ITMI20011427A1

ITMI20011427A1 - Connettore elettrico circolare

Info

Publication number: ITMI20011427A1
Application number: IT2001MI001427A
Authority: IT
Inventors: Roberto Pogliani
Original assignee: Shield S R L
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-05
Also published as: US20030017734A1; DE10230167A1; ITMI20011427A0; US6702601B2; DE10230167B4

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE

Avente titolo: CONNETTORE ELETTRICO CIRCOLARE

SFONDO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ai connettori elettrici di tipo circolare e più in particolare è diretta ad un connettore elettrico femmina per dispositivi di connessione sia a bassa che ad alta tensione, principalmente usati per il collegamento di elettrovalvole, pompe, motori, sensori e simili, in grado di lavorare in condizioni meccanicamente ed elettricamente sollecitate.

Sia il connettore femmina che il connettore maschio possono essere del tipo a squadra, che rettilineo, essendo ciascuno provvisto di due o più contatti elettrici di tipo maschio e femmina, assialmente accoppiabili tra loro .

STATO DELL'ARTE

Connettori elettrici del genere sopra citato sono largamente usati in molteplici settori di applicazione e in generale comprendono un corpo in gomma o altro materiale plastico idoneo, sovrastampato ad un portacontatti in nylon o altro materiale elettricamente isolante, di tipo sostanzialmente rigido, sul quale sono ricavate le sedi di alloggiamento dei contatti elettrici .

Una boccola scorrevole e liberamente girevole, di uno dei due connettori circonda esternamente il frutto porta-contatti per essere avvitata ad una ghiera dell'altro connettore, per mantenerli in una loro condizione opportunamente accoppiata.

I connettori elettrici circolari di tipo convenzionale presentano alcuni inconvenienti, il maggiore dei quali riguarda prevalentemente un'insufficiente pressione di contatto superficiale, tra i contatti elettrici maschio e femmina dei due connettori, che a sua volta può causare gravi inconvenienti alle apparecchiature a cui sono collegati, particolarmente ai bassi valori della corrente e/o della tensione di alimentazione.

Nei connettori di tipo convenzionale risulta pertanto assai difficile garantire una certezza del contatto elettrico, in quanto gli elementi di contatto femmina, per consentire l'introduzione degli elementi di contatto maschio, devono potersi allargare all'interno della loro sede di alloggiamento, che per tale motivo deve essere conformata in modo tale da non creare punti di interferenza con la parte espandibile del contatto elettrico il quale può quindi sfilarsi facilmente durante le fasi di assemblaggio.

Esiste altresì il problema di assicurare una buona tenuta all'acqua tra i due connettori maschio e femmina accoppiati; a tale proposito usualmente si ricorre all'impiego di una guarnizione anulare alloggiata in un'apposita sede, atta ad essere serrata tra i due connettori .

Benché l'uso di guarnizioni toroidali consenta comunque una buona tenuta, in pratica risulta difficile garantire una pressione di tenuta uniforme per l'intera circonferenza dei connettori, con il conseguente rischio di una penetrazione di umidità o di acqua nei punti in cui la guarnizione si deforma o risulta meno compressa. SCOPI DELL'INVENZIONE

Scopo generale della presente invenzione è di fornire un nuovo e perfezionato dispositivo elettrico di connessione, comprendente un connettore maschio ed un connettore femmina particolarmente adatti per risolvere i problemi sopra indicati.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo elettrico di contatto come sopra riferito, in grado di fornire una maggiore pressione di contatto superficiale tra i contatti elettrici maschio e femmina dei due connettori, eliminando in questo modo il rischio di falsi contatti, ovvero tale da assicurare un buon contatto elettrico tra i due connettori.

Un ulteriore scopo ancora della presenta invenzione è di fornire un dispositivo elettrico di connessione come precedentemente riferito, atto a fornire un maggior grado di tenuta all'acqua, nonché provvisto di mezzi idonei ad impedire uno svitamento accidentale delle due ghiere di accoppiamento, in qualsiasi condizione di impiego dei connettori.

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Quanto sopra è conseguibile mediante un dispositivo elettrico di connessione comprendente un connettore elettrico circolare maschio ed un connettore elettrico circolare femmina, secondo la rivendicazione 1.

Più in particolare, secondo l'invenzione si è fornito un dispositivo elettrico di connessione comprendente:

- un connettore maschio ed un connettore femmina di tipo circolare, in cui entrambi i connettori comprendono - un corpo ed un frutto porta-contatti in materiale elettricamente isolante; ed

- in cui ciascun connettore è provvisto di una ghiera di bloccaggio assialmente scorrevole ed av itabile con la ghiera dell'altro connettore, contro uno spallamento anulare di ciascun frutto porta-contatti, caratterizzato dal fatto che:

- il frutto porta-contatti del connettore femmina è in materiale elastomerico; dal fatto che

- ciascun contatto elettrico del connettore femmina comprende una parte conica elasticamente cedevole in senso radiale, inserita con parziale interferenza in una sede di alloggiamento del frutto in elastomero di supporto dei contatti; e dal fatto che

- il frutto porta-contatti del connettore femmina e del connettore maschio presentano superfici anulari di tenuta, contrapposte, atte ad essere reciprocamente premute a contatto nella condizione di accoppiamento dei due connettori.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Queste ed ulteriori caratteristiche del dispositivo elettrico di connessione secondo la presente invenzione, risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- Fig. 1 è una vista, parzialmente sezionata, dei due connettori tra loro accoppiati;

- Fig. 2 è un particolare ingrandito di Fig. 1;

- Fig. 3 è un particolare ingrandito del frutto porta-contatti del connettore femmina, secondo la linea 3-3 di Fig. 4;

- Fig. 4 è una vista secondo la linea 4-4 di Fig. 3; - Fig. 5 è un particolare ulteriormente ingrandito di Fig. 2;

- Fig. 6 mostra un ulteriore particolare ingrandito di Fig. 3.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

Il dispositivo elettrico di connessione mostrato in Fig. 1, comprende un primo connettore maschio 10 ad esempio del tipo a squadra, ed un secondo connettore femmina 11 ad esempio di tipo lineare.

Il connettore maschio 10 a sua volta comprende un corpo 12 in gomma o altro materiale plastico idoneo, che viene sovrastampato ad un frutto porta-contatti 13 in materiale plastico rigido, ad esempio in nylon; il frutto 13 comprende una pluralità di perni di contatto 14 ciascuno destinato ad inserirsi assialmente in un corrispondente contatto femmina dell'altro connettore 11, come più avanti spiegato.

Come maggiormente risulta dalla vista ingrandita di Fig. 2, il frutto porta-contatti maschio 13 presenta un codolo cilindrico 15 di collegamento con il corpo 12 del connettore, su cui sono ricavate le sedi di inserimento dei perni di contatto 14.

Il frutto porta-contatti 13 si prolunga con una parete cilindrica 16 che termina alla sua estremità anteriore, con uno spallamento anulare 17, avente un bordo interno 17'.

Una ghiera 18 provvista di una filettatura esterna 18', è scorrevole assialmente ed è girevole liberamente sulla parte cilindrica del corpo 12 e del frutto portacontatti 16.

A sua volta, il connettore femmina 11 comprende un corpo 19 in gomma o altro idoneo materiale plastico, sovrastampato ad un frutto porta-contatti 20, il quale a sua volta è provvisto di una pluralità di contatti femmina 21 alloggiati in apposite sedi per ricevere i perni di contatto 14 del connettore maschio 10.

Più precisamente, il frutto porta-contatti 20 del connettore femmina, è provvisto di un codolo 22 di collegamento con il corpo 19 del connettore; il codolo 22 si prolunga anteriormente con una parte cilindrica 23 destinata a penetrare nella parete cilindrica 16 del frutto porta-contatti 13 del connettore maschio.

A sua volta il frutto porta-contatti 20 del connettore femmina è provvisto di una ghiera 24 avente una filettatura interna 25 destinata ad accoppiarsi con la filettatura esterna 18' della ghiera 18.

La ghiera 24, all'estremità posteriore, presenta inoltre un bordo 26 ripiegato verso l'interno, destinato a venire a contatto con uno spallamento anulare 27 del frutto porta-contatti 20, tra il codolo posteriore 22 e la parte cilindrica anteriore 23.

Come mostrato in Fig. 3 e nel particolare ingrandito di Fig. 5, lo spallamento 27 del frutto porta-contatti femmina, si raccorda alla parte cilindrica anteriore 23 mediante una superficie inclinata 28, ad esempio formante un angolo di 45° con l'asse longitudinale del connettore, destinata a venire a contatto ed a formare tenuta con una superficie contrapposta della parete cilindrica 16 del frutto porta-contatti 13 del connettore maschio, ad esempio costituita dallo spigolo interno 17' all'estremità anteriore dello spallamento anulare 17.

A tale proposito, secondo una caratteristica fondamentale del connettore femmina conforme alla presente invenzione, il frutto porta-contatti 20 è costituito da materiale elastomerico in grado di cedere elasticamente, per fornire un'elevata pressione di tenuta quando lo spigolo 17' dello spallamento 17, durante l'avvitamento delle ghiere 18 e 24 dei due connettori, viene a contatto e premuto contro la superficie inclinata 28 del frutto porta-contatti femmina.

Per questi ed altri scopi della presente invenzione, è dunque essenziale che l'intero frutto porta-contatti femmina sia realizzato con un materiale elastomerico in grado di cedere elasticamente, sia per l'inserzione dei contatti femmina 21, come più avanti spiegato, sia per la necessaria tenuta all'acqua quando i due connettori vengono accoppiati.

Qualsiasi materiale plastico, elastomerico, avente appropriate caratteristiche di elasticità, può essere impiegato per la realizzazione del frutto porta-contatti femmina 20; ad esempio è possibile utilizzare un poliuretano elastomerico termoplastico (PUR), quale un materiale termoplastico a base di poliesterepolicaprolactone, ovvero una combinazione di difenilmetano diisocianato (MDI) e di un poliestere o di un poliolo a base di un polietere.

Ottimi risultati sono stati ottenuti usando un poliuretano elastomerico avente una durezza compresa tra 92-96 Shore A, con un modulo elastico compreso tra 8,2-8,6 MPa ad un allungamento pari al 50%.

Poiché la ghiera 18 del connettore maschio, durante l'avvitamento, spinge lo spallamento 17 della parete rigida 16 del frutto di supporto dei contatti fissi, mentre la ghiera 24 con il suo bordo 26 spinge contro lo spallamento 27 del frutto 20 di supporto dei contatti femmina, realizzato in materiale elastomerico elasticamente cedevole, risulta evidente che stringendo più o meno le due ghiere 18 e 24 si varia anche la pressione di contatto tra le superfici di tenuta 17' e 28, ottenendo in questo modo una pressione omogenea sull'intera circonferenza dei due connettori.

Inoltre il comportamento elastico del frutto 20 in materiale elastomerico, di supporto dei contatti femmina, agisce con un'adeguata forza assiale sulle filettature 19 e 25 delle due ghiere, impedendone uno svitamento accidentale.

Secondo un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, come è mostrato maggiormente in Fig. 3 dei disegni allegati, il frutto porta-contatti femmina 20, per ciascun contatto 21 presenta una sede longitudinale costituita da un foro passante che comprende una parte posteriore 30 di forma cilindrica, una parte intermedia 31 di forma conica che continua in una parte anteriore 32 di forma cilindrica di minor diametro, atta a consentire la penetrazione dei perni di contatto del connettore maschio.

A sua volta ciascun contatto femmina 21 presenta una parte posteriore 33 adatta per essere aggraffata all'estremità di un conduttore elettrico, che si prolunga e fuoriesce parzialmente dalla parte posteriore 30 del foro di alloggiamento, nonché comprende una parte anteriore 34 di forma conica, che si adatta alla conicità interna della parte intermedia 31 del foro di alloggiamento del contatto.

La parte anteriore 34 di ciascun contatto femmina è resa elasticamente cedevole in senso radiale, da una feritoia longitudinale 35, nonché termina alla sua estremità anteriore con una parte divergente 36 atta ad impegnarsi, con un certo grado di interferenza, con l'estremità anteriore del foro conico 31, arrestandosi contro uno spallamento anulare interno 37.

Si conseguono in questo modo vari vantaggi sostanziali, il primo dei quali è quello di agevolare una facile divaricazione elastica all'estremità anteriore 34 del contatto femmina, con l'inserzione di un perno di contatto maschio, grazie al cedimento elastico del materiale elastomerico con cui è stato realizzato il frutto porta-contatti 20 del connettore femmina.

Mediante l'inserimento leggermente forzato di ciascun contatto femmina 21, nella rispettiva sede di alloggiamento del frutto porta-contatti 20, nonché grazie alle caratteristiche elastiche di quest'ultimo, si consegue altresì l'ulteriore vantaggio di trattenere saldamente il contatto 21, una volta inserito nella propria sede, durante le fasi di assemblaggio del connettore e di stampaggio del corpo esterno, nonché il vantaggio di utilizzare l'elasticità dello stesso frutto portacontatti, per ridurre le sollecitazioni a fatica a cui i contatti femmina sono sottoposti durante l'uso.

Come mostrato nel particolare di Fig. 6, ciascun foro di alloggiamento dei contatti femmina 21, nella parte posteriore 30 può essere provvisto di un dente di ritegno 38 atto ad impegnarsi a scatto, per l'elasticità dello stesso materiale, in una cava 39 formata su un bordo nella parte posteriore 33 di ciascuna parte di aggraffaggio ad un conduttore elettrico; in questo modo durante l'assemblaggio viene impedito qualsiasi sfilamento accidentale del contatto femmina 21 dalla propria sede di alloggiamento, indipendentemente dal grado di interferenza del contatto stesso con il materiale elastomerico del frutto porta-contatti.

Da quanto detto e mostrato nei disegni allegati, risulta dunque evidente che si è fornito un dispositivo elettrico di connessione avente un connettore maschio ed un connettore femmina, in cui il connettore femmina è caratterizzato dal comprendere un frutto porta-contatti in materiale elastomerico, nonché dal fatto di comprendere mezzi di ritegno di ciascun elemento di contatto femmina, che sfruttano l'elasticità del materiale elastomerico stesso, per impedirne un casuale sfilamento durante l'assemblaggio dello stesso connettore.

Si intende comunque che quanto è stato detto e mostrato nei disegni allegati è stato dato a puro titolo illustrativo della presente invenzione, e che altre modifiche potranno essere apportate, senza con ciò allontanarsi dallo scopo delle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo elettrico di connessione comprendente un connettore comprendente: - un connettore maschio ed un connettore femmina di tipo circolare, in cui entrambi i connettori comprendono - un corpo ed un frutto porta-contatti in materiale elettricamente isolante; ed - in cui ciascun connettore è provvisto di una ghiera di bloccaggio assialmente scorrevole ed av itabile con la ghiera dell'altro connettore, contro uno spallamento anulare di ciascun frutto porta-contatti, caratterizzato dal fatto che: - il frutto porta-contatti del connettore femmina è in materiale elastomerico; dal fatto che - ciascun contatto elettrico del connettore femmina comprende una parte conica elasticamente cedevole in senso radiale, inserita con parziale interferenza in una sede di alloggiamento del frutto in elastomero di supporto dei contatti; e dal fatto che - il frutto porta-contatti del connettore femmina e del connettore maschio presentano superfici anulari di tenuta, contrapposte, atte ad essere reciprocamente premute a contatto nella condizione di accoppiamento dei due connettori .
2. Dispositivo elettrico di connessione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascun foro di alloggiamento dei contatti del connettore femmina presenta una parte conica che si adatta, con parziale interferenza, ad una corrispondente parte conica del contatto femmina del connettore.
3. Dispositivo elettrico di connessione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il contatto femmina comprende una parte anteriore divergente di interferenza con la sede di alloggiamento.
4. Dispositivo elettrico di connessione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza di ciascun foro di alloggiamento dei contatti, detto frutto porta-contatti del connettore femmina, ed i contatti femmina dello stesso connettore, presentano mezzi di aggancio a scatto.
5. Dispositivo elettrico di connessione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di aggancio a scatto sono disposti nella parte posteriore del contatto femmina e del rispettivo foro di alloggiamento .
6. Dispositivo elettrico di connessione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette superfici di tenuta comprendono una superficie anulare di tenuta sul frutto porta-contatti in materiale elastomerico, inclinata rispetto all'asse longitudinale del frutto porta-contatti stesso, nonché una superficie di tenuta sul frutto porta-contatti del connettore maschio, formata da uno spigolo circolare all'estremità anteriore del porta-contatti stesso.
7. Dispositivo elettrico di connessione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale elastomerico del frutto porta-contatti del connettore femmina è costituito da poliuretano termoplastico.
8. Dispositivo elettrico di connessione secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il materiale elastomerico del frutto porta-contatti del connettore femmina presenta un grado di durezza compreso tra 92A e 96A Shore.
9. Un connettore femmina di tipo circolare, comprendente un frutto porta-contatti in materiale elastomerico, per un sistema elettrico di connessione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.