ES2361493T3 - ELECTRIC CONNECTOR WITHOUT ARC. - Google Patents
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Abstract
Conector eléctrico (40) que comprende: un terminal de contacto principal (12) que incluye medios para la conexión del terminal de contacto principal a un conductor eléctrico; un terminal de contacto auxiliar (16); y un elemento resistivo (6) que conecta el terminal de contacto auxiliar (16) al terminal de contacto principal (12), de tal manera que la corriente que pasa a través del terminal de contacto auxiliar (16) también pasa a través del terminal de contacto principal (12) y el elemento resistivo, estando el elemento resistivo caracterizado porque un aumento en la resistencia eléctrica del elemento resistivo retarda una corriente de entrada a través del elemento resistivo, de modo que el elemento resistivo conduce una corriente aproximadamente igual a la corriente de entrada durante un período de tiempo que se denomina tiempo de activación; el conector eléctrico está configurando para desconectar el terminal de contacto principal de un terminal eléctrico de acoplamiento (32) en un conector eléctrico (50) de acoplamitneo antes de la desconexión del terminal de contacto auxiliar desde un terminal eléctrico de acoplamiento (36) en el conector eléctrico de acoplamiento, siendo el tiempo para desconectar el terminal de contacto principal en una distancia suficiente de manera que no se puede sostener un arco eléctrico que comprende un tiempo de desconexión, siendo el tiempo de desconexión menor que el tiempo de activación, de modo que se evita el arco al desconectar el terminal de contacto principal.Electrical connector (40) comprising: a main contact terminal (12) that includes means for connecting the main contact terminal to an electrical conductor; an auxiliary contact terminal (16); and a resistive element (6) that connects the auxiliary contact terminal (16) to the main contact terminal (12), such that the current passing through the auxiliary contact terminal (16) also passes through the terminal of main contact (12) and the resistive element, the resistive element being characterized in that an increase in the electrical resistance of the resistive element retards an input current through the resistive element, so that the resistive element conducts a current approximately equal to the input current for a period of time called activation time; The electrical connector is being configured to disconnect the main contact terminal of an electrical coupling terminal (32) in an electrical coupling connector (50) before disconnection of the auxiliary contact terminal from an electrical coupling terminal (36) in the electrical coupling connector, the time being to disconnect the main contact terminal at a sufficient distance so that an electric arc comprising a disconnection time cannot be sustained, the disconnection time being less than the activation time, so The arc is avoided by disconnecting the main contact terminal.
Description
La presente invención se refiere a un conector eléctrico que incluye medios para prevenir o suprimir un arco cuando los contactos de alimentación se desconectan o se separan, mientras llevan una energía sustancial o corriente eléctrica. La presente invención se refiere también a un conector eléctrico que utiliza una resistencia de coeficiente de temperatura positivo en derivación entre los contactos que se desconectan de forma secuencial, de manera que la tensión y la corriente estarán por debajo de un umbral en el que se puede producir un arco, cuando cada contacto se separa de un contacto de acoplamiento. The present invention relates to an electrical connector that includes means for preventing or suppressing an arc when the power contacts are disconnected or separated, while carrying substantial energy or electrical current. The present invention also relates to an electrical connector that uses a positive temperature coefficient resistance bypass between the contacts that are disconnected sequentially, so that the voltage and current will be below a threshold at which it can be produce an arc, when each contact is separated from a coupling contact.
Los contactos que llevan cantidades significativas de energía formarán arco cuando se desconectan. La magnitud de los daños del arco experimentados por los contactos depende de su estructura física, de la corriente de carga, de la tensión de alimentación, de la velocidad de separación, de las características de la carga (resistiva, capacitiva, inductiva), así como de otros factores. Contacts that carry significant amounts of energy will form an arc when disconnected. The magnitude of the arc damage experienced by the contacts depends on their physical structure, the load current, the supply voltage, the separation speed, the characteristics of the load (resistive, capacitive, inductive), as well As of other factors.
Los sistemas de automoción futuros se espera que utilicen 42 voltios con el fin de reducir las corrientes de carga y las pérdidas de cableado asociadas. Este aumento de tensión puede causar que se produzcan daños de arco significativos en los presentes conectores diseñados para funcionar a 12 voltios. Para evitar las posibles responsabilidades asociadas con fallos catastróficos del conector, los fabricantes de automóviles están solicitando un nuevo diseño de conector que se pueda reemplazar sin desconectar un número significativo de veces. Diez ciclos se consideran como un requisito mínimo. Future automotive systems are expected to use 42 volts in order to reduce load currents and associated wiring losses. This voltage increase can cause significant arc damage to occur in the present connectors designed to operate at 12 volts. To avoid possible responsibilities associated with catastrophic connector failures, automakers are requesting a new connector design that can be replaced without disconnecting a significant number of times. Ten cycles are considered as a minimum requirement.
Para desconectar una potencia de 42 voltios sin daños significativos se requiere la interrupción de aproximadamente 1500 vatios para muchas cargas y hasta 15 KW para el circuito de la batería principal. Los módulos actuales utilizados en aplicaciones de automoción pueden consumir más de 500 vatios. Las fuentes de alimentación deben suministran uno o más kilovatios de energía. Las soluciones convencionales requieren que la corriente se corte antes de que los contactos se separen o se desacoplen o emplear una parte de contacto de sacrificio. El coste, el espacio, la fiabilidad, la seguridad, el rendimiento y la complejidad de estas soluciones convencionales las hacen inadecuadas para muchas aplicaciones, incluyendo los sistemas eléctricos del automóvil. To disconnect a power of 42 volts without significant damage, the interruption of approximately 1500 watts is required for many loads and up to 15 KW for the main battery circuit. Current modules used in automotive applications can consume more than 500 watts. Power supplies must supply one or more kilowatts of power. Conventional solutions require that the current be cut before the contacts separate or disengage or employ a sacrificial contact part. The cost, space, reliability, safety, performance and complexity of these conventional solutions make them unsuitable for many applications, including automobile electrical systems.
Hay muchas cosas que se conocen en la profesión de energía eléctrica que rápidamente extinguen un arco y hay muchas cosas conocidas en la industria de retransmisión que minimizan el daño del arco a los conectores y los contactos. Estos se pueden encontrar en la literatura, tales como “Gaseous Conductors” de James D. Cobine y “Ney Contact Manual” de Kenneth E. Pitney. La mayoría de estos procedimientos no son prácticos en conectores eléctricos pequeños e independientes, tales como los utilizados en automóviles, ordenadores y electrodomésticos. Ninguno de los procedimientos proporcionados en la literatura eliminará el arco. Los contactos convencionales se destruyen cuando se interrumpen corrientes nominales con la suficiente frecuencia y lo suficientemente despacio, aunque estos contactos convencionales pueden estar clasificados para la interrupción de corriente. Hay una vida finita para los conectores existentes, puesto que se producirá arco y causará daños cada vez que el conector se desconecte bajo carga. There are many things that are known in the electrical energy profession that quickly extinguish an arc and there are many things known in the relay industry that minimize arc damage to connectors and contacts. These can be found in the literature, such as "Gaseous Conductors" by James D. Cobine and "Ney Contact Manual" by Kenneth E. Pitney. Most of these procedures are not practical in small, independent electrical connectors, such as those used in cars, computers and appliances. None of the procedures provided in the literature will eliminate the arch. Conventional contacts are destroyed when nominal currents are interrupted with sufficient frequency and slowly enough, although these conventional contacts may be rated for current interruption. There is a finite life for existing connectors, since arc will occur and cause damage every time the connector is disconnected under load.
Aparatos, interruptores o resistencias con resistencia de coeficiente de temperatura positivo (PTC) se han utilizado o propuesto para su uso, en interruptores de circuito que se utilizan para romper corrientes de fallo, específicamente definidas y sobrecargas excesivas, para lo que estos interruptores están clasificados. Por otro lado, los conectores eléctricos están previstos para llevar una amplia gama de corrientes durante el uso real. A pesar de que un conector eléctrico puede estar clasificado para llevar una determinada corriente, en la práctica real, un conector eléctrico llevará corrientes en un amplio rango debido a las variaciones en la carga. El coste, tamaño y peso de un conector eléctrico generalmente aumentará con el aumento de la clasificación actual, de manera que se utilizará normalmente el conector clasificado más bajo adecuado para su uso en una aplicación específica. Debido a múltiples cargas con diferentes necesidades de corriente pasan a través de un solo conector, así como para la consistencia económica, de inventario y de línea de producto del conector, no es raro minimizar el número de diferentes conectores utilizados en un producto específico. El resultado neto es que un conector específico llevará cualquiera desde su corriente nominal, o incluso una sobrecorriente para pruebas de seguridad y de vida, hasta una corriente significativamente menor. Si ese conector se desconecta mientras lleva una corriente, o se intercambia en caliente, sin arco, la prevención del arco debe ser eficaz para una amplia gama de corrientes, a partir del umbral de corriente del arco hasta la corriente nominal de dicho conector. En otras palabras, a diferencia de los disyuntores de circuito, los conectores de intercambio de calor deben estar protegidos de la formación de arcos en una amplia gama de corrientes. Por lo tanto, el uso de una resistencia PTC de la misma manera tal como se usa en un interruptor de circuito no será adecuado para su uso en un conector eléctrico. El tiempo de activación varía de un dispositivo PTC, en el que la resistencia depende de la temperatura del dispositivo, y la temperatura depende de la corriente, debido al calentamiento I2R. Así, el tiempo de activación para un dispositivo PTC utilizado en un conector eléctrico variará debido a la amplia gama de corrientes que serán llevadas por un conector eléctrico particular. Apparatus, switches or resistors with resistance of positive temperature coefficient (PTC) have been used or proposed for use, in circuit breakers that are used to break fault currents, specifically defined and excessive overloads, for which these switches are classified . On the other hand, electrical connectors are intended to carry a wide range of currents during actual use. Although an electrical connector can be classified to carry a certain current, in actual practice, an electrical connector will carry currents in a wide range due to variations in the load. The cost, size and weight of an electrical connector will generally increase with the increase in the current rating, so that the lowest rated connector suitable for use in a specific application will normally be used. Due to multiple loads with different current needs they pass through a single connector, as well as for the economic, inventory and product line consistency of the connector, it is not uncommon to minimize the number of different connectors used in a specific product. The net result is that a specific connector will take either from its nominal current, or even an overcurrent for safety and life tests, to a significantly lower current. If that connector is disconnected while carrying a current, or hot swapping, without an arc, arc prevention should be effective for a wide range of currents, from the arc current threshold to the nominal current of that connector. In other words, unlike circuit breakers, heat exchange connectors must be protected from arcing in a wide range of currents. Therefore, the use of a PTC resistor in the same way as it is used in a circuit breaker will not be suitable for use in an electrical connector. The activation time varies from a PTC device, in which the resistance depends on the temperature of the device, and the temperature depends on the current, due to I2R heating. Thus, the activation time for a PTC device used in an electrical connector will vary due to the wide range of currents that will be carried by a particular electrical connector.
Cuando se utilizan dispositivos de resistencia PTC en los interruptores, relés, fusibles e interruptores de circuito, las dos mitades de los contactos eléctricos permanecen en el mismo dispositivo físico. Los contactos separados entre sí, pero sólo por una distancia bien definida y establecida, y los contactos separados siguen siendo parte del paquete del dispositivo. La función esencial de los conectores eléctricos es separar totalmente las dos mitades de contacto. No se mantiene ninguna conexión física entre las dos mitades, y todos los lazos físicos se rompen entre dos contactos del conector de acoplamiento. Con el fin de proteger la separación de los contactos eléctricos que llevan energía que produce arco, el dispositivo PTC debe estar conectado a través del par de contacto hasta que la corriente es lo suficientemente reducida para evitar arcos. Así, el problema es que una conexión eléctrica física en ambas mitades del contacto eléctrico de separación se debe mantener en un uso convencional de un dispositivo PTC, incluso en un conector, todas las conexiones físicas deben romperse. When PTC resistance devices are used in the switches, relays, fuses and circuit breakers, the two halves of the electrical contacts remain in the same physical device. The contacts separated from each other, but only for a well-defined and established distance, and the separated contacts remain part of the device package. The essential function of the electrical connectors is to completely separate the two contact halves. No physical connection is maintained between the two halves, and all physical bonds are broken between two contacts of the coupling connector. In order to protect the separation of electrical contacts that carry arc-producing energy, the PTC device must be connected through the contact pair until the current is sufficiently reduced to avoid arcs. Thus, the problem is that a physical electrical connection in both halves of the electrical separation contact must be maintained in a conventional use of a PTC device, even in a connector, all physical connections must be broken.
En interruptores, relés, fusibles e interruptores de circuito, donde se utilizan los dispositivos PTC de la técnica anterior, se controlan la distancia de separación de contacto y el tipo de separación. En estos dispositivos de la técnica anterior, la separación de contacto debe ser suficiente para mantener a raya la tensión nominal. El índice de separación se puede hacer tan rápido como sea posible para acortar el tiempo en el que se podría producir la formación del arco, por lo tanto, minimizando los daños asociados. Los conectores eléctricos deben estar completamente separados. Los conectores eléctricos también son separados de forma manual, y el índice de separación varía mucho entre las actuales conexiones eléctricas. Incluso para un determinado diseño de conector eléctrico separado manualmente, el índice de separación variará de manera significativa cada vez que dos conectores eléctricos se desacoplan manualmente. In switches, relays, fuses and circuit breakers, where prior art PTC devices are used, the contact separation distance and the type of separation are controlled. In these prior art devices, the contact separation must be sufficient to keep the nominal voltage at bay. The index of separation can be done as fast as possible to shorten the time in which arc formation could occur, thus minimizing the associated damage. The electrical connectors must be completely separated. The electrical connectors are also separated manually, and the separation rate varies greatly between current electrical connections. Even for a certain design of manually separated electrical connector, the separation index will vary significantly each time two electrical connectors are decoupled manually.
Para superar estos problemas, la presente invención proporciona un conector de acuerdo con la reivindicación 1, que emplea una resistencia de coeficiente de temperatura positivo (PTC) en el conector eléctrico en serie con una porción de contacto eléctrico auxiliar o terminal de contacto, cuya combinación es en paralelo con una porción de contacto eléctrico principal o terminal de contacto, que se desconecta primero. Esta disposición de las partes de componentes impedirá el arco cuando se desacoplan dos conectores eléctricos mientras llevan corriente. Tanto el contacto principal como los contactos auxiliares se pueden acoplar con un terminal o terminales en un conector eléctrico complementario. En las realizaciones preferidas, los contactos principal y auxiliar son terminales macho o láminas que se acoplan con un terminal hembra o receptáculo en el conector eléctrico correspondiente. Sin embargo, el elemento de resistencia PTC también podría ser empleado con terminales hembra. El elemento de resistencia PTC, sin embargo, debe utilizarse solamente con los terminales en una mitad de un par de acoplamiento de conectores eléctricos. Las porciones de contacto auxiliar o principal o terminales en uno de los dos conectores deben incorporar el elemento PTC. Cuando se usa un elemento PTC discreto convencional, tal como dispositivo POLYSWITCH® comercialmente disponible, las porciones de contacto auxiliar y principal o terminales en el otro de los dos conectores de acoplamiento deben conectarse juntos directamente, sin dispositivo PTC discreto entre los mismos. Sin embargo, en otras aplicaciones, los medios PTC se pueden situar en los dos conectores. To overcome these problems, the present invention provides a connector according to claim 1, which employs a positive temperature coefficient (PTC) resistor in the electrical connector in series with an auxiliary electrical contact portion or contact terminal, whose combination It is in parallel with a main electrical contact portion or contact terminal, which is disconnected first. This arrangement of the component parts will prevent the arc when two electrical connectors are disengaged while carrying current. Both the main contact and the auxiliary contacts can be coupled with a terminal or terminals in a complementary electrical connector. In preferred embodiments, the main and auxiliary contacts are male terminals or sheets that mate with a female terminal or receptacle in the corresponding electrical connector. However, the resistance element PTC could also be used with female terminals. The PTC resistor element, however, should only be used with the terminals in one half of a coupling pair of electrical connectors. The auxiliary or main contact portions or terminals in one of the two connectors must incorporate the PTC element. When a conventional discrete PTC element is used, such as a commercially available POLYSWITCH® device, the auxiliary and main contact portions or terminals on the other of the two coupling connectors must be connected together directly, without a discrete PTC device between them. However, in other applications, PTC media can be placed in the two connectors.
Un elemento resistencia PTC discreto se puede utilizar en terminales de contacto auxiliar y principal de manera que el dispositivo PTC puede formar una unidad integrada. Unos medios para formar esta unidad integrada sería moldear un polímero conductor PTC entre los terminales de contacto auxiliar y principal. El polímero conductor PTC también podría sobremoldearse alrededor de las porciones de los terminales de contacto auxiliar y principal, con el polímero conductor PTC moldeando entre los terminales de contacto auxiliar y principal. Técnicas de moldeado de inserción se podrían utilizar para colocar el polímero conductor PTC entre los terminales de contacto auxiliar y principal. El polímero conductor PTC también podría ser un componente discreto que es moldeado como una forma que se ajustaría a las partes de los terminales de contacto auxiliar y principal, y este componente discreto se podría unir entre los terminales de contacto auxiliar y principal mediante soldadura, un adhesivo conductor o algún otro agente conductor de unión. A discrete PTC resistor element can be used in auxiliary and main contact terminals so that the PTC device can form an integrated unit. Means for forming this integrated unit would be to mold a PTC conductive polymer between the auxiliary and main contact terminals. The PTC conductive polymer could also be overmoulded around the portions of the auxiliary and main contact terminals, with the PTC conductive polymer molded between the auxiliary and main contact terminals. Insert molding techniques could be used to place the PTC conductive polymer between the auxiliary and main contact terminals. The PTC conductive polymer could also be a discrete component that is molded as a shape that would fit the parts of the auxiliary and main contact terminals, and this discrete component could be joined between the auxiliary and main contact terminals by welding, a conductive adhesive or some other conductive bonding agent.
El contacto principal debe desacoplarse antes del contacto auxiliar, y en las realizaciones representativas aquí mostradas, el contacto auxiliar es más largo que el contacto principal. En la realización preferida, el elemento PTC comprende un elemento de polímero conductor en el que las partículas conductoras están contenidas en una matriz polimérica. Normalmente, las partículas conductoras forman una trayectoria conductora que tiene una resistencia mayor que la resistencia del terminal principal, de modo que, bajo una operación de acoplamiento normal, el contacto principal llevaría substancialmente toda la corriente. Sin embargo, a medida que aumenta la corriente en el elemento PTC, el polímero se expande y la resistencia aumenta. Cuando la corriente a través del elemento PTC aumenta rápidamente debido a la desconexión del terminal de contacto principal, la resistencia aumentará rápidamente debido al calentamiento I2R del polímero. Para evitar la formación de arcos cuando el contacto principal no está acoplado, el tiempo de desconexión para el contacto principal debe ser menor que el tiempo para que la resistencia del elemento PTC aumente demasiado. La mayor parte de la corriente a través del contacto principal debe llevarse mediante el elemento PTC y el contacto auxiliar hasta que el contacto principal se haya movido a una posición en la cual el arco ya no es posible. Antes de que el contacto auxiliar se desconecte del terminal de acoplamiento, la resistencia en el elemento PTC debe aumentar de manera que el flujo de corriente a través del contacto auxiliar caiga por debajo del umbral del arco antes de que el contacto auxiliar se desacople. Este tiempo se denomina tiempo de activación de este elemento resistivo PTC. Como el tiempo de activación del elemento PTC dependerá de la corriente inicial a través del contacto principal, que puede variar en un amplio rango, el tiempo de activación para un conector eléctrico dado, por lo tanto, no será constante. Para asegurar que el elemento PTC se activará, el conector eléctrico de la presente invención emplea cierres que no se puede activar, después de la desconexión del contacto principal, durante un intervalo de tiempo que será mayor que el tiempo máximo de activación para el elemento PTC. Sin embargo, estos cierres también debe permitir el movimiento rápido entre los dos conectores eléctricos a medida que el contacto principal se mueve a través de una porción de su trayectoria en la que es susceptible de formación de arcos. De manera similar, el contacto auxiliar debe moverse rápidamente a través de una región susceptible de arco cuando se desconecta. Las realizaciones preferidas de la presente invención, por lo tanto, utilizan varios conjuntos de cierres que deben desacoplarse de forma secuencial, y que proporcionan un tiempo de retardo entre la desconexión de una primera serie de cierres y la desconexión de una segunda serie de cierres. Este retardo de tiempo debe ser más largo que el tiempo de activación PTC máximo. Esta configuración de cierre múltiple proporciona una implementación versátil de la invención. Si, sin embargo, un conector eléctrico específico sirve cargas con una pequeña diferencia entre las cargas de corriente máxima y mínima, puede utilizarse un mecanismo de cierre más simple. La velocidad de separación máxima alcanzable y la longitud adicional del contacto auxiliar podrían, en algunos casos, proporcionar un tiempo adecuado para la activación del dispositivo PTC. The main contact must be disengaged before the auxiliary contact, and in the representative embodiments shown here, the auxiliary contact is longer than the main contact. In the preferred embodiment, the PTC element comprises a conductive polymer element in which the conductive particles are contained in a polymer matrix. Normally, the conductive particles form a conductive path that has a resistance greater than the resistance of the main terminal, so that, under a normal coupling operation, the main contact would carry substantially all of the current. However, as the current in the PTC element increases, the polymer expands and the resistance increases. When the current through the PTC element increases rapidly due to disconnection of the main contact terminal, the resistance will increase rapidly due to heating I2R of the polymer. To avoid arcing when the main contact is not coupled, the disconnection time for the main contact must be less than the time for the resistance of the PTC element to increase too much. Most of the current through the main contact must be carried through the PTC element and the auxiliary contact until the main contact has moved to a position where the arc is no longer possible. Before the auxiliary contact is disconnected from the coupling terminal, the resistance in the PTC element must be increased so that the current flow through the auxiliary contact falls below the arc threshold before the auxiliary contact is disengaged. This time is called the activation time of this PTC resistive element. Since the activation time of the PTC element will depend on the initial current through the main contact, which can vary over a wide range, the activation time for a given electrical connector will therefore not be constant. To ensure that the PTC element will be activated, the electrical connector of the present invention employs closures that cannot be activated, after disconnection of the main contact, during a time interval that will be greater than the maximum activation time for the PTC element. . However, these closures should also allow rapid movement between the two electrical connectors as the main contact moves through a portion of its path in which it is susceptible to arcing. Similarly, the auxiliary contact must move quickly through an arc-susceptible region when disconnected. Preferred embodiments of the present invention, therefore, utilize several sets of closures that must be decoupled sequentially, and that provide a delay time between disconnecting a first series of closures and disconnecting a second series of closures. This time delay must be longer than the maximum PTC activation time. This multiple closure configuration provides a versatile implementation of the invention. If, however, a specific electrical connector serves loads with a small difference between the maximum and minimum current loads, a simpler closing mechanism can be used. The maximum attainable separation speed and the additional length of the auxiliary contact could, in some cases, provide adequate time for activation of the PTC device.
La invención se describirá ahora a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: The invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings, in which:
La figura 1 es una vista de las etapas que un terminal de conector eléctrico representativo, de acuerdo con la presente invención, pasará mientras se desacopla. Figure 1 is a view of the steps that a representative electrical connector terminal, according to the present invention, will pass while decoupling.
La figura 2 es una vista de terminales de contacto de acoplamiento, de acuerdo con una configuración usada para demostrar las características de un conector eléctrico que emplea la presente invención. Figure 2 is a view of coupling contact terminals, in accordance with a configuration used to demonstrate the characteristics of an electrical connector employing the present invention.
Las figuras 3A-3C son trazados representativos que muestran los tiempos de activación para diversas corrientes de terminales de conectores eléctricos de acuerdo con la presente invención. Figures 3A-3C are representative plots showing the activation times for various currents of electrical connector terminals according to the present invention.
La figura 4 es un trazado que muestra la variación del tiempo de activación a la corriente. Figure 4 is a plot showing the variation of the activation time to the current.
La figura 5 es una vista de la clavija acoplada y los conectores eléctricos del encabezado, de acuerdo con la primera realización de la presente invención, mostrando la colocación de un dispositivo PTC conectado entre dos terminales de contacto. Figure 5 is a view of the coupled plug and the electrical connectors of the header, according to the first embodiment of the present invention, showing the placement of a PTC device connected between two contact terminals.
La figura 6 es una vista de dos conectores eléctricos desacoplados que incorporan la primera realización de la presente invención, y los terminales que se muestran en la figura 5. Figure 6 is a view of two decoupled electrical connectors incorporating the first embodiment of the present invention, and the terminals shown in Figure 5.
La figura 7 es una vista de la configuración acoplada de los dos conectores eléctricos que se muestran en la figura 6. Figure 7 is a view of the coupled configuration of the two electrical connectors shown in Figure 6.
La figura 8 es una vista de la cara de acoplamiento de un conector de clavija que incorpora terminales de contacto de receptáculo de acuerdo con la presente invención. Figure 8 is a view of the coupling face of a plug connector incorporating receptacle contact terminals in accordance with the present invention.
La figura 9 es una vista tridimensional del conector de clavija que se muestra en la figura 8, mostrando los cierres secuenciales empleados en la primera realización de la presente invención. Figure 9 is a three-dimensional view of the plug connector shown in Figure 8, showing the sequential closures employed in the first embodiment of the present invention.
La figura 10 es una vista de un alojamiento del conector de encabezado, que se puede acoplar con el conector que se muestra en las figuras 8 y 9. Figure 10 is a view of a housing of the header connector, which can be coupled with the connector shown in Figures 8 and 9.
La figura 11 es una vista tridimensional del encabezado que se muestra en la figura 10, que muestra dos muescas de cierre que está situadas en diferentes posiciones a lo largo del eje de acoplamiento del conector eléctrico. Figure 11 is a three-dimensional view of the header shown in Figure 10, showing two closing notches that are located in different positions along the coupling axis of the electrical connector.
La figura 12 es una vista tridimensional de un terminal de contacto de receptáculo que comprende una segunda realización de la presente invención. Figure 12 is a three-dimensional view of a receptacle contact terminal comprising a second embodiment of the present invention.
La figura 13 es una vista tridimensional de un terminal de contacto de lámina que comprende una segunda realización de la presente invención. Figure 13 is a three-dimensional view of a foil contact terminal comprising a second embodiment of the present invention.
La figura 14 es una vista en la que los terminales de acoplamiento de las figuras 12 y 13 están alineados antes del acoplamiento. Figure 14 is a view in which the coupling terminals of Figures 12 and 13 are aligned before coupling.
La figura 15 es una vista lateral de los terminales de acoplamiento que se muestran en la figura 14. Figure 15 is a side view of the coupling terminals shown in Figure 14.
La figura 16 es una vista superior de los terminales de acoplamiento que se muestran en las figuras 14 y 15. Figure 16 is a top view of the coupling terminals shown in Figures 14 and 15.
La figura 17 es una vista de la terminal de contacto auxiliar de la segunda realización de la presente invención. Figure 17 is a view of the auxiliary contact terminal of the second embodiment of the present invention.
La figura 18 es una vista del terminal de contacto principal de la segunda realización de la presente invención. Figure 18 is a view of the main contact terminal of the second embodiment of the present invention.
La figura 19 es una vista que muestra la manera en la que los terminales de contacto principal y auxiliar están colocados, de modo que un material PTC puede ser sobremoldeado. Figure 19 is a view showing the way in which the main and auxiliary contact terminals are positioned, so that a PTC material can be overmoulded.
La figura 20 es una vista de la clavija de acoplamiento y los conectores de encabezado de acuerdo con la segunda realización de la presente invención. Figure 20 is a view of the coupling pin and header connectors according to the second embodiment of the present invention.
La figura 21 es otra vista de la clavija de acoplamiento y los conectores de encabezado de la figura 20. Figure 21 is another view of the coupling pin and header connectors of Figure 20.
La figura 22 es una vista que muestra los conectores de clavija y encabezado de las figuras 20 y 21 en una configuración totalmente acoplada. Figure 22 is a view showing the plug and head connectors of Figures 20 and 21 in a fully coupled configuration.
La figura 23 es una vista de la cara de acoplamiento del alojamiento del conector de clavija de la realización que también se muestra en las figuras 20 a 22. Figure 23 is a view of the coupling face of the housing of the plug connector of the embodiment which is also shown in Figures 20 to 22.
La figura 24 es una vista de una palanca que se utiliza con el conector de clavija de la figura 23. Figure 24 is a view of a lever that is used with the plug connector of Figure 23.
La figura 25 es una vista de la cara de acoplamiento del alojamiento del encabezado de la realización de las figuras 20 a 23. Figure 25 is a view of the coupling face of the header housing of the embodiment of Figures 20 to 23.
Las figuras 26 a 32 muestran la secuencia de acoplamiento de los dos conectores de la segunda realización de la presente invención. Figures 26 to 32 show the coupling sequence of the two connectors of the second embodiment of the present invention.
La figura 26 es una vista lateral de los dos conectores de acoplamiento de la segunda realización en una primera posición de acoplamiento, mostrando la aplicación de una fuerza para el acoplamiento inicial de los dos conectores eléctricos. Figure 26 is a side view of the two coupling connectors of the second embodiment in a first coupling position, showing the application of a force for the initial coupling of the two electrical connectors.
La figura 27 es una vista tridimensional de los dos conectores de acoplamiento en la posición que también se muestra en la figura 26. Figure 27 is a three-dimensional view of the two coupling connectors in the position also shown in Figure 26.
La figura 28 es una vista en detalle que muestra la posición de la palanca de ayuda al acoplamiento cuando los dos conectores están en la posición mostrada en las figuras 26 y 27. Figure 28 is a detail view showing the position of the coupling aid lever when the two connectors are in the position shown in Figures 26 and 27.
La figura 29 es una vista lateral de los dos conectores de la segunda realización en una segunda posición, mostrando la aplicación de una fuerza a la palanca de ayuda al acoplamiento. Fig. 29 is a side view of the two connectors of the second embodiment in a second position, showing the application of a force to the coupling aid lever.
La figura 30 es una vista tridimensional de los dos conectores en la posición de la figura 29. Figure 30 is a three-dimensional view of the two connectors in the position of Figure 29.
La figura 31 es una vista de los dos conectores de la segunda realización, mostrando los dos conectores en una configuración totalmente acoplada y también muestra la manera en la que se puede desbloquear la palanca. Figure 31 is a view of the two connectors of the second embodiment, showing the two connectors in a fully coupled configuration and also shows the manner in which the lever can be unlocked.
La figura 32 es una vista tridimensional de los dos conectores en la posición que también se muestra en la figura 31. Figure 32 is a three-dimensional view of the two connectors in the position also shown in Figure 31.
Las figuras 33 a 37 muestran la secuencia de desacoplamiento para los dos conectores de la segunda realización. Figures 33 to 37 show the decoupling sequence for the two connectors of the second embodiment.
La figura 33 es una vista lateral de los dos conectores en una posición intermedia en la que la palanca se ha desacoplado. Esta figura muestra la posición en la que la palanca se puede usar para desconectar el contacto principal. Figure 33 is a side view of the two connectors in an intermediate position in which the lever has been disengaged. This figure shows the position in which the lever can be used to disconnect the main contact.
La figura 34 es una vista tridimensional de los dos conectores en la posición que también se muestra en la figura 33. Figure 34 is a three-dimensional view of the two connectors in the position also shown in Figure 33.
La figura 35 muestra la forma en que se desacoplan los cierres, después de que la palanca se haya rotado a su posición final, de manera que el terminal de contacto auxiliar puede desconectarse. El contacto principal está completamente desacoplado en esta etapa del ciclo de desacoplamiento. Figure 35 shows the way in which the closures are disengaged, after the lever has been rotated to its final position, so that the auxiliary contact terminal can be disconnected. The main contact is completely decoupled at this stage of the decoupling cycle.
La figura 36 es una vista tridimensional de los dos conectores en la posición que también se muestra en la figura 35. Figure 36 is a three-dimensional view of the two connectors in the position also shown in Figure 35.
La figura 37 muestra los dos conectores en una posición completamente desacoplada. Figure 37 shows the two connectors in a completely disengaged position.
La figura 38 es una fotografía que muestra los daños que se producirían cuando una configuración del conector de la técnica anterior se desconecta una vez a 59 V, mientras lleva una corriente de 60 amperios. Figure 38 is a photograph showing the damage that would occur when a configuration of the prior art connector is disconnected once at 59 V, while carrying a current of 60 amps.
La figura 39 es una fotografía que muestra una configuración del terminal de contacto similar a 5 que se muestra en la figura 38, en la que la presente invención se ha utilizado para proteger las secciones de acoplamiento de los terminales después de haberse desconectados cincuenta veces en 59 voltios, mientras lleva una corriente de 60 amperios. Figure 39 is a photograph showing a configuration of the contact terminal similar to 5 shown in Figure 38, in which the present invention has been used to protect the coupling sections of the terminals after being disconnected fifty times in 59 volts, while carrying a current of 60 amps.
La figura 40 es una representación esquemática de unos medios para proteger un sistema eléctrico de los efectos de sobretensión de una carga inductiva. Figure 40 is a schematic representation of means for protecting an electrical system from the effects of overvoltage of an inductive load.
La figura 41 es una representación esquemática de unos segundos medios para proteger un sistema eléctrico de los efectos de la sobretensión de una carga inductiva. Figure 41 is a schematic representation of a second means for protecting an electrical system from the effects of overvoltage of an inductive load.
La figuras 42A a 42D muestran una realización alternativa en la que un conjunto de conector emplea una palanca que proporciona un rápido movimiento unidireccional a través de las zonas de desconexión de contacto y retardo del tiempo entre las mismas con una sola palanca. Figures 42A to 42D show an alternative embodiment in which a connector assembly employs a lever that provides rapid unidirectional movement through the contact disconnection and time delay zones between them with a single lever.
Una serie de eventos complejos provocan arcos dañinos cuando los contactos se separan mientras llevan una energía substancial. Una simple descripción de los principales acontecimientos que se producen en contactos de energía típicos ayuda a entender este fenómeno. En primer lugar, cuando los contactos comienzan a separarse, se alcanza un punto donde no hay suficiente área metálica para soportar el flujo de corriente. Un puente fundido muy pequeño se forma y se rompe al aumentar la temperatura y la distancia de separación. En general, esto puede ocurrir en corrientes superiores a 0,1 amperios y tensiones superiores a 9 voltios. Una corriente suficiente es necesaria para causar la fusión y una tensión suficiente se necesita para mantenerla y avanzar a la siguiente fase. A medida que el micropuente fundido se reduce y se rompe, se liberan electrones y la corriente continúa fluyendo mediante la ionización de la atmósfera que interviene. Un arco verdadero es el resultado siguiente. Este arco verdadero consiste en varias subpartes incluida el punto del cátodo, la región de caída del cátodo, un canal de plasma muy caliente, la región de caída del ánodo y el punto del ánodo. El canal de plasma está a aproximadamente 5000ºC y los puntos del ánodo y del cátodo alcanzan aproximadamente 2000ºC con corrientes de 10 a 20 amperios. A series of complex events cause harmful arcs when the contacts separate while carrying substantial energy. A simple description of the main events that occur in typical energy contacts helps to understand this phenomenon. First, when the contacts begin to separate, a point is reached where there is not enough metal area to support the flow of current. A very small molten bridge forms and breaks with increasing temperature and separation distance. In general, this can occur in currents greater than 0.1 amps and voltages greater than 9 volts. A sufficient current is necessary to cause the fusion and a sufficient voltage is needed to maintain it and advance to the next phase. As the molten micropuente reduces and breaks, electrons are released and current continues to flow by ionizing the atmosphere involved. A true arc is the following result. This true arc consists of several subparts including the cathode point, the cathode drop region, a very hot plasma channel, the anode drop region and the anode point. The plasma channel is at approximately 5000 ° C and the anode and cathode points reach approximately 2000 ° C with currents of 10 to 20 amps.
Si se permite que se produzca el arco, los contactos de acoplamiento se dañarán. El grado de daño se controla mediante muchos factores que determinan la energía total del arco. Las principales maneras para limitar la energía del arco son minimizar la tensión y la corriente y maximizar la velocidad de separación. Puede haber otros medios, pero que no se prestan bien para aplicaciones en las que los diseños de conector típicos se utilizan. Para conectores ordinarios, el único factor que se puede controlar en gran medida es la velocidad de separación. If the arc is allowed to occur, the mating contacts will be damaged. The degree of damage is controlled by many factors that determine the total energy of the arc. The main ways to limit arc energy are to minimize voltage and current and maximize separation speed. There may be other means, but they do not lend themselves well to applications in which typical connector designs are used. For ordinary connectors, the only factor that can be controlled to a large extent is the separation speed.
Mediante la integración de un elemento de resistencia con un coeficiente de temperatura positivo (PTC) en un contacto de dos piezas, la tensión y la corriente pueden mantenerse por debajo del umbral de tensión del arco y cuando se desconectan dos conectores. Esto produce un contacto en el que no se producirá el arco, mientras que se interrumpe energía significativa, ya que los conectores están desconectados. Se puede utilizar un dispositivo PTC, tal como una resistencia PTC discreta se ejemplifica mediante un dispositivo RHE 110 POLYSWITCH® fabricado y vendido por la división Raychem de Tyco Electronics Inc. POLYSWITCH® es una marca registrada de Tyco Electronics Inc. Los cables del dispositivo discreto se pueden soldar a los respectivos contactos principal y auxiliar. Los conductores del dispositivo discreto también se podrían fijar mediante resortes de contacto o mediante remaches o anclajes de cierre sobre los contactos. Un polímero conductor, del tipo ejemplificado por este dispositivo discreto también puede ser sobremoldeado en terminales de contacto para formar un nuevo componente, o un dispositivo PTC se puede integrar con los terminales de contacto para formar un componente integrado o unidad. Este enfoque no puede eliminar la chispa relativamente benigna que se puede producir cuando se conecta un circuito de alto consumo de energía. En el rango de energía de interés, esta chispa benigna tiende a hacer poco daño al metal base de los contactos y la forma del contacto. Las características generales de los dispositivos POLYSWITCH® se describen en la patente US 5.737.160 y las patentes incorporadas aquí por referencia. La patente US 5.737.160 y la otra patente aquí incorporada a su vez se incorporan aquí como referencia a todos los efectos. La formulación de un dispositivo conductor PTC del tipo utilizado en un dispositivo POLYSWITCH® discreto se describe en la patente US 6.104.587, que se incorpora aquí por referencia. Esta misma fórmula también se puede utilizar para formar el polímero conductor PTC que puede ser moldeado en una forma compatible con los contactos principal y auxiliar, o el polímero PTC se puede sobremoldear o insertar moldeado con los terminales de contacto que posteriormente se describen en relación con las realizaciones representativas aquí descritas. By integrating a resistance element with a positive temperature coefficient (PTC) into a two-piece contact, voltage and current can be maintained below the arc voltage threshold and when two connectors are disconnected. This produces a contact in which the arc will not occur, while significant power is interrupted, since the connectors are disconnected. A PTC device can be used, as a discrete PTC resistor is exemplified by an RHE 110 POLYSWITCH® device manufactured and sold by the Raychem division of Tyco Electronics Inc. POLYSWITCH® is a registered trademark of Tyco Electronics Inc. The discrete device cables can be soldered to the respective main and auxiliary contacts. The conductors of the discrete device could also be fixed by means of contact springs or by means of rivets or closing anchors on the contacts. A conductive polymer, of the type exemplified by this discrete device can also be overmolded into contact terminals to form a new component, or a PTC device can be integrated with the contact terminals to form an integrated component or unit. This approach cannot eliminate the relatively benign spark that can occur when a high power consumption circuit is connected. In the range of energy of interest, this benign spark tends to do little damage to the base metal of the contacts and the shape of the contact. The general characteristics of POLYSWITCH® devices are described in US 5,737,160 and the patents incorporated herein by reference. US Patent 5,737,160 and the other patent incorporated herein are incorporated herein by reference to all effects. The formulation of a PTC conductive device of the type used in a discrete POLYSWITCH® device is described in US 6,104,587, which is incorporated herein by reference. This same formula can also be used to form the PTC conductive polymer that can be molded in a manner compatible with the main and auxiliary contacts, or the PTC polymer can be overmolded or inserted molded with the contact terminals described below in relation to the representative embodiments described herein.
La figura 1 muestra el concepto de un contacto de energía sin arco, de acuerdo con la presente invención. Los terminales representativos macho y hembra, o la lámina 7 y el receptáculo 9, de acuerdo con la presente invención, se muestran en diferentes etapas de desconexión o desacoplamiento. Hay tres componentes importantes del contacto de energía que se ilustran en la figura 1. El contacto principal 1, o la porción principal del contacto, lleva la corriente de carga durante la operación normal. El contacto principal es desviado por un contacto auxiliar conectado en serie más largo 3 o porción de contacto y mediante una resistencia de coeficiente de temperatura positiva 5 o resistencia, que está entre el contacto principal y el contacto auxiliar. Figure 1 shows the concept of an arc-free energy contact, in accordance with the present invention. Representative male and female terminals, or sheet 7 and receptacle 9, in accordance with the present invention, are shown in different stages of disconnection or decoupling. There are three important components of the energy contact illustrated in Figure 1. The main contact 1, or the main portion of the contact, carries the charging current during normal operation. The main contact is deflected by an auxiliary contact connected in longer series 3 or contact portion and by a positive temperature coefficient resistance 5 or resistance, which is between the main contact and the auxiliary contact.
La figura 1 ilustra las cuatro etapas que se producen durante la separación del conector de clavija del conector del receptáculo de acoplamiento. En la etapa 0 (figura 1a: contacto principal acoplado; contacto auxiliar acoplado; y reinicio PTC), el contacto lleva a una corriente alta. La corriente principalmente fluye a través del contacto principal o la porción principal del contacto. Sólo una corriente de derivación relativamente pequeña fluye a través de la resistencia de coeficiente de temperatura positiva conectada en serie o resistencia (PTC) y la porción auxiliar del contacto. La etapa 0 representa la configuración de funcionamiento normal de un conector. El movimiento relativo de los dos contactos en esta posición daría lugar a la acción de arrastre normal entre las dos superficies de contacto. Figure 1 illustrates the four stages that occur during the separation of the plug connector from the coupling receptacle connector. In step 0 (Figure 1a: main contact coupled; auxiliary contact coupled; and PTC reset), the contact leads to a high current. The current mainly flows through the main contact or the main portion of the contact. Only a relatively small bypass current flows through the positive temperature coefficient resistance connected in series or resistance (PTC) and the auxiliary contact portion. Stage 0 represents the normal operating configuration of a connector. The relative movement of the two contacts in this position would result in the normal drag action between the two contact surfaces.
La etapa 1 (figura 1b: contacto principal abierto, contacto auxiliar acoplado, y PTC activo) muestra la configuración en la que el contacto principal o la porción de contacto principal ha sido separado o desconectado del contacto de acoplamiento en el otro conector. La lámina principal se separa del receptáculo principal a través la zona de desconexión del contacto principal (MDZ), que se produce entre la etapa 0 y la etapa 1, en la que el contacto de la lámina principal está en el procedimiento de desacoplamiento del correspondiente contacto hembra o receptáculo. Aunque los dos contactos se encuentran en esta zona de desconexión principal, los dos contactos no están completamente separados. Puede producirse un rebote de contacto cuando los elementos de resorte se flexionan y como las superficies irregulares en el contacto resultan en la separación momentánea y el acoplamiento. Es mientras el contacto principal y el contacto del receptáculo se encuentran en esta zona de contacto de desconexión (MDZ) que es más probable la formación del arco entre los dos conectores, ya que se desconecta una corriente existente relativamente grande. Para un conector de la técnica anterior convencional, el arco podría producirse a través de una pequeña separación en la MDZ, si la tensión y la corriente están por encima de un umbral de formación de arcos para la configuración del conector particular. Sin embargo, en la presente invención, la tensión y la corriente a través de la separación de la abertura están limitadas por la resistencia de coeficiente de temperatura positivo (PTC) o la resistencia y el contacto auxiliar o la porción de contacto. La duración de la MDZ debe ser menor que el tiempo de activación para el dispositivo PTC de manera que el dispositivo PTC no cambia a una condición desactivada o abierta antes de la finalización de la separación entre los contactos. Step 1 (Figure 1b: main contact open, auxiliary contact coupled, and active PTC) shows the configuration in which the main contact or the main contact portion has been separated or disconnected from the coupling contact on the other connector. The main sheet is separated from the main receptacle through the main contact disconnection zone (MDZ), which occurs between stage 0 and stage 1, in which the contact of the main sheet is in the decoupling process of the corresponding female contact or receptacle. Although the two contacts are in this main disconnect zone, the two contacts are not completely separated. A contact rebound may occur when the spring elements flex and as irregular surfaces in the contact result in momentary separation and engagement. It is while the main contact and the receptacle contact are in this disconnect contact zone (MDZ) that arc formation is more likely between the two connectors, since a relatively large existing current is disconnected. For a conventional prior art connector, the arc could be produced through a small separation in the MDZ, if the voltage and current are above an arc threshold for the particular connector configuration. However, in the present invention, the voltage and current through the separation of the opening are limited by the positive temperature coefficient resistance (PTC) or the resistance and the auxiliary contact or the contact portion. The duration of the MDZ must be shorter than the activation time for the PTC device so that the PTC device does not change to a deactivated or open condition before the end of the separation between the contacts.
Cuando los contactos de acoplamiento se han movido a la posición identificada como la etapa 1, el contacto principal está físicamente separado de su contacto de acoplamiento, de manera que el arco ya no se puede iniciar. Como sólo había una pequeña cantidad de corriente fluyendo a través de la resistencia PTC durante la etapa 0, el calentamiento I2R se mantuvo bajo provocando que la resistencia de la resistencia PTC esté en un estado bajo cuando los contactos alcanzan la posición identificada como la etapa 1. Como la resistencia es relativamente baja, la corriente fluye a través de la resistencia PTC al contacto auxiliar y al PTC, que actúa como un interruptor, se puede decir que estar activado. Aunque el contacto auxiliar o la porción de contacto auxiliar permanece conectado al contacto de acoplamiento en el conector de acoplamiento o al mismo circuito en el conector de acoplamiento, la corriente a través de la resistencia PTC y el contacto auxiliar será mayor que en la etapa 1 y, por lo tanto, el calentamiento I2R aumentará. La resistencia de la resistencia PTC aumenta con el aumento de la temperatura. La etapa 2 ilustra esta configuración en la que contacto auxiliar más largo permanece conectado al contacto de acoplamiento como un movimiento continuo físico de desacoplamiento o relativo entre los conectores y terminales de contacto. La etapa 2 (figura 1c: contacto principal, abierto; contacto auxiliar acoplado, y PCT desactivado) ilustra una instantánea de una posición de los contactos durante el tiempo después de que el contacto principal se separa y antes de la desconexión de los contactos auxiliares. Es durante la etapa 2 que la resistencia PTC se abrirá o, en otras palabras, su resistencia aumentará significativamente. Por lo tanto, el interruptor PTC se encuentra ahora en la posición desactivada. When the coupling contacts have moved to the position identified as step 1, the main contact is physically separated from its coupling contact, so that the arc can no longer be initiated. Since there was only a small amount of current flowing through the PTC resistor during stage 0, the I2R heating remained low causing the resistance of the PTC resistor to be in a low state when the contacts reach the position identified as stage 1 As the resistance is relatively low, the current flows through the PTC resistor to the auxiliary contact and to the PTC, which acts as a switch, it can be said to be activated. Although the auxiliary contact or auxiliary contact portion remains connected to the coupling contact in the coupling connector or to the same circuit in the coupling connector, the current through the PTC resistor and the auxiliary contact will be greater than in step 1 and, therefore, the I2R heating will increase. The resistance of the PTC resistance increases with increasing temperature. Step 2 illustrates this configuration in which the longest auxiliary contact remains connected to the coupling contact as a continuous physical decoupling or relative movement between the connectors and contact terminals. Step 2 (Figure 1c: main contact, open; auxiliary contact coupled, and PCT deactivated) illustrates a snapshot of a position of the contacts during the time after the main contact separates and before disconnection of the auxiliary contacts. It is during stage 2 that the PTC resistance will open or, in other words, its resistance will increase significantly. Therefore, the PTC switch is now in the off position.
Antes del momento en que el contacto auxiliar se separa del contacto de acoplamiento, o del circuito que incluye el contacto de acoplamiento, la corriente que fluye a través del contacto auxiliar se situará por debajo del umbral de formación de arco. Esto se debe a la mayor resistencia de la PTC durante el momento cuando se produce el movimiento relativo de las dos terminales o conectores. Este intervalo de movimiento en el desplazamiento de desconexión se denomina Zona de apertura PTC. Cuando el contacto auxiliar finalmente se separa en la etapa 3 (figura 1d: contacto principal abierto, contacto auxiliar abierto, y reinicio de PTC), sólo hay una pequeña cantidad de fuga de corriente que fluye a través de los conectores. En este punto habrá energía eléctrica suficiente para soportar un arco entre las porciones de contacto auxiliares. Debe transcurrir suficiente tiempo, mientras los terminales o conectores se encuentran en la zona de apertura PTC, de manera que la corriente está por debajo del umbral de arco antes de que el contacto auxiliar esté físicamente desconectado del contacto de receptáculo en la Zona de desconexión auxiliar (ADZ). La etapa 3 muestra los contactos de acoplamiento completamente separados y desconectados con el contacto principal y el contacto auxiliar abierto. Como la corriente ya no fluye a través de los conectores, la resistencia PTC volverá al estado de reinicio de menor temperatura y resistencia. El conjunto de contacto estará entonces en un estado de manera que se volverán a funcionar, de modo que el arco no se producirá cuando los conectores están desacoplados bajo carga. Before the moment when the auxiliary contact is separated from the coupling contact, or from the circuit that includes the coupling contact, the current flowing through the auxiliary contact will be located below the arc threshold. This is due to the greater resistance of the PTC during the moment when the relative movement of the two terminals or connectors occurs. This range of movement in the disconnection movement is called the PTC opening zone. When the auxiliary contact is finally separated in step 3 (Figure 1d: main contact open, auxiliary contact open, and PTC reset), there is only a small amount of current leakage flowing through the connectors. At this point there will be sufficient electrical energy to support an arc between the auxiliary contact portions. Sufficient time must elapse, while the terminals or connectors are in the PTC opening zone, so that the current is below the arc threshold before the auxiliary contact is physically disconnected from the receptacle contact in the Auxiliary Disconnect Zone (ADZ). Step 3 shows the coupling contacts completely separated and disconnected with the main contact and the auxiliary contact open. As the current no longer flows through the connectors, the PTC resistor will return to the reset state of lower temperature and resistance. The contact assembly will then be in a state so that they will work again, so that the arc will not occur when the connectors are decoupled under load.
Preferentemente, esta configuración de contacto se emplea en un alojamiento del conector que permite controlar la velocidad para asegurar que la temporización de las etapas que se ilustran en la figura 1 será apropiada. El alojamiento también debe asegurar de que la velocidad de desacoplamiento es unidireccional. Es decir, no debe haber acción de ruptura macro del contacto principal cuando el conector se separa. Se producirán discontinuidades de nanosegundos o microsegundos, pero estas acciones de ruptura micro no interferirán con la protección de arco debido a que la resistencia PTC se elegirá para reaccionar de forma mucho más lenta que estos eventos de velocidad relativamente alta. Las cuatro etapas deben pasar de una forma secuencial y unidireccional. Preferably, this contact configuration is used in a connector housing that allows speed control to ensure that the timing of the steps illustrated in Figure 1 will be appropriate. The housing must also ensure that the decoupling speed is unidirectional. That is, there should be no macro break action of the main contact when the connector separates. Discontinuities of nanoseconds or microseconds will occur, but these micro-breaking actions will not interfere with arc protection because the PTC resistance will be chosen to react much slower than these relatively high speed events. The four stages must pass in a sequential and unidirectional way.
El contacto de lámina 7 de la figura 1 se acopla con el contacto de receptáculo 9, que tiene vigas de resorte flexibles que se acoplan con la clavija o el contacto de lámina. El contacto de lámina o la clavija incluyen un contacto principal 1 o porción de contacto principal y un contacto auxiliar 3 o porción de contacto auxiliar. En esta realización, el contacto principal y el contacto auxiliar son dos láminas de metal separadas que cada una se acopla en vigas de resorte separadas en el contacto de receptáculo. En esta configuración representativa, el contacto de recipiente comprende un elemento de una sola pieza de metal con vigas de resorte separadas que se acoplan al contacto principal y al contacto auxiliar, respectivamente. El contacto principal y el contacto de receptáculo de acoplamiento son, cada uno, contactos de estilo de circuito impreso con múltiples cables que se extienden desde los extremos traseros de cada contacto. El contacto auxiliar o lámina no incluye medios, tal como los cables PCB, para la conexión con el circuito externo independientemente del contacto principal. La resistencia PTC empleada en la presente invención puede comprender un elemento moldeado que se puede unir a lo largo de al menos un lado de la sección central del contacto principal. Un adhesivo conductor adecuado puede ser empleado si es necesario. El contacto auxiliar se une a la resistencia PTC a lo largo de otro lado, de modo que el elemento PTC está colocado física y eléctricamente entre el contacto principal y el contacto auxiliar. Las etapas 0 a 3 muestran las posiciones relativas de los contactos como un conector en el que estos contactos incluidos están acoplados. El elemento l PTC aquí empleado comprende preferentemente un polímero conductor que se puede moldear con la forma deseada. Rellenos de partículas conductoras, tales como negro de carbón, se dispersan en un polímero no conductor para formar una trayectoria conductora que tiene una resistencia que depende de la temperatura y del estado del polímero. Los dispositivos que emplean un polímero conductor son bien conocidos y están disponibles por parte de Tyco Electronics. Estos dispositivos POLYSWITCH® se emplean en otras aplicaciones. Titanato de bario o materiales semiconductores que exhiben comportamiento PTC también pueden ser empleados, pero estos materiales alternativos PTC pueden resultar demasiado caros para el uso práctico en conectores eléctricos. The sheet contact 7 of Figure 1 is coupled with the receptacle contact 9, which has flexible spring beams that engage with the pin or the sheet contact. The reed contact or the plug includes a main contact 1 or main contact portion and an auxiliary contact 3 or auxiliary contact portion. In this embodiment, the main contact and the auxiliary contact are two separate metal sheets that each fit into separate spring beams in the receptacle contact. In this representative configuration, the container contact comprises a single-piece metal element with separate spring beams that are coupled to the main contact and the auxiliary contact, respectively. The main contact and the coupling receptacle contact are each printed circuit style contacts with multiple wires extending from the rear ends of each contact. The auxiliary contact or sheet does not include means, such as PCB cables, for connection to the external circuit regardless of the main contact. The PTC resistor employed in the present invention may comprise a molded element that can be joined along at least one side of the central section of the main contact. A suitable conductive adhesive can be used if necessary. The auxiliary contact is attached to the PTC resistor along another side, so that the PTC element is physically and electrically positioned between the main contact and the auxiliary contact. Stages 0 to 3 show the relative positions of the contacts as a connector in which these included contacts are coupled. The PTC element used here preferably comprises a conductive polymer that can be molded with the desired shape. Filled with conductive particles, such as carbon black, are dispersed in a non-conductive polymer to form a conductive path that has a resistance that depends on the temperature and condition of the polymer. Devices that employ a conductive polymer are well known and available from Tyco Electronics. These POLYSWITCH® devices are used in other applications. Barium titanate or semiconductor materials that exhibit PTC behavior may also be used, but these alternative PTC materials may be too expensive for practical use in electrical connectors.
La figura 2 es una vista de una configuración del terminal de contacto de muestra 2 que se utiliza para demostrar la eficacia de la presente invención cuando los terminales son cíclicos de la manera mostrada en la figura 1. La configuración de la muestra que se representa en la figura 2 incluye dos láminas de terminal macho 12, 16. Una lámina terminal principal 12 está conectada en serie con una lámina de terminal auxiliar más larga 16 mediante un dispositivo PTC discreto 6. En esta configuración, se utiliza un dispositivo PTC que tiene características generalmente equivalentes a un Tyco Electronics RHE 110. Los cables 8 están soldados a las láminas del terminal auxiliar y principal 12, 16. Estas láminas de los terminales 12, 16, conectadas en serie mediante el dispositivo PTC, pueden acoplarse y desacoplarse de dos terminales de receptáculo 32, 36, que se conectarán en paralelo a un conductor externo común. Cada uno de los terminales principales 12 y 32, que se muestran en la figura 2 puede llevar continuamente toda la corriente aquí utilizada. Los terminales auxiliares 16, 36 llevan toda la corriente sólo el tiempo que sea necesario para que el dispositivo POLYSWITCH® se desplace o se abra. Los dos terminales de receptáculo 32, 36 se puede considerar que representan un terminal que tiene varios elementos de resorte 34A, B y 38A para contactar con dos láminas separadas 12, 16. La lámina auxiliar 16 es más larga que la lámina principal, por lo que se conectará primero y se desconectará la última del conjunto de terminal del receptáculo 30. Figure 2 is a view of a configuration of the sample contact terminal 2 that is used to demonstrate the effectiveness of the present invention when the terminals are cyclic in the manner shown in Figure 1. The configuration of the sample shown in Figure 2 includes two male terminal sheets 12, 16. A main terminal sheet 12 is connected in series with a longer auxiliary terminal sheet 16 by a discrete PTC device 6. In this configuration, a PTC device having characteristics is used generally equivalent to a Tyco Electronics RHE 110. The wires 8 are welded to the auxiliary and main terminal sheets 12, 16. These sheets of terminals 12, 16, connected in series by means of the PTC device, can be coupled and decoupled from two terminals of receptacle 32, 36, which will be connected in parallel to a common external conductor. Each of the main terminals 12 and 32, shown in Figure 2, can continuously carry all the current used here. Auxiliary terminals 16, 36 carry all current only for as long as necessary for the POLYSWITCH® device to move or open. The two receptacle terminals 32, 36 can be considered to represent a terminal having several spring elements 34A, B and 38A for contacting two separate sheets 12, 16. The auxiliary sheet 16 is longer than the main sheet, so which will be connected first and the last one disconnected from the terminal assembly of the receptacle 30.
Las figuras 3A a 3C y 4 muestran la relación entre la corriente y el tiempo de activación para un conector y el terminal de contacto usando un dispositivo de resistencia PTC en la forma aquí descrita. Las figuras 3A a 3C son trazados que muestran formas de onda de la tensión cuando los contactos de acoplamiento se desconectan bajo potencia. La figura 3A muestra los resultados del segundo y del décimo ciclo para los contactos que eran cíclicos con dos amperios llevados por los contactos de acoplamiento. La figura 3B muestra los resultados del segundo y décimo ciclo para la misma configuración de contacto, en la que cinco amperios fueron llevados por los contactos de acoplamiento. La figura 3C muestra formas de onda para una prueba de diez amperios en el que se registran el primero, décimo, trigésimo tercero, trigésimo sexto y quincuagésimo ciclos. La figura 3C también muestra la diferencia entre formas de onda en las que no se produjo arco y en las que se produjo arco cuando el material PTC no se le permitió volver a su condición activa antes de que los contactos se desconecten de nuevo. La comparación entre estas formas de onda en la figura 3C muestra la eficacia del material PTC. La comparación de las figuras 3A a 3C muestra que el tiempo para desconectar los dos terminales de contacto de acoplamiento difiere para distintas corrientes. En otras palabras, la velocidad de desacoplamiento no era la misma para cada forma de onda. El tiempo de activación para el dispositivo de resistencia PTC, que se utiliza aquí, en función de la corriente se muestra en la figura 4. Figures 3A to 3C and 4 show the relationship between the current and the activation time for a connector and the contact terminal using a PTC resistor device in the manner described herein. Figures 3A to 3C are plotted showing voltage waveforms when the coupling contacts are disconnected under power. Figure 3A shows the results of the second and tenth cycles for contacts that were cyclic with two amps carried by the coupling contacts. Figure 3B shows the results of the second and tenth cycle for the same contact configuration, in which five amps were carried by the coupling contacts. Figure 3C shows waveforms for a ten amp test in which the first, tenth, thirty-third, thirty-sixth and fifty-fifth cycles are recorded. Figure 3C also shows the difference between waveforms in which no arc occurred and in which arc occurred when the PTC material was not allowed to return to its active condition before the contacts disconnect again. The comparison between these waveforms in Figure 3C shows the effectiveness of the PTC material. The comparison of Figures 3A to 3C shows that the time to disconnect the two coupling contact terminals differs for different currents. In other words, the decoupling speed was not the same for each waveform. The activation time for the PTC resistor device, which is used here, as a function of the current is shown in Figure 4.
Las figuras 5 a 11 muestran un conjunto de conector eléctrico 4 que se puede emplear con la configuración de contacto 2 de la figura 2 y con un dispositivo PTC de polímero conductor discreto o interruptor 6, tal como el RHE110 de Tyco Electronics. La figura 5 muestra una porción de una configuración de encabezado de acoplamiento y conector de clavija 4 en la que se utiliza un dispositivo PTC de polímero conductor discreto 6. El dispositivo PTC discreto 6 se inserta en un bolsillo 48 formado en la parte trasera o el lado de la placa de circuito impreso de un alojamiento del encabezado del receptáculo moldeado 42. Este bolsillo 48 retiene el dispositivo PTC de polímero conductor 6, pero proporciona suficiente espacio para permitir que el dispositivo PTC 6 se expanda. Los cables 8 en el dispositivo PTC discreto 6 están soldados directamente a una porción posterior 14 del elemento de contacto principal 12 y a una porción posterior 18 del elemento del contacto auxiliar 16 En esta configuración, sólo el elemento de contacto principal 12 en el encabezado 40 se fijará directamente a un conductor externo en una placa de circuito impreso. El elemento del contacto auxiliar 16 no estará conectado a un conductor externo a través de la placa de circuito impreso. Su único contacto con un conductor externo sería a través del elemento PTC discreto 6, o en la configuración de acoplamiento, a través del terminal de receptáculo auxiliar 36 con el que se acopla. Figures 5 to 11 show an electrical connector assembly 4 that can be used with the contact configuration 2 of Figure 2 and with a discrete conductor polymer PTC device or switch 6, such as the Tyco Electronics RHE110. Figure 5 shows a portion of a coupling header and plug connector configuration 4 in which a discrete conductive polymer PTC device 6 is used. The discrete PTC device 6 is inserted into a pocket 48 formed at the rear or the printed circuit board side of a molded receptacle header housing 42. This pocket 48 retains the conductive polymer PTC device 6, but provides sufficient space to allow the PTC device 6 to expand. The cables 8 in the discrete PTC device 6 are directly welded to a rear portion 14 of the main contact element 12 and to a rear portion 18 of the auxiliary contact element 16 In this configuration, only the main contact element 12 in the header 40 is It will directly attach an external conductor to a printed circuit board. The auxiliary contact element 16 will not be connected to an external conductor through the printed circuit board. Its only contact with an external conductor would be through the discrete PTC element 6, or in the coupling configuration, through the auxiliary receptacle terminal 36 with which it is coupled.
Las figuras 6 y 7 muestran la manera en la que esta realización asegura que el dispositivo de resistencia PTC 6 está en el estado adecuado durante la desconexión del contacto principal 12 y la desconexión del contacto auxiliar 16. El alojamiento del conector de clavija 52 y el alojamiento del encabezado 42 de las figuras 6 y 7 tienen dos mecanismos de cierre separados que debe ser accionados en forma independiente para desacoplar el conector 50 del encabezado 40. Tal como se observa en las figuras 6 a 9, el alojamiento del conector de clavija 52 tiene dos conjuntos de dos dientes de cierre 54A, B y 60A, B. El encabezado 40 tiene dos conjuntos de dos dientes de cierre 44A, B y 46A, B. Un conjunto de cierres 54A, B en la parte inferior y superior del alojamiento del conector de clavija 52 son acoplables y desacoplables de un conjunto de dientes de cierre 44A, B, también en la parte superior e inferior del encabezado del alojamiento 42. Un segundo conjunto de cierres o auxiliar 60A, B en los lados opuestos del alojamiento de la clavija 52 son acoplables y desacoplables de un segundo conjunto de dientes de cierre o auxiliar 46A, B en los lados del alojamiento del encabezado 42. Tal como se muestra en la figura 6, el diente del cierre 44A en la parte superior del alojamiento del encabezado 42 se separa más lejos del extremo de acoplamiento del alojamiento del encabezado 42 de un diente de cierre 46A, B en un lado adyacente del alojamiento del encabezado Figures 6 and 7 show the manner in which this embodiment ensures that the PTC resistor device 6 is in the proper state during disconnection of the main contact 12 and disconnection of the auxiliary contact 16. The housing of the plug connector 52 and the Header housing 42 of Figures 6 and 7 have two separate locking mechanisms that must be operated independently to disengage connector 50 from header 40. As seen in Figures 6 to 9, the plug connector housing 52 It has two sets of two closing teeth 54A, B and 60A, B. Header 40 has two sets of two closing teeth 44A, B and 46A, B. A set of closures 54A, B at the bottom and top of the housing of the plug connector 52 are attachable and detachable from a set of closing teeth 44A, B, also at the top and bottom of the housing header 42. A second set of closures or auxiliary 60A, B on opposite sides of the pin housing 52 are attachable and detachable from a second set of closing or auxiliary teeth 46A, B on the sides of the header housing 42. As shown in Figure 6, the closing tooth 44A at the top of the header housing 42 is further separated from the coupling end of the header housing 42 of a closing tooth 46A, B on an adjacent side of the header housing
42. El diente de cierre 44B en la parte inferior del alojamiento del encabezado 42, escondido en la figura 6, está en la misma posición axial que el diente de cierre 44A en la parte superior del alojamiento del encabezado 42. De manera similar, el diente de cierre oculto 46B en el lado opuesto del alojamiento del encabezado 42 está en la misma posición axial que el diente de cierre 46A en la parte frontal del alojamiento del encabezado 42 tal como se ve en la figura 6. En la configuración de acoplamiento completo 5 de la figura 7, los cierres 54A, B en la parte inferior y superior del alojamiento del conector de clavija 52 sujetan los dientes de cierre de la parte inferior y superior 44A, B en el alojamiento del encabezado 42. 42. The closure tooth 44B at the bottom of the header housing 42, hidden in Figure 6, is in the same axial position as the closure tooth 44A at the top of the header housing 42. Similarly, the hidden closing tooth 46B on the opposite side of the header housing 42 is in the same axial position as the closing tooth 46A on the front of the header housing 42 as seen in Figure 6. In the full coupling configuration 5 of Figure 7, the closures 54A, B in the lower and upper part of the housing of the plug connector 52 hold the closing teeth of the lower and upper part 44A, B in the housing of the header 42.
Tal como se observa en las figuras 8 y 9, los cierres del conector de clavija 54A, B y 60A, B se pueden desacoplar de los dientes de acoplamiento 44A, B y 46A, B, presionando en el extremo opuesto 58, 64 de cada cierre para desacoplar un saliente de cierre 56, 62 en el extremo remoto de los cierres de un diente correspondiente en el encabezado 40 Las flechas en las figuras 8 y 9 muestran las ubicaciones de los cierres 54A, B y 60A, B a los que se aplica la fuerza para liberar los cierres de los dientes. Para desconectar el conector de clavija totalmente acoplado 50 del encabezado 40, es necesario desconectar primero la parte superior e inferior o los cierres principales 58A, B desde la parte superior e inferior correspondiente y/o los cierres principales 44A y B. Como ya se ha descrito con referencia a la figura 6, los dientes superior e inferior 44A, B están más lejos del extremo de acoplamiento del encabezado que los dientes laterales o auxiliares 46A y B. Así, en la configuración totalmente acoplada, los salientes de cierre 56 y 62, que están en la misma posición axial para los cierres superior, inferior y lateral, sólo se acoplarán en los dientes superior e inferior 44A, B. Así, los dientes superior e inferior 54A, B deben desacoplarse primero. Si se hace un intento para desacoplar primero los cierres laterales 60A, B el conector de clavija 50 no puede desacoplarse del encabezado 40, porque los salientes de cierre principales superior e inferior 56 todavía estarán acoplados con los dientes principales inferior y superior 44A, B para bloquear las dos mitades del conector 40, 50 en la configuración totalmente acoplada. As seen in Figures 8 and 9, the closures of the plug connector 54A, B and 60A, B can be disengaged from the coupling teeth 44A, B and 46A, B, by pressing on the opposite end 58, 64 of each closing to decouple a closing projection 56, 62 at the remote end of the closures of a corresponding tooth in the heading 40 The arrows in Figures 8 and 9 show the locations of the closures 54A, B and 60A, B to which apply the force to release the closures of the teeth. To disconnect the fully coupled plug connector 50 from the header 40, it is necessary to first disconnect the upper and lower part or the main closures 58A, B from the corresponding upper and lower part and / or the main closures 44A and B. As has already been done described with reference to Figure 6, the upper and lower teeth 44A, B are further from the coupling end of the header than the side or auxiliary teeth 46A and B. Thus, in the fully coupled configuration, the closing projections 56 and 62 , which are in the same axial position for the upper, lower and lateral closures, will only fit into the upper and lower teeth 44A, B. Thus, the upper and lower teeth 54A, B must be disengaged first. If an attempt is made to first decouple the side closures 60A, B the plug connector 50 cannot be decoupled from the header 40, because the upper and lower main closure projections 56 will still be coupled with the lower and upper main teeth 44A, B to lock the two halves of the connector 40, 50 in the fully coupled configuration.
Después de que los cierres principales superior e inferior 54A, B se desacoplan de los dientes principales inferior y superior 44A, B, el conector de clavija 50 se puede mover en la dirección axial para desacoplar parcialmente los dos conectores 40, 50. Sin embargo, un corto movimiento axial del conector de clavija 50 en relación al encabezado 40 llevará los salientes de cierre 62 en el interior de los cierres laterales auxiliares 60A, B en acoplamiento con los dientes laterales 46A, B en el alojamiento del encabezado 42. Los cierres laterales 60A, B se pueden presionar manualmente para desacoplarlos de los dientes laterales 46A, B, de modo que los conectores eléctricos de acoplamiento 40, 50 pueden desacoplarse totalmente. Sin embargo, para presionar los cierres laterales 60A, B, una persona que busca desconectar los dos conectores 40, 50, tendrá que liberar primero los cierres superior e inferior 54A, B y girar su mano para posteriormente sujetar los cierres laterales 60A, B. Esta operación manual llevará algún tiempo. Por lo tanto, los dos conectores 40, 50 sólo pueden desacoplarse de forma secuencial con un intervalo de tiempo finito entre el desacoplamiento de los dos conjuntos de cierres 44A, B y 46A, B. La desconexión o desacoplamiento es, por lo tanto, un procedimiento de dos etapas. El retardo de tiempo dictado por los dos conjuntos separados de cierres y salientes es importante si el conector es para desconectar una gran variedad de corrientes, ya que se utiliza para asegurar que el dispositivo PTC 6 está en el estado adecuado durante la zona de desconexión principal (MDZ) y la zona de desconexión auxiliar (ADZ), tal como se ilustra en la figura 1. La liberación de los cierres superior e inferior 54A, B corresponde al movimiento de los contactos de acoplamiento 2, tal como se muestra en la figura 2, desde la etapa 0 a la etapa, tal como se muestra en la figura 1. En otras palabras, el desacoplamiento de los cierres superior e inferior 54A, B y los dientes 44A, B permite el movimiento de los terminales de contacto de acoplamiento 2 a través de la MDZ, en la que el contacto principal 12 se desconecta del terminal de receptáculo principal 32. Como el dispositivo de resistencia PTC 6 está en el estado activo en este momento, substancialmente toda la corriente que fluye anteriormente a través de los terminales de contacto principal 12 y 32 fluirá inicialmente a través del dispositivo PTC 6 y a través del contacto auxiliar 16, que sigue conectado con el terminal de receptáculo auxiliar 36. Esto permitirá que el contacto principal se desconecte o desacople sin arco. After the upper and lower main closures 54A, B are decoupled from the lower and upper main teeth 44A, B, the plug connector 50 can be moved in the axial direction to partially disengage the two connectors 40, 50. However, a short axial movement of the plug connector 50 in relation to the header 40 will carry the closing projections 62 inside the auxiliary side closures 60A, B in engagement with the side teeth 46A, B in the header housing 42. The side closures 60A, B can be manually pressed to decouple them from the side teeth 46A, B, so that the electrical coupling connectors 40, 50 can be completely disengaged. However, to press the side closures 60A, B, a person seeking to disconnect the two connectors 40, 50, will first have to release the upper and lower closures 54A, B and turn his hand to subsequently hold the side closures 60A, B. This manual operation will take some time. Therefore, the two connectors 40, 50 can only be decoupled sequentially with a finite time interval between the decoupling of the two sets of closures 44A, B and 46A, B. The disconnection or decoupling is therefore a Two stage procedure. The time delay dictated by the two separate sets of closures and projections is important if the connector is for disconnecting a wide variety of currents, as it is used to ensure that the PTC device 6 is in the proper state during the main disconnection zone (MDZ) and the auxiliary disconnection zone (ADZ), as illustrated in figure 1. The release of the upper and lower closures 54A, B corresponds to the movement of the coupling contacts 2, as shown in the figure 2, from stage 0 to the stage, as shown in Figure 1. In other words, decoupling the upper and lower closures 54A, B and teeth 44A, B allows the movement of the coupling contact terminals 2 through the MDZ, in which the main contact 12 is disconnected from the main receptacle terminal 32. As the PTC resistor device 6 is in the active state at this time, substantially all of the current previously flowing through the main contact terminals 12 and 32 will initially flow through the PTC device 6 and through the auxiliary contact 16, which is still connected to the auxiliary receptacle terminal 36. This will allow the main contact to be disconnected or uncoupled. no bow
El movimiento manual desde los cierres superior e inferior 54A, B a los cierres laterales 60A, B que liberan los dientes laterales 46A, B permitirán que el conector PTC acoplado se mueva de la etapa 2 a la etapa 3, tal como se ilustra en la figura 1. A continuación, la liberación de los cierres laterales 60A, B desde los dientes laterales 46A, B permitirá que los conectores 40, 50 se muevan rápidamente a través de la zona de desconexión auxiliar (ADZ) para desconectar, posteriormente, el contacto auxiliar 16 de su terminal de receptáculo auxiliar de acoplamiento 36. Como el flujo de corriente a través del contacto auxiliar 16 ha decaído suficiente antes del movimiento del contacto auxiliar 16 a través de la ADZ, no habrá arco cuando el contacto auxiliar 16 se desconecte o desacople del terminal del receptáculo auxiliar 36. El retardo de tiempo creado por la manipulación secuencial de los dos conjuntos separados de cierres proporcionará un tiempo adecuado para que el material polimérico en el dispositivo PTC 6 se caliente debido al calentamiento I2R y la conmutación del dispositivo PTC 6 a la posición desactivada o el estado de alta resistencia. Este retardo de tiempo será suficiente para superar la gran diferencia de tiempo de activación PTC que se puede esperar cuando un diseño de conector específico que se podría desconectar en un rango de diferentes corrientes. Conjuntos de conector idénticos pueden ser utilizados en diversas aplicaciones donde la corriente es desconocida y puede variar desde el umbral de arco para ese conector dado hasta, y tal vez momentáneamente, más allá de su máxima corriente nominal. Manual movement from the upper and lower closures 54A, B to the side closures 60A, B releasing the side teeth 46A, B will allow the coupled PTC connector to move from stage 2 to stage 3, as illustrated in the Figure 1. Next, the release of the side closures 60A, B from the side teeth 46A, B will allow the connectors 40, 50 to move rapidly through the auxiliary disconnection zone (ADZ) to subsequently disconnect the contact auxiliary 16 of its auxiliary coupling receptacle terminal 36. Since the current flow through the auxiliary contact 16 has decayed sufficiently before the movement of the auxiliary contact 16 through the ADZ, there will be no arc when the auxiliary contact 16 is disconnected or decoupling the terminal of the auxiliary receptacle 36. The time delay created by the sequential manipulation of the two separate sets of closures will provide adequate time for the mate The polymeric material in the PTC 6 device becomes hot due to the I2R heating and the switching of the PTC 6 device to the deactivated position or the high resistance state. This time delay will be sufficient to overcome the large PTC activation time difference that can be expected when a specific connector design that could be disconnected in a range of different currents. Identical connector assemblies can be used in various applications where the current is unknown and can vary from the arc threshold for that given connector to, and perhaps momentarily, beyond its maximum rated current.
Los dientes 44A, B y 46A, B también puede funcionar como dientes inerciales de manera que los cierres 54A, B y 60A, B presionarán los conectores hacia un lado u otro de ambas MDZ y la ADZ cuando se produciría el arco sin el rango completo de protección proporcionada por este contacto y el diseño de conector. Los conectores 40, 50, por lo tanto, no pueden adherirse en una posición en la que podría producirse el arco. El contorno de estos dientes también se puede elegir para acelerar los conectores 40, 50 a través de la ADZ y la MDZ, reduciendo aún más la posibilidad de formación de un arco. El uso de dientes inerciales de esta manera se describe en mayor detalle en la solicitud de patente US 09/929.432 presentada el 14 de agosto de 2001, que se incorpora en la presente memoria por referencia. Teeth 44A, B and 46A, B can also function as inertial teeth so that closures 54A, B and 60A, B will press the connectors to either side of both MDZ and ADZ when the arc would occur without the full range protection provided by this contact and connector design. Connectors 40, 50, therefore, cannot adhere in a position where the arc could occur. The contour of these teeth can also be chosen to accelerate the connectors 40, 50 through the ADZ and the MDZ, further reducing the possibility of arch formation. The use of inertial teeth in this manner is described in greater detail in US patent application 09 / 929,432 filed on August 14, 2001, which is incorporated herein by reference.
Una segunda realización de un terminal de conector 110 que implementa la presente invención se muestra en las figuras 12 a 19. Este terminal 110 también incluye un contacto principal 112, un contacto auxiliar 130 y un elemento resistivo PTC de polímero conductor 140 entre los dos contactos 112 y 130. En esta realización, un dispositivo PTC discreto, tal como un dispositivo POLYSWITCH®, es sustituido por un polímero conductor sobremoldeado que tiene similares características activas. El polímero conductor está sobremoldeado alrededor de las porciones de los contactos principal y auxiliar 112, 130. A second embodiment of a connector terminal 110 that implements the present invention is shown in Figures 12 to 19. This terminal 110 also includes a main contact 112, an auxiliary contact 130 and a conductive polymer PTC resistive element 140 between the two contacts. 112 and 130. In this embodiment, a discrete PTC device, such as a POLYSWITCH® device, is replaced by an overmoulded conductive polymer having similar active characteristics. The conductive polymer is overmoulded around the portions of the main and auxiliary contacts 112, 130.
El terminal del receptáculo 150 utilizado en esta segunda realización se muestra en la figura 12. El terminal macho o de lámina 110 que se acopla con el terminal de receptáculo 150 se muestra en la figura 13. El terminal de receptáculo 150 tiene tres juegos de resortes opuestos 152 A, B, C situados en la parte frontal del terminal de contacto del receptáculo 150. Estos resortes 152 A, B, C tienen puntos de contacto 154 A, B, C, situados cerca de los extremos distal o delantero de los resortes, que comprenden cada uno vigas curvadas en voladizo. Una sección de agarre 156 está situada en la parte posterior de este terminal de receptáculo 150, y una único conductor o cable externo puede ser sujetado a este terminal de receptáculo. The receptacle terminal 150 used in this second embodiment is shown in Fig. 12. The male or reed terminal 110 that mates with the receptacle terminal 150 is shown in Fig. 13. The receptacle terminal 150 has three sets of springs. opposite 152 A, B, C located on the front of the contact terminal of the receptacle 150. These springs 152 A, B, C have contact points 154 A, B, C, located near the distal or front ends of the springs , each comprising bent curved beams. A grip section 156 is located at the rear of this receptacle terminal 150, and a single external conductor or cable can be attached to this receptacle terminal.
El terminal macho o de lámina 110, que se muestra en la figura 13, tiene dos láminas de contacto principales 114 A, B, situadas en lados opuestos del contacto auxiliar más largo 130 situado entre los dos contactos de lámina principales 114 A, B. El contacto auxiliar 130 se fija tanto física como eléctricamente a los contactos principales 112 mediante polímero conductor PTC sobremoldeado 140. Cada uno de los contactos 112, 130 se extiende hacia adelante desde el polímero conductor 140 en una posición en la que se pueden insertar en contacto con los resortes 152 A, B, C en el terminal de receptáculo correspondiente 150. Este terminal de lámina 110 también se extiende desde la parte trasera del polímero conductor sobremoldeado 140 con los cables de placa de circuito impreso 126 situados en la extensión más retrasada. Esta sección trasera 124 es parte de un único elemento estampado y formado que también incluye las dos secciones principales de contacto 114 A, B. El contacto auxiliar 130 es una pieza separada que se monta en este terminal de contacto principal 110 mediante el polímero conductor PTC sobremoldeado 140. The male or reed terminal 110, shown in Figure 13, has two main contact plates 114 A, B, located on opposite sides of the longest auxiliary contact 130 located between the two main reed contacts 114 A, B. The auxiliary contact 130 is fixed both physically and electrically to the main contacts 112 by overmoulded PTC conductive polymer 140. Each of the contacts 112, 130 extends forwardly from the conductive polymer 140 in a position where they can be inserted into contact with springs 152 A, B, C in the corresponding receptacle terminal 150. This reed terminal 110 also extends from the rear of the overmoulded conductive polymer 140 with the printed circuit board wires 126 located at the most delayed extension. This rear section 124 is part of a single stamped and formed element that also includes the two main contact sections 114 A, B. The auxiliary contact 130 is a separate part that is mounted on this main contact terminal 110 by the conductive polymer PTC overmold 140.
Las figuras 14 a 16 muestran el terminal de la lámina acoplable 110 y el terminal de receptáculo 150 de las figuras 12 y 13. Tal como se muestra en las figuras 14 a 16, el terminal del receptáculo 150 también incluye un manguito separado 158, que rodea la base del terminal 150 e incluye vigas de seguridad 159 A, B que soportan los resortes externos 152 A, B, que se acoplan con las secciones de contacto principal 114 A, B, del terminal de lámina. Estas vigas de seguridad 159 A, B aumentan la fuerza de contacto entre las láminas del contacto principal 114 A, B y los terminales del receptáculo 150. Durante la operación normal, el contacto principal 112 llevará la mayoría, si no substancialmente toda la corriente llevada por los conectores de acoplamiento 104 y 106, indicados primero en la figura 20, y esta fuerza de contacto adicional mejorará el rendimiento de los conectores. Los resortes centrales 152C, en el terminal del receptáculo 150, no están respaldados por las vigas que se extienden desde el manguito Figures 14 to 16 show the terminal of the attachable sheet 110 and the receptacle terminal 150 of Figures 12 and 13. As shown in Figures 14 to 16, the receptacle terminal 150 also includes a separate sleeve 158, which surrounds the base of terminal 150 and includes safety beams 159 A, B that support the external springs 152 A, B, which are coupled with the main contact sections 114 A, B, of the reed terminal. These safety beams 159 A, B increase the contact force between the main contact plates 114 A, B and the receptacle terminals 150. During normal operation, the main contact 112 will carry the majority, if not substantially all of the current carried by coupling connectors 104 and 106, indicated first in Figure 20, and this additional contact force will improve the performance of the connectors. The central springs 152C, in the receptacle terminal 150, are not supported by the beams extending from the sleeve
158. Estos resortes centrales 152C sólo se acoplarán con el contacto de lámina auxiliar 130, que durante el funcionamiento normal sólo llevará a una corriente relativamente insignificante. Sólo momentáneamente, durante el acoplamiento y desacoplamiento, el contacto auxiliar conducirá cualquier corriente significativa, de manera que las vigas de seguridad no son necesarias. 158. These central springs 152C will only be coupled with the auxiliary sheet contact 130, which during normal operation will only lead to a relatively insignificant current. Only momentarily, during coupling and decoupling, will the auxiliary contact conduct any significant current, so safety beams are not necessary.
La figura 17 muestra el contacto de lámina auxiliar de metal estampado y formado 130, y la figura 18 muestra el contacto principal estampado y formado 112. El contacto auxiliar 130 incluye una sección de contacto 132 en la forma de una lámina estándar que se utiliza típicamente para acoplarse con un terminal de receptáculo 150 que tiene vigas de resorte 152 C que se acoplan con la sección de lámina 132. El contacto auxiliar 130 típicamente se recubrirá en la sección de contacto de la lámina 132 de manera que se pueda establecer un contacto eléctrico fiable. El contacto auxiliar también incluye un elemento transversal 134 situado en la parte posterior de la sección de contacto de la lámina 132. Este elemento transversal 134 es un plano que está desplazado y es paralelo respecto al plano de la sección de contacto de lámina auxiliar 132. La sección de contacto de la lámina 132 está unida al elemento transversal 134 mediante una sección intermedia 136 que se extiende entre los dos planos de los dos elementos principales del contacto auxiliar. El elemento transversal 134 está separado de la sección de contacto de la lámina 132 de manera que el elemento transversal 134 también estará separado del contacto principal 112 para proporcionar espacio para el polímero conductor PTC 140 que se colocará entre el contacto auxiliar 130 y el contacto principal 112. Figure 17 shows the stamped and formed metal auxiliary sheet contact 130, and Figure 18 shows the stamped and formed main contact 112. The auxiliary contact 130 includes a contact section 132 in the form of a standard sheet that is typically used to mate with a receptacle terminal 150 having spring beams 152 C that mate with the sheet section 132. The auxiliary contact 130 will typically be coated in the sheet contact section 132 so that an electrical contact can be established reliable. The auxiliary contact also includes a transverse element 134 located at the rear of the contact section of the sheet 132. This transverse element 134 is a plane that is offset and parallel to the plane of the contact section of the auxiliary sheet 132. The contact section of the sheet 132 is connected to the cross member 134 by an intermediate section 136 that extends between the two planes of the two main elements of the auxiliary contact. The transverse element 134 is separated from the contact section of the sheet 132 so that the transverse element 134 will also be separated from the main contact 112 to provide space for the conductive polymer PTC 140 that will be placed between the auxiliary contact 130 and the main contact 112
El contacto principal 112 es un elemento de metal estampado y formado esencialmente plano que tiene dos secciones de contacto principales 114 A, B, que están separadas en lados opuestos de un recorte central 116 que se extiende desde la parte frontal del contacto principal 112 a una sección media 118. La anchura de este recorte 116 es suficiente para recibir la sección de contacto de la lámina 132 del contacto auxiliar 130 y proporcionar una separación adecuada entre la sección de la lámina auxiliar 132 y las dos secciones de contacto de lámina principales 114 A, B. Una sección trasera 124 del contacto principal 112 se extiende desde un borde posterior 120 de la sección media 118, e incluye dos clavijas o cables 126 que se pueden insertar en orificios pasantes en una placa de circuito impreso para conectarse a conductores exteriores en la placa de circuito impreso al contacto principal 112. No hay conexión directa entre los conductores externos al contacto auxiliar 130, que no sea a través del polímero conductor PTC sobremoldeado 140 o cuando se conecta al terminal de receptáculo de acoplamiento The main contact 112 is an essentially flat stamped and formed metal element having two main contact sections 114 A, B, which are separated on opposite sides of a central cutout 116 extending from the front of the main contact 112 to a middle section 118. The width of this cutout 116 is sufficient to receive the contact section of the sheet 132 of the auxiliary contact 130 and provide adequate separation between the section of the auxiliary sheet 132 and the two main sheet contact sections 114 A , B. A rear section 124 of the main contact 112 extends from a rear edge 120 of the middle section 118, and includes two pins or wires 126 that can be inserted into through holes in a printed circuit board to connect to external conductors in the printed circuit board to the main contact 112. There is no direct connection between the external conductors to the auxiliary contact 130, which not through the overmolded PTC conductive polymer 140 or when connected to the coupling receptacle terminal
150. El terminal de contacto principal 112 también incluye dos muescas 122 en bordes opuestos para proporcionar una superficie para asegurar el contacto principal 112 al polímero conductor PTC 140. 150. The main contact terminal 112 also includes two notches 122 at opposite edges to provide a surface to secure the main contact 112 to the PTC conductive polymer 140.
La figura 19 muestra la manera en que el polímero conductor PTC 140 se puede sobremoldear alrededor del contacto auxiliar 130 y contacto principal 112, o, alternativamente, en el que los dos contactos 112, 130 se pueden insertar moldeados en el polímero conductor PTC 140. Cada uno de los contactos 112, 130 se monta sobre una tira de soporte 128, 138. La figura 19 muestra estas dos tiras de soporte 128, 138 y orificios piloto 129, 139 en cada tira de soporte. Estos orificios piloto 129, 139 proporcionan medios para la correcta localización de los dos elementos de contacto 112, 130. Los dos elementos de contacto alineados 112, 130 se colocan entonces en una cavidad del molde. Como las porciones de lámina auxiliares 132 y las dos secciones de lámina de contacto principales 114 A, B están en el mismo plano, el molde se puede cerrar fácilmente en torno a estos elementos planos. El polímero conductor se puede moldear entonces en la relación circundante respecto a las porciones del contacto auxiliar 130 y el contacto principal 112 que se colocan en la cavidad del molde. Después de que el polímero conductor se haya enfriado lo suficiente para solidificarse, el conjunto de contacto se puede ser retirar de la cavidad del molde y las tiras de soporte 128, 138 se pueden retirar en el momento oportuno. Esto dejará un conjunto de terminales de lámina 102 que se puede montar en una alojamiento de conector eléctrico, tal como un alojamiento de encabezado 200 que tiene muchas de las características de un encabezado de placa de circuito impreso convencional. Figure 19 shows how the PTC conductive polymer 140 can be overmoulded around the auxiliary contact 130 and main contact 112, or, alternatively, in which the two contacts 112, 130 can be inserted molded into the PTC conductive polymer 140. Each of the contacts 112, 130 is mounted on a support strip 128, 138. Figure 19 shows these two support strips 128, 138 and pilot holes 129, 139 in each support strip. These pilot holes 129, 139 provide means for the correct location of the two contact elements 112, 130. The two aligned contact elements 112, 130 are then placed in a mold cavity. Since the auxiliary sheet portions 132 and the two main contact sheet sections 114 A, B are in the same plane, the mold can be easily closed around these flat elements. The conductive polymer can then be molded in the surrounding relationship with respect to the portions of the auxiliary contact 130 and the main contact 112 that are placed in the mold cavity. After the conductive polymer has cooled sufficiently to solidify, the contact assembly can be removed from the mold cavity and the support strips 128, 138 can be removed in a timely manner. This will leave a set of reed terminals 102 that can be mounted in an electrical connector housing, such as a header housing 200 that has many of the features of a conventional printed circuit board header.
La realización de las figuras 12 a 19 es representativa de un terminal o contacto integrado, que incluye un contacto principal, un contacto auxiliar y un polímero conductor PTC. Un terminal o contacto integrado puede fabricarse mediante medios distintos del procedimiento de sobremoldeado o de fabricación de moldeado de inserción ilustrado mediante esta realización específica. Por ejemplo, no es necesario moldear el polímero conductor PTC en relación circundante a los contactos auxiliares y principales. El material PTC o un dispositivo de PTC sólo tiene que colocarse entre los contactos principal y auxiliar. Un dispositivo integrado se puede fabricar mediante la unión de un dispositivo PTC entre los dos contactos. Un dispositivo PTC se puede asegurar a los contactos soldando el dispositivo PTC a uno o dos contactos o mediante el uso de un adhesivo conductor u otros medios conductores de interconexión. El conjunto de terminales integral podría formarse moldeando primero el polímero conductor PTC en una forma para que se ajuste a los dos terminales, que luego se colocaría en acoplamiento o cerca del dispositivo PTC moldeado y luego se fijaría o uniría para formar una conexión eléctrica. El moldeado no sería el único procedimiento que podría ser utilizado para formar un dispositivo PTC discreto, que luego se incorporaría a un conjunto integral. Por ejemplo, alguna otra tecnología de fabricación se utilizaría para materiales PTC no poliméricos. Otra técnica de fabricación sería moldear el material PTC entre los dos contactos, pero no en relación circundante. Otro enfoque sería colocar uno de los contactos en un molde y luego moldear el polímero conductor PTC en contacto con este contacto o terminal. El otro contacto o terminal se podría unir entonces al polímero PTC mediante soldadura, adhesivo conductor o algún otro agente de unión conductor. Además, la estructura de los contactos principal y auxiliar utilizados en la realización de las figuras 12 a 19 es meramente representativa, y otros contactos integrados pueden incluir contactos o terminales de diferente construcción o forma. Por ejemplo, sólo un contacto principal puede ser necesario en otras configuraciones. Además, otras realizaciones podrían emplear terminales hembra o de receptáculo que forman parte de un dispositivo terminal integral que incluye un dispositivo PTC o material conductor PTC. Las figuras 20 a 37 muestra detalles de los alojamientos de conector eléctrico 160, 200 y los conectores eléctricos 104, 106 en el terminal de receptáculo 130 y el terminal de lámina 110 de esta segunda realización que se podrían utilizar. El terminal de lámina 110 se coloca en un alojamiento de encabezado 200 de construcción generalmente convencional, excepto para disposiciones única para el terminal de lámina 110 que se muestra en las figuras 13 a 16. El terminal de receptáculo 150 que se muestra en la figura 12 está montado en un alojamiento de conector 160 que es acoplable con el alojamiento del encabezado 200. La figura 20 muestra que el terminal del receptáculo 150 y el terminal de la lámina 110 pueden utilizarse en conectores que también incluyen terminales de receptáculo convencionales y terminales de lámina que se emplean en circuitos donde la corriente siempre estaría por debajo del umbral de formación de arcos para ese tipo de terminal. The embodiment of Figures 12 to 19 is representative of an integrated terminal or contact, which includes a main contact, an auxiliary contact and a PTC conductive polymer. An integrated terminal or contact can be manufactured by means other than the overmolding or insert molding manufacturing process illustrated by this specific embodiment. For example, it is not necessary to mold the PTC conductive polymer in relation to the auxiliary and main contacts. The PTC material or a PTC device only has to be placed between the main and auxiliary contacts. An integrated device can be manufactured by joining a PTC device between the two contacts. A PTC device can be secured to the contacts by welding the PTC device to one or two contacts or by using a conductive adhesive or other conductive interconnecting means. The integral terminal assembly could be formed by first molding the PTC conductive polymer in a way to fit the two terminals, which would then be placed in coupling or near the molded PTC device and then fixed or joined to form an electrical connection. Molding would not be the only procedure that could be used to form a discrete PTC device, which would then be incorporated into an integral assembly. For example, some other manufacturing technology would be used for non-polymeric PTC materials. Another manufacturing technique would be to mold the PTC material between the two contacts, but not in the surrounding relationship. Another approach would be to place one of the contacts in a mold and then mold the PTC conductive polymer in contact with this contact or terminal. The other contact or terminal could then be attached to the PTC polymer by welding, conductive adhesive or some other conductive bonding agent. In addition, the structure of the main and auxiliary contacts used in the embodiment of Figures 12 to 19 is merely representative, and other integrated contacts may include contacts or terminals of different construction or shape. For example, only one main contact may be necessary in other configurations. In addition, other embodiments could employ female or receptacle terminals that are part of an integral terminal device that includes a PTC device or PTC conductive material. Figures 20 to 37 show details of the electrical connector housings 160, 200 and the electrical connectors 104, 106 in the receptacle terminal 130 and the reed terminal 110 of this second embodiment that could be used. The sheet terminal 110 is placed in a header housing 200 of generally conventional construction, except for single arrangements for the sheet terminal 110 shown in Figures 13 to 16. The receptacle terminal 150 shown in Figure 12 it is mounted in a connector housing 160 that is attachable with the header housing 200. Figure 20 shows that the receptacle terminal 150 and the blade terminal 110 can be used in connectors that also include conventional receptacle terminals and blade terminals which are used in circuits where the current would always be below the arc threshold for that type of terminal.
La realización de la figura 20 también incluye una palanca 180 que funciona como un elemento mecánico de ayuda para superar las fuerzas que resisten el acoplamiento y el desacoplamiento de los dos conectores eléctricos 104, The embodiment of Fig. 20 also includes a lever 180 that functions as a mechanical aid to overcome the forces that resist the coupling and decoupling of the two electrical connectors 104,
106. La palanca de 180 está montada en el alojamiento del conector 160 y se acopla con el alojamiento del encabezado 200, de manera que la rotación de la palanca 180 mueve el conector 106 en relación con el encabezado 200. Sin embargo, tal como se describirá posteriormente con más detalle, la palanca 180 no mueve los dos conectores 104, 106 por completo desde una posición totalmente acoplada a una posición completamente desacoplada, ni mueve los dos conectores desde un posición completamente desacoplada a una posición totalmente acoplada. La figura 21 muestra los dos conectores 104, 106 en una configuración totalmente desacoplada y la figura 22 es una vista de una configuración totalmente acoplada. La comparación de estas dos vistas muestra que la palanca 180 se gira en sentido horario para acoplarse completamente con los dos conectores 104, 106. 106. The lever 180 is mounted in the housing of the connector 160 and is coupled with the housing of the header 200, so that the rotation of the lever 180 moves the connector 106 in relation to the header 200. However, as will be described later in more detail, the lever 180 does not move the two connectors 104, 106 completely from a fully engaged position to a completely disengaged position, nor does it move the two connectors from a completely disengaged position to a fully engaged position. Figure 21 shows the two connectors 104, 106 in a completely uncoupled configuration and Figure 22 is a view of a fully coupled configuration. The comparison of these two views shows that the lever 180 is turned clockwise to fully engage with the two connectors 104, 106.
Las figuras 23 y 24 muestran la forma en la que la palanca 180 puede estar montada sobre el alojamiento del conector de clavija 160. La palanca tiene dos brazos 182 que están unidos por un asa central 184 en forma de una pieza transversal que se extiende entre los extremos de los brazos 182. Cada brazo de accionamiento de la palanca 182 incluye un pasador de giro 190 situado en el interior del brazo, entre sus extremos opuestos. Estos pasadores de giro 190 encajan en casquillos 170 en los laterales del alojamiento del conector de la clavija 160. Los casquillos 170 están formados en un manguito 166 que rodea los lados del cuerpo principal 162 del alojamiento del conector de la clavija 160. Cada casquillo 170 tiene una superficie de soporte circular 172 que está interrumpida por una ranura 174 que se extiende hacia el interior de la cara de acoplamiento 164 del alojamiento del conector 160. Cada brazo 182 también incluye un dedo 194 en su extremo distal o libre. Un brazo de leva 192 está colocado en un lado de cada pasador de giro 190. Tal como se describirá posteriormente con más detalle, estos brazos de leva 192 se ajustarán al interior de ranuras de leva 208 en el alojamiento del encabezado 200 para impartir un movimiento relativo entre el conector de la clavija 106 y el encabezado 104 cuando la palanca 180 gira. Figures 23 and 24 show the way in which the lever 180 can be mounted on the housing of the plug connector 160. The lever has two arms 182 that are joined by a central handle 184 in the form of a transverse piece that extends between the ends of the arms 182. Each actuator arm of the lever 182 includes a pivot pin 190 located inside the arm, between its opposite ends. These pivot pins 190 fit into bushes 170 on the sides of the connector housing of the plug 160. The bushes 170 are formed in a sleeve 166 surrounding the sides of the main body 162 of the housing of the connector of the plug 160. Each bushing 170 it has a circular support surface 172 that is interrupted by a groove 174 that extends into the coupling face 164 of the connector housing 160. Each arm 182 also includes a finger 194 at its distal or free end. A cam arm 192 is positioned on one side of each pivot pin 190. As will be described later in more detail, these cam arms 192 will fit inside cam slots 208 in the header housing 200 to impart a movement relative between pin 106 connector and header 104 when lever 180 rotates.
El alojamiento del conector de la clavija 160 también incluye un cierre del alojamiento auxiliar 196 situado en la parte superior 198 del alojamiento 160 que se muestra en la figura 23. Hay un diente inercial en el alojamiento 160 que se está opuesto al cierre del alojamiento 196. La palanca de ayuda mecánica 180 se utiliza para desconectar los contactos de lámina principales 114 A, B del terminal del receptáculo de acoplamiento 150 en el conector de clavija The connector housing of the pin 160 also includes a closure of the auxiliary housing 196 located at the top 198 of the housing 160 shown in Figure 23. There is an inertial tooth in the housing 160 that is opposite the closure of the housing 196 The mechanical help lever 180 is used to disconnect the main reed contacts 114 A, B from the terminal of the coupling receptacle 150 in the plug connector
106. El cierre auxiliar 196 debe activarse para desconectar el contacto de la lámina auxiliar 130 del terminal del receptáculo de acoplamiento 150. 106. The auxiliary closure 196 must be activated to disconnect the contact of the auxiliary sheet 130 from the terminal of the coupling receptacle 150.
El alojamiento del encabezado moldeado 200 que se acopla con el alojamiento del conector 160 se muestra en la figura 25. Este alojamiento del encabezado 200 tiene una cubierta del encabezado 202, que forma una cavidad 204 en la que está situado al menos un terminal de lámina sin arco 110, tal como la mostrada en las figuras 13 y 14. Otros terminales, típicamente en forma de pasadores macho, también se pueden colocar dentro de esta cavidad The housing of the molded header 200 that engages with the housing of the connector 160 is shown in Figure 25. This housing of the header 200 has a header cover 202, which forms a cavity 204 in which at least one reed terminal is located without arc 110, such as that shown in figures 13 and 14. Other terminals, typically in the form of male pins, can also be placed inside this cavity
204. Estos otros pasadores macho convencionales se acoplan con receptáculos convencionales y se utilizan en circuitos que no transportan suficiente corriente o energía eléctrica para crear un arco. Alternativamente, más de un terminal de lámina sin arco 110 que incorpora la presente invención podría colocarse en el encabezado 104. 204. These other conventional male pins are coupled with conventional receptacles and used in circuits that do not carry enough current or electrical energy to create an arc. Alternatively, more than one arc-free terminal 110 incorporating the present invention could be placed in header 104.
Una ranura de presión de leva 208 está situada en cada lado exterior de esta cubierta del encabezado 202. Sólo una ranura de presión de leva 208 se muestra en la figura 25. Una ranura de presión de leva simétrica se oculta a la vista en el lado opuesto de la vista del alojamiento del encabezado 200 que se muestra en la figura 25. Estas ranuras de presión de leva 208 se dimensionan para recibir el brazo de la leva 192 situado en la palanca 180 que se monta en el alojamiento de la clavija 160. Los brazos de la leva 192 se acoplan con las superficies de estas ranuras cuando la palanca 180 gira entre la primera y segunda posiciones. Cuando la palanca 180 gira para acoplarse totalmente a los dos conectores, cada brazo de la leva se acopla con la superficie 210 de la ranura de la leva 208 más cerca del extremo de acoplamiento del encabezado. Cuando el brazo de la leva 192 gira en sentido contrario, el brazo de la leva se acopla con el otro lado 212 de la ranura de la leva 208 para provocar un movimiento relativo de los dos conectores 104, 106 desde una configuración totalmente acoplada a una configuración en la que los contactos principales más cortos 114 A, B están desacoplados o desconectados, pero el contacto auxiliar 130 todavía está acoplado con su terminal de contacto de receptáculo de acoplamiento 150. Unos raíles de guía 218 están incluidos en las superficies externa e interna de la cubierta 202 a asegurar que los conectores de acoplamiento 104, 106 se mueven en paralelo a un eje de acoplamiento durante el desacoplamiento y el acoplamiento. Estos raíles de guía 218 también incluyen superficies de reacción, que impiden a los brazos de la leva 192 se desacoplen de las ranuras de la leva 208 correspondientes. A cam pressure slot 208 is located on each outer side of this header cover 202. Only one cam pressure slot 208 is shown in Figure 25. A symmetrical cam pressure slot is hidden from view on the side. opposite of the view of the header housing 200 shown in Figure 25. These cam pressure grooves 208 are sized to receive the cam arm 192 located on the lever 180 that is mounted in the housing of the pin 160. The arms of cam 192 engage with the surfaces of these slots when lever 180 rotates between the first and second positions. When the lever 180 rotates to fully engage the two connectors, each cam arm engages the surface 210 of the cam groove 208 closer to the coupling end of the header. When the cam arm 192 rotates in the opposite direction, the cam arm engages with the other side 212 of the cam slot 208 to cause relative movement of the two connectors 104, 106 from a configuration fully coupled to a configuration in which the shortest main contacts 114 A, B are decoupled or disconnected, but the auxiliary contact 130 is still coupled with its mating receptacle contact terminal 150. Guide rails 218 are included in the external and internal surfaces from the cover 202 to ensure that the coupling connectors 104, 106 move in parallel to a coupling shaft during decoupling and coupling. These guide rails 218 also include reaction surfaces, which prevent the cam arms 192 from decoupling from the corresponding cam slots 208.
Una superficie inclinada 216 está situada adyacente y ligeramente hacia la parte posterior de cada ranura de la leva An inclined surface 216 is located adjacently and slightly towards the back of each cam groove.
208. Las ranuras de la leva 208 y estas superficies inclinadas 216 están formadas en un nervio 214 que sobresale de la cara lateral exterior de la cubierta del encabezado. La superficie inclinada 216 se extiende lateralmente hacia fuera de la porción del nervio 214, en que está formada la ranura de la leva 208. Estas superficies inclinadas 216 están colocadas en posiciones de forma que se acoplarán los dedos 194 situados en los extremos distales de los dos brazos de palanca 182 para empujar cada brazo de palanca 182 hacia el exterior, de modo que los dedos 194 pueden separarse de los bordes delanteros 168 del manguito del conector de clavija 116, de manera que la palanca 180 es libre para moverse. La forma en la que los brazos de la palanca 182 se desbloquean, y la importancia de esta característica, se describirá posteriormente con mayor detalle. 208. The grooves of the cam 208 and these inclined surfaces 216 are formed in a rib 214 protruding from the outer side face of the header cover. The inclined surface 216 extends laterally outwardly of the portion of the rib 214, in which the groove of the cam 208 is formed. These inclined surfaces 216 are placed in positions such that the fingers 194 located at the distal ends of the two lever arms 182 for pushing each lever arm 182 outward, so that the fingers 194 can be separated from the front edges 168 of the sleeve of the plug connector 116, so that the lever 180 is free to move. The way in which the arms of the lever 182 are unlocked, and the importance of this feature, will be described later in greater detail.
Dos ranuras de enganche 220 están situadas en la superficie superior del alojamiento del encabezado 200 cuando se ve desde la perspectiva de la figura 25. Estas ranuras de enganche 220 reciben clips de enganche 186 del asa de la palanca 184 a para bloquear la palanca 180 en posición cuando los conectores estén completamente acoplados. Estos clips 186 pueden desactivarse presionando un saliente 188 en la palanca 184. La cubierta del encabezado 202 también incluye dos dientes 222, 224 que sobresalen desde la superficie superior. Dientes idénticos sobresalen de la superficie inferior de la cubierta del encabezado. Estos dientes 222, 224 se acoplan con superficies opuestas en el interior del manguito del conector. Estos dientes funcionan de la misma manera como los que se muestran en la solicitud de patente US 09/929.432 presentada el 14 de agosto de 2001, incorporada por referencia. El primer diente o interno 222 se acopla con una superficie en el manguito del conector de clavija 166 para mantener los conectores en una configuración totalmente acoplada. Una fuerza aplicada a la palanca 180 es suficiente para causar una ligera deformación de los alojamientos del conector para permitir que los conectores se muevan a una configuración totalmente acoplada. De manera similar, una fuerza aplicada a la palanca 180 en la dirección opuesta supera el efecto de enganche de este diente interno 222 de manera que los conectores 104, 106 se puedan mover desde una configuración totalmente acoplada a una configuración intermedia en la que los contactos principales 12 han sido desconectados, pero en la que el contacto auxiliar 130 permanece en acoplamiento con el terminal del receptáculo 150. En este punto, el cierre del alojamiento del conector de clavija auxiliar 196 se acopla con el segundo diente o externo 224, que se desplaza lateralmente respecto al primer diente 222 y está más cerca del extremo de acoplamiento del conector del encabezado 104. La rotación adicional de la palanca 180 no puede desconectar entonces los conectores debido al acoplamiento entre el cierre auxiliar 196 y los segundo dientes o externos 224. En este punto, el operador debe presionar el extremo opuesto del cierre auxiliar 196 colocado en la parte superior del alojamiento de conector de clavija 160. Hay un diente inercial que se puede superar con una fuerza de desacoplamiento aumentada. La parte superior del cierre es la única viga en voladizo que debe presionar el usuario. El diente inercial en la parte inferior del conector es necesario para asegurar que el contacto auxiliar se desacopla o se desconecta de forma rápida y limpiamente a través de la zona de desconexión auxiliar (ADZ). La palanca 180 se hará girado lo suficiente como para exponer el cierre 196, pero llevará algún tiempo para que el operador cambie la posición de la mano desde la palanca 180 a la parte superior del cierre auxiliar 196 y la presione para desacoplar completamente los conectores. Este retardo de tiempo será suficiente para que el calentamiento I2R conmute el polímero conductor PTC 140 de un estado activo, o de baja resistencia, a un estado desactivado o de alta resistencia. Este retraso también será suficiente para permitir que el flujo de corriente a través del contacto auxiliar 130 caiga por debajo del umbral de formación de arcos, con independencia de la corriente inicial que fluye a través del conector, y el tiempo de activación del polímero PTC conductor 140, u otros dispositivos PTC. Después de que el cierre auxiliar 196 se haya desacoplado y la característica inercial se haya superado, a continuación, los conectores 104, 106 se pueden desconectar y separar completamente. Two latch grooves 220 are located on the upper surface of the header housing 200 when viewed from the perspective of Figure 25. These latch grooves 220 receive latch clips 186 of lever handle 184 a to lock lever 180 in position when the connectors are fully engaged. These clips 186 can be deactivated by pressing a shoulder 188 on the lever 184. The header cover 202 also includes two teeth 222, 224 protruding from the upper surface. Identical teeth protrude from the bottom surface of the header cover. These teeth 222, 224 are coupled with opposite surfaces inside the connector sleeve. These teeth work in the same manner as those shown in US patent application 09 / 929,432 filed on August 14, 2001, incorporated by reference. The first or inner tooth 222 engages a surface in the sleeve of the plug connector 166 to keep the connectors in a fully engaged configuration. A force applied to the lever 180 is sufficient to cause slight deformation of the connector housings to allow the connectors to move to a fully coupled configuration. Similarly, a force applied to the lever 180 in the opposite direction overcomes the engagement effect of this inner tooth 222 so that the connectors 104, 106 can be moved from a fully coupled configuration to an intermediate configuration in which the contacts main 12 have been disconnected, but in which the auxiliary contact 130 remains in engagement with the receptacle terminal 150. At this point, the closure of the auxiliary pin connector housing 196 is coupled with the second or external tooth 224, which is it moves laterally with respect to the first tooth 222 and is closer to the coupling end of the header connector 104. The additional rotation of the lever 180 cannot then disconnect the connectors due to the coupling between the auxiliary closure 196 and the second or external teeth 224. At this point, the operator must press the opposite end of the auxiliary closure 196 placed in the upper part of the housing. pin connector pin 160. There is an inertial tooth that can be overcome with increased decoupling force. The upper part of the closure is the only cantilever beam that the user must press. The inertial tooth at the bottom of the connector is necessary to ensure that the auxiliary contact is decoupled or disconnected quickly and cleanly through the auxiliary disconnection zone (ADZ). The lever 180 will be rotated sufficiently to expose the closure 196, but it will take some time for the operator to change the position of the hand from the lever 180 to the top of the auxiliary closure 196 and press it to completely disengage the connectors. This time delay will be sufficient for the I2R heating to switch the conductive polymer PTC 140 from an active state, or of low resistance, to a deactivated or high resistance state. This delay will also be sufficient to allow the current flow through the auxiliary contact 130 to fall below the arc threshold, regardless of the initial current flowing through the connector, and the activation time of the conductive PTC polymer 140, or other PTC devices. After the auxiliary closure 196 has been disengaged and the inertial characteristic has been overcome, then the connectors 104, 106 can be completely disconnected and separated.
Las figuras 29 a 32 muestran la manera en la que se acoplan los dos conectores 104, 106. Las figuras 33 a 37 muestran las etapas de desacoplamiento. Para acoplar los dos conectores 104, 106, primero es necesario que un operador presione los dos conectores 104, 106 en acoplamiento parcial. Como el encabezado 104 normalmente se fijará a un componente eléctrico, y se puede montar en un mamparo o panel fijo, esta etapa requerirá normalmente que el operador sujete el conector de clavija 106, que normalmente estará sujeto a los cables o al extremo de un haz de cables. El operador alineará los dos conectores y luego presionará el conector de clavija 106 en acoplamiento parcial con el conector del encabezado 104. Por supuesto, no habrá ninguna diferencia funcional si el receptáculo es una configuración montada de mamparo fijada a los cables. Tampoco hay diferencia relevante si el receptáculo es una versión de cable que cuelga libre, excepto en los dos conectores probablemente debe sujetarse para realizar la operación de acoplamiento. El cierre auxiliar 196 se desplazará hacia arriba y sobre el diente 224. (La característica inercial situada opuesta al cierre auxiliar 196 también debe superarse). El extremo del contacto auxiliar 130 se acoplará con el terminal de receptáculo 150. Si el circuito al que se fija cualquier terminal 110, 150 está activo, alguna corriente inicialmente fluirá a través del contacto auxiliar 130, y habrá una chispa cuando el contacto auxiliar 130 se acopla al terminal de receptáculo 150. Una chispa es benigna en comparación con un arco de rotura y no causará daños significativos. Asumiendo que la corriente inicialmente fluye a través del primer contacto auxiliar 130 en este punto, el polímero conductor PTC 140 también conducirá, ya que estará en el estado activo o de reinicio antes del acoplamiento. Si la corriente inicial no es lo suficientemente alta, el polímero conductor PTC 140 se desplazará a la condición inactiva. Si la corriente inicial no es suficiente para desplazar el polímero conductor PTC 140, entonces el polímero conductor PTC 140 permanecerá en el estado activo. El operador no podrá presionar el conector 104, 106 a su configuración totalmente acoplada, porque los perfiles de la leva para el mecanismo de palanca 180 evitarán el movimiento adicional del conector a menos que la palanca gire. Justo antes del acoplamiento de los contactos principales 112 con el terminal de receptáculo 150, los dedos 194 en los brazos de la palanca 182 se acoplarán en las superficies inclinadas 216 en el exterior de la cubierta del encabezado 202 para forzar los brazos de la palanca 182 hacia fuera y liberar los brazos de la palanca 182 topando con los bordes 168 del manguito del alojamiento de la clavija 166. La palanca 180 se puede girar ahora a su posición totalmente acoplada, tal como se muestra en las figuras 31 y 32, en las que los contactos principales 112 estarán totalmente acoplados con el terminal de receptáculo 150. Si los conectores 104, 106 están acoplados en un estado activo con la suficiente corriente para causar que el material resistivo PTC conmute a su estado desactivado antes de su acoplamiento, una chispa también se producirá al acoplar los contactos principales 112 con el terminal de receptáculo 150. La chispa, sin embargo, no causará ningún daño significativo debido a su naturaleza benigna en comparación con un arco de ruptura. En cualquier caso, una vez que hay una ruta de baja resistencia establecida entre las secciones de lámina de contacto principal 114 A, B y el terminal de receptáculo 150, sólo una pequeña cantidad de corriente podrá fluir a través del contacto auxiliar 130 y el polímero conductor PTC 140 . Si el polímero conductor PTC 140 había estado en el estado desactivado, la conexión de los contactos principales 114 A, B del terminal de receptáculo 150 sería suficientes para reducir la corriente a través del polímero conductor PTC 140 para permitir que el polímero conductor PTC 140 se enfríe y se reinicie a un estado activo. El polímero conductor PTC será capaz entonces de proteger contra un arco cuando el desacoplamiento de los conectores 104, 106 rompa un circuito activo. Este enfriamiento y recuperación del estado de baja resistencia se produce muy rápidamente, del orden de segundos o menos en los típicos dispositivos aplicables. Figures 29 to 32 show the manner in which the two connectors 104, 106 are coupled. Figures 33 to 37 show the decoupling steps. To couple the two connectors 104, 106, it is first necessary for an operator to press the two connectors 104, 106 in partial engagement. Since the header 104 will normally be fixed to an electrical component, and can be mounted on a fixed bulkhead or panel, this stage will normally require the operator to hold the plug connector 106, which will normally be attached to the wires or to the end of a beam. of cables. The operator will align the two connectors and then press the plug connector 106 in partial engagement with the header connector 104. Of course, there will be no functional difference if the receptacle is a bulkhead mounted configuration attached to the cables. There is also no relevant difference if the receptacle is a free hanging cable version, except in the two connectors it should probably be attached to perform the coupling operation. The auxiliary closure 196 will move up and over the tooth 224. (The inertial characteristic opposite the auxiliary closure 196 must also be overcome). The end of the auxiliary contact 130 will be coupled with the receptacle terminal 150. If the circuit to which any terminal 110 is fixed is active, some current will initially flow through the auxiliary contact 130, and there will be a spark when the auxiliary contact 130 It attaches to receptacle terminal 150. A spark is benign compared to a breakage arc and will not cause significant damage. Assuming that the current initially flows through the first auxiliary contact 130 at this point, the conductive polymer PTC 140 will also conduct, as it will be in the active or reset state before coupling. If the initial current is not high enough, the conductive polymer PTC 140 will move to the inactive condition. If the initial current is not sufficient to displace the conductive polymer PTC 140, then the conductive polymer PTC 140 will remain in the active state. The operator cannot press connector 104, 106 to its fully coupled configuration, because cam profiles for lever mechanism 180 will prevent further movement of the connector unless the lever rotates. Just before the coupling of the main contacts 112 with the receptacle terminal 150, the fingers 194 on the arms of the lever 182 will engage on the inclined surfaces 216 outside the header cover 202 to force the arms of the lever 182 outward and release the arms of the lever 182 by running into the edges 168 of the sleeve of the housing of the plug 166. The lever 180 can now be turned to its fully engaged position, as shown in Figures 31 and 32, in the that the main contacts 112 will be fully coupled with the receptacle terminal 150. If the connectors 104, 106 are coupled in an active state with sufficient current to cause the PTC resistive material to switch to its deactivated state before coupling, a spark it will also occur when the main contacts 112 are coupled with the receptacle terminal 150. The spark, however, will not cause any significant damage due to its benign nature compared to an arc of rupture. In any case, once there is a low resistance path established between the main contact foil sections 114 A, B and the receptacle terminal 150, only a small amount of current can flow through the auxiliary contact 130 and the polymer PTC driver 140. If the conductive polymer PTC 140 had been in the deactivated state, the connection of the main contacts 114 A, B of the receptacle terminal 150 would be sufficient to reduce the current through the conductive polymer PTC 140 to allow the conductive polymer PTC 140 to be cool and restart to an active state. The conductive polymer PTC will then be able to protect against an arc when the decoupling of the connectors 104, 106 breaks an active circuit. This cooling and recovery of the low resistance state occurs very quickly, of the order of seconds or less in the typical applicable devices.
La primera etapa en el procedimiento de desacoplamiento es presionar el saliente de liberación 184 para permitir la rotación de la palanca de ayuda mecánica 180. La flecha en la figura 31 muestra la dirección en la que se aplica una fuerza a este saliente de liberación. Después de que el saliente de liberación se desacopla, la palanca 180 se puede girar en sentido horario tal como se muestra en la figura 33. El movimiento de la palanca 180 desde la posición que se muestra en la figura 31 a la posición que se muestra en la figura 33, y finalmente a la posición que se muestra en la figura 35 desacoplará el contacto principal 112 desde el terminal de receptáculo 150. Con referencia a la figura 1, esto desplazará las secciones de lámina de contacto principal 114 A, B desde la etapa 0 a través de la zona de desconexión principal (MDZ) a la etapa 2. El diente interno 222 en el alojamiento del encabezado 200 y un diente correspondiente o superficie elevada en el interior del manguito del conector de clavija 166 también evitará que los dos conectores 104, 106 permanezcan en la MDZ, donde los contactos permanecer en contacto, o experimentan un contacto intermitente que podría establecer un arco entre el contacto principal 112 y el terminal de receptáculo 150. Hay otro diente para el contacto principal que es una imagen simétrica del diente 222 situado en la parte inferior del encabezado. El diente no mencionado está en el lado opuesto y desplazado fuera del centro para distribuir la carga uniformemente. Este diente es importante porque un diente crearía inestabilidad. Si este tiempo se prolonga, el polímero conductor PTC 140 puede cambiar al estado inactivo y permitir el desarrollo de un arco. La forma de estos dientes 222 presionará a los conectores fuera de la MDZ. Una vez que la palanca 180 ha sido movida a la posición que se muestra en la figura 36, el cierre auxiliar 196 quedará expuesto, y el operador podrá accionar el cierre. Este cierre auxiliar 196 se debe presionar para que se pueda pasar el segundo diente 224, y un diente inercial para los contactos auxiliares que está situado en el lado opuesto al cierre, situado más cerca del extremo de acoplamiento del alojamiento del encabezado 200. El tiempo que tomaría un operador para desacoplar el cierre auxiliar 196, después de girar primero la palanca 180, será suficiente para que la corriente pase a través del polímero conductor PTC 140 para reducirse a un nivel donde el arco no se generará cuando el contacto auxiliar 130 está desconectado. En otras palabras, la zona de apertura PTC durará lo suficiente para que el PTC se abra independientemente de la corriente que fluye a través del conector cuando se inicia el desacoplamiento. La corriente será lo suficientemente baja como para que no se genere un arco dañino cuando el contacto auxiliar 130 se mueve a través de la ADZ (zona de desconexión auxiliar). Después de que los conectores se han movido a través de estos estados, el conector de clavija 106 estará completamente desconectado y separado del encabezado, tal como se muestra en la figura 37. The first stage in the decoupling process is to press the release boss 184 to allow the rotation of the mechanical help lever 180. The arrow in Figure 31 shows the direction in which a force is applied to this release boss. After the release projection is disengaged, the lever 180 can be rotated clockwise as shown in Figure 33. The movement of the lever 180 from the position shown in Figure 31 to the position shown in Figure 33, and finally to the position shown in Figure 35, the main contact 112 will be disengaged from the receptacle terminal 150. With reference to Figure 1, this will displace the main contact sheet sections 114 A, B from stage 0 through the main disconnection zone (MDZ) to stage 2. The inner tooth 222 in the header housing 200 and a corresponding tooth or raised surface inside the sleeve of the plug connector 166 will also prevent the two connectors 104, 106 remain in the MDZ, where the contacts remain in contact, or experience an intermittent contact that could establish an arc between the main contact 112 and the rec terminal Entacle 150. There is another tooth for the main contact which is a symmetrical image of tooth 222 located at the bottom of the header. The tooth not mentioned is on the opposite side and moved out of the center to distribute the load evenly. This tooth is important because a tooth would create instability. If this time is prolonged, the conductive polymer PTC 140 can change to the inactive state and allow the development of an arc. The shape of these teeth 222 will press the connectors out of the MDZ. Once the lever 180 has been moved to the position shown in Figure 36, the auxiliary closure 196 will be exposed, and the operator can operate the closure. This auxiliary closure 196 must be pressed so that the second tooth 224 can be passed, and an inertial tooth for the auxiliary contacts that is located on the side opposite the closure, located closer to the coupling end of the header housing 200. The time that an operator would take to decouple the auxiliary closure 196, after first turning the lever 180, it will be sufficient for the current to pass through the conductive polymer PTC 140 to be reduced to a level where the arc will not be generated when the auxiliary contact 130 is disconnected. In other words, the PTC opening zone will last long enough for the PTC to open regardless of the current flowing through the connector when decoupling begins. The current will be low enough that a harmful arc is not generated when auxiliary contact 130 moves through the ADZ (auxiliary disconnection zone). After the connectors have moved through these states, the plug connector 106 will be completely disconnected and separated from the header, as shown in Figure 37.
La figura 38 muestra el daño que puede producir un arco para un contacto convencional de que se ha desconectado una vez con una carga resistiva pura a 59 voltios, 60 amperios, sin el uso de la resistencia PTC de la presente invención. Debe tenerse en cuenta el daño a los elementos de resorte en el conector correspondiente. La figura 39 muestra un contacto similar que se ha desconectado cincuenta veces con una carga resistiva pura a 59 voltios, 60 amperios con un PTC de acuerdo con la presente invención. Los dos contactos de acoplamiento no están dañados. El contacto auxiliar en la versión protegida también está en buen estado, ya que sólo había fuga de corriente que fluye a través del auxiliar cuando se separó del contacto de acoplamiento. La comparación de las figuras 38 y 39 muestra que a pesar de la resistencia PTC está sujeta al contacto macho, la protección también se consigue en el contacto hembra. Debe entenderse, sin embargo, que la resistencia PTC y el contacto auxiliar se pueden emplear en el lado del receptáculo y que los contactos principal y auxiliar no necesitan ser elementos macho. Figure 38 shows the damage that an arc can produce for a conventional contact that has been disconnected once with a pure resistive load at 59 volts, 60 amps, without the use of the PTC resistor of the present invention. Damage to the spring elements in the corresponding connector must be taken into account. Figure 39 shows a similar contact that has been disconnected fifty times with a pure resistive load at 59 volts, 60 amps with a PTC in accordance with the present invention. The two coupling contacts are not damaged. The auxiliary contact in the protected version is also in good condition, since there was only a leakage of current flowing through the auxiliary when it was separated from the coupling contact. The comparison of Figures 38 and 39 shows that despite the PTC resistance is subject to the male contact, protection is also achieved in the female contact. It should be understood, however, that the PTC resistor and auxiliary contact can be used on the side of the receptacle and that the main and auxiliary contacts need not be male elements.
Las figuras 38 y 39 muestran los efectos del dispositivo de polímero conductor PTC para evitar daños de arco cuando un conjunto de conector se utiliza con una carga resistiva pura. Las cargas inductivas pueden esperarse que produzcan picos de sobretensión cuando los conectores se desconectan, mientras fluyen altas corrientes. Si el dispositivo PTC puede soportar esos picos de tensión, la protección del arco funcionará exactamente tal como se describió anteriormente. Si el dispositivo PTC no puede soportar picos de tensión, entonces puede ser destruido, a menos que esté protegido de las sobretensiones mediante la utilización de un dispositivo de protección de sobretensión tales como MOV, diodos Zener o separaciones de chispas. Alternativamente, la carga inductiva puede tener los dispositivos de protección de sobretensión a través de la misma y volverá a no ser destructiva a la exposición de sobretensión para el dispositivo PTC. La figura 40 muestra la manera en que un supresor de sobretensión o abrazadera de sobretensión 40 (tal como un diodo Zener, MOV o separación de chispas) se puede conectar en paralelo con el dispositivo PTC 402 en un conjunto de conector sin arco protegido 404, según la presente invención incluyendo un contacto principal 406 y un contacto auxiliar 408. El conector 404 se muestra conectado a una batería o fuente de alimentación 410 y a una carga inductiva 412. Figures 38 and 39 show the effects of the PTC conductive polymer device to prevent arc damage when a connector assembly is used with a pure resistive load. Inductive loads can be expected to produce surge peaks when the connectors disconnect, while high currents flow. If the PTC device can withstand those voltage peaks, the arc protection will work exactly as described above. If the PTC device cannot withstand voltage spikes, then it can be destroyed, unless it is protected from surges by using a surge protection device such as MOV, Zener diodes or spark separations. Alternatively, the inductive load may have the surge protection devices through it and will no longer be destructive to the surge exposure for the PTC device. Figure 40 shows how a surge suppressor or surge clamp 40 (such as a Zener diode, MOV or spark sparking) can be connected in parallel with the PTC device 402 in a connector assembly without protected arc 404, according to the present invention including a main contact 406 and an auxiliary contact 408. The connector 404 is shown connected to a battery or power supply 410 and an inductive load 412.
La figura 41 muestra una disposición alternativa en la que un conector sin arco 414 de acuerdo con la invención, que incluye un contacto principal 406, un contacto auxiliar 408 y un dispositivo PTC 402, está conectado a una batería o fuente de alimentación 410 y una carga protegida 416 que incluye una carga inductiva 406 y un supresor de sobretensiones o abrazadera de sobretensiones 400 (tal como un diodo Zener, MOV o separación de chispas) están conectados en paralelo entre sí. Figure 41 shows an alternative arrangement in which an arc-free connector 414 according to the invention, which includes a main contact 406, an auxiliary contact 408 and a PTC device 402, is connected to a battery or power supply 410 and a Protected load 416 that includes an inductive load 406 and a surge suppressor or surge clamp 400 (such as a Zener diode, MOV or spark separation) are connected in parallel with each other.
Las disposiciones que se muestran en las figuras 40 y 41 compensan los picos de tensión indicados anteriormente. The arrangements shown in Figures 40 and 41 compensate for the voltage peaks indicated above.
La velocidad de separación se controla en cada una de las realizaciones representativas de la presente invención mediante el empleo de un procedimiento de desacoplamiento de dos etapas que da lugar a un retraso de tiempo suficiente para que el dispositivo de polímero conductor PTC se desactive antes de que el contacto auxiliar se desacople. También se proporcionan medios en la realización preferida que asegurarán que los contactos principales se desconecten rápidamente antes de que el elemento PTC pueda conmutar a la condición desactivada. Los medios representativos aquí descritos no son los únicos medios de control de la velocidad de separación que se pueden emplear. La velocidad de desacoplamiento de un conector eléctrico operado manualmente se puede controlar de diferentes maneras. Además, si el rango de carga de corriente es limitado, que significa que hay una corriente mínima que puede fluir, que es un porcentaje significativo de la corriente máxima, el retraso causado por la longitud adicional del contacto auxiliar puede ser suficiente, haciendo que un desacoplamiento distinto de dos etapas sea innecesario. The separation rate is controlled in each of the representative embodiments of the present invention by employing a two-stage decoupling procedure that results in a sufficient time delay for the PTC conductive polymer device to be deactivated before The auxiliary contact is disengaged. Means are also provided in the preferred embodiment that will ensure that the main contacts disconnect quickly before the PTC element can switch to the deactivated condition. The representative means described herein are not the only means of controlling the separation rate that can be employed. The decoupling speed of a manually operated electrical connector can be controlled in different ways. In addition, if the current load range is limited, which means that there is a minimum current that can flow, which is a significant percentage of the maximum current, the delay caused by the additional length of the auxiliary contact may be sufficient, causing a Uncoupling other than two stages is unnecessary.
Existen otros enfoques para hacer alguna resistencia que el operador humano debe vencer al desconectar un conector de acoplamiento. Un ejemplo se muestra en las figuras 42A a 42D, que muestra un conector de receptáculo 304 y un conector de clavija de acoplamiento 306 que incluye medios para proporcionar un rápido movimiento unidireccional a través de las zonas de desconexión de contacto y el retardo de tiempo entre las mismas con una sola palanca. Esta configuración de la palanca alternativa puede proporcionar una alta velocidad unidireccional a través de la MDZ y la ADZ, mientras que también proporciona un retraso de tiempo entre esas zonas, sin un cierre adicional. La alta velocidad se genera cuando la viga en voladizo cargada 316 sobre la palanca 308 empuja el pasador de la clavija 310 a través del los dientes del alojamiento del receptáculo 312, 314 en un canal de alojamiento 318, tal como se muestra en las figuras 42A y 42C. Tal como se muestra en la figura 42B, el retardo de tiempo es causado cuando la viga en voladizo 316 sobre la palanca 308 se relaja después de empujar el pasador There are other approaches to make some resistance that the human operator must overcome when disconnecting a coupling connector. An example is shown in Figures 42A to 42D, which shows a receptacle connector 304 and a coupling pin connector 306 that includes means for providing rapid unidirectional movement through the contact disconnection zones and the time delay between the same with a single lever. This alternative lever configuration can provide high unidirectional speed through the MDZ and ADZ, while also providing a time delay between those zones, without additional closure. High speed is generated when the cantilever beam loaded 316 on the lever 308 pushes the pin of the pin 310 through the teeth of the receptacle housing 312, 314 in a housing channel 318, as shown in Figures 42A and 42C. As shown in Figure 42B, the time delay is caused when the cantilever beam 316 on the lever 308 relaxes after pushing the pin
5 de la clavija 310 a través del primer diente de la cubierta del receptáculo 312 y luego se vuelve a flexionar o se recarga mediante el movimiento continuo de la palanca 308 hasta que puede empujar el pasador de la clavija 310 a través del segundo diente del alojamiento del receptáculo 314. 5 of the pin 310 through the first tooth of the receptacle cover 312 and then again flexed or recharged by the continuous movement of the lever 308 until it can push the pin of the pin 310 through the second tooth of the housing of receptacle 314.
En otras versiones, un tope, o característica de liberación del resorte, también precarga de la fuerza humana al nivel necesario para garantizar una suficiente velocidad en las zonas de separación crítica. Pistones, o dispositivos In other versions, a stop, or spring release feature, also preloads human force to the level necessary to ensure sufficient speed in the areas of critical separation. Pistons, or devices
10 amortiguadores, pueden proporcionar la resistencia controlada que puede ralentizar la velocidad y los mecanismos de cierre adicionales o palancas pueden forzar paradas momentáneas entre la separación de los contactos principal y auxiliar en caso necesario. Otros medios también serán evidentes para un experto en la materia. 10 dampers, can provide controlled resistance that can slow down the speed and additional closing mechanisms or levers can force momentary stops between the separation of the main and auxiliary contacts if necessary. Other means will also be apparent to an expert in the field.
La presente invención tampoco se limita a un dispositivo de polímero conductor PTC. Existen otros dispositivos de coeficiente de temperatura positivo que podrían sustituir los dispositivos de polímero conductor PTC o los materiales 15 que se utilizan en las realizaciones preferidas descritas según. Se sabe que existen dispositivos metálicos PTC que podrían ser empleados en realizaciones alternativas que emplean todos los elementos básicos de la presente invención. Otros materiales PT tales como BaTiO3 dopado también puede ser empleado, aunque el gasto de estas distintas alternativas puede evitar que tengan una alternativa comercial aceptable al uso de dispositivos de polímero conductor PTC y materiales. Otras realizaciones alternativas serán evidentes para un experto en la materia. Por lo The present invention is also not limited to a PTC conductive polymer device. There are other positive temperature coefficient devices that could replace the PTC conductive polymer devices or the materials 15 that are used in the preferred embodiments described according to. It is known that there are PTC metal devices that could be employed in alternative embodiments that employ all the basic elements of the present invention. Other PT materials such as doped BaTiO3 can also be used, although the expense of these different alternatives may prevent them from having an acceptable commercial alternative to the use of PTC conductive polymer devices and materials. Other alternative embodiments will be apparent to one skilled in the art. For the
20 tanto, la invención, descrita en términos de una realización preferida representativa, no se limita a esas realizaciones representativas, sino según se define en las siguientes reivindicaciones. Therefore, the invention, described in terms of a representative preferred embodiment, is not limited to those representative embodiments, but as defined in the following claims.
Claims (9)
- 1.one.
- Conector eléctrico (40) que comprende: Electrical connector (40) comprising:
- 2.2.
- Conector eléctrico según la reivindicación 1, en el que el terminal de contacto principal lleva a una corriente mayor cuando se conecta al conector eléctrico de acoplamiento que lleva los terminales de contacto auxiliar cuando tanto los terminales de contacto principal y auxiliar están conectados al conector eléctrico de acoplamiento. Electrical connector according to claim 1, wherein the main contact terminal leads to a higher current when connected to the electrical coupling connector carrying the auxiliary contact terminals when both the main and auxiliary contact terminals are connected to the electrical connector of coupling
- 3.3.
- Conector eléctrico según la reivindicación 1, en el que el terminal de contacto auxiliar se desconecta de una terminal eléctrico de acoplamiento después de un intervalo de tiempo finito desde la desconexión del terminal de contacto principal, siendo el intervalo de tiempo finito suficiente largo para que la resistencia en el elemento resistivo aumente lo suficiente para reducir la corriente a través del terminal de contacto auxiliar por debajo de un umbral de arco, de modo que el arco no se produce cuando se desconecta del terminal de contacto auxiliar. Electrical connector according to claim 1, wherein the auxiliary contact terminal is disconnected from an electrical coupling terminal after a finite time interval from disconnection of the main contact terminal, the finite time interval being long enough for the Resistance in the resistive element increases sufficiently to reduce the current through the auxiliary contact terminal below an arc threshold, so that the arc does not occur when disconnected from the auxiliary contact terminal.
- 4.Four.
- Conector eléctrico según la reivindicación 1, en el que el elemento resistivo comprende un elemento de resistencia de coeficiente de temperatura positivo, estando el elemento resistivo caracterizado por un tiempo de activación finito para conmutar desde un primer estado de resistencia relativamente baja a un segundo estado de resistencia relativamente mayor. Electrical connector according to claim 1, wherein the resistive element comprises a positive temperature coefficient resistance element, the resistive element being characterized by a finite activation time for switching from a first relatively low resistance state to a second state of relatively higher resistance.
- 5.5.
- Conector eléctrico según la reivindicación 1, en el que el terminal de contacto principal se puede separar del contacto de acoplamiento antes de que el terminal de contacto auxiliar se desconecte de un circuito que incluye el contacto de acoplamiento en la desconexión del terminal de contacto principal del contacto de acoplamiento y antes de la desconexión del terminal de contacto auxiliar del circuito, de manera que tanto el terminal de contacto principal como el terminal de contacto auxiliar se pueden desconectar sin arco. Electrical connector according to claim 1, wherein the main contact terminal can be separated from the coupling contact before the auxiliary contact terminal is disconnected from a circuit that includes the coupling contact in the disconnection of the main contact terminal of the coupling contact and before disconnection of the auxiliary contact terminal of the circuit, so that both the main contact terminal and the auxiliary contact terminal can be disconnected without arc.
- 6.6.
- Conector eléctrico según la reivindicación 4, en el que el terminal de contacto principal comprende una ruta eléctrica de resistencia menor que una ruta eléctrica a través del terminal de contacto auxiliar y la resistencia de coeficiente de temperatura positivo, de modo que se produce un rápido aumento de la corriente a través de la resistencia de coeficiente de temperatura positivo y el terminal de contacto auxiliar después de que el terminal de contacto principal se separa del contacto de acoplamiento. Electrical connector according to claim 4, wherein the main contact terminal comprises an electrical route of less resistance than an electrical route through the auxiliary contact terminal and the positive temperature coefficient resistance, so that a rapid increase occurs of the current through the positive temperature coefficient resistor and the auxiliary contact terminal after the main contact terminal separates from the coupling contact.
- 7.7.
- Conector eléctrico según la reivindicación 1, en el que el elemento resistivo se caracteriza por un mayor índice de cambio de la resistencia eléctrica en respuesta a un cambio en la temperatura del terminal de contacto auxiliar; Electrical connector according to claim 1, wherein the resistive element is characterized by a higher rate of change of the electrical resistance in response to a change in the temperature of the auxiliary contact terminal;
- 8.8.
- Conector eléctrico según la reivindicación 1, en el que la corriente a través del elemento resistivo y el terminal de contacto auxiliar aumenta inicialmente cuando el terminal de contacto principal se desacopla del terminal de contacto de acoplamiento. Electrical connector according to claim 1, wherein the current through the resistive element and the auxiliary contact terminal initially increases when the main contact terminal is disengaged from the coupling contact terminal.
- 9.9.
- Conector eléctrico según la reivindicación 1, en el que el conector eléctrico está configurado de manera que, cuando el conector eléctrico se desacopla del conector eléctrico de acoplamiento, los medios de contacto principal se desconectan de los medios del terminal de acoplamiento en el conector eléctrico de acoplamiento antes de la desconexión de los medios de contacto auxiliar y los medios de terminal de acoplamiento, de manera que una ruta de corriente a través de los medios de contacto auxiliar y los medios resistivos a los medios de terminal de acoplamiento permanecen intactos después de la desconexión de los medios de contacto principal desde los medios Electrical connector according to claim 1, wherein the electrical connector is configured such that, when the electrical connector is disengaged from the electrical coupling connector, the main contact means is disconnected from the means of the coupling terminal in the electrical connector of coupling prior to disconnection of the auxiliary contact means and the coupling terminal means, such that a current path through the auxiliary contact means and the resistive means to the coupling terminal means remain intact after the disconnection of the main contact media from the media
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