ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО-ЗАЩЁЛКА Российский патент 2023 года по МПК H01R33/00 F21V21/02 

Изобретение относится к осветительной технике, а именно к производству электроосветительных приборов с разъемным соединением цоколя светодиодной лампы и патрона и может быть использовано в осветительных системах промышленных, коммерческих и бытовых объектов в целом, так же, в ограниченных пространствах, например, в автомобильной промышленности, мебельной индустрии и др.

Из уровня техники известны технические решения того же назначения.

Из уровня техники известен патрон и цоколь лампы (патент №CN110454754A, МПК F21V17/12; F21V17/16; F21V23/06, 2019 г.), включающий металлический корпус, изолирующую опорную пластину, расположенную на металлическом корпусе и эластичный соединительный механизм, расположенный на изолирующей опорной пластине, при этом, механизм упругого соединения содержит крышку неподвижно соединенную с изолирующей нижней пластиной, включающий металлическую накладку нижней плиты, металлический колпачок, расположенный напротив металлической крышки, и пружину, расположенную между металлическим колпачком и металлической крышкой, при этом металлический колпачок подвижно расположен на изолирующей нижней пластине и частично заходит в металлический корпус и может сжимать пружину за счет вкручивания лампочки в резьбу.

Недостатком решения является то, что имеющаяся в эластичном соединении пружина выполняет функцию обеспечения контакта между цоколем и патроном и не может решать другие задачи, например, выталкивание цоколя лампы из патрона.

Эффект выталкивания пружины используется при наличии резьбы, то есть при вворачивании цоколя в патрон для более плотного удержания лампы в патроне.

Это стандартный способ выкручивания и вкручивания.

В данном случае пружина максимально прижимает стенки витков на цоколе лампы к стенкам пазов патрона.

Известны база и адаптер лампы «НАЖМИТЕ ЧТОБЫ ВСТАВИТЬ» (патент на изобретение № US 3422393 A, МПК: H01J 5/56; H01R 33/06; (IPC1-7): H01R 3/00, 1967 г), включающее стандартное резьбовое гнездо патрона и гнездо адаптера в виде полого электропроводящего цилиндрического резьбового элемента. При этом электропроводящий центральный контакт адаптера прочно крепится к жесткому удерживающему средству, через которое проходит центральный контакт адаптера. Выступающая часть служит центральным электрическим контактом при вкручивании адаптера в патрон, так же, контакт выступает внутрь цилиндрического элемента и выполнен в виде упругого хомута. Хомут выполнен как охватывающий элемент защелкивающего крепежного средства в виде упругих выступающих рычагов вокруг центральной оси. Хомут может быть изготовлен из любого материала необходимой упругости. Пружинные проводники расположены с возможностью прохождения цоколя лампы в направлении параллельном продольной оси цилиндрической части адаптера и симметрично расположены вокруг внутренней стенки. Цоколь содержит цилиндрическую электропроводящую гладкую поверхность и соединен с светопропускающей оболочкой лампы.

Хомут с листовыми пружинными проводниками адаптера служат основной механической опорой для патрона лампы. Эта комбинация позволяет вставлять или вынимать лампу из патрона с минимальными усилиями. Предварительно определенное толкающее усилие, достаточное для зацепления защелкивающегося крепежа, необходимо для установки, а тяговое усилие для расцепления защелкивающегося крепежа позволяет снять лампу.

Основной недостаток изобретения заключается в том, что предлагаемое решение предусматривает вставку лампы в патрон путем защелкивания, а для изъятия лампы из патрона необходимо обхватывать лампу и с приложенным усилием извлекать ее из патрона, другим способом извлечь лампу не возможно, потому что пружинный элемент выполняет только функцию зажима для обеспечения прочности контакта и не имеет конструктивной возможности выталкивания лампы при нажатии на поверхность лампы. К тому же, предлагаемый адаптер с зажимом-защелкой нагроможден множеством дополнительных деталей (пружинных, зажимных) недостаточной надежности при эксплуатации, а увеличение количества деталей любого прибора не улучшает его эксплуатационных качеств. К тому же, стенки патрона в процессе использования и изнашивания становятся гладкими, а гладкий цоколь не может гарантировать надежный зажим и контакт в патроне, потому что появляется зазор между цоколем и стенкой патрона, а, при идеально гладких стенках цоколя пружина пытается вытолкнуть лампу, чем снижается надежность соединения.

Известен также патрон для электрической лампочки (патент US 10794574 B2, МПК F21V 21/002; H01R 33/22; H01R 33/46; F21V 19/00; H01R 33/90, 2017 г.), с резьбовым дистальным концом, при этом цоколь лампочки может ввинчиваться в патрон, либо вталкиваться, патрон имеет основание, сконфигурированное для приема лампочки, дистальную нижнюю стенку, и цилиндрическую боковую стенку, образующих полость для приема лампы, при этом нижняя стенка имеет контакт для подключения к источнику питания, а боковая стенка на внутренней поверхности содержит нейтральный проводник. Внутренняя поверхность боковой стенки образует интерфейс колбы, содержащий, по меньшей мере, два фланца, образующих резьбовой интерфейс для взаимодействия с резьбовым концом лампы. При этом фланцы выполнены с допусками для вставки лампы с помощью осевых усилий. Все это позволяет быстро и эффективно вставлять лампочку с резьбой или лампочку с байонетным креплением в цоколь под действием осевого усилия, избегая необходимости закручивания ее под действием вращательных сил внутри цоколя для обеспечения контакта.

Заявленным преимуществом данного изобретения является скорость обеспечения контакта с исключением трудоемкого этапа вкручивания отдельной лампы в патрон. Обеспечение контакта производится методами «силового втыка» либо «силового втыка» с поворотом. Первый вариант соединения не дает возможности надежного электроконтакта, так как нет жестокого закрепления деталей этого контакта между собой. Так же, невозможна эксплуатация данного осветительного прибора при монтаже на потолке, тем более, в условиях вибрации осветительного прибора, когда контакт может нарушиться. Второй вариант соединения лампы с прокручиванием гарантирует надежное соединение, но требует конкретного расположения лампы и патрона друг к другу перед созданием контакта, что сводит все «преимущества» данного изобретения к нулю. Чтобы вставить лампу в патрон, и чтобы контакты, расположенные на наружной части цоколя попали в специальный паз, расположенный на внутренней части патрона, необходимо занять определенное положение лампы по отношению к нему, а, для изъятия лампы, необходим обхват светоотражателя, что требует дополнительного пространства вокруг светоотражателя лампы.

Таким образом, данное решение требует дополнительного пространства для обхвата лампы и дополнительных усилий для изъятия лампы из патрона.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является осветительное устройство-защелка (1 вариант) (патент на изобретение №2713513 RU, МПК8 H01R 33/22, 2017 г., патентообладатель Качанов М.А.), содержащее соединенный с цоколем корпус, закрытый рассеивателем, в корпусе установлены электрически соединенные платы, одна из которых представляет собой светодиодную плату с минимум одним светодиодом, а другая - плату драйвера с драйвером, для обеспечения протекания электрического тока цоколь соединен с патроном, в осевом направлении цоколя и патрона имеются гнездовой и штыревой контактные элементы, причем на наружной поверхности патрона выполнена первая кольцевая проточка, а на внутренней поверхности цоколя выполнена вторая кольцевая проточка, в которой установлено несомкнутое пружинное кольцо, а при соединении цоколя и патрона пружинное кольцо входит в первую кольцевую проточку. В первом варианте изобретения цоколь охватывает патрон.

Принцип работы данного решения заключается в обеспечении контакта между лампой и патроном методом защелкивания разъемного кольца, оказавшегося в проточке патрона. Процесс защелкивания и разъема контакта – быстрый и качество электроконтакта надежное.

Недостатком решения является необходимость обхвата лампы при ее извлечении из патрона, что требует дополнительных трудозатрат и свободного пространства вокруг поверхности лампы, что в свою очередь ограничивает применение данных ламп для установки их в ограниченных для доступа пространствах, а именно, при извлечении цоколя лампы из патрона необходимо произвести захват корпуса лампы и сделать рывок в противоположную сторону от источника электроэнергии. Этот процесс, как правило, не удобен в эксплуатации и иногда опасен, так как зависит от месторасположения соединения и габаритов самой конструкции, в случае, когда лампа находится в труднодоступном или высоком месте.

Технической задачей предлагаемого решения заключается в упрощении и улучшении процесса демонтажа осветительного прибора из патрона за счет отсутствия необходимости обхвата светоотражателя лампы при ее демонтаже, минимизация пространства, необходимого для эксплуатации осветительного прибора и снижении трудозатрат.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в

упрощении и улучшении процесса демонтажа осветительного прибора из патрона за счет отсутствия необходимости обхвата рассеивателя лампы при ее демонтаже, минимизации пространства, необходимого для эксплуатации осветительного прибора и снижении трудозатрат.

Для достижения заявленного технического результата, согласно предлагаемому техническому решению, предлагается осветительное устройство, содержащее соединенный с цоколем корпус, закрытый рассеивателем, в корпусе установлены электрически соединенные платы, одна из которых представляет собой светодиодную плату с минимум одним светодиодом, а другая - плату драйвера с драйвером, для обеспечения протекания электрического тока, выполненный охватывающим цоколь соединен с выполненным охватываемым патроном, в цоколе и патроне в осевом направлении установлены штыревой и гнездовой контактные элементы, причем на наружной поверхности патрона выполнена первая кольцевая проточка, а на внутренней поверхности цоколя выполнена вторая кольцевая проточка, в которой установлено несомкнутое пружинное кольцо, которое при соединении цоколя и патрона входит в первую кольцевую проточку. Согласно изобретению гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона закреплен в охватываемой втулке в выгнутом положении в направлении к цоколю, при этом в момент контакта гнездового и штыревого элементов расстояние между нижней поверхностью охватывающей металлической втулки и опорным элементом патрона не менее высоты прогиба гнездового контактного выталкивающего элемента патрона.

Кроме того:

- гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона выполнен из высокопроводящих электроток металлов/сплавов;

- гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона имеет высокую степень "пружинного" эффекта в малых плоскостях;

- высота прогиба гнездового контактного выталкивающего элемента патрона достаточна для выталкивания цоколя лампы из патрона при повторном нажатии на рассеиватель;

- гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона закреплен в охватываемой втулке в горизонтальном положении;

- гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона выполнен в виде спирали;

- гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона выполнен в виде пружинной пластины;

- гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона выполнен в виде срезанного конуса/колпака;

- гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона выполнен в виде тарельчатой пружинной шайбы.

Предлагаемое изобретение поясняется рисунками:

на фиг. 1 изображен общий вид осветительного устройства, включающего цоколь лампы и патрон, до нажатия на рассеиватель лампы;

на фиг. 2. показано расположение цоколя в патроне в момент контакта штыревого контактного элемента с гнездовым контактным выталкивающим элементом патрона после первого нажатия на рассеиватель лампы. Электроцепь сомкнута, лампа работает;

на фиг. 3. показан момент повторного нажатия на рассеиватель лампы с целью размыкания цепи;

фиг. 4 изображен начальный момент демонтажа в процессе «выщелкивания» цоколя лампы из патрона;

фиг. 5 изображен момент отделения лампы от патрона, электроцепь разомкнута, лампа извлечена.

Осветительное устройство содержит соединенный с цоколем корпус (5), закрытый рассеивателем (1), плату светодиодов (2) с минимум одним светодиодом (3), которая соединена с платой драйвера (6) с элементами драйвера (7) и стержнями (4), (контакт 1, контакт 2), отходящими от торцевой части охватывающей металлической втулки (8), (контакт 1), в которой в осевом направлении установлен штыревой контактный элемент (9), (контакт 2), соединенный с клеммами (10), (контакт 1), так же, на внутренней стороне металлической втулки (8), (контакт 1) имеется внутренняя кольцевая проточка (11) (контакт 1) с несомкнутым пружинным кольцом (12), (контакт 1); патрон, включающий охватываемую металлическую втулку, (13) (контакт 1), на внешней стороне которой имеется внешняя кольцевая проточка (14) (контакт 1) и гнездовой контактный выталкивающий элемент (15) (контакт 2), закрепленный во внутренней полости охватываемой металлической втулки (16), выполняющей роль диэлектрика, и опорном элементе (17) (диэлектрик), где металлическая втулка (13) (контакт 1) соединена клеммами 18 (контакт 1) и 19 (контакт 2) с источником тока.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Цоколь лампы-потребителя электроэнергии направляется в патрон источника электроэнергии.

При нажатии на рассеиватель (1) лампы цоколь начинает обхватывать патрон, при этом, несомкнутое пружинное кольцо (12) цоколя упирается в охватываемую металлическую втулку (13) патрона и, имея меньший диаметр внутренней окружности по сравнению с внешним диаметром втулки (13) патрона, расширяясь, огибает верхнюю часть охватываемой втулки (13) патрона и попадает во внешнюю кольцевую проточку (14) в патроне, кольцо (12) сжимается и возвращается в первоначальное физическое состояние, происходит эффект защелкивания (контакт 1).

Одновременно штыревой контактный элемент цоколя (9), опускаясь во внутреннюю полость охватываемой втулки (16) патрона, входит в контакт с гнездовым контактным выталкивающим элементом (15) патрона. Происходит контакт №2.

При этом между нижней поверхностью втулки (8) и опорным элементом (17) патрона остается расчетный зазор.

Процесс "защелкивания" цоколя лампы в патроне закончен. Электроцепь сомкнута, лампа работает.

Для отключения лампы осуществляют размыкание электроцепи (демонтаж лампы из патрона) производят повторный нажим на рассеиватель (1) лампы, при этом происходит нажатие цоколя лампы на патрон. Охватывающая металлическая втулка (8) цоколя заглубляется дальше в охватываемую металлическую втулку (13), одновременно штыревой контактный элемент (9) воздействует на гнездовой контактный выталкивающий элемент (15), последний прогибается, при этом, когда расстояние между нижней поверхностью охватывающей металлической втулки (8) и опорным элементом (17) станет уменьшится на высоту прогиба гнездового контактного элемента, выталкивающий элемент (15), обладающий высокой упругостью, займет исходное положение, в результате чего произойдет процесс выталкивания цоколя из патрона. В это же время несомкнутое пружинное кольцо (12) цоколя расширяется, выскальзывает из внешней кольцевой проточки (14) патрона, сначала опускается, а затем выталкивается из патрона вместе с металлической втулкой (13) цоколя. Электроцепь разомкнута.

Таким образом, достигается заявленный технический результат, касающийся упрощения и улучшении процесса демонтажа осветительного прибора из патрона за счет отсутствия необходимости обхвата светоотражателя лампы при ее демонтаже, что позволяет значительно сократить пространство, необходимое для эксплуатации осветительного прибора и снизить трудозатраты.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна», т.к. из уровня техники не выявлены технические решения с предложенной совокупностью признаков, и критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Автором изготовлены опытные образцы предлагаемой лампы, которые на практике доказали свое соответствие указанным критериям.

Изобретение относится к области осветительной техники, а именно к производству электроосветительных приборов с разъемным соединением цоколя светодиодной лампы и патрона, при соединении электроконтактов методом защёлкивания, а разъединении - выталкиванием цоколя лампы из патрона при нажатии на рассеиватель лампы. Технический результат - упрощение демонтажа осветительного прибора из патрона при отсутствии необходимости обхвата рассеивателя лампы, что позволяет значительно сократить пространство, необходимое для эксплуатации осветительного прибора и снизить трудозатраты. Осветительное устройство содержит соединенный с цоколем корпус (5), закрытый рассеивателем (1), в котором выполненный охватывающим цоколь соединен с выполненным охватываемым патроном. В цоколе и патроне в осевом направлении установлены штыревой элемент (9) и гнездовой контактный выталкивающий элемент (15), причем, на наружной поверхности патрона выполнена первая кольцевая проточка (14), а на внутренней поверхности цоколя выполнена вторая кольцевая проточка (11) с установленным несомкнутым пружинным кольцом (12), которое при соединении цоколя и патрона входит в первую кольцевую проточку (14), при этом нижняя поверхность охватывающей втулки (8) расположена от опорного элемента (17) патрона на расстоянии, достаточном для прогиба гнездового контактного выталкивающего элемента (15) патрона при повторном нажатии на рассеиватель (1). 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Осветительное устройство-защелка, содержащее соединенный с цоколем корпус, закрытый рассеивателем, в корпусе установлены электрически соединенные платы, одна из которых представляет собой светодиодную плату с минимум одним светодиодом, а другая - плату драйвера с драйвером, для обеспечения протекания электрического тока, выполненный охватывающим цоколь соединен с выполненным охватываемым патроном, в цоколе и патроне в осевом направлении установлены штыревой и гнездовой контактные элементы, причем на наружной поверхности патрона выполнена первая кольцевая проточка, а на внутренней поверхности цоколя выполнена вторая кольцевая проточка, в которой установлено несомкнутое пружинное кольцо, которое при соединении цоколя и патрона входит в первую кольцевую проточку, отличающееся тем, что гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона закреплен в охватываемой втулке в выгнутом положении в направлении к цоколю, при этом в момент контакта гнездового и штыревого элементов расстояние между нижней поверхностью охватывающей металлической втулки и опорным элементом патрона не менее высоты прогиба гнездового контактного выталкивающего элемента патрона.

2. Осветительное устройство-защелка по п. 1, отличающееся тем, что гнездовой контактный выталкивающий элемент патрона выполнен из высокопроводящих электроток металлов или сплавов.