ЗАКРЫВАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ШТЕПСЕЛЬНОЙ РОЗЕТКИ Российский патент 2015 года по МПК H01R13/453 H01R13/64 

Изобретение относится к штепсельной розетке согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Электрические потребители часто подключаются разъемно к электрическому питающему напряжению. Такое соединение может осуществляться через штекер, который можно вставлять в стационарно расположенную штепсельную розетку.

Штепсельные розетки содержат приборный цоколь, который снаружи окружен несущей рамкой, которая обеспечивает возможность крепления в установочном корпусе, и расположенный перед приборным цоколем лицевой элемент, который в зависимости от варианта выполнения может быть выполнен из одной или нескольких частей и может иметь центральную вставку для приема штекера.

В штепсельные розетки может быть интегрирована защита от прикосновения, которая может предотвращать, особенно для детей, контакт с проводящими ток элементами штепсельной розетки при неправильном обращении с ней. При этом может предотвращаться свободный доступ через контактные отверстия центральной вставки к контактным элементам приборного цоколя тем, что между приборным цоколем и центральной вставкой подвижно расположен запирающий элемент. Лишь за счет введения штекерных штифтов в контактные отверстия центральной вставки можно сдвигать запирающий элемент, и штекер может приходить в соприкосновение с контактными элементами. После удаления штекера запирающий элемент с помощью пружинных элементов автоматически снова сдвигается обратно в свое исходное положение.

Кроме того, штепсельные розетки могут быть снабжены в зависимости от области применения и цели применения закрываемыми крышками или вставками с целью предотвращения несанкционированного или неправильного использования. Крышки расположены на штепсельных розетках и требуют больших затрат на изготовление.

Задачей данного изобретения является создание штепсельной розетки, которая может использоваться лишь уполномоченным персоналом и которая выполнена компактно и с привлекательным внешним видом.

Эта задача решена с помощью указанных в пункте 1 формулы изобретения признаков. Предпочтительные варианты выполнения штепсельной розетки следуют из описания, чертежей и зависимых пунктов формулы изобретения.

Штепсельная розетка согласно пункту 1 формулы изобретения содержит интегрированную закрывающую систему с запирающим элементом и с блокировочным механизмом, при этом закрывающей системой можно управлять через относящуюся к ней систему доступа, которая обеспечивает доступ лишь уполномоченным пользователям. Закрывающая система имеет то преимущество, что нет необходимости в смонтированных или отдельных закрывающих элементах, и тем самым может быть значительно улучшена прежняя функциональность штепсельной розетки. Элементы закрывающей системы могут быть расположены невидимо и защищенно в штепсельной розетке, так что невозможны повреждения и/или манипуляции. Штепсельная розетка может оставаться неизменной в своих основных структурах, так что необходимые части должны быть только заменены или установлены дополнительно. Предпочтительно, внешний вид по сравнению с обычными штепсельными розетками может сохраняться неизменным, поскольку нет необходимости ни в закрывающихся крышках, ни в закрывающихся вставках.

Штепсельная розетка может содержать приборный цоколь и расположенный перед ним со стороны пользователя видимый лицевой элемент, при этом лицевой элемент может иметь по меньшей мере одну центральную вставку для приема штекера. Между центральной вставкой и приборным цоколем может быть расположен запирающий элемент и блокировочный механизм, при этом запирающий элемент может запирать свободный доступ через контактные отверстия центральной вставки к контактным элементам приборного цоколя, и при этом блокировочный механизм может препятствовать движению запирающего элемента и тем самым запирать контактные отверстия, пока не будет деактивирован блокировочный механизм посредством системы доступа.

После деактивации блокировочного механизма запирающий элемент запирает далее контактные отверстия центральной вставки и сохраняется защита от прикосновения. Лишь за счет вставки штекера в контактные отверстия штепсельной розетки запирающий элемент сдвигается. В неиспользуемом состоянии штепсельной розетки защита от прикосновения непрерывно действует, независимо от того, в каком положении находится блокировочный механизм.

В предпочтительном варианте выполнения после удаления штекера наряду с автоматическим восстановлением защиты от прикосновения может происходить также автоматическое возвращение в исходное состояние блокировочного механизма, так что штепсельную розетку можно снова использовать лишь после повторной деактивации блокировочного механизма. Предпочтительно, запирающий элемент и блокировочный механизм для этой цели связаны друг с другом и могут перемещаться с помощью возвращающих конструктивных элементов, например, пружин и/или двигателей, в первоначальное положение.

Блокировочный механизм вмешивается в ход движения запирающего элемента, например, аксиально, перпендикулярно и/или радиально относительно направления вставки штекера. Блокировочный механизм может иметь подвижно установленные механические конструктивные элементы, такие как рычаги, штифты, зубчатые рейки и/или защелки. Кроме того, блокировочный элемент может содержать моторные конструктивные элементы, с помощью которых можно приводить в движение механические конструктивные элементы. Для соединения (сцепления) механических и моторных конструктивных элементов можно применять, например, зубчатые колеса, червячные колеса и/или валы.

Предпочтительно, применение моторного привода обеспечивает возможность активации/деактивации блокировочного механизма без вмешательства вручную и дистанционно управляемого варианта выполнения штепсельной розетки, например, в трудно доступных местах. В смысле изобретения мотор или двигатель может быть электродвигателем, который преобразует подаваемую электрическую энергию в поступательное или вращательное движение. Электроснабжение двигателя можно осуществлять в этом случае с помощью и без того имеющегося питающего напряжения штепсельной розетки.

В другом варианте выполнения электрические, магнитные и/или пьезоэлектрические конструктивные элементы могут воздействовать в качестве блокировочных механизмов непосредственно на запирающий элемент. Предпочтительно, электромагнитный блокировочный механизм может воздействовать на расположенный на запирающем элементе магнитный сопряженный элемент. Когда электромагнит выключен, то обеспечивается возможность свободного движения запирающего элемента. Кроме того, может быть пригодным также пьезоэлектрический привод, который при приложении электрического напряжения вызывает деформацию материала и тем самым полезное движение.

Предпочтительно, запирающий элемент и блокировочный механизм могут быть расположены на центральной вставке, так что возможно изготовление или переоборудование штепсельной розетки при остающейся неизменной базовой конфигурации. При этом запирающий элемент и блокировочный механизм могут быть расположены в общем корпусном теле и/или на общем несущем элементе, который может быть зафиксирован на центральной вставке, например, посредством защелкивания.

В другом варианте выполнения запирающий элемент может быть расположен на центральной вставке, в то время как блокировочный механизм может находиться на приборном цоколе, при этом можно применять отдельные корпуса/несущие элементы. В этом случае запирающий элемент и блокировочный механизм соединены друг с другом через место сопряжения.

В особенно предпочтительном варианте выполнения двигатель, передача и/или другие конструктивные элементы блокировочного механизма могут быть расположены в функциональном блоке, который окружен корпусом и интегрирован в виде модуля в штепсельную розетку. В одном предпочтительном варианте выполнения можно за счет экономящего место расположения конструктивных элементов сохранять известную структуру штепсельных розеток и создавать дополнительное приемное пространство для функционального блока. Предпочтительно, такое приемное пространство может быть образовано на или в приборном цоколе или центральном блоке штепсельной розетки. За счет модульного выполнения функционального блока обеспечивается возможность простого дооборудования без замены приборного цоколя. При монтаже модуль можно устанавливать предпочтительно с самофиксацией и/или с самостоятельным контактированием в имеющееся приемное пространство, предпочтительно с лицевой стороны.

Активацию/деактивацию блокировочного механизма можно осуществлять различным образом с помощью системы доступа, которая обеспечивает доступ лишь уполномоченным пользователям. В одном варианте выполнения в лицевом элементе может быть расположен подобный замку механизм и механически воздействовать на блокировочный механизм. В качестве идентификационного средства можно использовать подходящий к замку ключ.

Кроме того, в качестве идентификационных средств можно применять также коды доступа или биометрические данные пользователей, которые проверяются с помощью отдельных или интегрированных регистрирующих устройств и после обработки сигналов могут использоваться для управления имеющим привод от двигателя блокировочным механизмом.

В одном предпочтительном варианте выполнения могут применяться также бесконтактно действующие идентификационные средства, так что, в частности, в труднодоступных местах нет необходимости в непосредственном контакте со штепсельной розеткой. Соответствующие сигналы принимаются электрическими конструктивными элементами в штепсельной розетке, и после специальной обработки их можно использовать для управления блокировочным механизмом. Например, с помощью дистанционного управления или приемопередающей техники передавать в штепсельную розетку радио или инфракрасные сигналы, так что доступ к штепсельной розетке активируется лишь в присутствии уполномоченного лица.

Кроме того, можно осуществлять дистанционное управление по шине, сигналы которой подаются в штепсельную розетку, при этом проводной сигнал (от шины) приводит в действие блокировочный механизм в штепсельной розетке. Так, например, наружные штепсельные розетки могут использоваться лишь уполномоченным персоналом, или же в больницах лишь обученные и уполномоченные лица могут подключать необходимые приборы к сети аварийного электроснабжения с целью исключения перегрузок сети.

Наряду с зависящим от пользователя управлением можно управлять блокировочным механизмом также с помощью электрических конструктивных элементов в зависимости от потребителя, времени, программы или события. Так, можно с помощью соответствующих датчиков регистрировать самые различные параметры, такие как время, потребление, температура, нагрузка, и создавать на основе задаваемых зависимостей сигналы для управления блокировочным механизмом. Так, штепсельные розетки можно открывать за счет управления во времени лишь в определенные промежутки времени или же, при управлении в зависимости от события, при определенных событиях.

Блокировочный механизм согласно изобретению можно использовать как в электрических, так и оптических штепсельных розетках. В случае оптического соединения между штекером и штепсельной розеткой можно преобразовывать оптический сигнал в электрический сигнал или же может иметься отдельное электроснабжение для питания электрических конструктивных элементов.

Другие подробности, признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания предпочтительного варианта выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг.1 - штепсельная розетка с приводимым в действие двигателем блокировочным механизмом в положении запирания;

фиг.2 - штепсельная розетка с приводимым в действие двигателем блокировочным механизмом в положении отпирания;

фиг.3 - штепсельная розетка с блокировочным механизмом с механическим приводом в положении запирания; и

фиг.4 - штепсельная розетка с блокировочным механизмом с механическим приводом в положении отпирания.

Одинаковые или одинаково действующие конструктивные элементы обозначены в последующем описании одинаковыми позициями.

Ниже приводится описание конструкции и принципа действия штепсельной розетки 1 согласно изобретению на основании альтернативных вариантов выполнения.

Как показано на фиг.1, электрическая штепсельная розетка 1 закреплена в установочном корпусе 2, который зафиксирован неподвижно в стене 3 здания. Штепсельная розетка 1 имеет приборный цоколь 4, который окружен снаружи несущей рамкой 5, которая обеспечивает возможность крепления штепсельной розетки 1 в установочном корпусе 2. На лицевой стороне закреплен функционально специфический лицевой элемент 6, который в зависимости о использования может быть выполнен цельным (из одной части) или из нескольких частей. Лицевой элемент 6 имеет стаканообразную центральную вставку 7 для приема штекера 8. В приборном цоколе 4 расположены клеммы 9 и соединенные с ними металлические контактные элементы 10, в которые могут вставляться с лицевой стороны штекерные штифты 11 штекера 8 в направлении Х вставки. Проложенная на стороне стенки снабжающая линия 12 снабжает штепсельную розетку 1 напряжением сети и разъемно соединена с клеммами 9.

Кроме того, штепсельная розетка 1 имеет запирающий элемент 13, который запирает контактные отверстия 14 в центральной вставке 7, так что расположенные в приборном цоколе 4 контактные элементы 10 защищены от прикосновений. Запирающий элемент 13 имеет в фиксированном с защелкиванием в нижней стороне центральной вставки 7 несущем элементе 15 установленную с возможностью сдвига заслонку 16. В не приведенном в действие состоянии наклонные поверхности 17 на заслонке 16 запирают контактные отверстия 14 центральной вставки 7. Лишь за счет введения штекерных штифтов 11 штекера 8 запирающий элемент 13 сдвигается и обеспечивается доступ к контактным элементам 10. Закрепленная сбоку на несущем элементе 15 и заслонке 16 пружина 18 обеспечивает возможность возврата заслонки 16 в исходное положение.

Для реализации закрывающей системы для штепсельной розетки 1 выполнен блокировочный механизм 19, который входит в путь (траекторию) движения заслонки 16 и которым может управлять лишь уполномоченный пользователь через систему 20 доступа. Блокировочный механизм 19 может иметь в зависимости от варианта выполнения ручной или моторный привод.

Как показано на фиг.1 и 2, в приборном цоколе 4 находится приводной блок 21, который содержит двигатель 22, блокировочное средство 23 блокировочного механизма 19, электрические конструктивные элементы для электроснабжения и управляющую электронику 24 для управления двигателем 10. На стороне дна из приводного блока 21 ведут с защитой от прикосновения соединительные контакты 25, которые находятся в электрическом контакте с клеммами 9 в приборном цоколе 4 и обеспечивают электроснабжение двигателя 22. Кроме того, в штепсельной розетке 1 реализована система 20 доступа, содержащая расположенный в лицевом элементе 6 детектор 26 в виде радиоприемника, который принимает от носимого пользователем идентификационного средства 27 в виде передатчика сигналы с целью включения двигателя 22. Соединительные провода 28 радиоприемника 26 проходят вдоль центральной вставки 7 и вводятся с помощью штекерного соединения 29 в приводной блок 21.

Двигатель 22 имеет на стороне выхода (ведомой стороне) зубчатое колесо 30, которое передает вращательное движение в направляемое в приводном блоке 21 блокировочное средство 23 в виде зубчатой рейки. Блокировочное средство 23 направляется из приводного блока 21 в несущий элемент 15 запирающего элемента 13. Зубчатое колесо 30 находится в зацеплении с блокировочным средством 23, которое за счет этого перемещается аксиально относительно направления Х вставки штекера 8 и входит в путь движения заслонки 16.

Включение двигателя 22 осуществляется через систему 20 доступа, при этом лишь передаваемые уполномоченным пользователем сигналы образуют сигнал включения. За счет этого подается напряжение электроснабжения для двигателя 22, так что его вращательное движение через зубчатое колесо 30 передается на блокировочное средство 23. Блокировочное средство 23 перемещается из запирающего положения согласно фиг.1, в котором заслонка 16 не может сдвигаться штекером 8 в отпирающее положение согласно фиг.2, в котором заслонка 16 может сдвигаться штекером 8 и тем самым обеспечивается возможность вставки штекера 8 в контактные элементы 10. После извлечения штекера 8 заслонка 16 возвращается с помощью пружины 18 снова в запирающее положение, в то время как активируемая с помощью не изображенного, регистрирующего положение заслонки 16 датчика управляющая электроника 24 вызывает обратное движение двигателя 22, так что механически связанное блокировочное средство 23 снова приходит обратно в запирающее положение, показанное на фиг.1.

На фиг.3 и 4 показан работающий исключительно механически блокировочный механизм 19. Сбоку от центральной вставки 7 расположен установленный с возможностью поворота вал 31, который имеет блокировочное средство 23, которое направляется в несущий элемент 15 запирающего элемента 13 и может входить в радиальном направлении относительно направления Х вставки штекера 8 в путь прохождения заслонки 16.

Управление блокировочным механизмом 19 осуществляется с помощью системы 20 доступа, в которой вал 31 механически связан с расположенным в лицевом элементе 6 детектором 26 в виде замка, которым можно управлять с помощью идентификационного средства 27 в виде ключа. За счет этого создается поворотное движение, которое передается через блокировочное средство 23. Блокировочное средство 23 перемещается из запирающего положения согласно фиг.3, в котором заслонка 16 не может быть сдвинута с помощью штекера 8, в отпирающее положение согласно фиг.4, в котором заслонка 16 может быть сдвинута с помощью штекера 8, и тем самым обеспечивается возможность ввода штекера 8 в контактные элементы 10. После извлечения штекера 8 заслонка 16 возвращается с помощью пружины 18 снова в запирающее положение, в то время как блокировочное средство 23 можно посредством управления замком 26 вручную снова возвращать в запирающее положение, показанное на фиг.1.

Перечень позиций

1. Штепсельная розетка

2. Установочный корпус

3. Стена здания

4. Приборный цоколь

5. Несущая рамка

6. Лицевой элемент

7. Центральная вставка

8. Штекер

9. Клеммы

10. Контактные элементы

11. Штекерные штифты

12. Снабжающая линия

13. Запирающий элемент

14. Контактные отверстия

15. Несущий элемент

16. Заслонка

17. Поверхность

18. Пружина

19. Блокировочный механизм

20. Система доступа

21. Приводной блок

22. Двигатель

23. Блокировочное средство

24. Управляющая электроника

25. Соединительные контакты

26. Детектор

27. Идентификационное средство

28. Соединительные линии

29. Штекерное соединение

30. Зубчатое колесо

31. Вал

Х. Направление вставки

Штепсельная розетка (1) для разъемного соединения со штекером (8) содержит приборный цоколь (4) и закрепленный на лицевой стороне лицевой элемент (6), который имеет центральную вставку (7) с контактными отверстиями (14). Между центральной вставкой (7) и приборным цоколем (4) расположен запирающий элемент (13), обеспечивающий возможность запирания контактных отверстий (14) в центральной вставке (7. Находящиеся в приборном цоколе(14) контактные элементы (10) расположены соосно контактным отверстиям (14) и предназначены для подключения к напряжению сети. В штепсельной розетке (1) расположен блокировочный механизм (19), который обеспечивает возможность блокирования движения запирающего элемента (13) и который предназначен для активации и деактивации с помощью системы (20) доступа. Технический результат - создание компактной штепсельной розетки, имеющей санкционированный доступ для уполномоченного пользователя. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Штепсельная розетка для создания разъемного соединения со штекером (8), содержащая приборный цоколь (4) и закрепленный на лицевой стороне лицевой элемент (6), который для приема штекера имеет центральную вставку (7) с контактными отверстиями (14), при этом между центральной вставкой (7) и приборным цоколем (4) расположен запирающий элемент (13), с помощью которого обеспечивается возможность запирания контактных отверстий (14) в центральной вставке (7), и при этом находящиеся в приборном цоколе (14) контактные элементы (10) расположены соосно контактным отверстиям (14) и предназначены для подключения к напряжению сети, отличающаяся тем, что в штепсельной розетке (1) расположен блокировочный механизм (19), с помощью которого обеспечивается возможность блокирования движения запирающего элемента (13) и который предназначен для активации и деактивации с помощью системы (20) доступа.

2. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что система (20) доступа соединена с блокировочным механизмом (19) электрически или механически.

3. Штепсельная розетка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что блокировочный механизм (19) входит в ход движения запирающего элемента (16).

4. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что блокировочный механизм (19) установлен с возможностью аксиального, перпендикулярного и/или радиального относительно направления (X) вставки перемещения.

5. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что блокировочный механизм (19) выполнен с возможностью обратной установки в свое исходное положение.

6. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что блокировочный механизм (19) выполнен с возможностью приведения в действие с помощью двигателя, электрически, магнитно и/или механически.

7. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что блокировочный механизм (19) расположен на приборном цоколе (4) и/или на центральной вставке (7).

8. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что блокировочный механизм (19) расположен в корпусе (21) или на несущем элементе (15).

9. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что система (20) доступа имеет идентификационное средство (27) и детектор (26).

10. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что система (20) доступа расположена на штепсельной розетке (1) и/или выполнена с возможностью дистанционного управления.

11. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что система (20) доступа имеет замок (26) и ключ (27).

12. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что система (20) доступа выполнена с возможностью управления без соприкосновения.

13. Штепсельная розетка по п. 1, отличающаяся тем, что система (20) доступа имеет радиоприемник (26) и радиопередатчик (27).