КОНТАКТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И ПРИМЕНЕНИЕ ЭТОГО ЭЛЕМЕНТА В РАЗЪЕМНОМ СОЕДИНЕНИИ Российский патент 2011 года по МПК H01R13/187 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к области техники электрических соединений. Оно относится к контактному элементу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к способу применения такого контактного элемента в разъемном соединении.

Уровень техники

Контактные элементы в виде контактных ламелей давно известны и применяются для создания надежных, долговечных и выдерживающих достаточно высокие токи электрических соединений между двумя поверхностями, которые должны быть электрически соединены, но разделены достаточно большими зазорами. Основой такого контактного элемента или, соответственно, ламели является несущая полоса, на которой в продольном направлении друг за другом расположен ряд перемычек, которые выступают из плоскости полосы и могут быть упруго прижаты обратно к плоскости полосы посредством скручивания. В первых контактных ламелях перемычки, осуществляющие контакт, выполнялись методом вырубки/гибки непосредственно из материала несущей полосы (см., например, USA-3,453,587). В этом случае, соответственно, речь идет об однокомпонентных контактных элементах.

Недостатком этого способа была не только ограниченность геометрических размеров перемычек, которые формировались методом вырубки непосредственно из несущей полосы, но и ограниченный выбор материала несущей полосы, который одновременно должен был иметь хорошие пружинящие, электропроводные и контактные свойства.

Поэтому позднее было предложено выполнять несущую полосу и перемычки как отдельные детали (двухкомпонентные контактные элементы). При этом несущая полоса могла иметь оптимальные пружинящие свойства, а закрепленные на несущей полосе перемычки - оптимальные электрические свойства. В то же время, благодаря возможности свободно выбирать размеры перемычек, появилась возможность обеспечивать контакт между деталями, находящимися на большем расстоянии друг от друга. Подобные контактные элементы и, соответственно, контактные ламели известны, например, из US-A-4,456,325, а также из ЕР-А2-0 254 770 или ЕР-А1-1 119 077.

В последней из упомянутых заявок (ЕР-А1-1 119 077) в качестве перемычек используются изогнутые в форме буквы V контактные дуги, которые на свободных концах плеч имеют контактные ножки и закреплены на несущей полосе. Контактные ножки на нижней стороне имеют по одной точке контакта, посредством которой осуществляется электрический контакт с контактной поверхностью. Контакт с другой, противоположной контактной поверхностью, осуществляется другой контактной точкой, расположенной на вершине контактной дуги. Плечо контактной дуги, расположенное спереди в направлении ввода штекера, служит для того, чтобы контактная дуга могла плавно скользить и упруго прижиматься к несущей полосе, когда штекер вставляется в разъемное соединение. Плечо контактной дуги, расположенное сзади в направлении ввода штекера, не выполняет какой-либо значимой функции, но увеличивает ширину контактного элемента, что является недостатком с точки зрения компактности.

Сущность изобретения

Поэтому задачей изобретения является разработка контактного элемента в форме контактной ламели, который сохранит преимущества двухкомпонентной схемы контактного элемента и, одновременно, будет более компактным, или, соответственно, будет передавать больший ток при меньших внешних размерах.

Задача решается совокупностью признаков, раскрываемых в пункте 1 формулы изобретения. Для изобретения существенно, что отдельные перемычки (ламели), осуществляющие электрический контакт, расположены асимметрично срединной плоскости, проходящей в продольном направлении несущей полосы. Благодаря этому при уменьшенной ширине можно значительно увеличить количество контактных точек на единицу длины.

Один из вариантов исполнения изобретения отличается тем, что перемычки имеют по две контактные ножки, расположенные на некотором расстоянии друг от друга в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей полосы, с помощью которых перемычки крепятся к несущей полосе и электрически соединяются с одной из двух противоположных поверхностей, а также тем, что перемычки имеют по одной соединенной с контактными ножками треугольной контактной пластине, вершина которой расположена на одной стороне срединной плоскости и электрически соединяется со второй из двух противоположных поверхностей.

В частности, несущая полоса для каждой из расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек имеет по два упругих рычага, которые отходят перпендикулярно в противоположных направлениях от проходящей в продольном направлении несущей полосы шины и работают пружинами кручения; к свободным концам этих рычагов крепится своими контактными ножками соответствующая перемычка, причем расположенные друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычки расположены с перекрытием.

Предпочтительно контактная пластина в целом имеет форму прямоугольного треугольника, в котором контактные ножки расположены на оконечностях одного из катетов, а вершина образована другим катетом и гипотенузой.

Другой вариант исполнения отличается тем, что каждая из перемычек в области контактных ножек имеет по контактной планке, охватывающей несущую полосу или, соответственно, упругие рычаги, зажимая их.

Дополнительно к зажимному креплению перемычек на несущей полосе или, соответственно, упругих рычагах может быть предусмотрено соединение с геометрическим замыканием между несущей полосой или, соответственно, упругими рычагами и контактными ножками, причем для создания геометрического замыкания в несущей полосе или упругих рычагах выполняются отверстия, с которыми входят в зацепление контактные ножки благодаря соответствующей форме выполнения.

Для облегчения монтажа на свободных концах упругих рычагов выполнены направляющие язычки, выступающие вбок над контактными ножками.

Предпочтительно на свободном конце единственного упругого рычага сформирован направляющий язычок, выступающий вбок над контактной ножкой предпочтительно только с одной стороны.

Следующий вариант исполнения изобретения отличается тем, что контактный элемент имеет только один ряд расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек, а соответствующая несущая полоса содержит, соответственно, только одну проходящую в продольном направлении несущей полосы и расположенную в середине несущей полосы шину с двумя упругими рычагами, отходящими перпендикулярно в противоположных направлениях и работающими как пружины кручения.

Повышение плотности контактных точек может быть достигнуто за счет того, что контактный элемент будет иметь два параллельных ряда расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек, причем соответствующая несущая полоса будет содержать, соответственно, две проходящих параллельно в продольном направлении несущей полосы шины, каждая из которых имеет по два упругих рычага, отходящих перпендикулярно в противоположных направлениях и работающих как пружины кручения, причем отходящие вовнутрь от обеих шин упругие рычаги попарно соединяются друг с другом своими оконечностями посредством центрального соединения. Особое преимущество состоит в том, что центральное соединение выполнено таким образом, что перемычка, расположенная сзади в направлении введения штекера, подпружинивается при вставке штекера, а в полностью вставленном состоянии самостоятельно обеспечивает электрический контакт между двумя противоположными поверхностями.

В частности, перемычки обоих параллельных рядов выполнены и расположены зеркально относительно срединной плоскости, проходящей между рядами.

Особое преимущество состоит в том, что каждая из перемычек имеет две контактные ножки, расположенные на некотором расстоянии друг от друга в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей полосы, с помощью которых перемычки крепятся к несущей полосе и с помощью которых они электрически соединяются с одной из двух противоположных поверхностей, причем перемычки имеют по одной соединенной с контактными ножками треугольной контактной пластине, вершины которых расположены на обеих сторонах и в непосредственной близости от срединной плоскости, проходящей между рядами, и электрически соединяются со второй из двух противоположных поверхностей.

Способ применения контактного элемента в разъемном соединении, содержащем штекер и гнездо, отличается тем, что контактный элемент расположен в пазу на внешней стороне штекера или на внутренней стороне гнезда таким образом, что вершина пластины находится позади в направлении разъема.

Если контактный элемент имеет направляющие язычки, выступающие в перпендикулярном направлении наружу, то он выгодным образом вводится направляющими язычками в боковые вырезы паза.

Другой предпочтительный способ применения контактного элемента отличается тем, что контактный элемент имеет направляющие язычки, выступающие в перпендикулярном направлении наружу. При этом направляющие язычки предпочтительно выступают над перемычками с одной стороны. Контактный элемент вводится направляющими язычками в единственный боковой вырез паза. Направляющие язычки при этом расположены в один ряд, причем ряд направляющих язычков входит в вырез.

Краткое описание чертежей

Изобретение подробно описывается ниже на основании вариантов исполнения, представленных на прилагаемых чертежах, на которых:

На фиг.1 на различных фрагментах чертежа 1(a)-1(g) показаны различные узлы и виды контактного элемента только с одним рядом асимметричных перемычек согласно первому варианту исполнения изобретения.

На фиг.2 на различных фрагментах чертежа 2(a)-2(c) показан монтаж контактного элемента согласно фиг.1 с боковыми направляющими планками и без них.

На фиг.3 представлено сравнение контактных элементов, изображенных на фиг.2, с контактными элементами уровня техники.

На фиг.4 на различных фрагментах чертежа 4(a)-4(g) представлены различные узлы и виды контактного элемента с двумя параллельными рядами асимметричных перемычек согласно второму варианту исполнения изобретения.

На фиг.5 на различных фрагментах чертежа 5(a)-5(c) показан монтаж контактного элемента согласно фиг.4 с боковыми направляющими планками и без них.

На фиг.6 представлено сравнение контактных элементов, изображенных на фиг.4, с двумя контактными элементами уровня техники.

На фиг.7 на различных фрагментах чертежа 7(a)-7(c) показан процесс образования разъемного соединения, содержащего контактный элемент согласно фиг.4, причем контактный элемент установлен на штекере.

На фиг.8 на различных фрагментах чертежа 8(a)-8(c) показан процесс образования разъемного соединения, содержащего контактный элемент согласно фиг.4, причем контактный элемент установлен в гнезде.

На фиг.9 на двух фрагментах чертежа 9(a), 9(b) показан процесс образования разъемного соединения, содержащего контактный элемент согласно фиг.1, причем контактный элемент установлен на штекере (9a) или в гнезде (9b).

На фиг.10 изображено допустимое угловое отклонение (a) разъемного соединения согласно фиг.7.

На фиг.11 показан вид контактного элемента только с одним рядом асимметричных перемычек согласно третьему варианту исполнения изобретения.

На фиг.12 на двух фрагментах чертежа 12(a), 12(b) представлены различные узлы и виды устанавливаемого или установленного на штекер контактного элемента.

На фиг.13 на двух фрагментах чертежа 13(a), 13(b) представлены различные узлы и виды устанавливаемого или установленного в гнезде контактного элемента.

Осуществление изобретения

На фиг.1 на различных фрагментах чертежа 1(a)-1(g) представлены различные узлы и виды контактного элемента только с одним рядом асимметричных перемычек согласно первому варианту исполнения изобретения. Контактный элемент 10 состоит из протяженной упругой несущей полосы 11, выполненной из подходящего металлического листа, и нескольких расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек 17 (фиг.1(g)), упруго закрепленных на несущей полосе 11 перпендикулярно плоскости несущей полосы и предназначенных для установления электрического контакта между двумя противоположными поверхностями (26, 27 или, соответственно, 46, 47 на фиг.9).

Перемычки 17, выполненные из материала с хорошими электропроводящими свойствами (например, меди) и, предпочтительно, имеющие покрытие на своей поверхности (например, серебро), выполнены асимметрично срединной плоскости М1 (фиг.1(b)), проходящей в продольном направлении несущей полосы. Они имеют по две контактные ножки 18, 19, расположенные на некотором расстоянии друг от друга в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей полосы, с помощью которых перемычки крепятся к несущей полосе 11 и с помощью которых они электрически соединяются с одной из двух противоположных поверхностей (26, 27 или, соответственно, 46, 47, фиг.9).

Перемычки 17 имеют по одной соединенной с контактными ножками 18, 19 треугольной контактной пластине 20, вершина 21 которой расположена на одной стороне срединной плоскости М1 (фиг.1(b)) и электрически соединяется со второй из двух противоположных поверхностей 26, 27 или, соответственно, 46, 47. Благодаря треугольной форме контактной пластины 20 достигается желаемая асимметрия перемычки 17. Скос 22, идущий от вершины 21 пластины к контактной ножке 18, позволяет мягко подпружинить перемычку 17, когда контактный элемент согласно фиг.9 вставляется в разъемное соединение 26, 27 или, соответственно, 46, 47.

Упругость перемычек достигается за счет того, что несущая полоса 11 для каждой из расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек 17 имеет по два упругих рычага 13, 14, отходящих перпендикулярно в противоположных направлениях от проходящей в продольном направлении несущей полосы шины 12 и работающих как пружины кручения. К свободным концам упругих рычагов 13, 14 крепится своими контактными ножками 18, 19 соответствующая перемычка 17. Упругие рычаги 13, 14, которые в ненапряженном состоянии слегка скручены (высота h1 на фиг.1(g)), расположены настолько плотно друг за другом в продольном направлении несущей полосы, что перемычки 17 в значительной степени перекрываются, благодаря чему обеспечивается высокая плотность контакта и тока на единицу длины контактного элемента. Контактный элемент 10 согласно фиг.1(g) может заполнять максимальную высоту h2 между двумя контактирующими поверхностями; минимальная высота h3 достигается тогда, когда перемычки 17 накладываются друг на друга наподобие чешуек.

Для создания контактного элемента 10 отдельные перемычки 17 (фиг.1(b)) закрепляются на подготовленной несущей полосе 11 (фиг.1(a)) за счет того, что упругие рычаги 13, 14 зажимаются в области контактных ножек 18, 19 с помощью загиба контактной планки 23 (фиг.1(f)). Зажим обеспечивает силовое замыкание и соединение между несущей полосой 11 и перемычками 17. Дополнительно к зажимному креплению перемычек 17 на несущей полосе 11 или, соответственно, упругих рычагах 13, 14 может быть предусмотрено соединение с геометрическим замыканием между несущей полосой 11 или, соответственно, упругими рычагами 13, 14 и контактными ножками 18, 19. Такое соединение может происходить, например, за счет того, что в несущей полосе 11 или, соответственно, упругих рычагах 13, 14 в соответствующих местах выполнены отверстия 16, с которыми входят в зацепление контактные ножки 18, 19 благодаря соответствующей ферме выполнения контактных планок 23. Эта форма на чертеже не показана. Также возможны другие виды геометрического замыкания.

В целях надежного удержания контактного элемента 10 на месте монтажа (фиг.2(b); 9) на свободных концах упругих рычагов 13, 14 над контактными ножками 18, 19 могут быть выполнены выступающие вбок направляющие язычки 15 (фиг.1(a), (d), (e)). Если контактный элемент 10 установлен в пазе 28 на внешней стороне штекера 27 или на внутренней стороне гнезда 46 разъемного соединения, то он вводится направляющими язычками 15 в боковые вырезы 29 паза 28 (фиг.2, 9). Также согласно фиг.3 возможен контактный элемент 10' без боковых направляющих язычков, который согласно фиг.2(а) в случае небольшого по размерам гнезда может устанавливаться в простой паз 28 без вырезов.

Вместо асимметричного варианта с одной шиной, представленного на фиг.1-3 и 9, в рамках изобретения может быть предусмотрен также симметричный вариант с двумя шинами, представленный на фиг.4-8 и 10. В этом варианте количество контактных точек удваивается. В этом случае несущая полоса 31 (фиг.4(a)) контактного элемента 30 практически состоит из двух расположенных параллельно несущих полос 11 согласно фиг.1(a) с шинами 32, 32' и отходящими от шин упругими рычагами 34, 34' или, соответственно, 35, 35', причем отходящие от обеих шин 32, 32' вовнутрь упругие рычаги 34', 35' попарно соединены друг с другом своими оконечностями посредством центрального соединения 33, расположенного в срединной плоскости М3.

В контактном элементе 30 предусмотрено два параллельных ряда расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек 36, 37, каждая из которых имеет по две контактные ножки 38, 39 или, соответственно, 42, 43, расположенные на некотором расстоянии друг от друга в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей полосы, с помощью которых перемычки крепятся на несущей полосе 31 и с помощью которых они электрически соединяются в двух контактных точках с одной из двух противоположных поверхностей. Перемычки 36, 37 двух параллельных рядов выполнены и расположены зеркально относительно срединной плоскости М3, проходящей между рядами.

Перемычки 36, 37 имеют по одной соединенной с контактными ножками 38, 39 или, соответственно, 42, 43 треугольной контактной пластине 20, вершины 40, 44 которых расположены на обеих сторонах и в непосредственной близости от срединной плоскости М3, проходящей между рядами, и электрически соединяются со второй из двух противоположных поверхностей (одной контактной точкой каждая). Предпочтительно контактные пластины 20 имеют по существу форму прямоугольного треугольника, в котором контактные ножки 38, 39 или, соответственно, 42, 43 расположены на оконечностях одного из катетов треугольника, а вершины 40 или, соответственно, 44 образованы другим катетом и гипотенузой треугольника. Контактные пластины 20 двух соседних перемычек 36, 37 расположены зеркально относительно друг друга, причем плоскостью симметрии служит срединная плоскость М3.

Как показано на фиг.1(f) и (е) и 4(f) и (e), перемычки 17 или, соответственно, 36, 37 вдоль скоса 22 или, соответственно, 41, 45 и вершины 21 или, соответственно, вершины 40, 44 пластины имеют закругление 25. Это закругление облегчает отклонение перемычек 17 или, соответственно, 36, 37 при подпружинивании во время образования разъемного соединения (фиг.7-9). Образование разъемного соединения дополнительно облегчается закруглением 48 или, соответственно, 49 в контактной части разъемного соединения, которая при введении штекера скользит своей кромкой по скосу передней перемычки.

Отличительную особенность перемычек 36, 37, взаимодействующих на всем протяжении несущей полосы 31 в контактном элементе 30 согласно фиг.4, можно видеть на фиг.7 и 8, на которых представлен процесс введения штекера при образовании разъемного соединения с контактным элементом 30. Благодаря механическому соединению в срединной плоскости М3 (центральное соединение 33) направленных внутрь упругих рычагов 34' и 35', работающих как пружины кручения, достигается связывание обеих пружин. Сначала, при введении штекера, передние перемычки контактного элемента 30 упруго отклоняются к несущей полосе (фиг.7(a)->7(b) и, соответственно, 8(a)->8(b)). Благодаря центральному соединению 33 это отклоняющее движение, по меньшей мере, частично передается на расположенную за ним соседнюю перемычку, которая также подпружинивается. В результате перемещающаяся относительно контактного элемента контактная часть (26 на фиг.7; 47 на фиг.8) может легко скользить по вершине пластины задней перемычки.

Следующее преимущество смещенных к середине вершин пластин асимметричных перемычек отчетливо видно на фиг.10: при введении штекера может быть допустимо большее угловое отклонение между контактными частями (угол α).

Сравнение контактных элементов 10 и, соответственно, 10' с известным контактным элементом ST1 типа LA-CU заявителя на фиг.3 показывает, что (при приблизительно равной ширине) решение согласно изобретению позволяет получить существенно больше контактных точек на единицу длины и, тем самым, большую плотность тока.

Сравнение контактных элементов 30 и, соответственно, 30' с известным контактным элементом ST1 типа LA-CU заявителя и контактным элементом ST2, известным из ЕР-А1-1 119 077, на фиг.6 показывает, что (при уменьшенной ширине по сравнению с ST2) решение согласно изобретению позволяет получить существенно больше контактных точек на единицу длины и, тем самым, большую плотность тока. По сравнению с ST1 ширина меньше незначительно, а количество контактных точек на единицу длины заметно больше.

Подводя итоги, можно сказать следующее:

Новый контактный элемент, предназначенный для установления электрического контакта между двумя токопроводящими металлическими поверхностями, отличается тем, что за механические и электрические свойства отвечают по отдельности два компонента, изготовленные из двух различных материалов. Специальная геометрия контактного элемента позволяет на небольшой площади значительно улучшить как электрические свойства, так и допуски по сравнению с существующими контактными элементами.

При этом имеется два варианта контактного элемента:

- Асимметричный вариант с одной шиной, отличающийся тем, что верхняя точка контакта с сопряженной деталью расположена не в середине несущей полосы, благодаря чему на небольшой площади удается разместить увеличенную рабочую зону.

- Симметричный вариант с двумя шинами, отличающийся тем, что две асимметричные перемычки, геометрия которых соответствует геометрии варианта с одной шиной, расположены (с наклоном в сторону друг друга) друг рядом с другом на упругой полосе таким образом, что обе верхние точки контакта с сопряженной деталью расположены в середине несущей полосы, и что обе перемычки упруго пружинят каждая по отдельности, а также благодаря связанности посредством центрального соединения одновременно влияют друг на друга в степени, достаточной для обеспечения плавного подпружинивания со стороны (введение штекера).

Новый контактный элемент отличается следующими характерными свойствами и преимуществами:

- Оптимальные механические и электрические свойства благодаря разделению на упругую несущую полосу и токопроводящую перемычку.

- Малый шаг благодаря продуманной геометрии (в виде стопки или штабеля) перемычек или контактных дуг.

- Достаточно большая рабочая зона для компенсации больших допусков и угловых отклонений.

- В варианте с двумя шинами, две наклоненные друг к другу перемычки допускают еще большее угловое отклонение по сравнению с двумя элементами варианта с одной шиной.

- Оптимальное отношение размера рабочей зоны к ширине элемента.

- Три точки контакта (две точки контакта снизу и одна сверху) на каждой отдельной перемычке.

- Малая ширина благодаря центральному шарнирному соединению.

- Значительно увеличенная плотность тока, особенно в варианте с двумя шинами.

- Улучшенная возможность монтажа.

- Возможность монтажа как в гнездо, так и в штекер.

- Расположение точки контакта с сопряженной деталью на одной из сторон (а не в середине) перемычки или контактной дуги увеличивает рабочую зону при уменьшенной ширине. Благодаря этому достигается оптимальное соотношение между размером рабочей зоны и шириной при неизменной крутизне контактной перемычки.

- Геометрия перемычек или контактных дуг допускает их установку стопкой. Это позволяет получить малый шаг.

- В варианте с двумя шинами обе контактные точки в центре полосы обеспечивают оптимальный угловой допуск.

- В варианте с двумя шинами центральное соединение обоих шарнирных соединений обеспечивает предварительное подпружинивание второй перемычки при подпружинивании с одной стороны (введение штекера) первой перемычки. Благодаря этому обеспечивается плавный процесс образования разъемного соединения без рывков.

- Одновременно в варианте с двумя шинами обе шины являются независимыми друг от друга в степени, достаточной для обеспечения двух верхних точек контакта. В результате значительно увеличивается плотность контакта и, тем самым, плотность тока.

Третий вариант исполнения контактного элемента, который также отличается вышеописанными преимуществами, представлен на фиг.11. Одинаковые детали имеют одинаковые обозначения. Кроме того, признаки вышеупомянутых вариантов исполнения полностью или частично могут свободно комбинироваться с нижеследующими вариантами исполнения, образуя дополнительные варианты.

Третий вариант исполнения контактного элемента 100, представленный на фиг.11, по существу содержит несущую полосу 111 и несколько выступающих из несущей полосы перемычек 117. Несущая полоса 111 и перемычки 117 по существу аналогичны вышеописанным вариантам исполнения.

Таким образом, контактный элемент 100 состоит из протяженной упругой несущей полосы 111 и нескольких расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек 117, упруго закрепленных на несущей полосе 111 перпендикулярно плоскости несущей полосы и предназначенных для установления электрического контакта между двумя противоположными поверхностями. На свободном конце единственного упругого рычага 113 предпочтительно выполнен направляющий язычок 115, выступающий вбок над контактной ножкой 118 перемычки 117 предпочтительно только с одной стороны.

Выполненный с одной стороны направляющий язычок 115 с описанными признаками может представлять собой отдельное изобретение, независимое от других упомянутых признаков (в частности, от асимметричной конструкции перемычек).

Также можно сказать, что в третьем варианте исполнения длина направляющих язычков 115 отличается от длины направляющих язычков в предыдущих вариантах исполнения. Направляющие язычки 115, как показано выше, выполнены на свободных концах упругих рычагов. При этом направляющие язычки 115, выступающие с первой стороны несущей полосы 111, выполнены более длинными, чем направляющие язычки, выступающие со второй стороны несущей полосы 111. Первой стороной, например, является сторона, расположенная справа от центральной оси М несущей полосы 111, причем в этом случае второй стороной является сторона, расположенная слева от центральной оси М.

Перемычки 117 расположены предпочтительно на несущей полосе 111 таким образом, что скосы 122 обращены к более длинному направляющему язычку 115, а вершина 121 пластины обращена к более короткому направляющему язычку. Другими словами, более длинный направляющий язычок 115 со стороны скоса 122 выступает над шириной 'В' перемычки 117 по существу перпендикулярно центральной оси М. Также можно сказать, что направляющий язычок 115, выполненный на свободном конце упругого рычага 113, выступает сбоку над контактной ножкой 118.

В альтернативном варианте перемычки 117 могут быть также расположены и наоборот таким образом, что более длинный направляющий язычок 115 будет выступать со стороны вершины 121 пластины.

Длина более короткого направляющего язычка выбирается преимущественно таким образом, чтобы язычок не выступал за ширину 'В' перемычек 117. В альтернативном варианте можно также отказаться от выполнения короткого направляющего язычка, или же более короткий направляющий язычок 115 может иметь такую длину, что он будет выступать за ширину 'В' перемычек 117. В последнем случае направляющий язычок будет выступать с обеих сторон.

В общей форме можно сказать, что более длинный направляющий язычок, по меньшей мере, на одной стороне контактного элемента выступает за ширину 'В' перемычки 117. Вследствие этого максимальная ширина контактного элемента 100 увеличивается на длину L выступающей части более длинного направляющего язычка 115. Таким образом, максимальная ширина контактного элемента складывается из ширины 'В' перемычки 117 и длины L выступающей части направляющего язычка 115.

На фиг.12a и 12b показан цилиндрический штекер 127 и гнездо 126. При этом цилиндрический штекер 127 имеет L-образную канавку согласно изобретению, которая содержит паз 128 с единственным вырезом 129 и предназначена для установки упомянутого в настоящей заявке контактного элемента. В альтернативном варианте в паз 128 согласно изобретению могут устанавливаться и другие контактные элементы, известные, например, из уровня техники.

То есть, говоря общими словами, контактный элемент 100 имеет выступающую перпендикулярно наружу направляющий язычок 115, причем направляющий язычок 115 выступает над перемычкой 117, в частности, с одной стороны, и причем контактный элемент 100 своим направляющим язычком 115 вводится в единственный боковой вырез 129 паза 128. При этом контактный элемент 100 находится в пазе 128, причем направляющий язычок 115 заходит в вырез 129.

На фиг.12a и 12b представлен частичный разрез в области паза 128, причем плоскость сечения проходит по центру цилиндрического штекера 127. Паз 128 проходит от поверхности 1271 цилиндрического штекера 127 вовнутрь последнего. Паз 128 ограничен первой боковой стенкой 1280, второй боковой стенкой 1281 и опорной поверхностью 1282. Паз 128 имеет прямоугольное сечение, которое характеризуется глубиной ТЕ и шириной BE. Глубина ТЕ выбирается таким образом, чтобы части перемычки 117 выступали над поверхностью 1271 штекера 127.

Кроме того, паз 128 имеет только один вырез 129, выполненный в одной из боковых стенок 1280, 1281. Таким образом, вырез 129 расположен с одной стороны паза 128. В предлагаемом варианте исполнения вырез 129 выполнен во второй боковой стенке 1281. При этом вырез расположен таким образом, что он углубляется в соответствующую боковую стенку 1280, 1281 в направлении опорной поверхности 1282, причем вырез 129 преимущественно расположен по существу на одной линии с опорной поверхностью 1282. Вырез 129, если смотреть со стороны боковой стенки, имеет глубину Т. Предпочтительно, глубина Т приблизительно соответствует длине L выступающей части направляющих язычков 115. Благодаря выполнению выреза 129 итоговая канавка также может считаться L-образной.

На фиг.12a показано, каким образом контактный элемент, в данном случае контактный элемент 100, вводится в L-образную канавку или, соответственно, паз 128 с вырезом 129 согласно изобретению. При этом контактный элемент 100 вводится в паз 128 наискосок, чтобы выступающие части направляющих язычков 115 могли войти в вырез 129. Затем контактный элемент 100 сдвигается в направлении выреза 129 до тех пор, пока части контактного элемента не упрутся во вторую боковую стенку 1281. На следующем этапе контактный элемент 100 может быть прижат в направлении опорной поверхности 1282. Как только контактный элемент 100 уляжется в паз 128 и вырез 129, его монтаж считается законченным. Это состояние показано на фиг.12b.

Также на фиг.12b показано, каким образом штекер 127 может быть вставлен в гнездо 126. Если между контактным элементом 100 и пазом 128 с вырезом 129 имеется зазор, то контактный элемент 100 сдвигается в направлении первой боковой поверхности 1280, которая в данном случае служит упором. Следовательно, ширина BE паза 128 выбирается таким образом, чтобы она ни в коем случае не превышала максимальную ширину В контактного элемента 100. Тем самым гарантируется невозможность высвобождения контактного элемента 100 из надежного крепления в пазу.

В отношении фиг.12b можно также заметить, что вырез, наоборот, может быть расположен в первой боковой стенке 1280. Если контактный элемент должен устанавливаться в том же направлении, то есть таким образом, чтобы вершина 21 пластины располагалась сзади в направлении хода штекера, то направляющие язычки 115 должны были бы выступать над другой стороной перемычки 117 или, соответственно, контактной ножки 119.

Первое преимущество описанного паза 128 с вырезом 129 заключается в том, что контактный элемент 100 может механически удерживаться в пазу за счет своего собственного напряжения и направляющих язычков 115.

Паз 128 с вырезом 129 согласно изобретению или, соответственно, L-образная канавка обладает особым преимуществом, поскольку не требуется вводной участок, через который контактный элемент может быть введен в канавку. Благодаря этому можно существенно упростить и, тем самым, ускорить и удешевить изготовление канавки для установки контактного элемента 100. Кроме того, упрощается (по сравнению с другими канавками) установка контактного элемента 100. В дальнейшем можно также отказаться и от фиксирующих элементов, например стопорных колец и т.п.

В варианте, альтернативном вышеописанному, согласно которому паз 128 с вырезом 129 расположен на цилиндрическом штекере, паз 128 с вырезом 129 согласно изобретению может располагаться также и на других элементах.

На фиг.13a и 13b показан паз 128 с вырезом 129, расположенный в гнезде 126. Одинаковые детали имеют одинаковые обозначения. При этом паз 128 углублен в поверхность 1261 гнезда. Здесь L-образная канавка также может быть изготовлена особенно простым и недорогим способом.

Кроме того, возможны также другие варианты исполнения, в которых L-образная канавка, то есть паз 128 с вырезом 129, может быть выполнена не только на цилиндрической поверхности, но и на ровной поверхности.

Например, в следующем варианте исполнения можно изменить представленные на фиг.5 и 6 контактные элементы, в частности двухрядные контактные элементы 30, 30', таким образом, чтобы они также имели только один единственный направляющий язычок, выступающий с одной стороны над контактной ножкой или, соответственно, перемычкой.

Изобретение относится к технике электрических соединений. Контактный элемент (10) содержит протяженную упругую несущую полосу (11) и несколько расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек (17), упруго закрепленных на несущей полосе (11) перпендикулярно плоскости несущей полосы и предназначенных для установления электрического контакта между двумя противоположными поверхностями. Перемычки (17) сформированы асимметрично по отношению к срединной плоскости (M1), проходящей в продольном направлении несущей полосы. Технический результат - обеспечение компактности с одновременной передачей большего тока. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Контактный элемент (10, 10'; 30, 30'; 100) с протяженной упругой несущей полосой (11, 31, 111) и несколькими расположенными друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычками (17; 36, 37, 117), упруго закрепленными на несущей полосе (11, 31, 111) перпендикулярно плоскости несущей полосы и предназначенными для установления электрического контакта между двумя противоположными поверхностями (26, 27; 46, 47; 1261, 1271), отличающийся тем, что перемычки (17; 36, 37, 117) расположены асимметрично срединной плоскости (M1, M2), проходящей в продольном направлении несущей полосы.

2. Контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что перемычки (17; 36, 37, 117) имеют по две контактные ножки (18, 19; 38, 39; 42, 43; 118, 119), расположенные на некотором расстоянии друг от друга в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей полосы, с помощью которых перемычки крепятся к несущей полосе (11, 31, 111) и с помощью которых они электрически соединяются с одной из двух противоположных поверхностей (26, 27; 46, 47; 1261, 1271), а также тем, что перемычки (17; 36, 37, 117) имеют по одной соединенной с контактными ножками (18, 19; 38, 39; 42, 43, 118, 119) треугольной контактной пластине (20, 120), вершина (21; 40, 44, 121) которой расположена на одной стороне срединной плоскости (M1, M2) и электрически соединяется со второй из двух противоположных поверхностей (26, 27; 46, 47, 1261, 1271).

3. Контактный элемент по п.2, отличающийся тем, что несущая полоса (11, 31, 111) для каждой из расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек (17; 36, 37, 117) имеет по два упругих рычага (13, 14; 34, 34'; 35, 35'; 113, 114), которые отходят перпендикулярно в противоположных направлениях от проходящей в продольном направлении несущей полосы шины (12; 32, 32', 112) и работают как пружины кручения, и к свободным концам которых крепится своими контактными ножками (18, 19; 38, 39; 42, 43, 118, 119) соответствующая перемычка (17; 36, 37, 117), причем расположенные друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычки (17; 36, 37, 117) расположены с перекрытием.

4. Контактный элемент по п.3, отличающийся тем, что контактные пластины (20, 120), по существу, имеют форму прямоугольного треугольника, в котором контактные ножки (18, 19; 38, 39; 42, 43, 118, 119) расположены на оконечностях одного из катетов, а вершина (21; 40, 44, 121) образована другим катетом и гипотенузой.

5. Контактный элемент по п.4, отличающийся тем, что каждая из перемычек (17; 36, 37, 117) в области контактных ножек (18, 19; 38, 39; 42, 43, 118, 119) имеет по контактной планке (23, 123), охватывающей несущую полосу (11, 31, 111) или соответственно упругие рычаги (13, 14; 34, 34'; 35, 35'; 113, 114), зажимая их.

6. Контактный элемент по п.5, отличающийся тем, что дополнительно к зажимному креплению перемычек (17; 36, 37, 117) на несущей полосе (11, 31, 111) или соответственно упругих рычагах (13, 14; 34, 34'; 35, 35'; 113, 114) предусмотрено соединение с геометрическим замыканием между несущей полосой (11, 31, 111) или соответственно упругими рычагами (13, 14; 34, 34'; 35, 35'; 113, 114) и контактными ножками (18, 19; 38, 39; 42, 43, 118, 119).

7. Контактный элемент по п.6, отличающийся тем, что для создания геометрического замыкания в несущей полосе (11, 31, 111) или соответственно упругих рычагах (13, 14; 34, 34'; 35, 35'; 113, 114) выполнены отверстия (16), с которыми входят в зацепление контактные ножки (18, 19; 38, 39; 42, 43, 118, 119) благодаря соответствующей форме выполнения.

8. Контактный элемент по п.3, отличающийся тем, что на свободных концах упругих рычагов (13, 14; 34, 35) выполнены направляющие язычки (15), выступающие вбок над контактными ножками (18, 19; 39; 43).

9. Контактный элемент по п.3, отличающийся тем, что на свободном конце упругого рычага (13, 14; 34, 35, 113, 114) сформирован один направляющий язычок (15, 115), выступающий вбок над контактной ножкой (18, 19; 38, 39; 42, 43, 118, 119) предпочтительно только с одной стороны.

10. Контактный элемент по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что контактный элемент (10, 100) имеет только один ряд расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек (17, 117), а соответствующая несущая полоса (11, 111) содержит соответственно только одну проходящую в продольном направлении несущей полосы (11, 111) и расположенную в середине несущей полосы (11, 111) шину (12, 112) с двумя упругими рычагами (13, 14, 113, 114), отходящими перпендикулярно в противоположных направлениях и работающими как пружины кручения.

11. Контактный элемент по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что контактный элемент (30) имеет два параллельных ряда расположенных друг за другом в продольном направлении несущей полосы перемычек (36, 37), причем соответствующая несущая полоса (31) содержит соответственно две проходящих параллельно в продольном направлении несущей полосы шины (32, 32'), каждая из которых имеет по два упругих рычага (34, 34'; 35, 35'), которые отходят перпендикулярно в противоположных направлениях и работают как пружины кручения, причем отходящие вовнутрь от обеих шин (32, 32') упругие рычаги (34', 35') попарно соединены друг с другом своими оконечностями посредством центрального соединения (33).

12. Контактный элемент по п.11, отличающийся тем, что центральное соединение (33) выполнено таким образом, что перемычка (36), расположенная сзади в направлении ввода штекера, подпружинивается при вставке штекера, а в полностью вставленном состоянии самостоятельно обеспечивает электрический контакт между двумя противоположными поверхностями (26, 27; 46, 47).

13. Контактный элемент по п.12, отличающийся тем, что перемычки (36, 37) обоих параллельных рядов выполнены и расположены зеркально относительно срединной плоскости (МЗ), проходящей между рядами.

14. Контактный элемент по п.13, отличающийся тем, что каждая из перемычек (36, 37) имеет две контактные ножки (38, 39; 42, 43), расположенные на некотором расстоянии друг от друга в направлении, перпендикулярном продольному направлению несущей полосы, с помощью которых перемычки крепятся к несущей полосе (31) и с помощью которых они электрически соединяются с одной из двух противоположных поверхностей (26, 27; 46, 47), причем перемычки (36, 37) имеют по одной соединенной с контактными ножками треугольной контактной пластине (20), вершины (40, 44) которых расположены на обеих сторонах и в непосредственной близости от срединной плоскости (МЗ), проходящей между рядами, и электрически соединяются со второй из двух противоположных поверхностей (26, 27; 46, 47).

15. Применение контактного элемента по пп.2, 10 в разъемном соединении, содержащем штекер (27, 47, 127) и гнездо (26, 46, 126), отличающееся тем, что контактный элемент (10, 10', 100) располагают в пазу (28, 128) на внешней стороне штекера (27, 127) или на внутренней стороне гнезда (46, 126) таким образом, что вершина (21, 121) пластины расположена сзади в направлении ввода штекера.

16. Применение контактного элемента по одному из пп.11-14, отличающееся тем, что контактный элемент (30, 30', 100) располагают в пазу (28, 128) на внешней стороне штекера (27, 127) или на внутренней стороне гнезда (46, 126).

17. Применение по п.15, отличающееся тем, что контактный элемент (10, 30, 100) имеет выступающие в перпендикулярном направлении наружу направляющие язычки (15, 115), которыми контактный элемент вводят в боковые вырезы (29, 129) паза (28, 128).

18. Применение по п.15, отличающееся тем, что контактный элемент (10, 30, 30', 100) имеет выступающие в перпендикулярном направлении наружу направляющие язычки (15, 115), причем направляющие язычки (15, 115) выступают над перемычкой (17; 36, 37; 117), в частности, с одной стороны, и причем контактный элемент (10, 30, 100) вводят направляющими язычками (15, 115) в единственный боковой вырез (129) паза (28, 128).

19. Применение по п.16, отличающееся тем, что контактный элемент (10, 30, 100) имеет выступающие в перпендикулярном направлении наружу направляющие язычки (15, 115), которыми контактный элемент вводят в боковые вырезы (29, 129) паза (28, 128).

20. Применение по п.16, отличающееся тем, что контактный элемент (10, 30, 30', 100) имеет выступающие в перпендикулярном направлении наружу направляющие язычки (15, 115), причем направляющие язычки (15, 115) выступают над перемычкой (17; 36, 37; 117), в частности, с одной стороны, и причем контактный элемент (10, 30, 100) вводят направляющими язычками (15, 115) в единственный боковой вырез (129) паза (28, 128).