пружинящий в радиальном направлении фиксирующий пружинный зажим (5) вдается внутрь приемной камеры (3).

4. Электрическое устройство по п.3, отличающееся тем, что фиксирующий пружинный зажим (5) снабжен поднимающимся в направлении приемной камеры направляющим скосом (14), по которому конструктивный элемент (2) направляется при введении в осевом направлении в приемную камеру (3).

5. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что в приемной камере (3) имеется, по меньшей мере, один проем, через который, по меньшей мере, один вывод конструктивного элемента (2) проходит в область гнезда (6), предназначенного для присоединения зажимного ножевого контакта (4).

6. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимной ножевой контакт (4) в то же время образует запрессованные контакты (8).

7. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимной ножевой контакт (4) имеет два параллельных друг другу участка (9) ножевого зажима.

8. Электрическое устройство по п.6, отличающееся тем, что направление размыкания, по меньшей мере, одного участка (9) ножевого зажима ориентировано параллельно направлению протяженности запрессованных контактов (8).

9. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что предусмотрен присоединенный к корпусу (1) плоский штекер (12), который включает в себя, по меньшей мере, один запрессованный контакт (10), соединяемый с печатной платой.

10. Электрическое устройство по п.9, отличающееся тем, что плоский штекер (12) снабжен выступающим пружинным элементом (13).

11. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что конструктивный элемент (2) представляет собой накопитель электрической энергии.

12. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что установленная на корпусе (1) печатная плата ограничивает или увеличивает возможность поворота фиксирующего пружинного зажима (5).

13. Электрическое устройство по п.1, отличающееся тем, что приемная камера включает в себя тело, которое упруго деформируется вставленным конструктивным элементом (2).

14. Электрическое устройство по п.13, отличающееся тем, что тело представляет собой состоящее из эластомера уплотнение.