Соединительная сборка для корпусных прорезающих изоляцию элементов
Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является увеличение надежности устройства. Электрический соединитель (100) для концевой заделки по меньшей мере одного проводника (200) содержит корпус (130) с полостью для размещения по меньшей мере первого IDC элемента (114), крышку, содержащую шарнирную часть (166) и закрывающую часть (168). Шарнирная часть крышки шарнирно закреплена на корпусе, чтобы обеспечить крышке возможность поворота между открытым и закрытым положениями. В упомянутой шарнирной части выполнена по меньшей мере одна ниша (174), рядом с которой в полости корпуса расположено лезвие (162). 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к соединителям, осуществляющим электрический контакт путем прорезания изоляции. В частности, настоящее изобретение относится к сборке соединителей по меньшей мере для одного корпусного элемента, прорезающего изоляцию, используемого для электрического соединения с электрическим проводником.
Предшествующий уровень техники
В области телекоммуникаций одни соединительные блоки соединены с кабелями, которые питают оборудование абонентов, а другие соединительные блоки соединены с кабелями, идущими к центральному офису. Чтобы осуществить электрическое соединение между упомянутыми блоками, между проводами вставляют перемычки для замыкания электрической цепи. Обычно в соответствии с потребностями потребителя провода по несколько раз то соединяют перемычками, то разъединяют.
Элемент соединителя, прорезающего изоляцию, (IDC) используют для электрического присоединения к шине или электрическому проводнику. IDC элемент прорезает изолирующую оболочку провода, когда последний помещают в прорезь IDC элемента. Таким образом, элемент IDC осуществляет электрическое соединение с проводником. Как только проводник оказывается помещенным в прорезь IDC элемента, так происходит электрический контакт между проводящей поверхностью IDC элемента и проводящей жилой провода.
Обычно IDC элемент помещают в изоляционный корпус. Очень часто корпус имеет крышку или иной подвижный элемент, который передвигают, чтобы прижать провод к IDC элементу и обеспечить электрический контакт. Обычно крышка закрывает корпус, когда проводник вставлен в него, и пользователь не может визуально проверить, что осуществлен надлежащий электрический контакт проводника и IDC элемента. В связи с этим пользователь не может быть уверенным в эффективной электрической связи между ними.
Другая проблема, связанная с соединительными устройствами, состоит в том, что введение проводника в прорезь IDC элемента часто требует значительных усилий и может потребовать использования специальных инструментов или приспособлений. Часто крышку приспосабливают к тому, чтобы служить в качестве средства для запрессовки проводника в прорезях IDC элементов. Однако использование крышки для введения проводников в прорези IDC элементов требует приложения значительных усилий, что может привести к перенапряжению пальца или кисти пользователя.
Краткое изложение изобретения
Электрический соединитель для заделки по меньшей мере одного проводника содержит корпус с полостью для размещения по меньшей мере одного IDC элемента, крышку, содержащую поворачиваемую часть и закрывающую часть, при этом поворачиваемая часть шарнирно прикреплена к корпусу, чтобы крышка могла поворачиваться между открытым положением и закрытым положением. В поворачиваемой части крышки выполнена по меньшей мере одна ниша, рядом с которым в полости корпуса имеется режущая кромка.
Краткое описание чертежей.
Фиг.1 - заявляемая соединительная сборка в аксонометрии в разобранном виде.
Фиг.2 - часть соединительной сборки в аксонометрии со снятой для ясности иллюстрации одной из поворачиваемых крышек.
Фиг.3 - внутренняя сторона одной из крышек в аксонометрии.
Фиг.4 - часть собранного соединительного блока в аксонометрии, на которой одна из крышек показана в открытом относительно корпуса положении.
Фиг.5 - разрез части собранного соединительного блока, изображенной на фиг.4, с проводником, вставленным через канал в крышке, находящейся в полностью открытом положении относительно корпуса.
Фиг.6 - разрез части собранного соединительного блока, изображенной на фиг.4, с проводником, вставленным через канал в крышке, находящейся в частично прикрытом положении относительно корпуса.
Фиг.7 - разрез части собранного соединительного блока, изображенной на фиг.4, с проводником, вставленным через канал в крышке и отрезанным при полностью закрытой крышке.
Фиг.8 - элемент, прорезающий изоляцию, в аксонометрии.
Фиг.9 - U-образная часть первого контакта элемента, прорезающего изоляцию, вид спереди.
Фиг.10 - U-образная часть второго контакта элемента, прорезающего изоляцию, вид спереди.
Фиг.11 - аксонометрическая проекция соединительного блока (изображенного пунктиром), показывающая соединение между элементом, прорезающим изоляцию, и электрическим элементом.
Фиг.12 - аксонометрическая проекция соединительного блока (изображенного пунктиром), показывающая пробник, вставленный между элементом, прорезающим изоляцию, и электрическим элементом.
Несмотря на то, что упомянутые выше фигуры иллюстрируют только некоторые варианты реализации изобретения, другие варианты реализации также предполагаются, как отмечено далее. Во всяком случае, это путь раскрытия настоящего изобретения, а не его ограничение. Следует понимать, что другие многочисленные модификации и варианты реализации могут быть разработаны в рамках изобретения квалифицированным специалистом, который вникнет в его сущность. На фигурах не соблюден масштаб. Для идентификации элементов на всех фигурах использованы одни и те же цифровые обозначения.
Подробное описание
На фиг.1 представлено аксонометрическое изображение заявляемой соединительной сборки 100 в разобранном виде. Соединительная сборка 100 содержит базовый блок 102, соединительный блок 104 и множество крышек 106. На фиг.1 соединительная сборка 100 показана в разобранном виде. Чтобы собрать соединительную сборку 100, крышки 106 вставляют между замковыми выступами 122 на задней стороне соединительного блока 104, после чего соединительный блок 104 располагают над базовым блоком 102 и вдвигают в него.
Базовый блок 102 содержит изоляционный корпус с группами приемных пазов 110 для соединения с соединительным блоком 104. На задней стороне базового блока 102 выполнены прорези под замковые выступы 122 соединительного блока 104 для прочного соединения соединительного блока 104 с базовым блоком 102.
Внутри базового блока 102 установлено множество электрических элементов 114 (см. фиг.11 и фиг.12). Каждый электрический элемент 114 повторяет форму IDC элемента и обеспечивает электрический контакт с соответствующим IDC элементом соединительной сборки 100, как объяснено ниже.
Соединительный блок 104 содержит изоляционный корпус с множеством линейно выровненных выступов 120 для соединения с приемными пазами 110 базового блока 102. Замковые выступы 122 выступают наружу и сверху вниз на задней стороне соединительного блока 104 и фиксируются внутри прорезей на задней стороне базового блока 102, жестко соединяя соединительный блок 104 с базовым блоком 102.
Каждая крышка 106 закреплена на соединительном блоке 104 с возможностью независимого поворота относительно соответствующего корпуса 130. Каждая крышка 106 содержит первый шип 170 и второй коаксиальный шип 172 (см. фиг.3), противолежащий первому шипу 170, которые вставляются в зазор 124 между соседними замковыми выступами 122, простирающимися наружу и сверху вниз на задней стороне соединительного блока 104, в результате крышка 106 соединяется с соединительным блоком 104. Для сборки шипы 170, 172 крышки 106 вставляют в зазор 124 и соединяют с соединительным блоком 104 до того, как он скреплен с базовым блоком 102. Когда соединительный блок 104 скреплен с базовым блоком 102, первый и второй шипы 170 и 172 крышки 106 оказываются внутри шарнирных пазов 148 и 150 соответственно в соседних замковых выступах 122 и внутри зазора 124, чтобы предотвратить удаление крышки 106. Вместе с тем шипы 170 и 172 не мешают вращению крышки 106 относительно соединительного блока 104 внутри шарнирных пазов 148 и 150.
Показанный на фиг.1 соединительный блок 104 содержит множество корпусов 130 и связанных с ними крышек 106. Независимость крышек 106 позволяет индивидуально закрывать каждый корпус 130. Каждая соединительная сборка 100 представляет собой самостоятельное изделие, изолированное от следующей соседней сборки 100. Соединительная сборка 100 может содержать любое число корпусов 130, базовых блоков 102 и крышек 106. Каждый корпус 130, базовый блок 102 и крышка 106 образуют комплект для приема по меньшей мере пары проводников, как объяснено ниже. Поскольку соединительная сборка 100 может содержать любое число корпусов 130, базовых блоков 102 и крышек 106, то она может принять любое число пар проводников: одну пару, 5, 10, 50 пар и более.
Соединительная сборка 100 может быть изготовлена, например, из технического пластика, такого как, например, полибутилентерефталат (ПБТ) под торговой маркой Valox 325 фирмы GE Plastics of Pittsfield (Массачусетс, США), огнестойкий поликарбонат, армированный стекловолокном в количестве 10%, под торговой маркой Lexan 500R фирмы GE Plastics of Pittsfield (Массачусетс, США), огнестойкий поликарбонат, армированный стекловолокном в количестве 10%, под торговой маркой Mackrolon 9415 или огнестойкий поликарбонат, армированный стекловолокном в количестве 20%, под торговой маркой Mackrolon 9425 фирмы Bayer Plastics Division of Pittsburgh (Пенсильвания, США).
Крышки 106 могут быть изготовлены, например, из технического пластика, такого как, например, имидная смола на основе простых полиэфиров под торговой маркой Ultem 1100, огнестойкий полибутилентерефталат (ПБТ), армированный стекловолокном в количестве 30% под торговой маркой Valox 420 фирмы GE Plastics of Pittsfield (Массачусетс, США), огнестойкая полиакриламидная смола, армированная стекловолокном в количестве 30%, под торговой маркой IXEF 1501 или полиакриламидная смола, армированная стекловолокном в количестве 50%, под торговой маркой DGBF 1521 фирмы Solvay Advanced Polymers, LLC of Alpharetta (Джорджия, США).
На фиг.2 изображена часть соединительной сборки в аксонометрии, где одна поворачиваемая крышка удалена, чтобы показать внутреннюю конфигурацию и детали одного из корпусов 130. Не показаны также проводники, т.е. провода, которые были бы в корпусе 130 в ситуации, когда она полностью собрана для работы.
Каждый корпус 130 содержит переднюю стенку 131, первую боковую стенку 132, вторую боковую стенку 133 и основание 134. Полость корпуса 130 разделена на первую секцию 135 и вторую секцию 137. Отделяет первую секцию 135 от второй секции 137 паз 152 для пробника.
На передней стенке 131 есть проем 140 для первого провода и проем 142 для второго провода, которые позволяют проходить проводникам внутрь корпуса 130 (см. фиг.4). Фиксирующие проводники выступы 144 ограждают с боков проемы 140 и 142, чтобы упруго удерживать проводники в первом проеме 140 и втором проеме 142 и предотвращать движение проводников наружу из открытых проемов 140 и 142. Защелкивающее отверстие 146 также расположено на передней стенке 131 и приспособлено принимать защелкивающий выступ 190 (см. фиг.3) на крышке 106, чтобы сомкнуть крышку 106 с передней стенкой 131 ячейки 130 и предотвратить ее случайное открывание (см. фиг.4).
На первой боковой стенке 132 выполнен первый шарнирный паз 148, а на второй боковой стенке 133 выполнен второй шарнирный паз 150 (см. фиг.1 и фиг.2). Каждый из упомянутых пазов 148 и 150 выполнен в виде части зазора 124 между соседними замковыми выступами 122, выступающими наружу и вниз из корпуса 130 соединительного блока 104. Шарнирные пазы 148 и 150 принимают шипы 170 и 172, выступающие с боков крышки 106, что позволяет крышке 106 поворачиваться вокруг оси 173 (см. фиг.2 и фиг.3).
Основание 134 корпуса 130 содержит паз 152 для пробника, по существу разделяющий первую 135 и вторую 137 секции корпуса 130. Паз 152 может быть разделен на две части, позволяющие тестировать электрические соединения в первой секции 135 и второй секции 137 корпуса 130. Пробник, как известно, вставляют в паз 152 (см. например, фиг.12).
Как видно на фиг.2, из основания 134 первой секции 135 корпуса 130 выступает первый IDC элемент 300 и из основания 134 второй секции 137 корпуса 130 выступает второй IDC элемент 301. Каждый из IDC элементов 300 и 301 является проводящим и способным прорезать изоляцию проводников и обеспечить электрическую связь жилы с IDC элементом. Подходящие материалы и покрытия для IDC элементов могут быть выбраны из известных в технике. В частном случае, IDC элементы 300 и 301 могут быть изготовлены из фосфористой бронзы С51000 согласно ASTM (Американское общество по испытанию материалов) В103/103М-98е2, покрытой слоем олова толщиной 0,000150-0,000300 дюймов согласно ASTM В545-97(2004)е2 с подслоем из гальванически осажденного никеля, толщиной как минимум 0,000050 дюймов согласно SAE (Ассоциация инженеров автомобилестроения) - AMS-QQ-N-290 (июль 2000).
На фиг.3 изображена внутренняя сторона крышки 106. Крышка 106 содержит шарнирную часть 166 и закрывающую часть 168. С боков шарнирной части 166 выступают первый шип 170 и второй шип 172. Шипы 170 и 172 сцеплены с шарнирными пазами 148 и 150 боковых стенок 132 и 133 корпуса 130, чтобы обеспечить крышке 106 возможность вращения вокруг оси 173.
В шарнирной части 166 выполнены первая ниша 174 и вторая ниша 176. Ниши 174 и 176 могут переходить в сквозные каналы, проходящие через тело шарнирной части 166 крышки 106 или могут проходить только через часть упомянутой шарнирной части 166 крышки 106. Первая ниша 174 расположена против первой секции 135 корпуса 130, а вторая ниша 176 расположена против второй секции 137 корпуса 130. В каждую из ниш 174 и 176 вводят концы проводников, проходящих через корпус 130. Хотя упомянутые ниши 174 и 176 показаны как параллельно расположенные в шарнирной части 166, они могут быть и не параллельными друг другу.
Закрывающая часть 168 крышки 106 подвижна в пределах от открытого положения (фиг.4) до закрытого положения (например, на фиг.7), в котором она закрывает открытый верх корпуса 130. В непосредственной близости к шарнирной части 166 крышки имеются первое углубление 162а и второе углубление 164а. Первый направляющий элемент 178 для удержания провода и первый выступ 180 для заталкивания провода расположены на закрывающей части 168 и противолежат первой секции 135 корпуса 130. Второй выступ 184 для заталкивания провода и второй направляющий элемент 182 для удержания провода расположены на закрывающей части 168 и противолежат второй секции 137 корпуса 130. Когда крышка 106 закрыта, внутренняя сторона закрывающей секции 168 крышки 106 входит в контакт с проводником. Первый направляющий элемент 178 и первый выступ 180 входят в контакт с верхней поверхностью проводника. При полном закрытии крышки 106 первый выступ 180 (выровненный с первым IDC элементом 300) следует за ней и заталкивает проводник в первый IDC элемент 300 (фиг.6). То же самое происходит при закрывании крышки 106 в отношении второго IDC элемента 301. Однако, поскольку второй IDC элемент 301 находится ближе к оси 173 шарнирной части 166 крышки 106, то соответственно расположен на крышке 106 и второй выступ 184 (то есть выступ 180 и выступ 184 расположены в шахматном порядке в радиальном направлении относительно оси 173). Полная длина выступов 180 и 184 может быть одинаковой или может отличаться одна от другой в зависимости от желаемой последовательности проталкивания проводников в IDC элементы 300 и 301. По центру закрывающей части 168 проходит плоская заглушка 186 паза 152 для пробника, которая частично входит в него, когда крышка 106 закрыта.
На закрывающей части 168 крышки 106 расположена упругая защелка 188, которая может изгибаться относительно закрывающей части 168 крышки 106. Когда крышка 106 закрыта, упругая защелка 188 изгибается так, что защелкивающий выступ 190 на упругой защелке 188 может входить в защелкивающее отверстие 146 на передней стенке 131 корпуса 130. Когда защелкивающий выступ 190 входит в зацепление с защелкивающим отверстием 146, крышка 106 оказывается прижатой к корпусу 130 и не может открыться. Чтобы открыть крышку 106, надавливают на тыльную сторону размыкающего рычага 192 на упругой защелке 188, при этом защелкивающий выступ 190 выходит из защелкивающего отверстия 146. Тогда крышка 106 может быть открыта поворотом, как показано на фиг.4, для доступа в полость корпуса 130, к проводникам и IDC элементам, размещенным в полости.
На фиг.4 изображен соединительный блок 104 в аксонометрии, при этом корпус 130 показан с присоединенной к нему крышкой 106 в открытом положении. Проводники на фиг.4 не показаны, чтобы было видно внутреннюю конфигурацию и детали корпуса 130. Однако можно увидеть первый проводник 200 и второй проводник 206, выступающие из смежного корпуса.
Первый IDC элемент 300 и первое лезвие 162 расположены на основании 134 первой секции 135 корпуса 130. Первое лезвие 162 расположено вблизи шарнирной части 166 крышки 106. Для поддерживания и укладки проводника, вставляемого в корпус 130, предназначена первая опора 163 обычно U-образной формы, установленная перед первым лезвием 162. Когда крышка 106 закрыта и давит на проводник, первая опора 163 поддерживает проводник так, что первое лезвие 162 может заданным образом и эффективно отрезать проводник. Затем первое лезвие 162 входит в первое углубление 162а на крышке 106.
Второй IDC элемент 301 и второе лезвие 164 расположены на основании 134 второй секции 137 корпуса 130. Второе лезвие 164 расположено вблизи шарнирной части 166 крышки 106. Вторая опора 165 обычно U-образной формы предназначена для поддерживания и укладки проводника, вставляемого в корпус 130, и установлена перед вторым лезвием 164. Когда крышка 106 закрыта и давит на проводник, вторая опора 165 поддерживает проводник так, что второе лезвие 164 может заданным образом и эффективно отрезать проводник. Затем второе лезвие 164 входит во второе углубление 164а на крышке 106.
Первое лезвие 162 и второе лезвие 164 могут быть выполнены из металла и иметь заостренные кромки, что более ясно показано на фиг.5 - фиг.7. Например, пластины могут быть выполнены из нержавеющей стали S30100, малоуглеродистой стали максимальной твердости согласно ASTM А666-03. Лезвия 162 и 164 могут быть также выполнены в виде выступов основания 134 корпуса 130 и тогда могут быть не металлическими. В этом случае лезвия 162 и 164 также могут иметь заостренные кромки, которые создают точечный пережим для отрезания проводников, когда закрывают крышку 106.
Предпочтительно вставлять по одному проводнику соответственно в каждую из секций 135 и 137 корпуса 130 через ниши 174 и 176 для отрезания соответственно лезвиями 162 и 164. Однако в некоторых случаях два проводника могут быть вставлены в каждую из секций 135 и 137 корпуса 130 соответственно в ниши 174 и 176 и могут быть отрезаны соответственно лезвиями 162 и 164. Оба лезвия 162 и 164 показаны на фиг.4 установленными симметрично в корпусе 130. Однако они могут быть расположены в шахматном порядке (в радиальном направлении относительно оси 173) или могут иметь различную высоту относительно основания 134 корпуса 130. Устанавливая в шахматном порядке лезвия 162 и 164 или варьируя их высоту, можно изменять последовательность отрезания проводников, сводя, таким образом, к минимуму силу, необходимую для закрытия крышки 106 и отрезания проводников.
Фиг.4 показывает линейное расположение первого IDC элемента 300 в первой секции 135 корпуса 130 и второго IDC элемента 301 во второй секции 137 корпуса 130. Из фиг.4 видно, что первый проем 140 для провода, первый IDC элемент 300, первая опора 163, первое лезвие 162 и первая ниша 174 в крышке 106 расположены в основном линейно вдоль первой плоскости 136 внутри первой секции 135 корпуса 130. Во второй секции 137 корпуса 130 второй проем 142 для провода, второй IDC элемент 301, вторая опора 165, второе лезвие 164 и вторая ниша 176 в крышке 106 расположены в основном линейно вдоль второй плоскости 138. По отношению к оси 173 крышки 106 первый IDC элемент 300 и второй IDC элемент 301 смещены (т.е. радиально установлены в шахматном порядке) друг относительно друга вдоль соответствующих плоскостей 136 и 138. Как показано, второй IDC элемент 301 ближе к шарнирной части 166 крышки 106, чем первый IDC элемент 300. Такое смещение первого IDC элемента 300 и второго IDC элемента 301 минимизирует усилие, которое необходимо приложить к крышке 106, чтобы надежно закрыть ее и зафиксировать все проводники в каждом IDC элементе, т.к. проводники не удерживаются в соответствующих IDC элементах во время закрывания крышки. При этом проводник IDC элемента, который ближе всех расположен к шарнирной части 166 крышки 106 (второго IDC элемента 301) заталкивается первым, а самый удаленный от поворотной части 166 крышки 106 проводник IDC элемента (первого IDC элемента 300) заталкивается последним. Более того, отрезание проводников во время закрывания крышки 106 (на каждом лезвии 162 и 164) можно осуществлять прежде, чем процедура закрывания крышки 106 будет завершена. Проводники можно отрезать и перед помещением их в соответствующие IDC элементы 301 и 300, что дополнительно минимизирует усилие, необходимое для закрытия крышки 106 при осуществлении электрического соединения проводников.
Первый IDC элемент 300 и второй IDC элемент 301 показаны установленными в шахматном порядке относительно оси 173, но они могут быть установлены и одинаково внутри корпуса 130. Более того, первый IDC элемент 300 и второй IDC элемент 301 могут иметь разные высоты относительно основания 134 корпуса 130, так что проводники будут вначале вставлены в более высокий IDC элемент, а затем в более низкий IDC элемент. Как упоминалось выше, лезвия 162 и 164 могут быть также установлены в шахматном порядке или иметь различную высоту. Выступы 180 и 184 также могут иметь различную длину. Последовательное вставление проводников в IDC элементы вместе с последовательным отрезанием проводников минимизирует усилие, необходимое для закрытия крышки 106 при осуществлении электрического соединения проводников.
Хотя корпус 130, как это показано и описано, имеет первую секцию 135 и вторую секцию 137 по существу с одинаковыми деталями в каждой секции, корпус 130 может содержать в единственном числе такие детали, как проем для проводника, нишу в шарнирной части, IDC элемент, лезвие, опору и т.д.
На практике проводник, который имеет проводящую жилу, окруженную изолирующим слоем, вставляют в первую секцию 135 корпуса 130 и в первую нишу 174. Аналогичный проводник вставляется во вторую секцию 137 и во вторую нишу 176. Хотя предпочтительно вставлять проводники в каждую секцию корпуса по одному, но и два проводника могут быть вставлены в каждую секцию корпуса 130. Когда крышку 106 закроют, проводники оказываются вставленными в пазы IDC элемента, а концы проводников, находящиеся в нишах 174, 176, будут отрезаны лезвиями 162, 164.
В области телекоммуникаций при соединении проводников обычно применяют соединительные сборки 100. При этом важное значение имеет простота использования и высокая надежность электрических соединений компонентов. Условия использования сборки могут быть достаточно жесткими, такими установка их на улице (т.е. в непредсказуемых погодных условиях), в подземных помещениях (т.е. в тесных рабочих условиях) при невысокой квалификации обслуживающего персонала. Поэтому, чем проще процесс соединения проводников с IDC элементом в соединительной сборке, тем лучше. В заявляемом изобретении этот результат достигается обеспечением ориентированной вдоль IDC элемента укладки проводника и обеспечением оператора позитивной обратной связью о том, что укладка произведена правильно (и таким образом электрические соединения выполнены должным образом) даже после закрывания крышки, когда укладка проводников больше не видна. Фиг.5, фиг.6 и фиг.7 иллюстрируют процесс эффективной укладки проводников и их электрического соединения в соответствии с заявляемым изобретением.
Как показано на фиг.5, фиг.6 и фиг.7, первый IDC элемент 300 содержит первый контакт 302 и второй контакт 303. В первом контакте 302 выполнен первый паз 311 для прорезания изоляции и во втором контакте 303 выполнен второй паз 321 для прорезания изоляции. При этом пазы имеют конфигурацию, позволяющую обеспечивать электрический контакт с проводником (см. фиг.8, 9 и 10 для дальнейшего описания первого и второго контактов 302 и 303 первого IDC элемента 300).
На фиг.5 показан разрез первой секции 135 одного из корпусов 130 вдоль плоскости 136, изображенной на фиг.4. Крышка 106 показана в открытом положении и проводник 200 проходит в первую нишу 174 в крышке 106. Конец 200а проводника 200 вставлен в первую секцию 135 корпуса 130 и в первую нишу 174. Проводник 200 точно выставлен над первым IDC элементом 300 и первым проемом 140.
На фиг.6 представлен разрез первой секции 135 одного из корпусов 130 вдоль плоскости 136, изображенной на фиг.4, с проводником 200, проходящим в первую нишу 174 в крышке 106, которая закрывается под действием силы F, приложенной к ее верхней поверхности. Проводник 200 пропущен через первый проем 140 (фиг.4 и фиг.6). Чтобы обеспечить электрический контакт между проводником 200 и первым IDC элементом 300 пользователь начинает закрывать крышку 106, прикладывая силу F. Как можно видеть, поверхность крышки 106 искривлена так, чтобы позволить пальцу пользователя (большому) легко с ней контактировать, с тем, чтобы было удобно закрывать крышку 106.
Первый выступ 180 и первый направляющий элемент 178 приближаются к верхней поверхности проводника 200 и надавливают на нее. Это заставляет проводник 200 вступить в контакт с первой опорой 163, которая находится рядом с первым лезвием 162.
На фиг.7 представлен разрез первой секции 135 одного из корпусов 130 вдоль плоскости 136, изображенной на фиг.4, с отрезанным концом проводника и закрытой крышкой 106. Проводник 200 имеет проводящую жилу 204, окруженную изолирующей оболочкой 202 (см. фиг.9 и фиг.10). Когда проводник 200 начинает контактировать с первым IDC элементом 300, проводник 200 сначала входит во второй паз 321 для прорезания изоляции, а затем проникает в первый паз 311 внутри первого IDC элемента 300. Пазы 311 и 321 имеют по меньшей мере одну часть, более узкую, чем проводник 200, так что изолирующая оболочка 202 разрезается и осуществляется электрический контакт проводящей жилы 204 с проводящим IDC элементом. Когда крышка 106 полностью закрыта, упругая защелка 188 изгибается так, что защелкивающий выступ 190 входит в зацепление с защелкивающим отверстием 146 на передней стенке 131 корпуса и фиксирует крышку 106 в закрытом положении (см. фиг.4). Проводник 200 выходит из корпуса 130 через первый проем 140 (см. фиг.4). Когда крышка закрыта, проводник 200 первым выступом 180 полностью утоплен в первом пазу 311 первого контакта 302 и во втором пазу 321 второго контакта 303 (см. фиг.8). Проводник 200 лежит на первой опоре 163, и под давлением крышки 106 первое лезвие 162 перерезает его. После отрезки конца 200а проводник 200 оказывается соединенным с первым IDC элементом 300, а отрезанный конец 200а остается в первой нише 174. Таким образом, конец 200а проводника 200 не имеет электрического контакта с первым IDC элементом 300. В данном варианте реализации изобретения первая ниша 174 переходит в канал, проходящий насквозь через крышку 106, и отрезанный конец 200а проводника 200 может быть удален.
Первая и вторая ниши 174 и 176 на внутренней стороне крышки 106 могут быть, как правило, круглыми (см. фиг.3). Однако, как можно видеть на фиг.1, фиг.2, фиг.4 и фиг.5-7, выходы 174а и 176а первой и второй ниш 174 и 176, которые видны на верхней поверхности крышки 106, имеют овальную форму. Овальная форма обеспечивает пользователю лучший доступ к отрезанному концу 200а проводника 200, проходящему через ниши 174 и 176, и позволяет ему легко удалять эти отрезки. Выполнение ниш 174 и 176 сквозными, как показано на фиг.7, является предпочтительным, так как отрезанный конец 200а может быть удален. Однако ниши 174 и 176 могут быть глухими и открытыми в сторону шарнирной части 166 крышки 106, при этом отрезанный конец 200а проводника 200 остается в нишах 174 и 176, пока крышка 106 закрыта.
Когда крышка 106 закрыта, она может полностью изолировать корпус 130. Перед закрыванием крышки 106 в корпус 130 может быть добавлен гель или другой изолирующий материал, чтобы обеспечить защиту от влаги внутренность корпуса 130. К изолирующим материалам, пригодным для реализации заявляемого изобретения, относятся смазочные вещества и гели, такие как, например, RTV 6186, смешанные в отношении 1,00 к 0,95, фирмы GE Silicones of Waterford (Нью-Йорк, США).
Гели представляют собой изолирующий материал трехмерной структуры с довольно продолжительным сроком сохранения тех свойств, которые позволяют им поддерживать контакт с элементами и объемами, которые они должны предохранять.
К гелям, пригодным для реализации заявляемого изобретения, относятся составы, которые содержат одну или более составляющих из числа: (1) пластифицированные термопластичные эластомеры, такие как вспененные маслонаполненные трехблочные кратоновые полимеры; (2) поперечно сшитые силиконы, в том числе маслоразжиженные силиконовые полимеры, образованные реакциями поперечной сшивки, такие как виниловые силаны, а также другие модифицированные силоксановые полимеры, такие как силаны или производные соединения азота, редкоземельных металлов или серы; (3) вспененные поперечно сшитые полиуретаны или мочевины, обычно полученные из изоцианатов и спиртов или аминов; (4) маслонаполненные полиэстеры, полученные обычно из кислотных ангидридов и спиртов. Можно использовать также другие гели. Для выполнения дополнительных функций можно добавлять другие ингредиенты, такие как стабилизаторы, антиоксиданты, поглотители ультрафиолета, красители и др.
Пригодные для использования гели должны иметь показания шарикового пенетрометра между 15 г и 40 г для 0,25-дюймового диаметра стального шарика при скорости 2 мм/с и глубиной проникновения 4 мм в образец, помещенный в сосуд, как описано в ASTM D217 (цилиндр 3-дюймового диаметра и высотой 2,2 дюйма, наполненный до верха). Кроме того, гели должны иметь удлинение при измерении в соответствии с ASTM D412 и D638 по меньшей мере на 150%, предпочтительно по меньшей мере на 350%. Такие материалы должны также иметь когезионную способность, превосходящую адгезионную способность.
Предпочтительные композиции включают гели, приготовленные из 3-15 частей кратонового полимера G1652 и 90 частей минерального масла, в частности с антиоксидантами, чтобы замедлить деструкцию во время смешивания и дозирования.
Когда крышка 106 закрыта, пользователь не может визуально видеть, находится ли проводник 200 на должном месте внутри первого IDC элемента 300. Однако пользователь способен убедиться, что проводник 200 должным образом протянут через первый проем 140 и что конец 200а проводника 200 отрезан лезвием 162. Имея возможность убедиться, что конец 200а и проводник 200 должным образом размещены, пользователь вправе предположить, что средняя часть проводника 200 соответственно выровнена и вставлена в IDC элемент.
Установка в определенное положение первого IDC элемента 300, второго IDC элемента 301, первого лезвия 162 и второго лезвия 164 и, кроме того, их соответствующая высота относительно основания 134 корпуса 130 способствует уменьшению усилия, необходимого для осуществления электрического соединения между проводниками 200, 206 и IDC элементами 300, 301. Для уменьшения усилия, требуемого для закрытия крышки 106 и осуществления электрических соединений можно также изменять расположение и длину первого и второго выступов 180 и 184. Благодаря использованию шарнирной крышки вместо применения специальных зажимных инструментов заявляемое изобретение позволяет также эффективно распределить усилия, необходимые для отрезания проводника и электрического соединения проводника с IDC элементом. Это достигается в результате последовательного отрезания проводников и запрессовки проводников в контакты.
Когда проводники размещены в обеих секциях 135 и 137 корпуса 130, они отрезаются лезвиями одновременно или последовательно в зависимости от расположения лезвий. Затем, по мере закрывания крышки, выступы последовательно заталкивают проводники в первый и второй контакты второго IDC элемента 301 и затем в первый и второй контакты первого IDC элемента 300 (когда конструкция выполнена в соответствии с фиг.4). Из-за арочной формы закрываемой крышки и расположения IDC элементов в шахматном порядке их заполнение проводами осуществляется не сразу, а последовательно, что дополнительно уменьшает требуемое для закрывания крышки усилие. После того, как проводники встанут на свое место, крышку щелчком закрывают. Благодаря тому, что операции отрезания проводов, их укладки и закрытия крышки разделены во времени, от пользователя требуется меньше усилий. Изменяя высоту IDC элементов по отношению друг к другу или варьируя длины толкателей по отношению друг к другу, можно добиться такого же результата при последовательной укладке проводников в контакты.
Хотя выше описан только один проводник 200, входящий в первую секцию 135 корпуса 130, второй проводник 206 (фиг.4) может быть вставлен поверх проводника 200. Предпочтительно, чтобы первый проводник 200 был вставлен первым. Затем крышку 106 открывают, чтобы вставить второй проводник 206. Второй проводник 206 мог бы быть вставлен и немедленно после установки первого проводника 200, как описано выше и показано на фиг.5-фиг.7. Кроме того, возможны случаи, когда оба проводника могут быть вставлены одновременно. Введение проводника 200 обсуждалось до сих пор в отношении только первой секции 135 корпуса. Однако, очевидно, что аналогичным образом один или два проводника могут быть вставлены во вторую секцию 137 корпуса 130. Описание установки двух проводников приведено в заявке США 10/941, 506 на изобретение «Устройство прорезания изоляции для двух проводников», имеющей ту же дату подачи, в связи с чем упомянутое изобретение раскрыто здесь путем ссылок.
На фиг.8 представлен первый IDC элемент 300 в аксонометрии. Первый IDC элемент 300 содержит первый контакт 302 и второй контакт 303, которые электрически соединены между собой перемычкой 304.
Вниз от перемычки 304 и несимметрично ей выступает упругий хвостовик 305. Выпуклый контакт 306 выступает из поверхности хвостовика 305, способствуя электрическому соединению с электрическим элементом 114. Когда первый IDC элемент 300 установлен в первой секции 135 корпуса 130, хвостовик 305 оказывается отогнутым в сторону паза 152 для пробника (см. фиг.11 и 12).
Как видно на фиг.8 и фиг.9, которая показывает вид спереди части первого контакта 302, первый контакт 302 обычно имеет U-образную форму и содержит первую ножку 307 и вторую ножку 309, отстоящие одна от другой так, чтобы образовать первый паз 311 для прорезания изоляции. Первый паз 311 для прорезания изоляции имеет широкую часть 312 и узкую часть 314. У широкой части 312 первая и вторая ножки 307 и 309 расположены друг от друга дальше, чем у узкой части 314. Для первого контакта 302 широкая часть 312 расположена вблизи открытого конца первого паза 311 для прорезания изоляции, в то время как узкая часть 314 расположена между широкой частью 312 и закрытым концом первого паза 311 для прорезания изоляции.
Как видно из фиг.8 и фиг.10, которая показывает вид спереди части второго контакта 303, второй контакт также имеет U-образную форму и содержит первую и вторую ножки 317 и 319, отстоящие одна от другой так, чтобы образовать второй паз 321 для прорезания изоляции. Второй паз 321 для прорезания изоляции имеет широкую часть 324 и узкую часть 322. При этом широкая часть 324 второго паза 321 для прорезания изоляции расположена ниже широкой части 312 первого паза 311 для прорезания изоляции. У широкой части 324 первая и вторая ножки 317 и 319 расположены друг от друга дальше, чем у узкой части 322. У второго контакта 303 узкая часть 322 расположена вблизи открытого конца второго паза 321 для прорезания изоляции, в то время как широкая часть 324 расположена между узкой частью 322 и закрытым концом второго паза 321.
В узкой части 314 первого контакта 302 первая ножка 307 и вторая ножка 309 прорезают изолирующую оболочку 202, покрывающую первый проводник 200. В результате проводящая жила 204 оказывается электрически соединенной с ножками 307, 309. В узкой части 322 второго контакта 303 первая ножка 317 и вторая ножка 319 прорезают изолирующую оболочку 208, закрывающую второй проводник 206. В результате проводящая жила 210 оказывается электрически соединенной с ножками 317, 319. Таким образом, первый и второй проводники 200, 206 оказываются электрически соединенными с первым IDC элементом 300 и между собой.
Хотя второй IDC элемент 301 не показан на фиг.8, он подобен первому IDC элементу 300. Но его хвостовик направлен в противоположную сторону. Хвостовик второго IDC элемента 301 направлен к центру паза 152 для пробника. Второй IDC элемент 301 может иметь такую же конструкцию первого и второго контактов с широкой и узкой частями. Расположение широкой и узкой частей может быть противоположным по отношению к первому IDC элементу 300 (в радиальном направлении относительно оси 173).
Хотя показано, что IDC элемент имеет первый и второй контакты 302 и 303, очевидно, что IDC элемент может быть выполнен и с одним контактом. Также IDC элемент не обязательно имеет широкую и узкую части контактов, показанные на фигурах, в частности на фиг.8. Дополнительное описание различных элементов, прорезающих изоляцию, и их комбинаций для использования в корпусе заявляемого изобретения представлено в заявке США 10/941,506 на изобретение «Устройство прорезания изоляции для двух проводников», имеющей ту же дату подачи, в связи с чем упомянутое изобретение раскрыто здесь путем ссылок
В качестве проводника может служить любой стандартный телефонный соединительный провод с поливинилхлоридной изоляцией. В качестве такого провода может быть, например, использован провод 22 AWG (Американская система оценки проводов) - круглый луженый медный провод диаметром 0,025 дюйма (0,65 мм) и с номинальной толщиной поливинилхлоридной изоляции 0,0093 дюйма (0,023 мм)); 24 AWG - круглый луженый медный провод с номинальным диаметром 0,020 дюйма (0,5 мм) и с номинальной толщиной поливинилхлоридной изоляции 0,010 дюйма (0,025 мм); 26 AWG - круглый луженый медный провод с номинальным диаметром 0,016 дюйма (0,4 мм) и с номинальной толщиной поливинилхлоридной изоляции 0,010 дюйма (0,025 мм).
На фиг.11 представлена аксонометрическая проекция соединительного блока 104 (изображенного пунктиром), показывающая соединение между IDC элементом 300 и электрическим элементом 114. Первый IDC элемент 300 с хвостовиком 305, входящим в базовый блок 102 (не показано), расположен в соединительном блоке 104. Электрический элемент 114 - это IDC элемент, который осуществляет электрическое соединение с офисными кабелями или с абонентом. Электрический элемент 114 снабжен упругим хвостовиком 114а, который входит в электрический контакт с хвостовиком 305 первого IDC элемента 300.
На фиг.12 показана аксонометрическая проекция соединительного блока (изображенного пунктиром), показывающая пробник, вставленный между хвостовиком первого IDC элемента и хвостовиком электрического элемента 114. Пробник 350 вставляют через паз 153 (см. Фиг.2 и Фиг.4). Пробник 350 позволяет разрывать контакт между хвостовиком 305 первого IDC элемента 300 и хвостовиком 114а электрического элемента 114. Как известно, разрыв этого соединения с использованием пробника позволяет лицу, производящему испытание, изолировать цепи на обеих сторонах пробника 305 и таким образом проверить исправность обеих веток.
Хотя фиг.11 и фиг.12 показывают электрическое соединение первого IDC элемента 300 и электрического элемента 114, очевидно, что второй IDC элемент 301 также может быть соединен с другим электрическим элементом, подобным элементу 114, который выше показан и описан. Второй IDC элемент 301 расположен на второй секции 137 полости корпуса и находится с противоположной стороны паза 152 для пробника. Пробник 350 способен войти в паз 152 и разорвать контакт между хвостовиком второго IDC элемента 301 и хвостовиком другого электрического элемента (ориентации хвостовиков были бы аналогичными описанным выше, но обратными по направлению).
Несмотря на то, что заявляемое изобретение описано со ссылкой на преимущественные варианты реализации, опытные в данной области работники будут понимать, что могут быть изменены детали и их форма без отхода от сущности и цели изобретения.
1. Электрический соединитель для концевой заделки по меньшей мере одного проводника, содержащий корпус с полостью с размещенным в ней по меньшей мере первым элементом соединителя, прорезающего изоляцию (IDC элементом), крышку, содержащую закрывающую часть и шарнирную часть, в которой выполнена по меньшей мере одна ниша, лезвие, установленное внутри полости корпуса вблизи упомянутой ниши, при этом шарнирная часть крышки шарнирно закреплена на корпусе, чтобы обеспечить крышке возможность поворота между открытым и закрытым положениями, а на закрывающей части крышки выполнен выступ, расположенный напротив паза для прорезания изоляции внутри IDC элемента.
2. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что в нише выполнен сквозной канал, проходящий через шарнирную часть крышки.
3. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит на закрывающей части крышки по меньшей мере один направляющий элемент, расположенный так, чтобы входить в контакт с электрическим проводником, при этом во время закрывания крышки направляющий элемент устанавливает проводник против IDC элемента.
4. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит на закрывающей части крышки замковую защелку, входящую в зацепление с передней стенкой корпуса и удерживающую крышку в закрытом положении.
5. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что полость корпуса содержит первую секцию с размещенным в ней первым IDC элементом и вторую секцию с размещенным в ней вторым IDC элементом.
6. Электрический соединитель по п.5, отличающийся тем, что дополнительно он содержит первый проводник в первой секции полости корпуса, соединенный с первым IDC элементом и второй проводник во второй секции полости корпуса, соединенный со вторым IDC элементом.
7. Электрический соединитель по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один первый направляющий элемент на закрывающей части крышки, противолежащий первой секции и расположенный так, чтобы входить в контакт с первым электрическим проводником, по меньшей мере один второй направляющий элемент на закрывающей части крышки, противолежащий второй секции полости и расположенный так, чтобы входить в контакт со вторым электрическим проводником, при этом во время закрывания крышки первый направляющий элемент устанавливает первый проводник против первого IDC элемента, а второй направляющий элемент устанавливает второй проводник против второго IDC элемента.
8. Электрический соединитель по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый выступ, расположенный вблизи первого направляющего элемента против первой секции полости корпуса и против паза для прорезания изоляции первого IDC элемента, и второй выступ, расположенный вблизи второго направляющего элемента против второй секции полости корпуса и против паза для прорезания изоляции второго IDC элемента, при этом во время закрывания крышки первый выступ заталкивает первый проводник в упомянутый паз для прорезания изоляции первого IDC элемента, а второй выступ заталкивает второй проводник в упомянутый паз для прорезания изоляции второго IDC элемента.
9. Электрический соединитель по п.5, имеющий по меньшей мере одну нишу, отличающийся тем, что первая ниша в шарнирной части крышки расположена против первой секции полости корпуса и вторая ниша в шарнирной части крышки расположена против второй секции полости корпуса.
10. Электрический соединитель по п.5, отличающийся тем, что первый IDC элемент расположен к шарнирной части крышки ближе, чем второй IDC элемент.
11. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что IDC элемент содержит первый контакт и второй контакт, электрически соединенный с первым контактом, при этом в первый контакт и во второй контакт вводят по меньшей мере один проводник.
12. Способ введения проводника в IDC элемент, включающий подготовку корпуса с полостью с размещенным в ней IDC элементом, крышки, шарнирно закрепленной на корпусе и состоящей из закрывающей части и шарнирной части, в которой выполнена ниша, лезвие внутри полости корпуса, установленное вблизи ниши в шарнирной части крышки, поворачивание крышки в открытое относительно полости корпуса положение, введение проводника в полость корпуса и в нишу шарнирной части крышки, последующее поворачивание крышки в закрытое относительно полости корпуса положение, во время которого лезвие отрезает конец проводника, размещенный в нише шарнирной части крышки, а крышка заталкивает проводник в паз для разрезания изоляции IDC элемента.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что в шарнирной части крышки выполнена первая ниша и вторая ниша, корпус содержит первую секцию, расположенную рядом с первой нишей, и вторую секцию, расположенную рядом со второй нишей, при этом первый проводник вводят в полость и первую нишу, а второй проводник вводят в полость и вторую нишу и при закрытии крышки отрезают концы первого и второго проводников, находящиеся соответственно в первой и второй нишах.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что используют первый IDC элемент внутри первой секции полости и второй IDC элемент внутри второй секции полости, при этом первый проводник заталкивают в паз для разрезания изоляции первого IDC элемента, а второй проводник заталкивают в паз для разрезания изоляции второго IDC элемента.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что первый проводник удерживают первым направляющим элементом, расположенным на закрывающей части крышки и противолежащим первой секции полости, а второй проводник удерживают вторым направляющим элементом, расположенным на закрывающей части крышки и противолежащим второй секции полости, при этом во время поворачивания крышки в направлении закрытого положения первый направляющий элемент выравнивает первый проводник относительно первого IDC элемента, а второй направляющий элемент выравнивает второй проводник относительно второго IDC элемента.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что при поворачивании крышки первый проводник заталкивают в паз для разрезания изоляции первого IDC элемента первым выступом, расположенным на закрывающей части крышки рядом с первым направляющим элементом против паза для разрезания изоляции первого IDC элемента, а второй проводник заталкивают в паз для разрезания изоляции второго IDC элемента вторым выступом, расположенным на закрывающей части крышки рядом со вторым направляющим элементом против паза для разрезания изоляции второго IDC элемента.
