КОНТАКТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2004 года по МПК H01R13/15 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических соединительных устройствах для обеспечения разъемного контакта при соединении выводов к измерительной аппаратуре.

Известно контактное штампованное гнездо, описанное в описании авторского свидетельства СССР №1479988 и опубликованное 15 мая 1989 г., бюл. №18, которое выполнено в виде токопроводящего трубчатого корпуса, состоящего из контактируемой, содержащей центрирующее кольцо, упругий контактный лепесток, который ограничен Г-образной прорезью, и соединительных частей, между которыми расположен ограничительный лепесток. При взаимодействии с гнездом ответный контакт взаимодействует с контактной частью и поджимается лепестком, образованным Г-образной прорезью.

Однако лепестки, предназначенные для фиксации гнезда в розетке, фиксируют гнездо только за счет упругих сил материала, что снижает надежность контактного соединения при механических нагрузках, причем контакт и усилия прижима осуществляются контактным лепестком только в части гнезда, а при изготовлении используется благородный металл.

Известен электрический контакт, описанный в описании авторского свидетельства СССР №1046810 и опубликованный 30.10.83, бюл. №37, который содержит корпус с гнездом в виде упругих элементов, жестко зафиксированных в корпусе одним своим концом и имеющих изогнутые участки упругих лепестков, охватывающие сферический концевой участок и кольцевой паз ответной части.

Однако указанный контакт сложен в изготовлении, а также недостаточно надежен, поскольку контактирование происходит только за счет создания усилия прижима боковых участков и не исключено самопроизвольное расчленение контактов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является контактный элемент, устанавливаемый в розетке пожарных извещателей ИП-212-41, выпускаемый согласно техническим условиям ТУ 4371-005-12215496-98, содержащий прямоугольную пластину с элементами фиксации в розетке, отверстиями крепления проводников и прорезью, в виде замочной скважины, причем лепесток, являющийся продолжением боковой части пластины, подгибается под пластиной в сторону, противоположную входу ответной части контакта, которую он ограничивает и прижимает к узкой части прорези.

Недостатками указанного контактного элемента являются недостаточная надежность контактирования из-за неустойчивости, как самой ответной части контакта, так и нестабильности контактного давления ответной части контакта. Поскольку упругие силы лепестка по его длине могут обеспечить стабильность контактного давления только при определенной толщине самой пластины, а повышенная жесткость лепестка способствует прокрутке ответного контактного элемента и не исключено самопроизвольное расчленение контактных элементов. Кроме того, повышенные линейные размеры контактного элемента из-за выполнения упругого лепестка практически из половины прямоугольной пластины и его размещение под прямоугольной пластиной, а также дополнительные операции, сопровождающие подгиб лепестка после штамповки, повышают затраты материалов, более четверти которых приходится на отходы, а также увеличивают себестоимость контактного элемента.

Перед изобретателями стояла задача создания надежного, малогабаритного, технологичного и недорогого контактного элемента, обеспечивающего устойчивое положение ответного контакта с постоянным контактным давлением, исключающего самопроизвольное расчленение контактных элементов и обеспечивающего их разъем при незначительных усилиях, и не требующего специальных средств при монтаже розетки.

Поставленная задача решается тем, что предложен контактный элемент, содержащий прямоугольную пластину с элементами фиксации в розетке, отверстиями крепления проводников и лепесток, выполненный незамкнутой прорезью, которая ограничивает соответствующую ответному контакту круговую площадку, сопряженную скользящим плечом лепестка с плоскостью ограничения под соответствующим углом с меньшим основанием упругого плеча лепестка, выполненного в виде трапеции, которая может быть прямоугольной, и связанного с пластиной большим основанием, на котором размещена линия для пружинного отгиба лепестка в противоположную сторону от контактных площадок, причем точка пересечения большего основания с большей боковой стороной упругого плеча и прорезь круговой площадки лепестка размещены касательно горизонтальной оси пластины, а ширина скользящего и упругого плеч лепестка соответствуют диаметру ножки ответного контакта. Новым является то, что лепесток, выполненный незамкнутой прорезью, отогнут от прямоугольной пластины в противоположную сторону от контактных площадок, а его горизонтальная ось, проходящая через центр круговой площадки и основание лепестка, размещена параллельно горизонтальной оси пластины, причем круговая площадка, сопряженная скользящим плечом лепестка с плоскостью ограничения под соответствующим углом с меньшим основанием упругого плеча лепестка, выполненного в виде трапеции, наклонена к горизонтальной оси пластины под углом, соответствующим дуге поворота ответной части контактного элемента по скользящему плечу до ограничительной плоскости, между которыми для заданной величины захода ответной части контактного элемента образован двухгранный угол.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности контактирования контактного элемента и его ответной части за счет обеспечения стабильности контактного давления с помощью упругого лепестка и фиксации ответной части на местах непосредственного контакта с контактным элементом. Кроме того, упругое плечо лепестка, выполненное в виде трапеции, позволяет уменьшить толщину пластины при сохранении упругих характеристик пластины и лепестка. Ограничением ответной части контактного элемента двухгранным углом - между скользящим плечом и ограничительной плоскостью, и подпружиненным лепестком, обеспечивают необходимую плотность прижима к контактным площадкам, находящимся на соответствующих местах прорези и прямоугольной пластине, и позволяют повысить надежность контактирования, исключить самопроизвольное расчленение контактных элементов, а легким поворотом против часовой стрелки выполнить разъем контактов. При этом такое конструктивное решение позволяет сжимать пружину лепестка только на величину провала ответных контактов и не передавать на нее усилия сочленения без уменьшения надежности контактирования. Все это обеспечивает стабильное контактное давление, малые габариты и высокую износостойкость контактного элемента.

На фиг.1 представлен контактный элемент, вид сверху; на фиг.2 показано сечение А-А контактного элемента при взаимодействии с ответным контактом; на фиг.3 показано сечение А-А контактного элемента.

Контактный элемент, установленный в розетке 1 (фиг.1, 2, 3), содержит прямоугольную пластину 2 с элементами фиксации - отверстием 3 (фиг.1) и выемкой 4 для защелки и установочными ушками 5, отверстиями 6 крепления проводников, и выполненный незамкнутой прорезью лепесток 7, в основании которого размещены технологические отверстия 8. Прорезь лепестка 7 ограничивает соответствующую ответному контакту 9 (фиг.1, 2), круговую площадку 10 (фиг.1), сопряженную скользящим плечом 11 (фиг.1, 3) лепестка с плоскостью 12 ограничения под соответствующим углом с меньшим основанием упругого плеча 13 лепестка, выполненного в виде трапеции, которая может быть прямоугольной, и связанного с пластиной 2 большим основанием, на котором размещена линия 14 (фиг.1, 2) для пружинного отгиба лепестка 7 в противоположную сторону от контактных площадок 15 (фиг.2), причем точка пересечения большего основания с большей боковой стороной упругого плеча 13 (фиг.1) и прорезь круговой площадки 10 лепестка размещены касательно горизонтальной оси пластины 2, а ширина скользящего плеча 11 лепестка с плоскостью 12 ограничения под соответствующим углом и меньшее основание упругого плеча 13 лепестка соответствуют диаметру ножки 16 (фиг.2) ответного контакта 9. При этом круговая площадка 10 (фиг.1), сопряженная скользящим плечом 11 лепестка с плоскостью 12 ограничения под соответствующим углом с меньшим основанием упругого плеча 13 лепестка, выполненного в виде трапеции, наклонена к горизонтальной оси пластины 2 под углом, соответствующим дуге поворота ответной части 9 контактного элемента по скользящему плечу 11 до ограничительной плоскости 12, между которыми для заданной величины захода ответной части 9 контактного элемента образован двухгранный угол.

Устройство работает следующим образом.

При введении ответного контакта 9 во взаимодействие с прорезью лепестка 7 он своим концом соприкасается с круговой площадкой 10, утапливается на нужную глубину, соответствующую величине захода ответного контакта 9 контактного элемента, а затем при повороте по часовой стрелке перемещается по скользящему плечу 11 лепестка 7 до легкого упора с плоскостью 12. Конец ответного контакта 9 фиксируется двухгранным углом - между скользящим плечом 11 и ограничительной плоскостью 12 и поджимается упругим лепестком 7 к контактным площадкам 15, находящимся на соответствующих местах прорези и прямоугольной пластине 2, при этом контактные площадки, соответствующие контактным площадкам 15, и ножка 16 ответного контакта 9 входят в соприкосновение с контактными площадками 15 пластины 2 по обе стороны прорези лепестка 7 и самой прорезью. При разъеме из контактного элемента ответный контакт 9 испытывает противодействие упругой силы лепестка 7, которое уравновешивается вращательным моментом против часовой стрелки и силой скольжения по плечу лепестка 11 в направлении контактной площадки 10, а при достижении контактной площадки 10 ответный контакт 9 выталкивается упругой силой лепестка 7 и коммутация контактного соединения прекращается. Предлагаемая конструкция контактного элемента обеспечивает усилие расчленение не более 2 Нм и позволяет удерживать ответную часть контактного элемента без применения дополнительных элементов для ее фиксации. Контактный элемент изготавливают из материала, обладающего хорошими электрическими и пружинными свойствами, например из бронзы толщиной от 0,35 до 0,45 (мм) с последующим антикоррозионным покрытием сплавом олова с висмутом или кадмием толщиной не более 9 мкм. Возможно изготовление контактного элемента из стали 65Г толщиной 0,4 мм с последующим нанесением слоя меди 0,2 мкм, а затем - никеля от 10 до 15 (мкм). Наличие двухгранного угла на упругом лепестке и соответствующих ему контактных площадок на пластине создают дополнительные точки контакта и повышают надежность и долговечность соединения контактного элемента. Конструкция контактного элемента обеспечивает выполнение розетки без крышки и не требует специальных средств при монтаже.

Применение контактного элемента обеспечивает малое усилие при сочленении, обусловленное последовательным нажатием ответного контакта с одновременным вращением по часовой стрелке до места фиксации, снижение контактного давления без уменьшения надежности контактирования, за счет сжатия упругого лепестка только на величину провала ответного контакта, не передавая на него усилия сочленения и обеспечивая стабильное контактное давление и высокую износостойкость, снижение массогабаритов, отходов материала при штамповке и себестоимости контактного элемента.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических соединительных устройствах для обеспечения разъемного электрического контакта. Технический результат - снижение трудоемкости и повышение надежности коммутации при малом контактном давлении соединения. Контактный элемент содержит прямоугольную пластину с элементами фиксации в розетке, отверстиями крепления проводников и лепестком, выполненным незамкнутой прорезью, которая ограничивает соответствующую ответному контакту круговую площадку, сопряженную скользящим плечом лепестка с плоскостью ограничения под соответствующим углом с меньшим основанием упругого плеча лепестка, выполненного в виде трапеции и связанного с пластиной большим основанием, на котором размещена линия для пружинного отгиба лепестка в противоположную сторону от контактных площадок, причем точка пересечения большего основания с большей боковой стороной упругого плеча и прорезь круговой площадки лепестка размещены касательно горизонтальной оси пластины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Контактный элемент, содержащий прямоугольную пластину с элементами фиксации в розетке, отверстиями крепления проводников и лепестком, отличающийся тем, что лепесток выполнен незамкнутой прорезью, которая ограничивает соответствующую ответному контакту круговую площадку, сопряженную скользящим плечом лепестка с плоскостью ограничения под соответствующим углом с меньшим основанием упругого плеча лепестка, выполненного в виде трапеции и связанного с пластиной большим основанием, на котором размещена линия для пружинного отгиба лепестка в противоположную сторону от контактных площадок, причем точка пересечения большего основания с большей боковой стороной упругого плеча и прорезь круговой площадки лепестка размещены касательно горизонтальной оси пластины.2. Контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что ширина скользящего и упругого плеч лепестка соответствуют диаметру ножки ответного контакта.3. Контактный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что упругое плечо лепестка выполнено в виде прямоугольной трапеции.