СМЕЩАЮЩИЙ ИЗОЛЯЦИЮ РАЗЪЕМ Российский патент 2020 года по МПК H01R4/24 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области смещающих изоляцию разъемов и более конкретно разъемов, изготовленных из разрезанного или штампованного и изогнутого листа металла, при этом смещение и соединение осуществляется путем вставки кабеля между двумя ножами.

Предпосылки для создания изобретения

Известны смещающие изоляцию разъемы, называемые также IDC разъемы, типа, включающего два режущих и соединительных ножа, каждый из которых имеет секцию для центровки и вставки и режущая кромка которого выходит из секции для центровки и вставки кабеля.

Эти разъемы включают две основные детали. Они используются следующим образом. Сначала кабель прижимают к секциям ножей для центровки и вставки, которые определяют между собой изогнутое в виде арки гнездо, в нижней части которого есть отверстие, определенное расстоянием между начальными секциями ножей. Затем или вручную или посредством рычага давления, относящегося к дополнительной детали разъема, такой как кожух с множественными соединениями, кабель сжимают по продольной оси его сердцевины перпендикулярно плоскости ножей, так что ножи последовательно делают разрез в оболочке кабеля; в заключение это приводит к контакту с одновременной пластичной деформацией металлической сердцевины кабеля. Результатом этой операции является электрический контакт между разъемом и сердцевиной кабеля.

Эти разъемы укомплектованы опорным основанием, которое обычно будет являться деталью, предназначенной для осуществления контакта с другим проводником, чтобы проводить ток, и консолями, соединяющими каждый нож с основанием. В этом основании обычно размещена направляющая, которая направляет кабель в требуемое положение при вставке, перед ножом и рычагом давления на кабель.

Есть много примеров этих типов разъемов, среди которых можно выделить следующие примеры из-за их характеристик, сходных с характеристиками настоящего изобретения:

US 6431903, US 2012178315, JP 2014212094, JP 2014203568, W010029392, US 2011117769, JP 2003045510, US 2013323988, US 6142817, US 5997336, US 4773875, CN 103825123.

В этих разъемах, когда отсутствуют механические напряжения или деформации из-за присутствия кабеля, кромки ножей параллельны. Расположение ножей обычно такое, что они обращены друг к другу и соединены в их нижних частях, так что они практически жесткие, по меньшей мере в отношении поворота ножей в плоскости, в которой они находятся. Такое состояние и то, что диаметр кабеля больше чем расстояние между ножами, делает так, что эта сила непостоянная, и ни глубина блокировки кабеля, ни сила, развиваемая ножами, точно не контролируется, и именно поэтому легко происходят разрывы или то, что силы блокировки недостаточны и плохо сопротивляются растягивающим силам на кабеле.

В документах DE 202014106002, US 2011076898 и US 5685733, например, предложен гарантированный контроль силы ножей посредством возможности ножей поворачиваться в точках, близких к секции для центровки и вставки, конкретно посредством пробивки листов, этим делая их "подвешенными" на нижних концах этих секций для центровки и вставки. Полученная конструкция слабая, и, кроме того, сила, развиваемая ножом, убывает в соответствии с направлением вставки, поэтому блокировка неустойчивая, если только кабель не вставлен до конца. Эти решения, поэтому, не обеспечивают контроль стабильности положения кабеля.

В документах US 5911593 и JP 59186967 U описаны разъемы, в которых расстояние между ножами уменьшается в направлении вставки кабеля, но ножи соединены в их нижней части, и именно поэтому путем увеличения глубины вставки между ножами сила резания значительно возрастает и может фактически прорезать кабель или ослабить его.

В документе US 6036527 ножи не соединены в их нижней части, по меньшей мере не на уровне кромок, при этом центры поворота ножей несколько отделены от нижних концов ножей. Однако эта конструкция подразумевает увеличение силы, действующей на кабель, с увеличением глубины.

В документе FR 2819348 А1 раскрыт смещающий изоляцию разъем, который включает два режущих и соединительных ножа, так что в отсутствие сил, вызываемых вставкой кабеля между ножами, режущие кромки наклоняются относительно направления вставки по всей протяженности кромок, и режущие и соединительные ножи не соединены между собой на конце ножей, противоположном концу соединения с секциями центровки и вставки, а соединены с соединяющими консолями, так что ножи могут быть отделены друг от друга в поперечном направлении по всей протяженности режущих кромок.

Описание изобретения

Для того, чтобы найти решение недостатков уровня техники, настоящее изобретение предлагает смещающий изоляцию разъем, включающий:

- два режущих и соединительных ножа, каждый из которых имеет:

секцию для центровки и вставки кабеля и

режущую кромку, которая проходит от секции для центровки и вставки кабеля,

- основание и

- консоль для соединения каждого ножа с основанием;

этим определяются:

- направление вставки между ножами;

- поперечное направление, перпендикулярное направлению вставки, которое проходит от одного ножа до другого;

- фронтальное направление, перпендикулярное направлению вставки и поперечному направлению, которое соответствует оси кабеля, когда его правильно вставляют между ножами.

Указанные характеристики известны, согласно настоящему изобретению, при отсутствии механического напряжения, вызываемого вставкой кабеля между ножами, режущие кромки имеют наклон относительно направления вставки и по всей протяженности кромок, проекции режущих кромок в плоскости, определяемой направлением вставки и поперечным направлением, пересекаются в некоторой промежуточной точке режущих кромок, и режущие и соединительные ножи не соединены между собой на конце ножей напротив конца соединения с секциями для центровки и вставки, а соединены с соединительными консолями, так что ножи могут быть отделены друг от друга в поперечном направлении по всей протяженности режущих кромок.

Эта конструкция предлагает решение для известных недостатков уровня техники. Путем отделения консолей по всей их протяженности и путем расположения, в котором кромки пересекаются, можно легко получить желательное отношение силы и глубины, что означает, что достигается контроль силы резания по протяженности режущих кромок.

В частности, по отношению к решению из документа FR 2819348 А1, которое считается ближайшим известным аналогом, интервал приемлемых диаметров больше. В документах из уровня техники, и в частности в FR 2819348 А1, ножи обращены друг к другу. Тем не менее, и как полагают авторы настоящего изобретения, нет необходимости располагать ножи в одной плоскости для достижения оптимальной работы IDC разъема, но эти ножи могут быть расположены в разных плоскостях таким образом, чтобы точка пересечения была определена как заявлено. Таким образом можно получить эффективный IDC разъем для большего интервала диаметров.

В некоторых вариантах осуществления разъем выполнен из штампованного и изогнутого листа металла.

В некоторых вариантах осуществления основание и консоли совместно образуют U-образную секцию. Другими словами, секция имеет форму с двумя концами, соединенными внизу, так что выше она формирует доступную полость. В этом случае низ U-образной формы является основанием, ножи соединены с каждой консолью в верхней части боковых краев консолей и перпендикулярно им, так что объем для приема кабеля сформирован между основанием, консолями и нижней кромкой ножей.

Эта конструкция обеспечивает такое расположение консолей, основания и ножей относительно друг друга, которое позволяет ножам двигаться за счет упругой деформации консолей, позволяя им быть разделенными по всей длине режущих кромок и, поэтому, правильно адаптироваться к диаметру кабеля.

В некоторых вариантах осуществления секции для центровки и вставки имеют форму дуги окружности.

В некоторых вариантах осуществления ножи и основание образуют угол между 70° и 80°.

В некоторых вариантах осуществления основанием является отрезок листа, изогнутый до U-образной формы, при этом консоли являются ветвями U, так что консоли расположены в параллельных плоскостях, ножи являются продлением консолей, основание расположено на части, противоположной концу ножей, противоположному концу, соединенному с секциями для центровки и вставки.

В некоторых вариантах осуществления консоли вырезаны в листе по контуру в форме округлой дуги, причем консоли вырезаны в листе по контуру в форме дуги окружности, на внутренних краях смежной с секциями для центровки и вставки кабеля, таким образом определяется отверстие для вставки кабеля.

В некоторых вариантах осуществления разъем представляет собой замкнутую металлическую полосу, имеющую форму трубчатой секции, включающей основание, консоли и ножи. Предпочтительно, секция разъема состоит из основания, шарнирно соединенного с консолями посредством двух изогнутых секций, два других конца консолей представляют собой полукруглые секции, за которыми следуют две изогнутые секции, которые заканчиваются на ножах.

Краткое описание чертежей

В качестве дополнения к описанию, представленному в настоящем документе, и для того, чтобы помочь сделать характеристики изобретения более легко понимаемыми, в соответствии с предпочтительным практическим вариантом его осуществления, упомянутое описание сопровождается комплектом чертежей, являющимся его неотъемлемой частью, на которых только для иллюстрации, но не ограничения представлено следующее:

Фиг. 1-4: вид спереди, вид сбоку, вид сверху и вид в перспективе, соответственно, разъема согласно первому варианту осуществления.

Фиг. 4-7: вид спереди, вид в перспективе и вид сверху, соответственно, разъема согласно второму варианту осуществления.

Фиг. 8-10: вид спереди, вид сверху и вид в перспективе, соответственно, разъема согласно третьему варианту осуществления.

Фиг. 11 и 12: первый и последний моменты процесса соединения кабеля в случае первого варианта осуществления.

Описание вариантов осуществления изобретения

Как показано на чертежах, настоящее изобретение относится к смещающему изоляцию разъему 1, включающему:

- два режущих и соединительных ножа 2, 3, каждый из которых имеет:

секцию 21, 31 для центровки и вставки кабеля W и

режущую кромку 22, 32, которая заходит в секцию 21, 31 для центровки и вставки;

- основание 4 и

- консоль 5, 6 для соединения каждого ножа 2, 3 с основанием 4.

Во всех показанных вариантах осуществления разъем состоит из тела, полученного резкой/штамповкой листа металла, к которому (телу) может быть применена дополнительная стадия выравнивания и заточки, чтобы заострить режущие кромки. Пластинчатый характер разъема придает упругость консолям, так что ножи могут быть разделены, когда между ними вставлен кабель. Для очень малых IDC разъемов, таких как предназначенные для кабелей толщиной меньше 0,3 мм, уменьшать сечение ножа не нужно.

Как показано на Фиг. 1 и 5, наличие вышеуказанных деталей позволяет нам определить следующие опорные точки, которые будут полезны для понимания характеристик разъема:

- направление вставки X между ножами 2, 3: если оно выполнено правильно, то в разных вариантах осуществления согласно изобретению кабель в оболочке располагается в секции для центровки и вставки на той высоте кабеля, где желательно выполнить резку и соединение. Поэтому направлением вставки является то, в отношении которого ножи 2, 3 симметричны, и направлением вставки является то, которое проходит от секции для центровки и вставки до режущих и контактных кромок;

- поперечное направление Y перпендикулярно направлению вставки и проходит от одного ножа 2 до другого ножа 3;

- фронтальное направление Z перпендикулярно направлению вставки X и поперечному направлению Y и соответствует оси кабеля W, когда последний правильно вставлен между ножами 2, 3.

На Фиг. 1-10 показаны разные варианты осуществления изобретения в состоянии равновесия в отсутствие вставленного кабеля. Конфигурация в отсутствие кабеля отличается от конфигурации с вставленным кабелем, и поэтому изобретение описано и заявлено с отсутствием механических напряжений, вызываемых вставкой кабеля между ножами 2, 3.

В этих условиях и как можно хорошо видеть на Фиг. 1, 5 или 8, режущие кромки 22, 32 имеют наклон относительно направления вставки X по всей протяженности кромок 22, 32.

Наклон является не просто любым наклоном, а тем, при котором проекции режущих кромок 22, 32 на плоскость, определенную направлением вставки X и поперечным направлением Y пересекаются в некотором промежуточной точке режущих кромок 22, 32. Другими словами, хотя в некоторых вариантах осуществления возможно, что режущие кромки 22, 32 в отсутствие кабеля действительно пересекаются, так как на Фиг. 10, более обычно, согласно изобретению, эти кромки пересекаются, если смотреть на разъем спереди. На практике, с учетом минимального разделяющего расстояния, необходимого между кромками, чтобы они были способны прорезать оболочку кабеля, можно предположить, что они действительно прорежут, как происходит с ножницами.

Для того, чтобы полностью определить изобретение, эта характеристика дополнена тем, что режущие и соединительные ножи 2, 3 не соединены друг с другом на конце ножей 2, 3, противоположном концу соединения с секциями 21, 31, как это имеет место в известных разъемах, а соединены с соединительными консолями 5, 6, так что ножи 2, 3 могут быть отделены друг от друга в поперечном направлении Y по всей протяженности режущих кромок 22, 32.

Если, теоретически, в любой паре ножей, даже если они соединены в их нижней части, есть разделение, поскольку все материалы имеют определенную упругость, согласно изобретению разделение имеет компонент смещения, что означает, что разделение ножей допустимо, и в отсутствие дополнительных стопорных деталей, и как можно видеть на чертежах, в любых из показанных вариантов осуществления изобретения продолжение введения разъема ниже нижнего конца (нижнего на чертежах) привело бы к высвобождению кабеля.

Как можно видеть, рассматривая первый вариант осуществления, вставка кабеля W в разъем 1 изобретения приводит к тому, что, когда кабель вставляют, глубина вставки увеличивается, и рычажная консоль уменьшается с опусканием. Если ножи 2, 3 были бы параллельны, сила уменьшалась бы с уходом кабеля от осей поворота консолей 5, 6.

Такое изменение расстояния осуществляется в трех вариантах осуществления изобретения, и в третьем, хотя сечение постоянное, жесткость консолей будет уменьшаться при достижении выходящего конца ножа (выходящие концы ножей противоположны входящим концам, которые расположены рядом с секциями для центровки и вставки кабеля W).

Однако, если ножи такие как заявленные, то когда кабель вставляют, это приводит к увеличению расстояния между ножами, чем компенсируется изменение расстояния в отношении осей поворота упругих шарнирных консолей. Этот эффект достигается за счет обеспечения наклона кромок, но если сделать их связанными и находящими друг на друга (в их проекции), можно достигнуть эффектов уменьшения давления (из-за удаления от осей поворота), и увеличение давления (из-за наклона кромок) можно компенсировать.

Специалист в данной области техники может достигнуть перехода к требуемому давлению посредством изменения расположения осей поворота консолей, которые никогда не должны быть близки к области выхода разреза (что случается с большинством разъемов в известном уровне техники), и с помощью наклона ножей и изменения расстояния между ними на уровне входа. Стоит сказать, что эти два последних параметра определяют точку пересечения режущих кромок, которая в показанных вариантах осуществления расположена в середине кромок.

Говоря другими словами, разъем 1 имеет перекрывающиеся ножи 2, 3, создающие треугольное пространство, когда расстояние между ножами прогрессирующе уменьшается с точки входа до точки, где кабель пережат (точка, расположенная на глубине (h) на Фиг. 12). Преимущество заключается в том, что сила разрезания на входе уменьшена, но при продвижении или углублении появляется сила, достаточная для того, чтобы достигнуть сердцевины любого кабеля. В ближайшем известном аналоге расстояние между ножами 2, 3 более или менее постоянное, и на входе делается выемка, так что сила на входе меньше, но сила на остальном расстоянии постоянная и не всегда позволяет достигнуть сердцевины (что явно зависит от размера кабеля), что является технической задачей, решаемой настоящим изобретением.

Разъем изобретения предназначен для установки в пластиковый кожух, снабженный дополнительными элементами, такими как соединитель с другими проводниками, входы для кабелей (W) и, особенно, элемент давления или рычаг Р, который позволяет сжимать кабель для его вставки между ножами 2, 3, а также служит в качестве стабильного фиксатора для кабеля, который уже зачищен и соединен с ножами в соединенном положении, как показано на Фиг. 12.

Поэтому кабель фиксируется сверху рычагом Р и снизу повышенным давлением из-за наклона ножей. Фиксация на нижней части также может обеспечиваться посредством боковых упоров, снаружи разъема, обращенных к консолям 5, 6. В любом случае подтверждено, что фиксация, обеспечиваемая наклоном ножей 2, 3, создает повышенное сопротивление кабелей на вытягивание в направлении Z.

Как показано на Фиг. 1-4, согласно первому варианту осуществления основание 4 и консоли 5, 6 совместно определяют сечение. В этом случае низом U является основание 4, и ножи 2, 3 соединены с каждой консолью 5, 6 в верхней части боковых краев консолей 5, 6 перпендикулярно им, так что объем V для приема кабеля W формируется между основанием 4, консолями 5, 6 и нижней кромкой ножей 2, 3, как можно видеть на Фиг. 11.

Как можно видеть на Фиг. 1 и 11, секции 21, 31 для центровки и вставки имеют контур дуги окружности, который будет формироваться, исходя из кабелей, которые необходимо вставить.

Как можно видеть на Фиг. 2, ножи 2, 3 образуют угол между 70° и 80° с направлением X. Этот вариант осуществления разъема может быть выполнен с двумя парами ножей. Эта двойная версия будет представлять собой зеркальное изображение вида сбоку на Фиг. 2 справа по вертикальной оси, так что основание 4 будет общим. Поэтому ножи будут иметь обратный угол.

На Фиг. 11 и 12 показан процесс вставки и разрезания. Как можно видеть на Фиг. 11, кабелю W сначала обеспечивают опору, т.е., наружная поверхность оболочки W2 опирается на секции 21, 31 для центровки и вставки. Затем посредством рычага Р кабель сжимают и вставляют до глубины (h), пока ножи 2, 3 не войдут в контакт с сердцевиной W1 кабеля, этим устанавливая электрический контакт.

Согласно второму варианту осуществления, показанному на Фиг. 5-7, основанием является отрезок листа, изогнутый до U-образной формы, и консолями 5, 6 являются ветви U, так что консоли лежат в параллельных плоскостях.

В этом случае ножи 2, 3 являются продлением консолей 5, 6, и основание лежит напротив конца ножей 2, 3, противоположного концу, соединенному с секциями 21, 31 для центровки и вставки.

В данном варианте осуществления консоли 5, 6 вырезаны по контуру 51, 61 в форме дуги окружности на внутренних краях рядом с секциями 21, 31 для центровки и вставки кабеля W, так чтобы сформировать отверстие А для вставки кабеля W.

Третий вариант осуществления, показанный на Фиг. 8-10, выполнен из замкнутой металлической полосы, имеющей форму трубчатой секции, состоящей из основания 4, консолей 5, 6 и ножей 2, 3. В этом случае секция, которую можно видеть на Фиг. 9, состоит из основания 4, шарнирно соединенного с консолями 5, 6 посредством двух изогнутых секций 41, 42, другие два конца консолей 5, 6 выполнены как полукруглые секции 52, 62, за которыми следуют две изогнутых секции 53, 63, которые заканчиваются на ножах 2, 3.

В первом и втором вариантах осуществления оси поворота консолей расположены ниже ножей, смотрите Фиг. 1 и 5, т.е. они расположены после секций 21, 31 для центровки и вставки, но на конце, противоположном направлению резки кабеля. Фактически, в этих случаях ножи поворачиваются на обеих осях, которые будут расположены на уровне основания 4 и будут являться осями, которые перпендикулярны представленной оси, т.е. оси в направлении Z на Фиг. 1 и 5. Другими словами, в этих вариантах осуществления движения ножей 2, 3 представляют собой повороты в противоположных направлениях, но, поскольку оси находятся на достаточно большом расстоянии друг от друга, результат состоит в смещении между ножами, т.е., они движутся относительно друг друга.

В свою очередь, в варианте осуществления на Фиг. 8-10 оси поворота консолей, которые могут рассматриваться как расположенные рядом с углами 41, 42 и перпендикулярно плоскости представления, смотрите Фиг. 9, совершают движение по существу являющееся смещением ножей 2, 3 относительно друг друга.

В настоящем описании слово "включает" и его варианты, такие как "включающие", не должны пониматься в исключительном смысле, т.е. они не исключают возможности того, что описанное включает другие элементы, этапы и т.д.

Кроме того, изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, а охватывает изменения, которые может внести специалист в данной области техники (например, в смысле выбора материалов, размеров, деталей, конструкции и т.д.), в объеме того, что может быть понято из формулы изобретения.

Смещающий изоляцию разъем, включающий два режущих и соединительных ножа (2, 3), каждый из которых имеет секцию (21, 31) для вставки и центровки кабеля (W), режущую кромку (22, 32), которая выходит из секции (21, 31) для центровки и вставки, основание (4) и консоль (5, 6) для соединения каждого ножа (2, 3) с основанием (4), отличающийся тем, что режущие кромки (22, 32) имеют наклон по всей протяженности кромок (22, 32), так что они пересекают друг друга, и тем, что режущие и соединительные ножи (2, 3) не соединены между собой на одном конце ножей (2, 3) напротив конца соединения секций (21, 31), а соединены с консолями (5, 6), так что ножи (2, 3) могут быть отделены друг от друга в поперечном направлении (Y). Техническим результатом является обеспечение центровки и вставки кабеля с контролем силы резания по протяженности режущих кромок. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Смещающий изоляцию разъем (1), включающий два режущих и соединительных ножа (2, 3), каждый из которых включает

секцию (21, 31) для центровки и вставки кабеля (W) и

режущую кромку (22, 32), которая проходит от секции (21, 31) для центровки и вставки кабеля (W),

основание (4) и

консоль (5, 6) для соединения каждого ножа (2, 3) с основанием (4),

в связи с этим определены:

направление вставки (X) между ножами (2, 3);

поперечное направление (Y), перпендикулярное направлению вставки и проходящее от одного ножа (2) до другого ножа (3);

фронтальное направление (Z), перпендикулярное направлению вставки (X) и поперечному направлению (Y),

отличающийся тем, что в отсутствие механических напряжений, вызываемых вставкой кабеля между ножами (2, 3), режущие кромки (22, 32) имеют наклон относительно направления вставки (X) по всей протяженности кромок (22, 32), причем проекции режущих кромок (22, 32) на плоскости, определенной направлением вставки (X) и поперечным направлением (Y), пересекаются в промежуточной точке режущих кромок (22, 32), и режущие и соединительные ножи (2, 3) не соединены между собой на конце ножей (2, 3), противоположном концу соединения с секциями (21, 31) для центровки и вставки, а вместо этого соединены с соединительными консолями (5, 6), так что ножи (2, 3) могут быть расположены на некотором расстоянии друг от друга в поперечном направлении (Y) по всей протяженности режущих кромок (22, 32).

2. Разъем по п. 1, которым является штампованный и изогнутый лист металла.

3. Разъем по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что основание (4) и консоли (5, 6) совместно формируют U-образное сечение, причем низом U является основание (4), ножи (2, 3) соединены с консолями (5, 6) в верхней части боковых краев консолей (5, 6) перпендикулярно им, так что объем (V) для приема кабеля (W) сформирован между основанием (4), консолями (5, 6) и нижним краем ножей (2, 3).

4. Разъем по п. 3, отличающийся тем, что секции (21, 31) для центровки и вставки имеют контур дуги окружности.

5. Разъем по п. 3, отличающийся тем, что ножи (2, 3) и основание (4) образуют угол между 70 и 80°.

6. Разъем по п. 4, отличающийся тем, что ножи (2, 3) и основание (4) образуют угол между 70 и 80°.

7. Разъем по п. 1 или 2, отличающийся тем, что основанием является отрезок листа, согнутый по U-образной форме, причем консоли (5, 6) являются ветвями U, так что консоли (5, 6) расположены в параллельных плоскостях, ножи (2, 3) являются продлениями консолей (5, 6), основание расположено на стороне, противоположной концу ножей (2, 3), противоположному концу соединения с секцией (21,31) для центровки и вставки.

8. Разъем по п. 7, отличающийся тем, что консоли (5, 6) вырезаны по контуру (51, 61) формой дуги окружности на внутренних краях рядом с секциями (21, 31) для центровки и вставки кабеля (W), чтобы сформировать отверстие (А) для вставки кабеля (W).

9. Разъем по п. 1 или 2, выполненный из замкнутой металлической полосы, имеющей форму трубчатой секции, состоящей из основания (4), консолей (5, 6) и ножей (2, 3).

10. Разъем по п. 9, секция которого состоит из основания (4), шарнирно соединенного с консолями (5, 6) посредством двух изогнутых секций (41, 42), причем два других конца консолей (5, 6) состоят из двух полукруглых секций (52, 62), за которыми следуют две изогнутые секции (53, 63), которые заканчиваются на ножах (2, 3).