Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЗАЖИМ

Изобретение относится к соединительному зажиму для электрических проводов, содержащему корпус зажима из изолирующего материала и контактную вставку, которая имеет несколько расположенных последовательно друг за другом мест зажима, в которые с одной и той же стороны от корпуса зажима, параллельно друг другу могут вставляться очищенные от изоляции концы электрических проводов.

Контактная вставка у таких зажимов выполнена обычно в виде детали из листовой пружинной стали и общей для всех мест зажимания шины, которая изготовлена из материала, обладающего высокой электропроводностью. Из детали из листовой пружинной стали соответственно числу мест зажимания путем свободной резки (или свободной штамповки) изготовляются несколько деталей из листовых пружин в форме язычков таким образом, что их основания язычков соединены с верхней краевой областью листа пружинной стали. Свободные концы язычков листовой пружины проходят в направлении нижнего края листа пружинной стали и в каждом случае направлены к шине. Они образуют с шиной соответственно место зажимания для электрического и механического зажимания электрического провода, вставленного в соединительный зажим.

Первоначальная форма такого соединительного зажима известна с 1973 года (документ DE 2317040 С3). Он имеет в своей основной конструкции шину в форме массивной (толстой) и жесткой контактной пластины из медного материала, хорошо проводящего электричество. Контактная пластина является несущим элементом контактной вставки. На контактной пластине закреплен лист пружинной стали с полученными путем свободной резки язычками листовой пружины. В массивной контактной пластине для каждого места зажимания выполнена выемка в форме окошка. Подлежащий зажиманию электрический провод вначале проводят через выемку в форме окошка, а затем проведенный конец провода прочно прижимается свободным концом соответствующего язычка пружинной стали к нижнему краю или к нижней краевой области контактной пластины.

Упомянутая первоначальная форма соединительного зажима штепсельной розетки с течением времени была многократно модифицирована. Так, например, в документе DE 4445603 А1 показано, что первоначальная плоская пластина может быть сформирована в виде уголка. Такое формирование ничего не изменяет в том, что всегда контактная пластина или сформированный в виде уголка контактный корпус является массивным (толстым) несущим элементом контактной вставки, в котором выполнены выемки в виде окошек, через которые нужно вставить подлежащие зажиманию электрические провода, прежде чем вставленный конец провода можно будет прочно зажать в месте зажимания.

Клеммы упомянутого типа используются в настоящее время в большом объеме в электропроводке зданий. Однако успешный продукт должен отвечать требованиям рынка. Эти требования (как большей частью и всегда) направлены на то, чтобы производить изделия более экономично (снижение стоимости) и, по возможности, также с меньшими размерами (снижение монтажной высоты).

Для того чтобы выполнить первое требование, исходя из первоначальной формы был разработан последующий тип, при котором изготовленные из относительно дорогого медного материала массивные (толстые) контактные пластины/контактные корпуса были заменены намного меньшей в поперечном сечении токоподводящей шиной, которая проходит в виде планки шины или стержня шины поперек язычков листовой пружины. Такие выполненные в виде планок или стержней шины в отношении применения дорогого медного материала ограничены соответствующим минимумом электропроводного поперечного сечения. Эти токоподводящие шины (в отношении контактных вставок) больше не имеют функции несущего элемента, и они поддерживаются в фиксированном положении с помощью нижней краевой области листа пружинной стали. Углубления в форме окошек находятся теперь в листе пружинной стали (см. документ DE 20303537 U1).

Настоящее изобретение исходит из типа зажима согласно упомянутому документу DE20303 537U1. При этом типе освобожденные от изоляции концы электрических проводов вначале проводятся через одну из выемок в форме окошек, которые сформированы в листе пружинной стали посредством свободной резки язычков листовой пружины. Затем провода электрически и механически зажимаются в местах зажима, которые образованы между свободными концами язычков из листовой пружины и соответствующей, выполненной в виде планки или стержня токоподводящей шиной.

Задача изобретения состоит в том, чтобы для соединительных зажимов этого типа обеспечить выполнение также и второго из названных требований рынка, а именно снижение монтажной высоты.

Эта задача согласно изобретению решается благодаря тому, что главное направление протяженности выемок в форме окошек в листе пружинной стали пересекает оси зажатых электрических проводов под максимально плоским установочным углом, что достигается благодаря тому, что как верхняя краевая область листа пружинной стали с основаниями язычков листовой пружины, так и нижняя краевая область листа пружинной стали с поддерживаемой в зафиксированном положении шиной расположены в каждом случае в тесном соседстве с освобожденными от изоляции концами зажатых электрических проводов.

Эта концепция изобретения содержит новый подход к решению задачи. До настоящего времени для специалистов было обычным и необходимым располагать верхнюю краевую область листа пружинной стали с основаниями язычков листовой пружины, по возможности, удаленной от зажимаемых электрических проводов, чтобы длина язычков листовой пружины позволяла достаточный ход пружины, и чтобы более крутой установочный угол язычка листовой пружины обеспечивал высокие усилия вытягивания провода в отношении зажатого электрического провода. Концепция настоящего изобретения реализована иначе. В соответствии с ней максимально плоский установочный угол комбинируется с короткой длиной листовой пружины, и тем самым для новых, выполненных в соответствии с изобретением зажимов достигается заметное снижение монтажной высоты, без того, чтобы это (как это будет описано далее более подробно) имело или должно иметь отрицательные воздействия на усилия зажима провода и/или на усилия вытягивания провода.

При применении концепции настоящего изобретения достигается компактная конструкция нового зажима, которая изображена на прилагаемых чертежах. Монтажная высота контактной вставки представленного зажима не выступает за наружный контур электрического провода, который задан наружным диаметром изолирующей оболочки провода. Такой, отнесенный к монтажной высоте наименьший размер соединительного зажима (например, соединительного зажима штепсельной розетки) до настоящего времени не достигался. Для практики это дает значительные преимущества. На единицу пространства можно разместить несколько соединительных зажимов этого типа. Также в суженных распределительных коробках или в иных соединительных элементах приборов можно успешно применять несколько этих новых, имеющих сниженные конструктивные размеры зажимов.

Несмотря на снижение конструктивных размеров новых зажимов, достаточно большие усилия зажимания проводов и достаточно большие усилия вытягивания проводов обеспечиваются благодаря тому, что согласно пункту 2 формулы изобретения язычки листовой пружины подвергаются технологическому предварительному деформированию такого вида, что язычки листовой пружины в каждом случае, выходя от своих оснований язычков, в первой дуге (дуга основания) удаляются от зажатого электрического провода, а затем в последующей второй дуге (обратная дуга) приближаются к зажатому электрическому проводу. Оба формообразования (дуга основания и обратная дуга) технологически осуществлены с холодным упрочнением материала пружины, так что, несмотря на плоский установочный угол язычков листовой пружины, в отношении зажатого электрического провода можно достичь высоких пружинящих усилий.

Для обеспечения надежных усилий вытягивания провода согласно пункту 3 формулы изобретения предлагается, чтобы концы язычков листовой пружины были отогнуты под углом относительно зажатого электрического провода таким образом, чтобы замеренный на зажимной кромке концов язычков относительно электрического провода угол в вершине клина был ≥10°.

Здесь следует указать на то, что приведенные выше признаки согласно изобретению могут находить применение не только в однорядных соединительных зажимах, но также при двухрядных соединительных зажимах, при которых места зажимания расположены в два параллельных друг другу ряда, как это, например, предусмотрено в двухрядном зажиме для 6 проводов по документу DE 19654523 С2. Двухрядные соединительные зажимы, как правило, являются лишь зеркально-симметричным дублированием однорядного зажима.

Другое мероприятие согласно изобретению следует видеть в техническом решении, при котором плоская и предпочтительно тонкая по толщине стенки шина может поддерживаться в зафиксированном положении с помощью нижней краевой области листа из пружинной стали, а именно без дополнительных вспомогательных средств (как, например, точечная сварка, клепка или чеканка). Решение согласно пункту 4 формулы изобретения показывает, что в целях фиксирования положения шины нижняя краевая область листа пружинной стали с частью заканчивающихся там выемок в форме окошек отгибается против направления вставления провода, благодаря чему образуется открытое против направления вставления провода, а на его другой стороне охваченное металлом V-образное приемное пространство. В V-образное приемное пространство вставлена плоская в своем поперечном сечении и тонкая по своей толщине стенки шина, причем длины язычков листовой пружины выбраны такой величины, что их концы при незагруженном, закрытом месте зажимания проходят через выемки в форме окошек листа пружинной стали и прилегают к нижней стороне шины и фиксируют ее.

Этот метод фиксирования положения плоской, выполненной в форме планки шины (или при желании также выполненной в форме стержня шины) имеет значительные преимущества также при изготовлении нового зажима с помощью технологических автоматов. Шина может без проблем и без других вспомогательных устройств вводиться в V-образное приемное пространство листа пружинной стали. При этом язычки листовой пружины отдавливаются из их положения покоя и фиксируют затем шину в V-образном приемном пространстве (предварительное фиксирование). Предварительно зафиксированная контактная вставка может полностью автоматически вставляться целиком также с помощью технологического автомата в корпус из изолирующего материала.

Если предварительное фиксирование шины в V-образном приемном пространстве и контактная вставка в целом должны быть пригодными для загрузки и сортирования для дальнейших операций монтажа, тогда согласно пункту 5 формулы изобретения рекомендуется, чтобы шина на своей передней при вставлении в V-образное приемное пространство кромке на каждом месте зажимания имела в каждом случае выступающую головку шины (по типу выступающего опорного пальца), которая при вставлении шины в V-образное приемное пространство входит в отогнутую против направления вставления провода часть соответствующей выемки в форме окошка листа пружинной стали.

Выбор плоской в поперечном сечении и тонкой по своей толщине стенки, выполненной в виде планки, шины способствует снижению монтажной высоты. Такая шина имеет плоскую (без уступов) нижнюю сторону, которая может позиционироваться в V-образном приемном пространстве таким образом, чтобы она была установлена наклонно относительно направления вставления провода, и чтобы нижняя сторона шины для вставляемого в место зажимания электрического провода служила в качестве входной наклонной поверхности (см. пункт 6 формулы изобретения).

Далее пример выполнения изобретения описывается более подробно на основе чертежей, на которых показано:

Фиг.1, 2 - поперечное сечение нового зажима с зажатым электрическим проводом и без него.

Фиг.3 - вид снаружи выполненного из изолирующего материала корпуса зажима.

Фиг.4-6 - детали контактной вставки.

На фиг.1 показан в поперечном сечении корпус 10 зажима с установленной с передней стороны в направлении вставления провода крышкой 11 корпуса, которая имеет отверстия 12, 13 и 14 для ввода провода для одинаково направленного и параллельного ввода трех электрических проводов 15 (см. фиг.3).

Фиг.4, 5 и 6 показывают контактную вставку, которая вмонтирована в корпус зажима. Контактная вставка состоит из части 16 из листа пружинной стали (см. фиг.6) и из токоподводящей шины 17 (см. фиг.5), которая изготовлена из обладающего высокой электропроводностью медного материала.

У части 16 из листа пружинной стали с помощью свободной резки изготовлены три язычка 21 листовой пружины в соответствии с числом мест зажимания, благодаря чему в листе пружинной стали возникают углубления в форме окошек. Размер углублений в форме окошек соответствует, в сущности, размеру полученных свободной резкой листовых пружин, включая концевые части 25, которые лучше всего видны на фиг.6. Через углубления в форме окошек проводятся электрические провода, прежде чем освобожденный от изоляции конец 18 провода будет зажат механически и электрически в соответствующем месте зажимания. Электрические провода вставляются в зажим в каждом случае вместе с частью своей изоляционной оболочки 19.

Представленный соединительный зажим для трех проводов имеет три места зажима. Места зажима образованы соответственно между свободными концами 20 язычков 21 листовой пружины и шиной 17. Это лучше всего видно на фиг.4, на виде сбоку полностью смонтированной контактной вставки.

Язычки 21 листовой пружины получены с помощью свободной резки из листа 16 пружинной стали таким образом (см. фиг.6), что основания 22 язычков прочно связаны с так называемой верхней краевой областью 23 листа пружинной стали. Свободные концы язычков 21 листовой пружины проходят в направлении нижней краевой области 24 листа пружинной стали.

Нижняя краевая область 24 листа пружинной стали с частью 25 заканчивающихся там углублений в виде окошек отгибается против направления вставления провода, благодаря чему с помощью листа пружинной стали образовано открытое против направления вставления провода и на своей другой стороне окруженное металлом V-образное приемное пространство 26.

В V-образное приемное пространство 26 вставлена показанная на фиг.5 шина 17. Шина 17 образована в виде плоской в поперечном сечении шины, имеющей форму планки. Она проходит через все три места зажима. Ее толщина стенки относительно невелика и лишь незначительно больше толщины материала листа пружинной стали (см. фиг.4). Шина имеет три выступающие по бокам головки 27 шины, которые при введении шины в V-образное приемное пространство 26 входят в отогнутые в направлении вставления провода части 25 углублений в форме окошек. Плоская и относительно тонкая шина 17 располагается в V-образном приемном пространстве 26 таким образом, что ее гладкая нижняя сторона служит в качестве входной наклонной поверхности для вставляемого электрического провода

Полученные свободной резкой язычки листовой пружины подвергают предварительному деформированию таким образом, что они (исходя от основания 22 язычка) вначале в первом изгибе (изгиб 28 основания) удаляются от зажатого электрического провода, а затем в следующем втором изгибе (обратный изгиб 29) приближаются к зажатому электрическому проводу. Сравнение фиг.4 с фиг.2 показывает это более точно. Последний концевой элемент 20 язычков листовой пружины несколько отогнут против зажатого провода так, чтобы замеренный в зажимающей кромке концов язычков относительно электрического провода угол при вершине клина был ≥10°. Такой размер угла при вершине клина повышает усилия вытягивания провода.

Усилия вытягивания провода, которые оказывают язычки листовой пружины вследствие технологически предварительно сформированного изгиба 28 основания и предварительно сформированного обратного изгиба 29, достаточно высоки. Им помогают разделительные разрезы 30 в листе пружинной стали (см. фиг.6), которые с обеих сторон прилегают к каждому язычку листовой пружины и образуют отдельные опорные перемычки 31, которые при спружинивании язычка листовой пружины независимо осуществляют подпружинивание вместе с ним. Чтобы усилить это желательное совместное подпружинивание опорных перемычек 31, опорные перемычки 31 имеют в каждом случае предварительно сформированные пружинящие сгибы 32 (см. фиг.4 и фиг.6).

Контактная вставка, описанная выше, в смонтированном состоянии в изолирующем корпусе зажима требует для размещения очень малую площадь. Фиг.2 и фиг.1 показывают, что как верхняя краевая область 23 листа пружинной стали с основаниями 22 язычков листовой пружины, так и нижняя краевая область 24 листа пружинной стали с поддерживаемой в фиксированном положения шиной 17 в каждом случае установлены в тесном соседстве с освобожденными от изоляции концами 18 зажатого электрического провода 15. Вследствие этого основное направление протяженности углублений в форме окошек, которые выполнены путем свободной резки (или свободной штамповки) язычков листовой пружины в листе пружинной стали, пересекает оси зажатых электрических проводов под максимально плоским установочным углом. Благодаря этому монтажная высота контактной вставки (и тем самым также монтажная высота соединительного зажима в целом) значительно снижена.

Снижение монтажной высоты зажима хорошо видно из фиг.1 и 2. Ни верхняя краевая область 23 листа пружинной стали (включая исходящие от нее язычки 21 листовой пружины), ни нижняя краевая область 24 листа пружинной стали (включая поддерживаемую в зафиксированном положении шину 17) не выступают над наружным контуром, который задан параллельным оси удлинением наружного диаметра изолирующей оболочки 19, относящейся к максимальному поперечному сечению провода, который может быть зажат в представленном соединительном зажиме.