ITGE20060051A1 - Dispositivo di connessione per collegamenti elettrici od elettronici. - Google Patents

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Vittorio Carboni
Paolo Manzi
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Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Dispositivo di connessione per collegamenti elettrici od elettronici”,
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un dispositivo di connessione per collegamenti elettrici o elettronici.
Come è noto i morali dispositivi di connessione per collegamenti elettrici o elettronici sono provvisti di un connettore presa collegato ad esempio alla parete di un pannello o di un contenitore, ed un connettore spina recante da un lato delle spine atte ad impegnarsi in opportune prese del connettore presa, e, dall’altro lato, degli attacchi per un normale cavo elettrico. Il connettore spina deve essere realizzato in forma esattamente complementare al connettore presa, in modo che quando tale connettore spina viene inserito nel connettore presa venga garantito un efficace collegamento elettrico o elettronico ed inoltre venga anche garantita una certa tenuta contro l’intrusione di agenti esterni, quali polveri o altro. Tali connettori in genere hanno una forma cilindrica, rettangolare o quadrata ed il cavo elettrico, rispetto al connettore spina, può essere in asse con le spine di contatto o disposto ortogonalmente ad esse. Nel connettore presa possono essere utilizzati dei contatti formati da una spina provvista di un perno assiale attorno a cui è avvolta una molla elicoidale di caricamento elastico. Tale molla è disposta tra detta spina ed un iperboloide rigato, collegato ad un terminale di connessione, ed atto a garantire il contatto con la superficie esterna di tale perno.
Tali connettori noti presentano diversi inconvenienti, tra i quali, nel caso si utilizzi tali contatti provvisti di iperboloide rigato, la difficoltà di allineamento tra l’iperboloide ed il perno della spina. Inoltre, dato che il connettore spina, sia esso cilindrico o rettangolare, viene inserito nel connettore presa per effettuare la connessione delle spine con le relative prese, spesso si verificano problemi di tenuta, che possono provocare l’ingresso di polveri o altri agenti esterni, che pregiudicano l’affidabilità e la durata di tali connettori.
Lo scopo della presente invenzione è pertanto un dispositivo di connessione per collegamenti elettrici o elettronici che superi gli inconvenienti dei dispositivi noti citati precedentemente.
Tale scopo viene raggiunto dalla presente invenzione mediante un dispositivo di connessione per collegamenti elettrici o elettronici, comprendente un connettore presa recante una pluralità di prese di contatto ed un connettore spina collegato ad un cavo elettrico e recante una pluralità di contatti provvisti di spine atte ad impegnarsi con tali prese di contatto a seguito dell’inserimento di tale connettore spina in tale connettore presa; caratterizzato dal fatto che tale connettore spina comprende un corpo principale internamente cavo nel quale è alloggiata almeno una prima boccola in materiale isolante nella quale sono inseriti tali contatti e dalla quale fuoriescono tale spine e tale connettore presa comprende un corpo principale internamente cavo nel quale è alloggiata una seconda boccola in materiale isolante nella quale sono inserite tale prese di contatto; tale corpo principale del connettore spina è provvisto di un tratto libero atto ad inserirsi a tenuta in una cavità anulare ricavata tra tale seconda boccola in materiale isolante e le pareti interne del corpo principale di tale connettore presa.
Ulteriori vantaggi e caratteristiche del dispositivo secondo la presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme esecutive della medesima, resa, a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle tavole di disegni allegate, in cui:
• la Fig. 1 illustra una vista in sezione di una prima forma esecutiva di un dispositivo connettore per collegamenti elettrici od elettronici secondo la presente invenzione comprendente un primo connettore presa fissato ad un pannello ed un secondo connettore spina collegato ad un cavo elettrico;
• la Fig. 2 illustra un vista in sezione di uno dei contatti, oggetto di contemporanea domanda appartenente ai titolari della presente domanda, previsti connettore spina del dispositivo di connessione di Fig. 1;
• la Fig. 3 illustra una vista laterale del connettore presa del dispositivo di connessione Fig. 1 ;
• la Fig. 4 illustra una vista laterale del connettore spina del dispositivo di connessione Fig. 1;
• la Fig. 5 illustra una vista parzialmente in sezione di una seconda forma esecutiva del dispositivo di connessione secondo la presente invenzione, provvisto di un connettore presa fissato ad un pannello e di un connettore spina collegato ad un cavo elettrico ortogonale a detto connettore presa;
• la Fig. 6 illustra una vista laterale del connettore presa del dispositivo di connessione di Fig. 5; e
• la Fig. 7 illustra una vista laterale del connettore spina del dispositivo di connessione di Fig. 5.
Con riferimento a tali disegni allegati e con particolare riferimento alla Fig. 1 degli stessi, con 1 è indicato un pannello sul quale è ricavato un foro 2 in cui è inserito un connettore presa 3 comprendente un corpo principale 203, preferibilmente in materiale metallico, recante da un lato un tratto cilindrico filettato 103, sporgente esternamente da detto pannello 1, ed una flangia 303 di appoggio contro la parete interna di detto panello 1. Tra tale flangia 303 e la parete del pannello 11 prossima al foro passante 2 è previsto un anello 4 di tenuta. Dal lato opposto a detto tratto cilindrico filettato 103, tale corpo principale 203 comprende un’apertura cilindrica 503 dalla quale fuoriescono una serie di spinotti 5 di contatto elettronico, ad esempio per scheda a circuito stampato (PCB). Tali spinotti 5 sono collegati a delle relative prese 6 di contatto annegate in una boccola 7 in materiale termoplastico isolante. Tale boccola 7 è inserita in una prima sede cilindrica 403 ricavata internamente al corpo principale 203 del contatto presa. Tra tali prese 6 di contatto e tali spinotti sono previsti un tappo 8 di sigillatura, ad esempio in resina epossidica, ed un fondello 9 di tenuta in materiale elastomerico, quale gomma o simili. In particolare, il tappo 8 è disposto in detta apertura cilindrica 503 a sezione trasversale a “T”, mentre il fondello 9 è posizionato tra detta boccola 7 e detto tappo 8 in una sede ricavata da un lato di tale boccola 7. Tale boccola 7, tale tappo e tale fondello 9 garantiscono un’ottima tenuta del connettore presa 3 contro l’ingresso, dal lato degli spinotti 5, di agenti atmosferici ed inquinanti quali polveri o altro. Il connettore presa 3 viene fissato alla parete del pannello 1 mediante una ghiera 10 che viene avvitata attorno al tratto cilindrico filettato 103 fuoriuscente da detto pannello 1. Il corpo principale 203 di detto contatto presa 3 comprende una seconda sede cilindrica 603 adiacente e coassiale a detta prima sede cilindrica 403, ma di diametro maggiore. La boccola 7 recante le prese 6 di contatto sporge in detta seconda sede cilindrica 603 in modo da ricavare tra essa e la parete di detta seconda sede cilindrica 603 una cavità anulare cilindrica 703 nella quale è alloggiato il tratto finale cilindrico 111 del corpo principale 211 di un connettore spina 11. Come si può osservare, il corpo principale 211, preferibilmente in materiale metallico, del connettore spina 11 è inserito in una imboccatura 803 sostanzialmente cilindrica ricavata all’interno del tratto cilindrico filettato 103 del connettore presa 3, e tra la parete esterna di tale corpo principale 211 del connettore spina 11 e la parete interna di tale imboccatura 803 del tratto cilindrico filettato 103 del connettore presa 3 è previsto un anello 12 di tenuta. Tale imboccatura 803 sostanzialmente cilindrica è realizzata a diametro maggiore rispetto a dette seconda e prima sedi cilindriche 603 e 403. Tra tale seconda sede cilindrica 603 del corpo principale 203 del connettore presa 3 e tale tratto finale cilindrico 111 del corpo principale 211 del connettore spina 11 è prevista una molla toroidale 13 alloggiata in una prima scanalatura anulare 903 ricavata in detta sede cilindrica 603 ed atta ad impegnarsi, nel’inserimento di detto connettore spina 1 1 in detto connettore presa 3, in una seconda scanalatura anulare 311 ricavata sulla parete esterna di detto tratto finale cilindrico 111. Il corpo principale 211 del connettore spina 11 è internamente cavo e comprende una sede cilindrica 411 a vari diametri crescenti dall’interno all’esterno di tale connettore spina 11. Partendo dall’interno del connettore spina 11, con 14 è indicata una prima boccola in materiale elastomerico, ad esempio neoprene, alloggiata in un primo tratto di tale sede cilindrica 411 opportunamente sagomata. In tale boccola 14 e sono annegati dei contatti 15 oggetto di domanda di brevetto contemporanea alla presente domanda e appartenente ai medesimi titolari della presente domanda. Ciascuno di tali contatti 15 comprende una spina 16 atta ad entrare in contatto con la relativa presa 6 di contatto del connettore presa 3 e provvista di un codolo 17 inserito in un corpo contenitore tubolare 18. Dall’estremità del codolo 17 opposta alla spina 16 si diparte un perno assiale 19 che attraversa tutta la lunghezza del corpo contenitore tubolare 18. Attorno a tale perno assiale 19 è avvolta una molla elicoidale 20. Tale spina 16 fuoriesce dalla boccola 14 mediante opportuni fori passanti 21 ricavati all’estremità di detta boccola 7 rivolta verso le prese 6 di contatto. Tali contatti 15 sono collegati con dei fili elettrici 22 del tutto noti fuoriuscenti da un generico cavo elettrico 23. Procedendo dall’interno all’esterno del corpo principale 211 del connettore spina 11, con 24 è indicata una seconda boccola in materiale termoplastico inserita in un relativo tratto di detta sede cilindrica 411 ed adiacente a detta prima boccola 14. Il corpo principale 21 1 del connettore spina 11 comprende all’estremità esterna della sede cilindrica 411 un’imboccatura 511 nella quale è inserito un tappo 25 in materiale plastico recante il cavo elettrico ed inserito nel tratto finale di detta sede cilindrica 411. Tale corpo principale 211 comprende esternamente delle nervature 611, ed attorno ad esso viene applicato, ad esempio per sovrastampaggio, un manicotto 26 di impugnatura in materiale plastico.
In Fig. 2 è illustrato uno dei contatti 15 annegati aH’interno della boccola 14 del contatto spina 11. Tra il codolo 17 e il fondo del corpo contenitore tubolare 18 prossimo al foro passante 21 ricavato nella boccola 14 è inserita una guarnizione 27 di tenuta. La molla elicoidale 20 avvolta attorno al perno assiale 19 è in battuta da un lato contro detto codolo 17 e dall’altro lato contro una strozzatura 28 ricavata in detto corpo contenitore tubolare 18. L’estremità libera di tale perno assiale 19 oltrepassa detta strozzatura 28 e si inserisce all’interno di un iperboloide rigato 29 di contatto. Tale iperboloide rigato 29 è dunque in battuta da un lato contro la strozzatura 28 del corpo contenitore tubolare 18 e dall’altro lato contro la base di una cavità cieca 30 di un terminale 31 di contatto.
In Fig. 3 è illustrata una vista laterale del connettore presa 3, nella quale si può osservare il sistema di codifica previsto per il dispositivo di connessione secondo la presente invenzione. Nella sede cilindrica 603 ricavata internamente al corpo principale 203 del connettore presa 3 sono ricavate due scanalature longitudinali 32 atte ad impegnarsi con due corrispondenti nervature 33, si veda la Fig. 4, ricavate esternamente al tratto finale cilindrico 111 del corpo principale 211 del connettore spina 11, inserito nella cavità anulare cilindrica 703, ricavata tra la boccola 7 e detta sede cilindrica 603. Tali scanalature longitudinali 32 impegnate dalle nervature 33, costituiscono il sistema di codifica del presente dispositivo di connessione, consentendo un’unica posizione di inserimento del connettore spina 11 nel connettore presa 3. Con 106 sono indicati i fori delle prese 6 di contatto nei quali si inseriscono le spine 16 dei contatti 13 di Figg. 1, 2 e 4.
In Fig. 5 è illustrata una seconda forma esecutiva del presente dispositivo di connessione. In questa variante il cavo elettrico 23 è collegato al connettore spina 34 in modo da realizzare in sostanza un dispositivo di connessione ad “L”. Il connettore spina 34 comprende un primo corpo esterno 134 a sezione rettangolare o quadrata nel quale è inserito un secondo corpo interno 234 a sezione quadrata o rettangolare ed internamente cavo. Tale corpo interno 234 è provvisto esternamente di una flangia 35 di fissaggio, mediante dei bulloni 36, al corpo esterno 134 ed internamente di una boccola 37 in materiale elastomerico nella quale sono annegati i contatti 15, provvisti di relative spine 16 fuoriuscenti dai fori passanti 21. Adiacente a detta boccola 37 inserita nel corpo interno 234 del connettore spina 34 è previsto un fondello 38 in materiale termoplastico ed infine un tappo 39, parzialmente illustrato in figura, e simile al tappo 25 della forma esecutiva del presente dispositivo di Fig. 1. Tra il fondello 38 e la parete interna del corpo interno 234 cavo è prevista una guarnizione 40 di tenuta ad anello. Tale corpo interno 234 comprende, dal lato di fuoriuscita delle spine 16 dei contatti 15, un tratto finale 334 atto ad inserirsi in una cavità anulare 41, in questo caso di forma rettangolare o quadrata, ricavata tra la parete esterna di una boccola 42 in materiale termoplastico e la parete interna di una sede cava 143 ricavata nel corpo principale 243 di un connettore presa 43. Tale corpo principale 243 è inserito in un’apertura 44 a sezione rettangolare o quadrata ricavata su un pannello 45 ed è fissata ad esso mediante una flangia 343 impegnata da relativi bulloni 46. A tale flangia 343 sono anche fissate, mediante tali bulloni 46 ed esternamente al pannello 45, due piastrine 47 recanti ciascuna due ganci 48, atti ad accogliere due alette 49 fissate al corpo esterno 134 del connettore spina 34. Similmente alla prima forma esecutiva del presente dispositivo illustrata precedentemente, in tale boccola 42 del connettore presa sono annegate le prese 6 di contatto e, procedendo verso il lato interno del pannello 45, adiacente a tale boccola è previsto un fondello 50 di tenuta in materiale elastomerico ed un tappo finale 51 di chiusura in materiale sigillante quale resina epossidica o simili. Tra la parete interna del corpo principale 243 del connettore presa 43 e la parete esterna del corpo interno 234 del connettore spina 34 è prevista una guarnizione 52 di tenuta.
Anche il dispositivo illustrato in Fig. 5 è provvisto di un sistema di codifica, illustrato nelle Figg. 6 e 7. La cavità anulare 41, sostanzialmente di forma rettangolare, del corpo principale 243 del connettore presa 43 comprende su un lato una sezione cava 141 avente una forma particolare, ad esempio a “V” come in figura 6, in modo da impegnarsi con una corrispondente sezione sporgente 434, si veda la Fig. 7, del tratto finale 334 del corpo interno 234 del connettore spina 34. In tal modo l’inserimento del connettore spina 34 nel connettore presa 43 può essere effettuato in modo univoco, garantendo il corretto inserimento delle spine 16 nelle corrispondenti prese 6 di contatto.
Come si è potuto constatare dalla descrizione precedente, quando il connettore spina 11 o 34 è inserito nel connettore presa 3 o 43, viene garantita un’efficace tenuta contro l’intrusione di agenti atmosferici grazie alle varie boccole, fondelli, guarnizioni e tappi previsti nelle posizioni descritte e realizzate preferibilmente con i materiali indicati nella descrizione precedente. Nel dispositivo di connessione riportato in Fig. 1, quando il connettore spina 11 viene introdotto nel connettore presa 3, mediante impugnatura del manicotto 26, la molla toroidale 13 è già inserita nella relativa scanalatura anulare 903 e viene leggermente compressa dal passaggio del tratto finale cilindrico 1 11 del corpo principale 211 di tale connettore spina 11, fino ad entrare sostanzialmente a scatto nella scanalatura anulare 311 ricavata sulla parete esterna di detto tratto finale cilindrico 111. Per estrarre il connettore spina 11 dal connettore presa 3 è sufficiente impugnare il manicotto 26 e tirare verso l’esterno del pannello 1 in modo che il tratto finale cilindrico 111 comprima nuovamente la molla toroidale 13. L’utilizzo inoltre di contatti 15 nei quali il perno assiale 19 con relativa molla elicoidale 20 e l’iperboloide rigato 29 sono racchiusi all’interno di un corpo contenitore tubolare 18 garantisce la massima continuità ed efficacia nel collegamento elettrico o elettronico ed evita eventuali disassamenti nell’assemblaggio dell’assieme, ottenendo così un dispositivo di connessione durevole e dall’elevata affidabilità sia elettrica che meccanica.

Claims (16)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di connessione per collegamenti elettrici o elettronici, comprendente un connettore presa (3, 43) recante una pluralità di prese (6) di contatto ed un connettore spina (11, 34) collegato ad un cavo elettrico (23) e recante una pluralità di contatti (15) provvisti di spine (16) atte ad impegnarsi con dette prese (6) di contatto a seguito dell’inserimento di detto connettore spina (1 1, 43) in detto connettore presa (3, 43), caratterizzato dal fatto che detto connettore spina (11, 43) comprende un corpo principale (211, 234) internamente cavo nel quale è alloggiata almeno una prima boccola (14, 37) in materiale isolante nella quale sono inseriti detti contatti (15) e dalla quale fuoriescono dette spine (16) e detto connettore presa (3, 43) comprende un corpo principale (203, 243) internamente cavo nel quale è alloggiata una seconda boccola (7, 42) in materiale isolante nella quale sono inserite dette prese (6) di contatto, essendo detto corpo principale (211, 234) del connettore spina (11, 34) provvisto di un tratto libero (111, 334) atto ad inserirsi a tenuta in una cavità anulare (703, 41) ricavata tra detta seconda boccola (7, 42) in materiale isolante e le pareti interne del corpo principale (203, 243) di detto connettore presa (3, 43).
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette spine (16) di detti contatti (15) inseriti in detta prima boccola (14, 37) comprende dei mezzi (20) di caricamento elastico che agiscono in direzione assiale su detta spina (16) provvista di un perno coassiale (19) che si estende all’estremità opposta a quella destinata al collegamento, essendo detto perno (19) inserito in un mezzo (29) di contatto ad iperboloide rigato racchiuso, unitamente a detti mezzi (20) di caricamento elastico, in un corpo contenitore tubolare (18) in cui sono previsti dei mezzi (17, 28) di riscontro di detti mezzi (20) di caricamento elastico ed essendo da un lato di detta prima boccola (14, 37) ricavati dei fori passanti (21) di fuoriuscita di dette spine (16).
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che tra detta spina (16) e detto perno coassiale (19) di ciascuno di detti contatti (15) è previsto un codolo (17) adiacente al foro passante (21) di fuoriuscita della spina (16) ricavato in detta prima boccola (14, 37), essendo tra il fondo di detto corpo contenitore tubolare (18) e detto codolo (17) alloggiata una guarnizione (27) di tenuta.
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto connettore spina (11, 34) è inserito in detto connettore presa (3, 43) mediante opportuni mezzi (33, 32, 141, 434) di codifica che consentono un'unica posizione di inserimento di detto connettore spina (11, 34) in detto connettore presa (3, 43) per la corretta realizzazione del contatto tra dette spine (16) e dette prese (6).
  5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che nel corpo principale (203) del connettore presa (3) è ricavata una sede cilindrica (603) nella quale sono realizzate delle scanalature longitudinali (32) opportunamente posizionate ed atte ad impegnarsi con delle corrispondenti nervature (33) ricavate esternamente al tratto finale (111) cilindrico del corpo principale (21 1) del connettore spina.
  6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta cavità anulare (41) di detto connettore presa (43) è a sezione sostanzialmente rettangolare o quadrata e comprende su almeno un lato una sezione cava (141) avente una forma particolare, ad esempio a “V”, in modo da impegnarsi con una corrispondente sezione sporgente (434) del tratto finale (334) del corpo principale (234) del connettore spina (34).
  7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima boccola (14, 37) del connettore spina (11, 34) è realizzata in materiale elastomerico, quale gomma, neoprene o simili.
  8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta seconda boccola (7, 42) del connettore presa (3, 43) è realizzata in materiale termoplastico.
  9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo principale (203) di detto connettore presa (3) comprende una prima sede cilindrica (603) in cui è ricavata una scanalatura anulare (903) di alloggiamento di una molla toroidale (13), essendo in detta prima sede cilindrica (603) inserito detto tratto finale (111) cilindrico del connettore spina (11) ed essendo sulla parete esterna di detto connettore spina (11) ricavata una scanalatura anulare (311) atta ad accogliere, durante l’inserimento sostanzialmente a scatto del connettore spina nel connettore presa, detta molla toroidale (13).
  10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta seconda boccola (7, 42) è inserita in una prima sede (403) ricavata internamente al corpo principale (203) del connettore presa (3, 43) e seguita da un’apertura (503) nella quale è inserito un tappo (8, 51) di sigillatura, realizzato in materiali quali resina epossidica o simili.
  11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto connettore presa (3, 43) comprende un fondello (9, 50) di tenuta in materiale elastomerico, quale gomma o simili, posizionato tra detta boccola (7, 42) e detto tappo (8, 51) in una sede ricavata da un lato di detta boccola (7, 42).
  12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto connettore presa (3, 43) comprende un’imboccatura (803) per l’inserimento del connettore spina (11, 34), essendo tra la parete interna dell’imboccatura (803) di detto connettore presa (3, 42) e la parete esterna del corpo principale (211, 234) del connettore spina (11, 34) inseriti dei mezzi (12, 52) di tenuta.
  13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto connettore spina (11, 34) comprende una ulteriore boccola o fondello (24, 38) preferibilmente in materiale termoplastico, adiacente a detta prima boccola (14, 37) ed attraversata da opportuni fili (22) di contatto di detto cavo elettrico (23).
  14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto connettore spina (11, 34) comprende un’imboccatura (511) nella quale è inserito un tappo (25, 39) di chiusura in materiale plastico nel quale è inserito detto cavo elettrico (23), essendo detto tappo adiacente a detta ulteriore boccola o fondello (24, 38).
  15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto il corpo principale (211) di detto connettore spina (11) comprende un manicotto (26) di impugnatura in materiale plastico applicato attorno alla parete esterna di detto corpo principale (211) e di detto tappo (25)di chiusura.
  16. 16. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto connettore spina (11) comprende un corpo principale esterno (134) ed un corpo principale interno (234) inserito in detto corpo principale esterno (134) e fissato ad esso mediante opportuni mezzi (35, 36), essendo detto corpo principale esterno (134) provvisto di una serie di alette (49) di fissaggio a relativi ganci (48) collegati ad una flangia (343) ricavata nel corpo principale (243) del connettore presa (43).
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