Przedmiotem wynalazku jest elektryczny element stykowy i lacznik z wieloma elementami stykowymi.Znane elektryczne elementy stykowe zawieraja metalowa plytke ze szczelina rozciagajaca sie do krawedzi plytki i bedaca wlotem, przez który izolowany drut moze byc wciskany w szczeline prostopadle do jego osi.Krawedzie szczeliny przecinaja izolacje przewodu w celu wytworzenia styku elektrycznego z przewodzaca zyla przewodu.Elementy stykowe powyzszego typu moga byc zarówno typu „sztywnego", w którym krawedzie szczeliny sa rozsuniete przed wlozeniem przewodu i wystepuje tylko nieznaczne odksztalcenie krawedzi szczeliny podczas wciskania przewodu, jak i typu „sprezystego", w którym krawedzie szczeliny zwykle stykaja sie przed wloze¬ niem przewodu i sprezyscie odksztalcaja sie podczas jego wciskania.W znanym typie, gdy nie wystepuje rozsuniecie krawedzi szczelin podczas wciskania przewodu, elementy stykowe musza byc wykonane w scislych tolerancjach, przy czym sa one dostosowane do jednego rozmiaru i zwykle tylko dla przewodów majacych lite, nieskrecane zyly. Poza tym wymagana jest duza sila wciskania, która moze byc niepozadana, poniewaz element stykowy moze wtedy wymagac szczególnie silnego podtrzymy¬ wania lub musi byc zaprojektowany tak, aby mógl byc uzywany ze specjalnym uchwytem umozliwiajacym stosowanie narzedzia wciskajacego. Nastepna wada tego typu styku jest to, ze moze nastapic podczas wciskania zniszczenie lub oslabienie zyly przewodu, co jest rezultatem dociskania zyly przewodu do slepego zakonczenia szczeliny.W elemencie stykowym typu „sprezystego" druga szczelina o powiekszonych rozmiarach jest zwykle utworzona jako przedluzenie szczeliny wykonanej w celu zapewnienia dostatecznej sprezystosci plytki metalo¬ wej i umozliwienia rozsuwania krawedzi stykowych szczeliny przez wciskanie przewodu. Wada elementu styko¬ wego tego typu jest to, ze wytworzenie drugiej powiekszonej szczeliny oslabia plytke metalowa i zwieksza f^ysokosc elementu stykowego. Poza tym, moze wystepowac wypychanie przewodów poza czesc zaciskowa (&czeliny do drugiej powiekszonej szczeliny, co powoduje przerwanie polaczenia elektrycznego.Celem wynalazku jest zaprojektowanie elementu stykowego, który eliminuje opisane powyzej wady.2 89 105 Wedlug wynalazku element stykowy charakteryzuje sie tym, ze plytka jest wygieta w celu utworzenia poprzecznej stopki lezacej w pewnej odleglosci od wlotu i rozciagajacej sie od ramienia, a szczelina rozciaga sie poprzez ramie do poprzecznej stopki i czesciowo przez te stopke.Szczelina wytworzona w plytce sluzy do umieszczenia w niej przewodów. Plytka zawiera duze poprzeczne stopki rozciagajace sie od dwu ramion. Szczelina rozciaga sie czesciowo przez stopki i przez dwa lezace naprzeciw siebie ramiona polaczone lukiem. Przy tym luku szczelina rozszerza sie tworzac wlot sluzacy do przyjecia przewodów. Poprzeczne stopki plytki sa skierowane w przeciwnych kierunkach, a dwa ramiona plytki sa pochy¬ lone wzgledem siebie i rozchodza sie rozbieznie od luku.Korzystnym jest, gdy w elemencie elektrycznym stykowym wedlug wynalazku poprzeczne stopki sa skiero¬ wane do wewnatrz tak, ze stykaja sie one koncami.Korzystnym jest równiez, gdy elektryczny element stykowy zawiera pionowe przedluzenie rozciagajace sie od jednej ze stopek, umozliwiajace osadzenie elementu stykowego w obudowie.Korzystnym jest poza tym, gdy elektryczny element stykowy zawiera zagiete wstecznie przedluzenie rozciagajace sie od jednej ze stopek, tworzace sprezysty czlon stykowy, znajdujacy sie ponizej elementu styko¬ wego i polaczony z nim lukiem. Czlon ten sluzy do zapewnienia styku z przewodzaca sciezka plytki obwodu drukowanego.Korzystnym jest, gdy elektryczny element stykowy zawiera dwa ramiona lezace przeciwlegle wzgledem siebie i majace szczeliny, rozsuwajace sie na koncach ramion. Te dwa ramiona sa polaczone poprzez poprzeczna stopke i sa nachylone ku srodkowi.Korzystnym jest gdy w elektrycznym elemencie stykowym szczelina w jednej stopce jest dluzsza niz w drugiej stopce.Element stykowy wedlug wynalazku jest stosunkowo elastyczny i ma niewielki stopien sprezystosci jako rezultat skrecania metalowej plytki na przeciwleglych stronach szczeliny. Takwiec wymagana jest stosunkowo niewielka sila wciskania, poniewaz charakterystyki sprezystosci elementu stykowego sa stale w szerokim zakresie odksztalcen, co pozwala na wykonanie efektywnego polaczenia w szerokim zakresie rozmiarów i typów prze¬ wodów. Element stykowy ma takze mala wysokosc, co moze byc korzyscia w niektórych zastosowaniach, poniewaz brak powiekszonej szczeliny pozwala na wykonanie elementu stykowego o solidnej konstrukcji. Do¬ datkowo, jako ze szczelina rozciaga sie do poprzecznej stopki, nie ma ryzyka zniszczenia zyly przewodu przez docisniecie do slepego zakonczenia szczeliny, poniewaz w normalnych warunkach przewód nie moze byc wypchniety poza stykajacy sie z zyla fragment elementu stykowego.Lacznik elektryczny wedlug wynalazku zawiera obudowe izolacyjna, której podstawa uformowana jest w ksztalcie komory przystosowanej do wlozenia wielu elementów stykowych i majacej otwór dla pokrywy zamy¬ kajacej. Kazdy z elementów stykowych ma dwa przeciwlegle ramiona metalowe, których konce z jednej strony sa polaczone lukiem i kazdy element zawiera szczeline rozciagajaca sie do luku, bedacego wlotem dla przewodów.Elementy stykowe umieszczone sa wewnatrz komory w ten sposób, ze ich wloty skierowane sa w strone pokrywy zamykajacej. W obudowie wykonane sa otwory wyprowadzajace dla kazdego z przewodów. Ramiona kazdego elementu stykowego sa pochylone wzgledem siebie i odchodza rozbieznie od luku, a wolne konce obu ramion maja poprzeczne stopki, przez których czesc rozciaga sie szczelina. Pokrywa ma elastyczne wystepy, które sa przystosowane do przesuwnego zazebiania sie z odpowiednimi ramionami i do wciskania odpowiednio ulozo¬ nych przewodów do szczelin, gdy pokrywa zamykajaca jest wciskana w otwór.W innym rozwiazaniu lacznik elektryczny ma w podstawie poprzeczna szczeline laczaca sie z otworem i umozliwiajaca przemieszczanie przewodu w kierunku tego otworu poprzecznie do jego osi.W innym jeszcze rozwiazaniu lacznika elektrycznego - przystosowanego do umieszczenia w nim elementu stykowego z zagietym wstecznie przedluzeniem tworzacym sprezysty styk, znajdujacym sie ponizej elementu stykowego, polaczonym z nim lukiem i sluzacym do zapewnienia styku z przewodzaca sciezka plytki obwodu drukowanego lub z bolcami — podstawa jest wykonana ze szczelina sluzaca do wsuniecia plytki z obwodem drukowanym lub bolców. Plytka lub bolce zostaja sprezyscie docisniete do podstawy, gdy pokrywa jest docis¬ kana w kierunku podstawy.Dalsze cele i korzysci wynalazku zostana przedstawione w ponizszym opisie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia widok perspektywiczny elementu stykowego, fig. 2 — widok perspektywiczny elementu stykowego pokaza¬ nego na fig. 1, przy czym jest on odksztalcony w wyniku wciskania przewodu, a stopien odksztalcenia jest wyolbrzymiony w celu lepszego zilustrowania, fig. 2A — przekrój poprzeczny wzdluz liniii 2A—2A z fig. 2, fig. 3-i fig. 4 przedstawiaja schematyczne widoki z boku elementu stykowego, ilustrujace sposób, w jaki utwo-89 105 3 rzony zostaje styk elektryczny pomiedzy elementem stykowym i przewodem, fig. 5 - schematyczny widok z boku elementu stykowego, ilustrujacy dwa rodzaje nacisku wystepujace w elemencie stykowym, fig. 6 —po¬ wiekszony widok czesci elementu stykowego przedstawionego na fig. 4, fig. 7 - perspektywiczny widok innego rozwiazania elementu stykowego, fig. 8 przedstawia widok rozebranego zespolu lacznika zawierajacego z elemen¬ tem stykowym z czesciowym przekrojem poprzecznym tego lacznika, fig. 9 - przekrój poprzeczny zmontowa¬ nego lacznika, pokazanego na fig. 8, fig. 10 - widok rozebranego zespolu lacznika z czesciowym przekrojem poprzecznym, fig. 11 —przekrój poprzeczny zmontowanego lacznika pokazanego na fig. 10, fig. 12 —widok perspektywiczny z czesciowym przekrojem poprzecznym lacznika wedlug innego rozwiazania, fig. 13 --widok perspektywiczny elementu stykowego, fig. 14-widok z góry elementu stykowego pokazanego na fig. 13 z odslonietym fragmentem elementu, fig. 15 i fig. 16 przedstawiaja widoki perspektywiczne rozwiazan elementu stykowego.Jak przedstawiono na fig. 1 do 6, element stykowy 2 zawiera plytke metalowa, która jest wygieta po¬ miedzy jej koncami tak, aby jej srodkowa czesc byla uformowana w ksztalcie odwróconej litery „V", majacej luk 8, od którego odchodza rozbieznie ramiona 10.Kat zawarty pomiedzy ramionami 10 nie jest krytyczny; dla wiekszosci wypadków stosuje sie kat 60°.Wolne konce ramion 10 sa wygiete na zewnatrz tworzac zagiecia 12 w celu utworzenia skierowanych w prze¬ ciwne strony stopek 14.Szczelina 16 rozciaga sie poprzez srodkowa czesc elementu stykowego i czesciowo przez stopki 14. Ta szczelina jest powiekszona na niewielkim odcinku luku 8 w celu zapewnienia wlotu 20 dla przyjecia przewodów, przy czym zakonczenie szczeliny ma nierównomierna szerokosc. Fragmenty szczeliny, które rozciagaja sie do stopek 14 dziela kazda stopke na dwie czesci 22, które dzialaja jako sprezynujace, skretne czlony w sposób opisany ponizej.Elementy stykowe wedlug wynalazku moga byc wykonane z róznych materialów, takich jak mosiadz odpowiedniego gatunku, braz berylowy lub braz fosforowy i moga miec rózne rozmiary dostosowane do róznych typów przewodów. Nalezy równiez zaznaczyc, ze element stykowy danego typu moze byc zastosowany dla róznych rozmiarów przewodów.W celu elektrycznego polaczenia przewodzacej zyly 4 przewodu 6 z elementem stykowym, przewód jest ustawiany równolegle do szczeliny 16, a nastepnie jest wciskany równolegle do jego osi przez wlot 20 az do fragmentów szczeliny rozciagajacych sie wzdluz ramion 10. W wykonanym polaczeniu przewód ulozony jest równolegle do koncowych odcinków stopek 14 przez szczeliny w kazdym z ramion 10, jak to pokazano linia przerywana na fig. 2.W momencie rozpoczecia wciskania przewodu w szczeline, krawedzie szczeliny obejmuja powierzchnie przewodu w miejscach oznaczonych 24 na fig. 3. Podczas dalszego wciskania przewodu w szczeline krawedzie 24 naciskaja na izolacje przewodu i pole stykowe pomiedzy przewodem i krawedziami, a nastepnie przesuwaja sie wzdluz osi przewodu przecinajac i zeskrobujac izolacje z zyly tak, ze w wykonanym polaczeniu (fig. 4) przewo¬ dzaca zyla przewodu bedzie odkryta w sasiedztwie ramion 10 i wytworzy styk elektryczny z krawedziami szczeliny.Element stykowy 2 jest odksztalcony sprezyscie przez przewód i to odksztalcenie sprezyste elementu stykowego wytwarza naciski sprezyste pomiedzy przewodem a krawedziami szczeliny, co pozwala na utrzymanie styku elektrycznego. Jeden rodzaj odksztalcenia sprezystego jest wytwarzany przez przewód rozsuwajacy ra¬ miona szczeliny wzdluz nieznacznie wygietego toru wzgledem zagiec 12 na koncach ramion 10. Jest to przyczyna powstania momentów w czesciach 22, które moga byc rozwazane jako zesrodkowane w miejscu oznaczonym 13 na fig. 2 tak, ze czesci 22 sa odksztalcane skretnie wzdluz ich dlugosci. Ten efekt skrecania wzrasta, poniewaz szczelina 16 ma slepe zakonczenie rozciagajace sie poprzecznie wzgledem stopek 14. Cztery niezalezne uklady o niewielkim stopniu sprezystosci maja za zadanie utrzymywanie sil stykowych pomiedzy przewodem i krawedziami szczeliny w wyniku niezaleznego skrecania czesci 22 w kazdej ze stopek 14.Wciskanie przewodów w szczeline powoduje takze powstawanie sil, które wyginaja ramiona (to wygiecie jest wyolbrzymione na fig. 5 w celu jasniejszej ilustracji), co zapewnia wystepowanie skladowej nacisku na kontakt pomiedzy krawedzia szczeliny i przewodem. Luk 8 moze byc rozciagniety sprezyscie, co przyczynia sie do uzyskania dodatkowego nacisku na styk. Wzajemny stosunek poszczególnych skladowych wszystkich typów odksztalcen zalezy od czynników takich jak wymiary przewodów w stosunku do szerokosci szczeliny, wlasnosci fizyczne materialu, z którego wykonany jest element stykowy i grubosci metalowej plytki. Efekt skrecenia ma najwiekszy udzial w zapewnieniu utrzymywania nacisku na styk.Element stykowy moze byc ulepszony w celu zapewnienia dodatkowych sil stykowych i charakterystyk4 89 105 sprezystosci. Na przyklad, jezeli wymagana jest stosunkowo duza sila stykowa i stosunkowo sztywny uklad sprezysty (np. stosowany dla zyl z litego glinu lub skrecanych zyl z miedzi), to element stykowy moze byc wykonany ze stosunkowo twardego materialu, majacego duzy wspólczynnik sprezystosci, a stopki 14 moga zostac skrócone. W przeciwnym przypadku, jezeli wymagany jest element stykowy, który bedzie podlegal znacznemu odksztalceniu podczas wciskania przewodu i który bedzie mial nieznaczny stopien sprezystosci, który jest w przyblizeniu staly w szerokim zakresie odksztalcen, to stopki 14 moga zostac wydluzone. Zmie¬ niajac szerokosc szczeliny 16 w stosunku do dlugosci stopek i zmieniajac fizyczne wlasnosci metalowej plytki zapewnia sie dalsze mozliwosci kontroli charakterystyk sprezystosci styku.Element stykowy, w którym jedna ze szczelin umozliwia wyprowadzenie dla elektrycznego polaczenia realizowanego przez druga szczeline, moze byc realizowany przez wykonanie jednej ze stopek 14 stosunkowo krótkiej w celu uzyskania elektrycznego polaczenia z zyla przewodu i przez wykonanie drugiej stopki stosunko¬ wo dlugiej w celu zapewnienia ukladu o nieznacznym stopniu sprezystosci dla mechanicznego polaczenia z przewodem i wyprowadzenia go.Element stykowy w ksztalcie litery „V", przedstawiony na fig. 1, zapewnia takze ulepszenie sposobu przecinania i zeskrobywania izolacji przewodów.Nalezy zaznaczyc, ze zwiekszenie pola stykowego pomiedzy przewodem i krawedziami szczeliny uzyskuje sie wtedy, gdy krawedzie rozciagaja sie skosnie, a nie równolegle wzgledem osi przewodu. Wzrost kata zawartego pomiedzy krawedziami ramion powoduje wzrost pola stykowego. Kat 60° zapewnia okolo 15% wzrostu pola stykowego, co jest korzystne, gdy jest wymagana minimalna grubosc plytki.Jezeli szczelina 16 rozciaga sie az do poprzecznych stopek 14, to docisniecie przewodu do slepych konców szczeliny nie jest mozliwe podczas normalnego wkladania. Tak wiec, jest rzeczywiscie niemozliwe uszkodzenie przewodu lub odciecie go przy stosowaniu nadmiernie duzej sily wkladania. Uszkodzenie tego typu nie moze pojawic sie nagle po wlozeniu, ale mogloby powstac przy gorszym wykonaniu podczas stosowania i/lub moglo¬ by powstac pekniecie po powtarzanym cyklu temperaturowym, co zwykle ma miejsce w polaczeniach elektrycz¬ nych.W innym rozwiazaniu elementu stykowego wedlug wynalazku, przedstawionym na fig. 7, ramiona lOa elementu stykowego sa równolegle. Powoduje to krótsza dlugosc elementu stykowego anizeli w rozwiazaniu przedstawionym na fig. 1—6 oraz elemenacje efektów sprezystych, wynikajacych z pochylenia ramion 10. Takie rozwiazanie nie zapewnia takze polepszenia styku w polu stykowym i przecinania izolacji w porównaniu z uprzednio opisana odmiana.Wszystkie rozwiazania elementu stykowego, wedlug wynalazku, przedstawione na fig. 13—15 charaktery¬ zuja sie powstawaniem odksztalcen skrecajacych przy wkladaniu przewodu do ich szczelin. Element stykowy 90, przedstawiony na fig. 13 i fig. 14 jest trójkatny i ma zagiete stopki 94 skierowane do wewnatrz tak, ze stykaja sie one koncami.Fig. 15 przedstawia prosty element stykowy 98 w ksztalcie litery „L", majacy ramie 100 i poprzeczna stopke 102. Szczelina rozciaga sie poprzez ramie 100 i czesciowo przez stopke 102.Fig. 16 przedstawia lacznik 104 zwykle w ksztalcie korytka, majacy stopke 106 bedaca podstawa, i ramio¬ na 108. Szczeliny rozciagaja sie przez ramiona 108 i czesciowo w stopce 106. Ramiona moga byc pochylone ku srodkowi, jak przedstawiono na rysunku, tak ze przy wciskaniu przewodu lub przewodów do szczelin w ramio¬ nach moga byc one sprezyscie odgiete na zewnatrz w celu dodania dodatkowego nacisku do nacisków skretnych i wspierajacych.Elementy stykowe moga byc wykonane w róznych postaciach. Na przyklad, urzadzenie lacznikowe z fig. 1 i fig. 2 mozna wykonac z czescia zaciskowa w postaci pierscieniowego lub podobnego wypustu na kazdym z konców stopek 14.Jak przedstawiono na fig. 8 i 9 lacznik dla wielu przewodów zawiera obudowe z materialu izolacyjnego, majaca podstawe 30 i pokrywe 32. Podstawa ma komore 40, której dno jest wybrane do krawedzi 41 w celu precyzyjnego umieszczenia w niej elementu stykowego 34. Element stykowy posiada ustawiona pionowo stopke 36 rozciagajaca sie od jednej z jego stopek, która to pionowa stopka znajduje sie przy tylnej sciance komory 40 w celu osadzenia elementu stykowego w komorze.Element stykowy 34 zawiera trzy oddzielne szczeliny, które przyjmuja przewody i które sa przedzielone szczelinami rozdzielajacymi 38. Te szczeliny rozdzielajace izoluja mechanicznie ramiona trzech szczelin tak, ze element stykowy ma trzy charakterystyki sprezystosci dla trzech poszczególnych elementów stykowych.Podstawa 30 obudowy ma boczne przedluzenie 42 z otworami przepustowymi 44 sluzacymi do wprowa¬ dzania-przewodów. Pokrywa 32 ma skierowane w dól stopki 46, które znajduja sie naprzeciw siebie. Gdy89 105 5 pokrywa umieszczona jest w obudowie, stopki 46 znajduja sie przy jej bocznych sciankach i wypuklosci 50 wchodza we wglebienia 51, zapewniajac w ten sposób unieruchomienie pokrywy w okreslonym polozeniu.. Pokrywa posiada takze dwa oddzielone od siebie wystepy 48 umieszczone na wewnetrznej jej powierzchni pomiedzy skierowanymi w dól stopkami 46. Wystepy 48 rozginaja sie, jak to pokazano na rysunkach, podczas przesuwania sie wzdluz pochylonych ramion elementu stykowego i wciskaja przewody poprzez otwory prze¬ pustowe 44 do szczelin w elemencie stykowym podczas przyciskania pokrywy do podstawy i utrzymuja prze¬ wody w szczelinach.Obudowa lacznika z fig. 8 i fig. 9 i obudowy izolacyjne opisane ponizej moga byc wykonane z odpowied¬ nich materialów termoplastycznych, takich jak nylon, który jest stosunkowo sztywny w miejscach o duzej grubosci i który moze byc wyginany w miejscach o malej grubosci, co zapewnia gietkosc wystepów 48.Inne wykonanie lacznika elektrycznego, przedstawione na fig. 10 i fig. 11, jest przystosowane do realizacji elektrycznego polaczenia pomiedzy koncówka jednego przewodu i posrednim fragmentem innego przewodu izolowanego. Obudowa w tym wykonaniu zawiera podstawe 54 majaca komore 58 z wystepami 60. Takjak w poprzedniej odmianie, przewody sa wkladane do komory 58 poprzez otwory 62 w ramieniu 64 obudowy. W sciance bocznej obudowy jest szczelina 66 w ksztalcie dziurki do klucza, sluzaca do umieszczenia w otworze 62 przewodu przelotowego.Pokrywa 56 ma skierowane w dól stopki 57, które dopasowane sa do wnetrza komory 58, a element stykowy 59 jest montowany przy górnej sciance pokrywy pomiedzy tymi stopkami.Podczas wykonywania polaczenia koniec jednego z przewodów jest wkladany poprzez otwór 62, a lacznik jest przesuwany poprzecznie wzgledem drugiego przewodu tak, ze drugi przewód, moze przemieszczac sie w szczelinie 66 az do chwili, gdy znajdzie sie on w drugim otworze 62. Pokrywa jest wtedy popychana w dól, jak przedstawiono na rysunku, a przewody sa wciskane do szczelin.Fig. 12 przedstawia lacznik 70 umozliwiajacy rozlaczne polaczenie elektryczne kazdego z wielu prze¬ wodów z odpowiadajaca mu sciezka przewodzaca 71 obwodu drukowanego 76. Ten lacznik ma konstrukcje taka, jak przedstawiono na rysunkach, i zawiera wydluzona obudowe 72 majaca szczeline 74 sluzaca do wsuniecia plytki z obwodem drukowanym. Szczelina 74 laczy s.e z komora 78, podzielona na oddzielne przedzialy przez poprzeczne scianki przedzialowe, przy czym w kazdym przedziale jest zamontowany element stykowy 80.Elementy stykowe maja zwykle konstrukcje taka, jak element przedstawiony na fig. 1, z tym ze sa zaopatrzone w zagiete wstecznie ramie stykowe 82, które rozciaga sie od jednej ze stopek laczac sie z nia lukiem 83 i które jest utrzymywane we wglebieniu 84. Przeciwlegla stopka elementu stykowego jest podtrzymywana na wystepie 87, utworzonym w obudowie.Dolna powierzchnia ramienia stykowego kazdego elementu stykowego jest przystosowana do zapewnienia sprezystego styku lacznika 76 z obwodem drukowanym 71, jak przedstawiono na rysunku. Poszczególne prze¬ wody sa przylaczone do elementów stykowych poprzez wlozenie ich osiowo przez otwory 91 tak, zeby lezaly równolegle do przyjmujacej przewody szczeliny urzadzenia lacznikowego. Pokrywa 86 majaca elastyczne wystepy 88 jest nastepnie dociskana do podstawy 72 obudowy, a wystepy wciskaja przewody w szczeliny urzadzenia lacznikowego, jak opisano poprzednio.Jezeli jest to wymagane, laczniki typu przedstawionego na fig. 12 moga byc przystosowane do wspólpracy z bolcami stykowymi zamiast z plytkami obwodów drukowanych. W takiej odmianie, oddzielne otwory prze¬ pustowe dla poszczególnych bolców moga znajdowac sie z lewej strony lacznika w miejscu szczeliny lacznika przedstawionej na fig. 12. PL