ШТЕКЕРНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2018 года по МПК H01R13/66 

Изобретение исходит из штекерного соединителя в соответствии с ограничительной частью независимого п. 1 формулы.

Такие штекерные соединители требуются для обратимого контактирования электрических проводов с электрическим конструктивным элементом или другим электрическим проводом. При этом такие штекерные соединители в зависимости от типа применения и конструктивного элемента, с которым должно осуществляться контактирование, могут иметь различные типоразмеры и варианты выполнения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из DE 3144580 А1 известен модульный штекерный соединитель по меньшей мере с двумя контактными элементами, электрически соединяемыми между собой посредством контактной перемычки. При этом в не вставленном состоянии штекерного соединителя контактная перемычка замыкает электрический контакт между контактными элементами.

Из JP H02-71980 U, JH 2013-84392 A и EP 0908973 А2 известны электрические штекерные соединители, контактные элементы которых соединены между собой посредством разрядника защиты от перенапряжений.

В DE 102005004920 В3 раскрыт контактный предохранитель для штекерных соединителей с состояниями вставки и предварительного монтажа, у которого для предохранения контактов зажигания таблетки зажигания от мешающих влияний в контактном предохранителе предусмотрено защитное устройство, которое находится в контакте с закорачивающей перемычкой таким образом, что при разъединении или после разъединения закорачивающей перемычки автоматически срабатывает защитное устройство.

Из US 2009/0186504 А1 известны многополюсный штекер и штекерная розетка с автоматической закорачивающей емкостью между полюсами для инициирования прерывания между штекером и штекерной розеткой.

В DE 8609404 U1 описано электрическое штекерное соединение, состоящее из штифта штекерного соединителя и гнезда штекерного соединителя, причем контактные элементы в штекерных соединителях, расположенные столбцами и строчками, вставлены с фиксацией в снабженные фиксирующими устройствами выемки.

Недостаток известных из уровня техники электрических штекерных соединителей в том, что они должны быть деконтактированы, т.е. разъединены, если электрические конструктивные элементы, соединенные со штекерными соединителями, не находятся в эксплуатации. Это значит, что электрические конструктивные элементы должны быть полностью обесточены, прежде чем подключенный штекерный соединитель можно будет разъединить. Если это не так, то в определенных случаях применения это может привести к отказу штекерного соединителя за счет, например, перенапряжений в нем.

В одном особом случае применения вторичные обмотки трансформаторов тока (измерительных трансформаторов тока) при разъединении подключенных приборов должны всегда закорачиваться. Если они не закорачиваются, то могут возникнуть значительные перенапряжения на открытых концах вторичной цепи.

Величина возникающего напряжения зависит от тока, сечения сердечника и числа витков вторичной обмотки. Так, у трансформаторов тока примерно до 500/5 А и при небольших расчетных мощностях пиковое значение возникающего напряжения остается в большинстве случаев ниже 200 В. У более мощных трансформаторов тока могут возникать, однако, более высокие пики напряжения, которые представляют опасность для человека при касании открытых клемм и могут привести в трансформаторе к пробоям, а между клеммами - к внешним пробоям.

Если к трансформатору тока подключен электрический штекерный соединитель, то на штекерном соединителе могут возникнуть внешние пробои, которые могут привести к опасности для человека за счет них или даже за счет полного отказа электрического штекерного соединителя в результате взрыва. Поэтому вторичные цепи трансформаторов тока никогда нельзя эксплуатировать открытыми, т.к. в случае больших токов и мощных сердечников на подключенном штекерном соединителе могут возникнуть опасные для жизни напряжения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В основе изобретения лежит задача создания электрического штекерного соединителя, который отводил бы возникающее перенапряжение за счет короткого замыкания, минимизируя благодаря этому опасность для пользователя. Кроме того, даже в случае дефекта в закорачивающей схеме электрический штекерный соединитель должен гарантировать безопасность пользователя, а дефектный штекерный соединитель должен быть защищен от дальнейшего использования.

Эта задача решается посредством отличительных признаков независимого п. 1 формулы.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы.

Согласно изобретению, речь идет об электрическом штекерном соединителе, состоящем из изолятора с размещенными в нем электрическими контактами. Изолятор образует штекерную и присоединительную стороны. В изоляторе размещена по меньшей мере одна пара из первого и второго электрических контактов.

Каждый электрический контакт имеет штекерный и присоединительный участки. При этом штекерные участки электрических контактов выполнены по типу штекерного соединителя в виде гнездовых или штифтовых контактов и расположены на штекерной стороне изолятора.

Присоединительные участки электрических контактов имеют присоединительные средства для проводов. Последние могут быть выполнены различным известным из уровня техники образом. Пружинные зажимы, винтовые выводы, обжимные или паяные выводы не являются здесь исчерпывающим перечнем возможностей. Присоединительные участки электрических контактов расположены на присоединительной стороне изолятора, чтобы обеспечить здесь соединение с электрическими проводами.

Согласно изобретению, штекерный соединитель содержит в изоляторе первое закорачивающее средство. С его помощью создается электрическое соединение между первым и вторым электрическими контактами в изоляторе.

При этом закорачивающее средство выполнено в виде разрядника защиты от перенапряжений. Это значит, что при определенном, слишком большом напряжении между электрическими контактами создается короткое замыкание за счет разрядника защиты от перенапряжений.

В одном предпочтительном варианте штекерного соединителя в случае перенапряжения создается длительное электрическое короткое замыкание между электрическими контактами, которое больше не размыкается. Длительное короткое замыкание вынуждает пользователя заменить штекерный соединитель и выявить дефект.

В особом варианте на штекерном соединителе предусмотрено блокировочное устройство. Механическое блокировочное устройство содержит блокиратор, который выполнен с возможностью выступания в штекерную сторону изолятора, предотвращая, таким образом, соединение штекерного соединителя с ответным штекерным соединителем.

Блокировочное устройство штекерного соединителя выполнено так, что первое закорачивающее средство в случае перенапряжения воздействует на блокировочное устройство. При срабатывании закорачивающего средства за счет слишком высокого напряжения помимо электрического короткого замыкания между электрическими контактами срабатывает блокировочное устройство. Блокиратор движется в штекерную сторону изолятора так, что соединение штекерного соединителя с ответным штекерным соединителем больше невозможно. Дефектный, длительно закороченный штекерный соединитель больше не может контактировать.

Помимо первого закорачивающего средства на штекерном соединителе в предпочтительном варианте выполнено второе закорачивающее средство для электрического соединения первого и второго электрических контактов. При этом второе закорачивающее средство, будучи подпружинено, создает электрическое соединение между первым и вторым электрическими контактами. На штекерной стороне изолятора предусмотрен исполнительный орган, с помощью которого можно разъединить электрическое соединение второго закорачивающего средства против усилия пружины.

Исполнительный орган выполнен преимущественно так, что он срабатывает при соединении штекерного соединителя с ответным штекерным соединителем. За счет соединения штекерного соединителя второе закорачивающее средство размыкается, и электрическое соединение между контактами разъединяется.

В особенно предпочтительном варианте исполнительный орган расположен на штекерной стороне изолятора на месте дополнительного контакта. Таким образом, исполнительный орган может быть приведен в действие контактом ответного штекерного соединителя, и электрическое соединение может быть разомкнуто закорачивающим средством.

В настоящем изобретении описаны штекерные соединители с двумя видами закорачивающих средств, а именно с первым закорачивающим средством, которое при перенапряжении между электрическими контактами создает короткое замыкание между ними для отвода перенапряжения, и вторым закорачивающим средством, которое создает короткое замыкание между электрическими контактами, если штекерный соединитель не вставлен.

За счет исполнительного органа на штекерной стороне короткое замыкание второго закорачивающего средства при соединении с ответным штекерным соединителем разъединяется. В случае отказа исполнительного органа и второго закорачивающего средства можно отвести перенапряжение через первое закорачивающее средство и предотвратить несчастный случай. Кроме того, в этом случае за счет блокировочного устройства предотвращается повторное соединение штекерного соединителя.

В особом варианте штекерный соединитель выполнен модульным. При этом штекерный соединитель снабжен удерживающей рамкой для своих модулей. В зависимости от применения в удерживающую рамку вставляются различные модули, которые и образуют штекерный соединитель. В другом варианте предусмотрено надевание на штекерный соединитель дополнительных модулей, причем они содержат первое и/или второе закорачивающее средство. За счет этого можно дополнительно оснастить имеющийся штекерный соединитель, чтобы он имел преимущества изобретения. ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примеры осуществления изобретения более подробно поясняются ниже со ссылкой на чертежи, на которых изображены:

фиг. 1 - блок-схема предложенного штекерного соединителя,

фиг. 2 - схематично представленный штекерный соединитель в первом примере выполнения,

фиг. 3 - схематично представленный штекерный соединитель во втором примере выполнения,

фиг. 4 - схематично представленный штекерный соединитель в третьем примере выполнения.

Чертежи содержат частично упрощенные схематичные изображения. Частично одинаковые, однако, при известных условиях неидентичные элементы обозначены идентичными ссылочными позициями. Различные виды отдельных элементов можно по-разному масштабировать.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного штекерного соединителя 1. Слева изображен первый электрический контакт 3, а справа - второй электрический контакт 4. Оба электрических контакта 3, 4 электрически соединены между собой в двух местах.

Первое соединение между электрическими контактами 3, 4 образовано первым закорачивающим средством 5. При этом он выполнен в виде разрядника защиты от перенапряжений. В случае слишком высокого напряжения между электрическими контактами 3, 4 разрядник защиты от перенапряжений создает длительное электрическое соединение между ними.

Второе соединение между электрическими контактами 3, 4 образовано вторым закорачивающим средством 6. Оно выполнен в виде размыкателя. Выключатель создает, будучи подпружинен, электропроводящее соединение между электрическими контактами 3, 4. На фиг. 3 более подробно изображен исполнительный орган 6.1 для размыкания второго закорачивающего средства 6.

На фиг. 2 схематично изображен первый пример выполнения предложенного штекерного соединителя 1. Здесь изображен штекерный соединитель 1, образованный изолятором 2. Внутри него размещены первый 3 и второй 4 электрические контакты.

Электрические контакты 3, 4 имеют соответственно штекерный 3.1, 4.1 и присоединительный 3.2, 4.2 участки. Штекерные участки 3.1, 4.1 образуют штекерную сторону 2.1 изолятора 2. Противоположные присоединительные участки 3.2, 4.2 предназначены для присоединения электрических проводов. Для этого присоединительные участки 3.2, 4.2 снабжены пружинными зажимами, которые помещаются в присоединительную сторону 2.2 изолятора 2.

Между электрическими контактами 3, 4, согласно изобретению, расположены первый 5 и второй 6 закорачивающие средства. При этом первое закорачивающее средство 5 выполнено в виде разрядника защиты от перенапряжений. Второе закорачивающее средство 6 выполнено в виде подпружиненного размыкателя в изоляторе 2. Более подробно оно изображено на фиг. 3.

На фиг. 3 в схематичном виде изображен штекерный соединитель 1 со вторым закорачивающим средством 6. Он снабжен исполнительным органом 6.1. Последний предназначен для размыкания закорачивающего средства 6. Для этого исполнительный орган 6.1 входит в штекерную сторону 2.1 изолятора 2. За счет контактирования штекерного соединителя 1 с ответным штекерным соединителем исполнительный орган 6.1 вдавливается в изолятор 2 и размыкает закорачивающее средство 6. Таким образом, разъединяется электрическое соединение между электрическими контактами 3, 4.

На фиг. 4 в схематичном виде изображен штекерный соединитель 1 с первым закорачивающим средством 5. Он соединяет первый электрический контакт 3 со вторым электрическим контактом 4. Первое закорачивающее средство 5 выполнено в виде разрядника защиты от перенапряжений. В случае перенапряжения между электрическими контактами 3, 4 первое закорачивающее средство 5 создает длительное электрическое соединение между ними.

В этом примере штекерный соединитель 1 содержит также блокировочное устройство 7. Оно связано с первым закорачивающим средством 5. Когда тот срабатывает, создавая электрическое соединение между электрическими контактами 3, 4, срабатывает и блокировочное устройство 7. Оно блокирует штекерную сторону 2.1 изолятора. Таким образом предотвращается повторная вставка штекерного соединителя 1.

Блокировочное устройство 7 схематично изображено на фиг. 4 справа у электрического контакта 4 в исходном состоянии. Слева блокировочное устройство 7 изображено у электрического контакта 3 после срабатывания.

Блокировочное устройство 7 снабжено блокирующим средством 7.1, которое в исходном состоянии (справа на фиг. 4) установлено в изоляторе 2, например, с натяжением. Посредством блокировочного устройства 7 блокирующее средство 7.1 соединено с первым закорачивающим средством 5. Когда первое закорачивающее средство 5 срабатывает за счет перенапряжения (слева на фиг. 4), активируется блокировочное устройство 7, и натянутое блокирующее средство 7.1 движется в направлении штекерной стороны 2.1 изолятора 2. Блокирующее средство 7.1 блокирует штекерную сторону 2.1, в результате чего повторное соединение штекерного соединителя 1 с ответным штекерным соединителем больше невозможно. Преимущественно блокирующие средства 7.1 длительно фиксируются в этом положении, чтобы больше нельзя было сделать обратимым дефектное состояние штекерного соединителя 1.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - штекерный соединитель

2 - изолятор

2.1 - штекерная сторона

2.2 - присоединительная сторона

3 - первый электрический контакт

3.1 - штекерный участок

4 - второй электрический контакт

4.1 - присоединительный участок

5 - первое закорачивающее средство

6 - второе закорачивающее средство

6.1 - исполнительный орган

7 - блокировочное устройство

7.1 – блокировочное средство

Изобретение относится к штекерному соединителю для использования в качестве разъединителя для трансформаторов тока. При этом в штекерном соединителе предусмотрены два вида закорачивающих средств (5, 6). Первое закорачивающее средство (5) служит для отвода перенапряжений за счет короткого замыкания электрических контактов в штекерном соединителе. Второе закорачивающее средство (6) предназначено для короткого замыкания электрических контактов (3, 4) в штекерном соединителе, когда последний не находится в контакте. Закорачивающие средства (5, 6) выполнены так, что первое закорачивающее средство (5) служит предохранителем при отказе второго закорачивающего средства (6). Техническим результатом является предотвращение перенапряжений в штекерном соединителе. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Штекерный соединитель (1), состоящий из изолятора (2), имеющего штекерную сторону (2.1) и присоединительную сторону (2.2), а также по меньшей мере один первый электрический контакт (3) и по меньшей мере один второй электрический контакт (4), размещенные в изоляторе (2),

причем электрические контакты (3, 4) образуют на первом конце штекерный участок (3.1, 4.1), а на втором конце - присоединительный участок (3.2, 4.2),

причем штекерные участки (3.1, 4.1) выполнены в виде гнездовых или штифтовых контактов на штекерной стороне (2.1) изолятора (2), а присоединительные участки (3.2, 4.2) образуют присоединительное средство для провода на присоединительной стороне (2.2) изолятора (2),

причем изолятор (2) содержит первое закорачивающее средство (5) в виде разрядника защиты от перенапряжений, посредством которого первый электрический контакт (3) и второй электрический контакт (4) электрически соединяются,

причем штекерный соединитель (1) содержит второе закорачивающее средство (6) в виде подпружиненного размыкателя в изоляторе, которое создает электропроводящее соединение между первым электрическим контактом (3) и вторым электрическим контактом (4),

причем подпружиненный размыкатель в изоляторе снабжен исполнительным органом (6.1) на штекерной стороне (2.1) изолятора (2), посредством которого может быть разъединено электропроводящее соединение между электрическими контактами (3, 4),

причем посредством разрядника защиты от перенапряжений создается электрическое короткое замыкание между первым электрическим контактом (3) и вторым электрическим контактом (4),

причем в случае перенапряжения короткое замыкание между первым электрическим контактом (3) и вторым электрическим контактом (4) больше не размыкается,

причем на штекерном соединителе (1) выполнено блокировочное устройство (7), содержащее блокирующее средство (7.1), причем блокирующее средство (7.1) выполнено с возможностью выступания в штекерную сторону (2.1) штекерного соединителя (1),

причем разрядник защиты от перенапряжений выполнен с возможностью воздействия на блокировочное устройство (7).

2. Штекерный соединитель (1) по п. 1, отличающийся тем, что исполнительный орган (6.1) второго закорачивающего средства (6) выступает в штекерную сторону (2.1) штекерного соединителя (1).

3. Штекерный соединитель (1) по п.2, отличающийся тем, что исполнительный орган (6.1) выполнен с возможностью срабатывания посредством вставляемого ответного штекерного соединителя, а электропроводящее соединение между первым электрическим контактом (3) и вторым электрическим контактом (4) – с возможностью разъединения.

4. Штекерный соединитель (1) по п. 1, отличающийся тем, что штекерный соединитель (1) предназначен для подключения трансформатора тока.

5. Штекерный соединитель (1) по п.4, отличающийся тем, что штекерный соединитель (1) предназначен для использования в качестве разъединителя для трансформатора тока.

6. Штекерный соединитель (1) по п. 1, отличающийся тем, что штекерный соединитель (1) выполнен модульным.