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ITMI20130200A1 - Dispositivo di connessione elettrica con elemento di connessione a molla e attuatore compatto e connettore multipolare comprendente una pluralita' di detti contatti a molla - Google Patents

Dispositivo di connessione elettrica con elemento di connessione a molla e attuatore compatto e connettore multipolare comprendente una pluralita' di detti contatti a molla

Info

Publication number
ITMI20130200A1
ITMI20130200A1 IT000200A ITMI20130200A ITMI20130200A1 IT MI20130200 A1 ITMI20130200 A1 IT MI20130200A1 IT 000200 A IT000200 A IT 000200A IT MI20130200 A ITMI20130200 A IT MI20130200A IT MI20130200 A1 ITMI20130200 A1 IT MI20130200A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
spring
electrical connection
connection device
actuator pin
actuator
Prior art date
Application number
IT000200A
Other languages
English (en)
Inventor
Tito Alessandro Tedeschi
Original Assignee
Ilme Spa
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Filing date
Publication date
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/4811—Spring details
    • H01R4/4816—Spring details the spring shape preventing insertion of the conductor end when the spring is unbiased
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    • H01R4/4828—Spring-activating arrangements mounted on or integrally formed with the spring housing
    • H01R4/4833—Sliding arrangements, e.g. sliding button

Landscapes

  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

“DISPOSITIVO DI CONNESSIONE ELETTRICA CON ELEMENTO DI CONNESSIONE A MOLLA E ATTUATORE COMPATTO E CONNETTORE MULTIPOLARE COMPRENDENTE UNA PLURALITÀ’ DI DETTI CONTATTI A MOLLAâ€
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un dispositivo di connessione elettrica con elemento di connessione a molla, in particolare un terminale di connessione elettrica per la connessione di uno o più conduttori elettrici, equipaggiato con un attuatore compatto. In particolare, senza escludere altre realizzazioni del trovato, l’elemento di connessione elettrica à ̈ nella forma di un elemento di contatto elettrico maschio (a spina) o femmina (a bussola).
In particolare, il dispositivo di connessione elettrica in oggetto può anche essere adatto ad essere alloggiato nel corpo isolante di un dispositivo di connessione multipolare, quale ad esempio un connettore elettrico, per il collegamento di un conduttore elettrico sia del tipo a pluralità di trefoli (conduttore flessibile) sia del tipo unifilare (rigido o flessibile ma preparato con terminazione a ferrule crimpato).
Stato della tecnica
Sono noti elementi di connessione elettrica e terminali di connessione elettrica adatti alla connessione di uno o più conduttori elettrici mediante l’azione di una molla di tensione.
Tra le più comuni forme di molla di tensione per detti elementi vi à ̈ quella descritta in DE 2706482 (Wago), in particolare realizzata a partire da un nastro di materiale resiliente confoimato in guisa di anello.
In DE 102007009082 (ILME) à ̈ descritta un’evoluzione di tali dispositivi di connessione con contatti a molla che prevede la presenza, per ciascun terminale, di un attuatore nella forma di un perno scorrevole che opera la chiusura o l’apertura della molla di tensione e conseguentemente il collegamento o il rilascio del conduttore al/dal morsetto senza ricorrere all’uso di un utensile (ad es. un giravite con estremità ad intaglio) per la chiusura del terminale di connessione per l’effettuazione della connessione elettrica tra conduttore e contatto, rendendosi detto utensile necessario solo per un’eventuale successiva riapertura. Tale trovato ha reso l’operazione di cablaggio indipendente dall’operatore, ossia dal livello di addestramento e competenza dell’operatore stesso.
In IT MI2012A00001974 (ILME), non ancora pubblicato, à ̈ descritta un’ulteriore evoluzione del trovato precedentemente richiamato, in cui gli attuatori degli elementi di connessione a molla sono provvisti di una scanalatura longitudinale atta a consentire, ad esempio, l’introduzione di una sonda metallica per effettuare misurazioni elettriche.
Problemi della tecnica nota
I dispositivi di connessione elettrica con contatti a molla e attuatore della tecnica nota, basati sulla tipica forma ad anello della molla di cui al sopracitato DE 2706482, soffrono dell’inconveniente di determinare un ingombro trasversale piuttosto notevole: il perno attuatore, sagomato anteriormente con profilo a camma, per operare l’apertura e la chiusura della molla del morsetto agendo sulla cosiddetta “gamba†della molla, presenta per necessità, ad elemento di connessione in posizione di “aperto†, un ingombro trasversale, posteriormente alla molla stessa, che determina una limitazione di densità degli elementi di connessione a molla con attuatore, implementabile su file parallele adiacenti, ad esempio in morsettiere multipolari compatte o in connettori elettrici multipolari.
Per i corrispettivi alloggiamenti nel corpo isolante della morsettiera multipolare o del connettore multipolare sono infatti richieste dimensioni trasversali rilevanti, tali da impedire l’adozione di siffatti elementi di connessione elettrica a molla con attuatore in dispositivi multipolari ad elevata densità dei contatti, in particolare quando ad esempio il frutto connettore multipolare sia limitato nel proprio ingombro massimo dalla dimensione utile interna della rispettiva custodia di protezione.
Una realizzazione alternativa di perno attuatore nella tecnica nota priva di ingombro trasversale posteriormente alla molla e non variando di quest’ultima la forma rispetto a quella classica della tecnica nota, prevede un maggior ingombro in larghezza del perno stesso, che abbraccia ai fianchi la molla, ma comporta per un dispositivo di connessione equipaggiato di siffatto elemento di connessione elettrica a molla con attuatore, un maggiore ingombro in larghezza per la necessariamente accresciuta dimensione laterale del perno attuatore. Ciò rende sconveniente utilizzare un siffatto elemento di connessione in dispositivi di connessione multipolari preesistenti, per Γ incremento di passo che sarebbe necessario tra elementi di connessione affiancati.
Un’alternativa di elemento di connessione a molla con attuatore basata su un diverso disegno di molla, con elemento di molla a manicotto à ̈ descritta in DE 10145324 (EP 1294053) (Harting). Tale tecnica, pur se maggiormente compatta, soffre tuttavia di seri inconvenienti: (1) à ̈ comunque necessario un utensile (ad es. un giravite ad intaglio) per la chiusura del morsetto, in ragione delle esigue dimensioni del perno attuatore e (2) à ̈ adatta solo a conduttori flessibili a trefoli, quindi non per conduttori preparati con ferrale preisolati crimpati (soluzione molto apprezzata dai cablatori di quadri elettrici) o per conduttori unipolari, rigidi o cordati, il cui impiego à ̈ tuttora largamente diffuso in molti Paesi per i cablaggi elettrici di installazioni fisse.
Scopo dell’invenzione
Scopo della presente invenzione à ̈ quindi quello di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota sopra descritta, in particolare quello di fornire un dispositivo di connessione elettrica con elemento di connessione a molla come descritto in DE 2706482, provvisto di attuatore come previsto in DE 102007009082, che abbia una forma compatta, in modo da ridurre l’ingombro trasversale del dispositivo, e aumentare la densità degli elementi di connessione in caso di impiego degli stessi in connettori multipolari, mantenendo tutti i vantaggi offerti dall’elemento di connessione a molla con molla conformata ad anello.
Altro scopo dell’ invenzione à ̈ quello di fornire un tale dispositivo di connessione elettrica adatto sia per conduttori rigidi che flessibili e atto ad ospitare anche più di un conduttore.
Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un tale dispositivo di connessione elettrica che sia di semplice ed economica realizzazione.
Descrizione dell’invenzione
Il dispositivo di connessione elettrica secondo l’invenzione presenta le caratteristiche dell’annessa rivendicazione indipendente 1.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione sono esposte nelle rivendicazioni dipendenti.
Sostanzialmente, il dispositivo di connessione elettrica secondo l’invenzione, comprendente un corpo alloggiante l’elemento di connessione a molla e l’attuatore, presenta una riconformatura della molla di tensione dell’elemento di connessione, in particolare in una limitata porzione della cosiddetta “gamba†della molla ad anello (altresì detta a gabbia), che funge da braccio di leva per la chiusura della parte che opera da vera e propria molla, costituita da una porzione inferiore curva a semicerchio.
La porzione di “gamba†suddetta à ̈ opportunamente rastremata simmetricamente sui fianchi ed il corrispondente profilo del perno attuatore à ̈ specularmente incavato in maniera tale da avvolgere completamente la predetta porzione posteriore rastremata della molla di tensione, quando l’elemento di connessione a molla à ̈ in posizione di morsetto completamente chiuso (e la molla a gabbia à ̈ alla sua estensione massima).
In tal modo si riduce utilmente, rispetto alla tecnica nota, l’ingombro complessivo trasversale del perno attuatore sino ad azzerarlo nella posizione di morsetto chiuso (posizione di massimo ingombro trasversale).
Si rende quindi possibile alloggiare un elemento di connessione elettrica a molla con attuatore siffatto ad esempio in morsetti multipolari compatti o in connettori multipolari ad alta densità che prevedono più file di contatti adiacenti e ravvicinati.
In particolare, per l’impiego in connettori multipolari, si consegue il mantenimento dell’ ingombro trasversale massimo dell’elemento di connessione a molla con attuatore pari a quello necessario in analoghi connettori multipolari con dispositivi di connessione a molla senza attuatore. Si può quindi mantenere nelle versioni a molla con attuatore la stessa interfaccia di accoppiamento (quindi la stessa densità di contatti) dei preesistenti connettori multipolari a molla privi di attuatore.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui:
la figura 1 à ̈ una vista assonometrica in esploso di un dispositivo di connessione elettrica secondo l’invenzione;
la figura 2 à ̈ una vista in sezione trasversale, presa secondo il piano Π-Π della vista in esploso di figura 1 ;
la figura 3a à ̈ una vista assonometrica mostrante in esploso l’elemento di connessione elettrica a molla e il perno attuatore del dispositivo di connessione secondo l’invenzione;
la figura 3b mostra gli elementi di figura 3 a in condizione assiemata, in posizione di morsetto chiuso, a vuoto, senza conduttore, operando un parziale sezionamento del perno attuatore (zona tratteggiata);
la figura 3c à ̈ una vista assonometrica del solo perno attuatore presa dal lato opposto rispetto alla figura 3 a;
la figura 4a à ̈ una vista in sezione trasversale come quella di figura 2, mostrante il dispositivo di connessione elettrica assemblato, a morsetto chiuso, a vuoto, senza conduttore, come in figura 3b;
la figura 4b à ̈ una vista assonometrica della sezione di figura 4a;
le figure 5 - 9 a), b), sono simili a quelle delle figure 4 a, b, mostranti il dispositivo di connessione elettrica in diverse configurazioni corrispondenti in sequenza alle diverse fasi di cablaggio ed eventuale riapertura, in particolare:
- la figura 5 a morsetto aperto con perno attuatore completamente estratto; - la figura 6 a morsetto aperto con perno attuatore completamente estratto e con conduttore inserito nella corrispondente sede di alloggiamento, - la figura 7 a morsetto chiuso con conduttore e perno attuatore inseriti nelle proprie sedi,
- la figura 8 a morsetto chiuso come in figura 7 con la punta di un giravite inserita in una sede laterale del perno attuatore,
- la figura 9 a morsetto aperto con il perno attuatore sollevato mediante la punta di giravite e il conduttore estratto;
la figura 10 à ̈ una vista in sezione trasversale come quella di figura 4a, di un’esemplificazione di connettore multipolare provvisto di elementi di connessione e perni attuatori come mostrati nelle figure precedenti.
Descrizione dettagliata di una realizzazione preferita
Nelle figure da 1 a 9 à ̈ mostrata una forma esemplificativa di realizzazione di un elemento di connessione elettrica secondo l’invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 10. Esso comprende un corpo isolante 20, costituito da una base 21 e un coperchio 22, che quando assiemati (figure 4 - 9) determinano due sedi longitudinali parallele, aperte verso l’alto 23, 24 per l’alloggiamento, rispettivamente, di un elemento di connessione elettrica 30 e di un perno attuatore 40, conformati come descritto nel citato documento DE 102007009082, con le modifiche che verranno descritte.
L’elemento di connessione 30 presenta un morsetto 3 1 con molla di tensione ad anello (detto altresì a gabbia) 32 e, nell’esemplificazione riportata, un elemento di contatto elettrico maschio a spinotto 33 sporgente inferiormente dal corpo isolante 20. In alternativa l’elemento di contatto elettrico 33 può essere di tipo femmina a bussola.
La molla di tensione 32, di per sé nota, come descritta in DE 2706482, à ̈ una molla a lamina che ha appunto una conformazione ad anello chiuso, con una porzione inferiore curva, sostanzialmente a semicerchio 34 che funge da vera e propria molla, una porzione posteriore ascendente che verrà chiamata “gamba†35 e una porzione superiore 36 con una sfinestratura 37 alloggiante in una sporgenza superiore 38 dell’elemento di connessione 30 o di un tratto di molla opposto alla gamba 35, per consentire la flessione della molla a seguito di una sollecitazione esterna, e quindi l’apertura e la chiusura del morsetto.
Il perno attuatore 40 à ̈ di forma prismatica a sviluppo longitudinale verticale e può scorrere nella rispettiva sede 24 per azionare la molla 32 e aprire o chiudere il morsetto. In particolare, il perno attuatore 40 presenta inferiormente un profilo anteriore a camma con un tratto sporgente 41 atto ad interferire con la suddetta molla 32 per operare l’apertura e la chiusura del morsetto, e un avvallamento 42 atto ad alloggiare la detta gamba 35 della molla 32 in condizione di morsetto chiuso e assenza di conduttore.
Il perno attuatore 40 presenta altresì una sede laterale superiore 43 per un utensile manuale quale un giravite ad intaglio 50 (vedere in particolare figure 7 e 8) per la riapertura del morsetto, sostanzialmente come descritto nel citato documento DE 102007009082.
Il perno attuatore 40 presenta altresì una scanalatura longitudinale 44 rivolta in direzione della molla 33, atta a consentire l’inserimento della sonda di un dispositivo di test per effettuare misurazioni elettriche, come descritto nella suddetta domanda di brevetto non ancora pubblicata IT MI2012A001974.
Le differenze sostanziali del dispositivo di connessione secondo la presente invenzione rispetto a quello descritto nel documento DE 102007009082, che consentono di ridurre l’ingombro trasversale interno del dispositivo, e quindi di ottenere un aumento della densità di elementi di connessione in caso di morsettiere o connettori multipolari, consistono nel fatto che il suddetto avvallamento 42 ricavato nel perno attuatore 40 à ̈ una sede incavata nello spessore del perno, delimitata da due pareti verticali contrapposte 45 (meglio visibili in Fig. 3c), e la suddetta porzione ascendente a gamba 35 della molla 32 presenta rispettivi fianchi rastremati o scanalati 39, in modo da alloggiare nella corrispondente sede incavata 42 dell’attuatore in condizioni di morsetto chiuso, a riposo, senza conduttore, come mostrato nelle figure 4a e 4b. In tale condizione di riposo, per consentire il completo alloggiamento della gamba 35 della molla 32 nella sede incavata 42 delfiattuatore 40, sul fondo di questa à ̈ prevista una finestra 46 per consentire la completa estroflessione della molla.
Con riferimento alle figure da 5 a 9 viene ora brevemente descritto il funzionamento del dispositivo di connessione elettrica secondo l’invenzione, che à ̈ del tutto identico a quanto descritto e illustrato nel citato documento DE 102007009082.
In figura 5 il dispositivo à ̈ in condizione di morsetto aperto, senza conduttore, con perno attuatore 40 completamente estratto nella propria sede di alloggiamento 24 e la molla ad anello 32 compressa dalla sporgenza 41 del profilo a camma dell’attuatore, in modo che la finestratura superiore 37 della molla sia pronta a ricevere un conduttore elettrico 60, come mostrato in figura 6. In figura 6 e successive à ̈ mostrato un conduttore rigido 60, ma à ̈ evidente che l’elemento di connessione elettrica 30 può accogliere indifferentemente un conduttore flessibile o anche più conduttori.
La figura 7 mostra il dispositivo di connessione elettrica in condizione di morsetto chiuso, con il perno attuatore 40 inserito a scomparsa nella propria sede 24, e il conduttore 60 bloccato nel morsetto a molla.
La figura 8 à ̈ una vista come quella di figura 7, e mostra la punta di un giravite 50 con estremità ad intaglio inserita nella sede laterale 43 del perno attuatore 40.
Facendo leva sul bordo superiore opportunamente scaricato del coperchio 22 del corpo 20 si opera una rotazione verso il basso del cacciavite 50 provocando il sollevamento del perno attuatore 40, la cui parte sporgente 41 del profilo a camma opera la compressione della molla 32 con corrispondente apertura della connessione e rilascio del conduttore 60 che può essere estratto, come mostrato in figura 9.
La figura 10 à ̈ una sezione trasversale mostrante un esempio di connettore multipolare 100 a tre file di contatti con perni attuatori 40 inseriti a scomparsa nelle rispettive sedi del corpo isolante del connettore, morsetti a molla chiusi (a vuoto, senza conduttori), situazione di massima estroflessione della parte posteriore a gamba 35 delle molle ad anello 32. L’ingombro trasversale dei perni attuatori 40 à ̈ annullato, grazie alla rastremazione della gamba posteriore delle molle e alla corrispondente sede incavata 42 ricavata nei perni attuatori 40 e alla finestra 46 prevista sul fondo di tali sedi, talché detti perni attuatori sezionati trasversalmente dal piano passante per il punto di massima estroflessione delle molle presentano spessore nullo. In tal modo, in posizione di riposo (morsetti chiusi a vuoto) le molle completamente estroflesse sono introiettate nelle corrispondenti cavità ricavate nei perni attuatori riducendo al minimo l' ingombro trasversale dell’assieme e consentendo la disposizione di siffatti elementi di connessione a molla con attuatore in dispositivi di connessione ad elevata densità oppure di equipaggiare con attuatori gli elementi di connessione a molla di dispositivi esistenti senza richiedere aumento di dimensioni trasversali.
In particolare, nell’esempio riportato in figura 10, utilizzando contatti a molla e perni attuatori della tecnica nota, in particolare come descritti in DE 102007009082 non sarebbe stato possibile ottenere, con la stessa dimensione trasversale del corpo connettore, tre file di contatti elettrici.
Da quanto esposto appaiono evidenti i vantaggi dell’invenzione, che non à ̈ tuttavia limitata alla particolare realizzazione precedentemente descritta e illustrata nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio alla portata del tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito dell’invenzione stessa definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di connessione elettrica (10) comprendente un corpo isolante (20) con almeno una coppia di sedi longitudinali parallele (23) e (24) atte ad alloggiare rispettivamente un elemento di connessione (30) con morsetto a molla e un perno attuatore (40) con profilo a camma rivolto verso una molla (32) del morsetto per provocarne l’apertura e la chiusura mediante scorrimento nella corrispondente sede, detta molla (32) essendo una molla ad anello con una parte inferiore curva (34), una parte posteriore a gamba ascendente (35) impegnabile da una parte sporgente (41) di detto profilo a camma del perno attuatore (40) e una parte superiore (36) con una sfinestratura (37) atta ad accogliere almeno un conduttore elettrico (60), caratterizzato dal fatto che in detto perno attuatore (40) à ̈ prevista una sede incavata (42) atta a ricevere la suddetta gamba ascendente (35) della molla ad anello (32) in condizione di massima estroflessione della molla, ovvero con morsetto chiuso a vuoto e che detta gamba ascendente (35) della molla (32) presenta i fianchi rastremati (39) per alloggiare in detta sede incavata (42) del perno attuatore (40).
  2. 2. Dispositivo di connessione elettrica (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sede incavata (42) del perno attuatore (40) Ã ̈ delimitata da due pareti laterali (45).
  3. 3. Dispositivo di connessione elettrica (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sul fondo di detta sede incavata (42) del perno attuatore (40) Ã ̈ prevista una finestra (46).
  4. 4. Dispositivo di connessione elettrica (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto perno attuatore (40) presenta una sede laterale (43) per l’inserimento della punta di un utensile, quale un giravite.
  5. 5. Dispositivo di connessione elettrica (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto perno attuatore (40) presenta un’apertura longitudinale (44) rivolta in direzione di detta molla (32), atta a consentire l’inserimento della sonda di un dispositivo di test per consentire misurazioni elettriche.
  6. 6. Dispositivo di connessione elettrica (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto corpo isolante (20) comprende una base (21) e un coperchio (22).
  7. 7. Dispositivo di connessione elettrica (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un conduttore (60) Ã ̈ di tipo flessibile o rigido.
  8. 8. Connettore elettrico multipolare (100) incorporante una pluralità di elementi di connessione elettrica (30) con morsetto a molla (31, 32) e perni attuatori (40) inseriti a scomparsa nelle rispettive sedi di alloggiamento del corpo isolante del connettore aventi le caratteristiche secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
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