ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ГЛАВНОЙ ОСЬЮ Российский патент 2014 года по МПК H01H1/38 

Изобретение относится к электрическому контактному элементу с главной осью, которая пересекает многоугольную основную (базовую) поверхность контактного элемента, и с расположенной вокруг главной оси контактной втулкой, входное отверстие которой сообщается с покрывающей поверхностью, которая размещена на стороне контактного элемента, противоположной базовой поверхности.

Подобный контактный элемент известен, например, из патента США 5468164. Раскрытый там контактный элемент имеет шестиугольную базовую поверхность. Контактная втулка электрического контактного элемента расположена вокруг главной оси, которая пересекает базовую поверхность контактного элемента. Контактная втулка имеет расположенное в покрывающей поверхности входное отверстие, которое расположено на стороне контактного элемента, противоположной базовой поверхности.

В области базовой поверхности контактный элемент имеет призмообразную форму, которая принимает шестиугольную форму базовой поверхности, и, исходя от прямых линий, проходящих между углами базовой плоскости, имеет соответствующую боковую поверхность с шестью кромками вокруг главной оси. Для образования покрывающей поверхности электрического контактного элемента контактный элемент выполнен из двух частей, причем первая часть имеет внешнюю резьбу, а вторая часть - внутреннюю резьбу. Посредством резьбы обе части соединяются между собой. В покрывающую поверхность входит контактная втулка. В боковой поверхности, наряду с проходящими в направлении главной оси кромками, также предусмотрены скачкообразные прерывистые изменения поперечного сечения.

За счет воронкообразного расширения контактной втулки в направлении покрывающей поверхности контактирование контактной втулки контактного элемента с контактным штырем облегчается, так как контактный штырь при перемещении в направлении главной оси центрируется.

Хотя в подобном выполнении обеспечивается возможность более простого контактирования электрического контактного элемента, однако при высоких напряжениях, ввиду диэлектрически неблагоприятной формы выполнения, следует считаться с явлениями разряда на контактной втулке или на электрическом контактном элементе.

Кроме того, из-за радиального выступа воронкообразно расширяющейся контактной втулки занимаемая площадь для контактного устройства является большой. Особенно при желательной миниатюризации проявляются недостатки подобного крупного контактного устройства.

Поэтому задачей изобретения является выполнить контактный элемент таким образом, чтобы при высокой эффективной мощности обеспечивались компактные размеры, и при высоких требуемых напряжениях гарантировалось надежное функционирование.

В соответствии с изобретением эта задача в электрическом контактном элементе вышеуказанного типа решается тем, что покрывающая поверхность изогнута сферически над базовой поверхностью, в то время как боковая поверхность, соединяющая базовую поверхность и покрывающую поверхность, непрерывно переходит от многоугольной базовой поверхности в сферическую покрывающую поверхность.

Многоугольная базовая поверхность может быть, например, трех-, четырех-, пяти-, шестиугольной или в общем случае многоугольной. Многоугольная базовая поверхность должна быть плоской. Главная ось должна проходить по существу перпендикулярно базовой поверхности. Тем самым обеспечивается возможность прямого огибающего контура электрического контактного элемента с по существу перпендикулярно друг к другу лежащими осями. При многоугольной базовой поверхности может быть, в частности, предусмотрено, что углы базовой поверхности притуплены, в частности скруглены по типу круговой дуги, так что выступающие острые кромки исключаются.

Покрывающая поверхность со сферической кривизной (сводом) должна также располагаться симметрично к главной оси и по возможности одинаково и равномерно накрывать базовую поверхность. При этом сферический свод должен выпукло изгибаться вокруг входного отверстия контактной втулки, так что осуществляется по возможности непрерывный постепенный переход от сферического свода покрывающей поверхности в боковую поверхность, окружающую базовую поверхность. В частности, при скруглении углов базовой поверхности и соответственно согласованном скруглении кромок, которые продолжаются, исходя из углов базовой поверхности к боковой поверхности, может быть выполнен огибающий контур, который в максимальной степени свободен от выступов и кромок. При этом может быть предусмотрено, что в контактной втулке электрического контактного элемента размещен, по меньшей мере, один элемент контактирования. Элемент контактирования может быть, например, упругодеформируемым. Подобные контактные элементы могут быть, например, контактными штырями, контактными пружинами кольцевой формы, контактными лепестками и т.д. Элементы контактирования при этом размещены полностью внутри электрического контактного элемента, то есть внутри огибающего контура, причем между контактным элементом и размещенными в контактной втулке подвижными элементами контактирования предусмотрено электропроводное соединение, так что внутри электрического контактного элемента через электропроводное соединение к подвижным контактным элементам существует постоянная токопроводящая дорожка. Так, электрический контактный элемент с его базовым корпусом, который имеет многоугольную базовую поверхность, покрывающую поверхность и боковую поверхность, сам может служить в качестве части токопроводящей дорожки.

Посредством выбора многоугольной базовой поверхности, например, возможно несколько контактных элементов в области базовой поверхности разместить по соседству плотно друг с другом. За счет этого может быть повышена плотность мощности для передаваемой через смежные контактные элементы электрической мощности. В противоположность к обычно используемым контактным элементам с вращательно-симметричным огибающим контуром можно, таким образом, избежать незаполненных пространств между жилами кабеля и эффективнее использовать имеющееся пространство.

Другое предпочтительное выполнение может предусматривать, что боковая поверхность на ее обращенной к базовой поверхности стороне, по меньшей мере, частично выполнена по типу боковой поверхности усеченной пирамиды, и сферическая покрывающая поверхность по типу эллипсоида скругленным образом, непрерывно притупляя кромки корпуса, переходит в боковую поверхность усеченной пирамиды.

Если боковая поверхность на базовой поверхности выполнена по типу усеченной пирамиды, то есть, исходя от базовой поверхности огибающий контур электрического контактного элемента сужается в направлении сферической покрывающей поверхности, то при плотном расположении нескольких контактных элементов рядом друг с другом между ними, по меньшей мере, в переходной области к сферической покрывающей поверхности может также осуществляться обтекание охлаждающей средой, например газообразной охлаждающей средой. Джоулево тепло может излучаться и отводиться от поверхности электрического контактного элемента.

Кроме того, имеется возможность базовую поверхность контактного элемента применять для электрического контактирования элемента контактирования. Например, базовая поверхность может соприкасаться с электрической токовой дорожкой, так что в распоряжение предоставляется большая площадь, по которой ток от токовой дорожки может переходить в контактный элемент. Поступающий в базовую поверхность ток может посредством электропроводного соединения через расположенные внутри контактной втулки подвижные элементы контактирования передаваться на соответственно входящий в контактную втулку контактный штырь. Ввиду увеличенной поверхности, по сравнению с точками контакта элементов контактирования, на базовой поверхности возникает меньшее нагревание, чем в самой контактной втулке. Тем самым от электрического контактного устройства по существу может отводиться Джоулево тепло, которое вызывается переходным сопротивлением в контактной втулке.

За счет эллипсоидного выполнения сферической покрывающей поверхности входное отверстие предпочтительным образом окружено кольцеобразной скругленной структурой. Предпочтительным образом эллипсоид сформирован по типу шарового сегмента, который переходит в боковую поверхность. Выходное отверстие может располагаться как круговое отверстие в шаровом сегменте. Отклоняющаяся от идеальной сферы эллипсоидальная форма обеспечивает возможность также достаточного диэлектрического экранирования входного отверстия. Шаровой сегмент имеет, кроме того, то преимущество, что в области сферической покрывающей поверхности при повороте контактного элемента вокруг главной оси его диэлектрическое действие на соседние конструктивные элементы не изменяется. Многоугольная базовая поверхность удалена от диэлектрически экранированной области входного отверстия, так что там предпочтительным является выполнение в форме усеченной пирамиды. За счет скошенных по типу пирамиды частей боковой поверхности в области базовой поверхности контактного элемента обеспечивается возможность перехода в сферически изогнутую покрывающую поверхность в упрощенной форме, так как базовая форма усеченной пирамиды проходит с сужением в направлении входного отверстия. Постепенный переход от базовой формы усеченной пирамиды в сферическую покрывающую поверхность осуществляется непрерывно без скачкообразных изменений поверхности.

Другая предпочтительная форма выполнения может предусматривать, что боковая поверхность на ее обращенной к базовой поверхности стороне, по меньшей мере, частично выполнена по типу боковой поверхности призмы, а сферическая покрывающая поверхность, скругленная по типу эллипсоида, непрерывно притупляя кромки корпуса, переходит в боковую поверхность призмы.

Отклоняясь от сужающейся усеченной пирамиды, в призме на большем расстоянии в направлении покрывающей поверхности в распоряжение предоставляется поперечное сечение со сначала постоянным объемом у контактного элемента. Тем самым можно вплоть до области контактной втулки предоставить в распоряжение достаточную толщину стенки вокруг втулки, чтобы от базовой поверхности контактного элемента в направлении втулки также проводить большие токи через большее поперечное сечение.

И здесь может быть предусмотрено, что эллипсоидная покрывающая поверхность предпочтительным образом представляет собой шаровой сегмент, внутри которого находится входное отверстие контактной втулки.

Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что непрерывный переход в сферическую покрывающую поверхность осуществляется с использованием участков, которые лежат на боковой поверхности кругового цилиндра.

Чтобы обеспечить выровненный переход между многоугольной базовой поверхностью и сферической эллипсоидной покрывающей поверхностью, может быть предусмотрено, что отклоняясь от непосредственного перехода боковой поверхности в форме усеченной пирамиды или в форме призмы в сферическую покрывающую поверхность, по меньшей мере, один участок боковой поверхности контактного элемента соответствует участку боковой поверхности кругового цилиндра. (Мысленный) круговой цилиндр должен при этом быть ориентирован предпочтительно коаксиально к главной оси, причем диаметр кругового цилиндра, например, соответствует хорде, проведенной через фокусную точку эллипсоидного поперечного сечения сферической покрывающей поверхности. Например, может быть предусмотрено, что на одной стороне многоугольной базовой поверхности восстановлена медиатриса, которая, например, приблизительно перпендикулярна базовой поверхности. Соответственно скругленная кромка корпуса выступает, например, из области боковой поверхности в форме усеченной пирамиды, начинаясь на одной стороне базовой поверхности, заканчиваясь в сферической покрывающей поверхности, следуя медиатрисе. Эти дополнительные кромки корпуса, которые лежат на медиатрисах, проходят параллельно к главной оси и имеют, соответственно, одинаковое радиальное расстояние до главной оси, так что медиатрисы и ориентированные к ним дополнительные кромки корпуса лежат в боковой поверхности кругового цилиндра.

При выполнении в форме призмы дополнительные кромки корпуса проходят внутри боковой поверхности призмы. При переходе от боковой поверхности в форме призмы к сферической покрывающей поверхности могут применяться части боковой поверхности в форме кругового цилиндра, например узкое кольцо или т.п., для реализации постепенного перехода от базовой поверхности к покрывающей поверхности.

Другое выполнение может предусматривать, что кромки корпуса притуплены со скруглением.

При выполнении базовой поверхности в многоугольной форме кромки корпуса образуют в боковой поверхности выступающие формообразования. Эти кромки корпуса должны предпочтительным образом притупляться со скруглением. Тем самым, с одной стороны, снижается опасность повреждения на контактных элементах, а с другой стороны, оказывается положительное влияние на диэлектрическую прочность контактного элемента, так как на выступающих кромках образуются частичные разряды. Исходя от базовой поверхности, кромки корпуса, которые проходят в направлении покрывающей поверхности, должны быть в направлении покрывающей поверхности более сильно скруглены/притуплены, так что образуется постепенный переход от многоугольной базовой поверхности к покрывающей поверхности с эллипсоидальным поперечным сечением.

Посредством закругления кромок корпуса, кроме того, можно создать сравнительно равномерный переход от многоугольной базовой поверхности через цоколь в форме усеченной пирамиды или цоколь в форме призмы к эллипсоидальной покрывающей поверхности. Отдельные лежащие между кромками корпуса участки боковой поверхности напоминают при этом прямоугольники или трапеции. Боковая поверхность с ее кромками корпуса, лежащими в боковой поверхности, может при этом предпочтительным образом притупляться так, что степень притупления повышается от базовой поверхности в направлении входного отверстия и кромки корпуса в направлении сферической покрывающей поверхности постепенно расходятся и базовую поверхность перекрывает сферически изогнутый контур.

Другая предпочтительная форма выполнения может предусматривать, что боковая поверхность выполнена вогнутой.

Участки боковой поверхности, находящиеся между кромками корпуса, могут быть вогнуто искривлены. Вогнутая кривизна позволяет увеличить площадь боковой поверхности по сравнению с планарным выполнением и тем самым увеличить площадь, имеющуюся в распоряжении для излучения Джоулева тепла на контактном элементе. Тем самым является возможным Джоулево тепло более просто отвести изнутри контактного элемента, в частности из контактной втулки через увеличенную площадь контактного элемента. При этом вогнутая кривизна, кроме того, позволяет выполнить упрощенный скругленный переход к кромкам корпуса и притуплять их скругленным образом. Тем самым возникают выпуклые структуры, которые, кроме того, обеспечивают возможность плотного состыковывания нескольких контактных элементов в области базовой поверхности и при высокой токовой нагрузке обеспечивают возможность достаточного обтекания охлаждающей средой. Стороны, проходящие между углами базовой поверхности, также выполнены изогнутыми.

Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что в базовой поверхности выполнены винтовые отверстия, которые по своему количеству соответствуют углам базовой поверхности.

Если базовая поверхность предусмотрена для размещения винтовых отверстий, то простым способом возможно образованную боковой поверхностью и сферической покрывающей поверхностью экранированную область внутри огибающего контура использовать для того, чтобы под защитой экранирующего действия выполнить крепление контактного элемента. В частности, при контактировании контактного элемента с токоведущей дорожкой над базовой поверхностью является возможным базовую поверхность посредством введенных в резьбовые отверстия болтов прижать к токоведущей дорожке. Таким образом, с одной стороны, обеспечивается высокая сила прижатия между базовой поверхностью и прилегающей токоведущей дорожкой, а с другой стороны, механическое крепление и позиционирование контактного элемента на токоведущей дорожке. Токоведущая дорожка может, например, иметь соответствующую базовой поверхности прижимную площадку аналогичного поперечного сечения. В частности, при расположении контактного элемента на выступающем формообразовании боковая поверхность может переходить в это формообразование, так что между формообразованием токоведущей дорожки и контактным элементом имеется узкий стыковочный зазор. Формообразование может продолжать контур боковой поверхности контактного элемента, так что диэлектрическое выполнение контактного элемента в области базовой поверхности также переносится на это формообразование.

Использование углов контактного элемента обеспечивает возможность имеющиеся там толщины стенок в базовом корпусе использовать для того, чтобы иметь возможность передавать также большие усилия. В частности, при вращательно-симметричной структуре контактной втулки в углах огибающего контура образуются промежуточные незаполненные полости, которые могут служить для размещения резьбовых отверстий. Кроме того, могут предусматриваться и другие варианты крепления для крепления контактного элемента. Так, например, может также отдельный центральный болт служить для крепления контактного элемента, который выступает в контактную втулку.

Другой предпочтительный вариант выполнения может предусматривать, что базовая поверхность и покрывающая поверхность соединены друг с другом монолитным образом.

Монолитное соединение базовой поверхности и покрывающей поверхности обеспечивает возможность, с одной стороны, контактирования контактного элемента через базовую поверхность, а с другой стороны, ввиду монолитности электрический потенциал базовой поверхности можно также передавать на покрывающую поверхность и таким образом сообщать огибающему контуру контактного элемента одинаковый электрический потенциал. Монолитное соединение обеспечивает возможность, кроме того, например, посредством способа литья или способа ковки выполнить выемку для контактной втулки в контактном элементе. Кроме того, за счет монолитного выполнения снижаются переходные сопротивления внутри контактного элемента. Токоведущая дорожка между базовой поверхностью и покрывающей поверхностью, которая окружает входное отверстие контактной втулки, ввиду монолитности имеет незначительный электрический импеданс. Электрический ток может внутри контактного элемента направляться с относительно малыми потерями. Для выполнения базовой поверхности и покрывающей поверхности пригоден базовый корпус из электропроводных материалов, например из алюминия, меди и других металлов группы железа, а также цветных металлов.

Другой предпочтительный вариант выполнения может предусматривать, что базовая поверхность и покрывающая поверхность являются электропроводными.

Электропроводность поверхности обеспечивает возможность нагружения такой поверхности определенным электрическим потенциалом. Тем самым для других компонентов может вызываться определенное управление потенциалом. В частности, при непрерывно изогнутых телах с уменьшенными выступами можно таким образом реализовать однородное распределение выступающих из поверхности силовых линий, так что соответствующий изобретению контактный элемент окружается однородным электрическим полем.

Кроме того, предпочтительным образом может быть предусмотрено, что контактная втулка выходит как в покрывающую поверхность, так и в базовую поверхность.

Контактная втулка может быть размещена в контактном элементе базовой поверхности, например, по типу глухого отверстия, то есть контактная втулка размещена внутри контактного элемента в форме мешка и исключительно от ее входного отверстия в покрывающей поверхности непосредственно доступна и наблюдаема.

Это имеет преимущество, состоящее в том, что область, находящаяся в области основания выполненной в форме мешка контактной втулки, может использоваться для того, чтобы электрический ток от базовой поверхности можно было распределять во все стороны вокруг контактной втулки. Кроме того, при соответствующем выборе размеров области основания контактной втулки контактная втулка сама стабилизируется посредством основания.

Однако также может быть предусмотрено, что контактная втулка полностью пересекает электрический контактный элемент, то есть контактный элемент выполнен по типу гильзы. Подобное выполнение оказывается предпочтительным, если в контактную втулку должен вводиться контактный штырь и должна определяться глубина проникновения контактного штыря. В случае по возможности цилиндрической равномерной структуры контактного штыря на его боковой поверхности глубину ввода в контактную втулку нельзя непосредственно распознать. Если теперь также базовая поверхность пересекается контактной втулкой, то есть контактная втулка выходит как своим входным отверстием в покрывающую поверхность, так и в базовую поверхность, то можно в базовой поверхности посредством зрительного контакта или другого подходящего средства контролировать глубину проникновения контактного штыря в контактную втулку. Кроме того, является возможным, что контактная втулка контактного элемента дополнительно пересекается потоком охлаждающей среды, например газа или жидкости, и обеспечивается улучшенное охлаждение.

Далее пример выполнения изобретения схематично показан на чертежах и описан более подробно. При этом на чертежах показано следующее:

Фиг.1 - электрический контактный элемент в первом варианте выполнения на виде сверху, в сечении вдоль оси I-I, а также в сечении вдоль оси II-II,

Фиг. 2 - второй вариант выполнения электрического контактного элемента на виде сверху, в сечении вдоль оси III-III и в сечении вдоль оси IV-IV,

Фиг. 3 - сечение электрического контактного элемента в третьем варианте выполнения, смонтированного на токоведущей дорожке,

Фиг. 4 - принципиальное размещение нескольких электрических контактных элементов на нескольких токоведущих дорожках многофазной системы передачи электроэнергии, и

Фиг. 5 - первый вариант выполнения контактного элемента в каркасной модели.

Электрический контактный элемент в первом варианте выполнения по фиг. 1 имеет по существу квадратную базовую поверхность 1 с четырьмя углами. Углы базовой поверхности 1 притуплены с закруглением, так что образуется по существу базовая поверхность 1 с квадратным очертанием, углы которого скруглены. Перпендикулярно к базовой поверхности 1 размещена главная ось 2. Главная ось 2 пересекает базовую поверхность 1 в центре. Коаксиально к главной оси 2 электрический контактный элемент в своем первом варианте выполнения имеет контактную втулку 3. Контактная втулка 3 пересекает электрический контактный элемент в первом варианте выполнения вдоль всей главной оси 2, так что контактная втулка 3 представляет сквозную выемку в электрическом контактном элементе первого варианта выполнения. Контактная втулка 3 выходит на своей стороне, противоположной базовой поверхности 1, в симметрично к главной оси 2 ориентированную покрывающую поверхность 4. Сферическая покрывающая поверхность 4 продолжается по существу кольцеобразно вокруг входного отверстия контактной втулки 3. Сферическая покрывающая поверхность 4 в данном случае представляет собой участок эллипсоида, который продолжается симметрично относительно главной оси 2. Например, сферическая покрывающая поверхность 4 является участком боковой поверхности шарового сегмента. Исходя из базовой поверхности 1, электрический контактный элемент первого варианта выполнения окружен боковой поверхностью 5, которая проходит вокруг главной оси 2 и направляется в направлении сферической покрывающей поверхности 4. В данном случае боковая поверхность 5 выполнена таким образом, что боковая поверхность 5 по типу боковой поверхности усеченной пирамиды, исходя от базовой поверхности 1, проходит, сужаясь, в направлении сферической покрывающей поверхности 4. При этом кромки, которые лежат в боковой поверхности пирамиды, выполнены соответственно скругленными, причем воспринимаются скругления закругленных углов базовой поверхности 1 и продолжаются в направлении сферической покрывающей поверхности 4. При этом скругление закругленных кромок в направлении сферической покрывающей поверхности 4 выполнено таким образом увеличивающимся, что образуется непрерывный переход боковой поверхности 5 со скругленными кромками в области базовой поверхности в сферическую покрывающую поверхность 4 без кромок. Переход от боковой поверхности 5 усеченной пирамиды в сферическую покрывающую поверхность 4 представлен на виде сверху электрического контактного элемента первого варианта выполнения символически с помощью прерывистой линии 6. На основе вращательно-симметричного выполнения сферической покрывающей поверхности 4 и прямоугольной базовой поверхности 1 получается боковая поверхность по типу усеченной пирамиды. Согласно сечению I-I боковая поверхность имеет компоненты, которые проходят параллельно главной оси 2. Исходя из медианной точки на одной стороне базовой поверхности 1, проходят перпендикулярные базовой поверхности медиатрисы, которые перекрывают боковую поверхность усеченной пирамиды. Медиатрисы ориентированы параллельно главной оси 2 и обеспечивают возможность прерывания боковой поверхности усеченной пирамиды и постепенный переход к сферической покрывающей поверхности. Медиатрисы соединяют базовую поверхность и сферическую покрывающую поверхность 4.

За счет выбора квадратной базовой поверхности 1 в каждой из сторон базовой поверхности 1 расположена соответствующая медиатриса. Медиатрисы в радиальном направлении одинаково удалены от главной оси 2. Медиатрисы лежат в направлении главной оси 2 на круговой траектории, как распределенные вокруг главной оси 2.

На поперечных сечениях I-I и II-II можно видеть, что контактная втулка 3 продолжается через весь электрический контактный элемент, так что контактная втулка 3 имеет входные отверстия как в базовой поверхности 1, так и в сферической покрывающей поверхности 4. Контактная втулка 3 оснащена пазом 7, проходящим по ее внутренней стенке вокруг главной оси 2. В паз 7 вложен, по меньшей мере, один элемент 8 контактирования. Элемент 8 контактирования в данном случае представляет собой замкнутую витую пружину, которая с использованием ее силы упругости закреплена в пазу 7. Элемент 8 контактирования выступает в радиальном направлении внутрь выемки контактной втулки 3. Таким образом, в контактную втулку 3 может вводиться, например, контактный штырь, который на своей внешней окружной поверхности может входить в электропроводный контакт с элементом 8 контактирования. Элемент 8 контактирования является с этой целью реверсируемо деформируемым и обеспечивает возможность электрического контактирования электрического контактного элемента с контактным штырем.

В первом варианте выполнения согласно фиг. 1 базовая поверхность 1 ограничена линейными прямыми, которые заканчиваются в скругленных углах.

В базовой поверхности 1 имеются четыре резьбовых отверстия 9а, 9b, 9c, 9d. Посредством резьбовых отверстий 9а, 9b, 9c, 9d первый вариант выполнения электрического контактного элемента может фиксироваться, например контактный элемент может привинчиваться на электрической токоведущей дорожке, за счет чего базовая поверхность 1 служит для электрического и механического контактирования с электрической токоведущей дорожкой, и между базовой поверхностью 1 и прижатой электрической токоведущей дорожкой образуется электропроводное соединение. Это электропроводное соединение через стенки электрического контактного элемента продолжается вплоть до элемента 8 контактирования, так что электрический потенциал несущей электрической токоведущей дорожки проводится вплоть до элемента 8 контактирования.

Исходя из фиг. 1, на фиг. 2 показан электрический контактный элемент во втором варианте выполнения. На последующих фиг. 2-5 для одинаково функционирующих элементов будут использованы те же ссылочные позиции, что и на фиг. 1. Так как второй вариант выполнения электрического контактного элемента согласно фиг. 2 основывается на модификации известного из фиг.1 электрического контактного элемента, далее будут рассмотрены только отличия между первым и вторым вариантами выполнения. В принципе структура показанных на фиг. 1 и 2 вариантов выполнения одинакова. Вариант согласно фиг. 2 варьируется только в отношении выполнения базовой поверхности 1а. Во втором варианте выполнения электрического контактного элемента по фиг. 2 базовая поверхность 1 имеет многоугольное очертание. Углы базовой поверхности 1а скруглены, как это известно также из фиг. 1. Однако линии, соединяющие углы базовой поверхности 1а, выполнены выпуклыми, так что отсюда также следует вогнутая кривизна участков боковой поверхности 5. Участки лежат между скругленными кромками корпуса боковой поверхности 5.

Как в первом варианте выполнения по фиг. 1, также в варианте выполнения по фиг. 2 за счет радиальной протяженности сферической покрывающей поверхности 4 предусмотрен переход от сферической покрывающей поверхности 4 в боковую поверхность 5 в форме по существу усеченной пирамиды с использованием участков боковой поверхности кругового цилиндра. В боковой поверхности, в отличие от идеальной усеченной пирамиды, можно найти параллельно главной оси 2 проходящие медиатрисы (см. фиг. 2, сечение III-III).

Фиг. 3 показывает сечение электрического контактного элемента в третьем варианте выполнения, причем показанный на чертеже контактный элемент имеет прямоугольную базовую поверхность 1b, которая окружена боковой поверхностью 5а. Боковая поверхность 5а является боковой поверхностью призмы, в данном случае призмы с выпуклой прямоугольной базовой поверхностью, углы которой притуплены и в направлении главной оси 2 от базовой поверхности 1b к сферической покрывающей поверхности 4 превращаются в призму с круговым поперечным сечением и переходят в покрывающую поверхность 4. За счет постепенного перехода притупленные скругленным образом в базовой поверхности 1b углы или скругленные кромки корпуса все сильнее сглаживаются, так что боковая поверхность, которая примыкает к сферической покрывающей поверхности 4, имеет участок боковой поверхности кругового цилиндра. Кроме того, в отличие от известных из фиг. 1 и 2 вариантов выполнения электрического контактного элемента, в третьем варианте выполнения согласно фиг. 3 предусмотрено, что имеющаяся там контактная втулка 3а выполнена как глухое отверстие. Тем самым электрический контактный элемент в третьем варианте выполнения выше базовой поверхности 1b механически стабилизирован посредством замкнутого основания. Третий вариант выполнения электрического контактного элемента базовой поверхностью 1b прижат к токоведущей дорожке 10. Плоскость прижатия токоведущей дорожки 10 выполнена соответственно базовой поверхности 1b электрического контактного элемента третьего варианта выполнения. Плоскость прижатия имеет те же размеры, что и базовая поверхность 1b. Плоскость прижатия находится на формообразовании в виде цоколя токоведущей дорожки 10. Формообразование в виде цоколя токоведущей дорожки 10 принимает при этом форму боковой поверхности 5а контактного элемента и образует диэлектрически благоприятный скругленный переход к токоведущей дорожке 10. Кроме того, на фиг. 3 представлено, что шпильки с резьбой 12а, 12b пересекают токоведущую дорожку 10 и входят в резьбовые отверстия электрического контактного элемента и таким образом обуславливают силу прижатия между токоведущей дорожкой 10 и электрическим контактным элементом.

На фиг. 3 представлено применение электрического контактного элемента в разъединителе. При этом разъединитель имеет контактный штырь 11, который продолжается коаксиально главной оси и имеет возможность перемещения в направлении главной оси 2. Поперечное сечение контактного штыря 11 соответствует поперечному сечению контактной втулки 3а и вложенного в нее элемента 8 контактирования. Контактный штырь 11 может вводиться в контактную втулку 3а и контактирует в ней со стороны боковой поверхности с элементом 8 контактирования. Элемент 8 контактирования представляет часть электропроводного пути тока между токоведущей дорожкой 10 и контактным штырем 11. При этом электропроводный путь тока выполнен от токоведущей дорожки 10, через базовую поверхность 1а, контактную втулку 3а и вложенный элемент 8 контактирования к боковой поверхности контактного штыря 11. Может быть предусмотрено, что контактный штырь 11 может повторно вводиться в контактную втулку и выводиться из нее, так что возможно повторное установление и размыкание электропроводного соединения между контактным штырем 11 и токоведущей дорожкой 10. Контактный штырь 11 находится в представлении на фиг. 3 в своем положении выключения, причем контактный штырь 11 окружен направляющим приспособлением, которое также служит для его диэлектрического экранирования.

На фиг. 4 показан вид сверху нескольких известных из фиг. 3 электрических контактных элементов в третьем варианте выполнения, причем три одинаковых по конструкции электрических контактных элемента третьего варианта выполнения закреплены на соответствующей токоведущей дорожке 10, причем каждая из токоведущих дорожек 10 сформирована сходным образом. Контактные элементы служат для передачи в многофазной системе переменного напряжения. Для пояснения на фиг. 4 электрические контактные элементы третьего варианта выполнения представлены в сечении, так что видны соответствующие резьбовые отверстия 9а, 9b, 9c, 9d.

Фиг. 5 показывает в качестве дополнения первый вариант выполнения контактного элемента схематично в качестве каркасной модели, чтобы пояснить положения осей. Можно видеть, что прямоугольная базовая поверхность 1 пересекается главной осью 2 перпендикулярно. Исходя от базовой поверхности 1, в направлении сферической покрывающей поверхности 4 продолжается исходящая из базовой поверхности 2 боковая поверхность 5 электрического контактного элемента сначала по типу боковой поверхности усеченной пирамиды в направлении сферической покрывающей поверхности 4, которая сформирована в форме эллипсоида. В данном случае речь идет о шаровом сегменте, который имеет круговое сечение. В шаровом сегменте находится входное отверстие контактной втулки. Диаметр линии 6, которая является частью сферической покрывающей поверхности, соответствует длине стороны базовой поверхности 1. Из базовой поверхности 1 выступают медианы 13а, 13b, 13с, 13d, которые перпендикулярны базовой поверхности 1. Эти медианы 13а, 13b, 13с, 13d разделяют лежащие между кромками корпуса участки боковой поверхности 5. Медианы лежат в боковой поверхности 5 мысленного цилиндра, который проходит коаксиально главной оси 2, причем медианы ориентированы параллельно главной оси 2.

В альтернативном варианте линия 6, то есть сечение эллипсоида, имеет меньшую протяженность, чем длина стороны базовой поверхности 1, так что при постепенном переходе боковой поверхности между базовой поверхностью 1 и сферической покрывающей поверхностью 4 показанные на фиг. 5 медианы 13а, 13b, 13с, 13d лежат в боковой поверхности и расположены не перпендикулярно базовой поверхности 1, а проходят с наклоном к фиктивной точке пересечения.

В принципе показанные на отдельных чертежах варианты выполнения, что касается выполнения боковых поверхностей, элементов контактирования, контактных втулок, резьбовых отверстий и т.д., допускают изменения, не меняя сущность изобретения. В частности, могут, например, варьироваться степень изгиба сферической покрывающей поверхности 4, радиальные протяженности сферической покрывающей поверхности или наклон боковой поверхности.

Изобретение относится к электрическому контактному элементу. Электрический контактный элемент имеет главную ось (2). Главная ось (2) пересекает многоугольную базовую поверхность (1) контактного элемента. Вокруг главной оси (2) расположена контактная втулка (3). Входное отверстие контактной втулки (3) выходит в покрывающую поверхность (4), которая размещена на стороне контактного элемента, противолежащей базовой поверхности (1). Покрывающая поверхность (4) изогнута сферически над базовой поверхностью (1) и непрерывно переходит в боковую поверхность (5), соединяющую базовую поверхность (1) и покрывающую поверхность (4). Техническим результатом является повышение надежности функционирования. 12 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Электрический контактный элемент с главной осью (2), которая пересекает многоугольную базовую поверхность (1, 1a) контактного элемента, и с расположенной вокруг главной оси (2) контактной втулкой (3, 3а), входное отверстие которой выходит в покрывающую поверхность (4), которая размещена на стороне контактного элемента, расположенной противоположно базовой поверхности (1, 1a), отличающийся тем, что покрывающая поверхность (4) изогнута сферически над базовой поверхностью (1, 1a), в то время как боковая поверхность (5), соединяющая базовую поверхность (1, 1a) и покрывающую поверхность (5), непрерывно переходит от многоугольной базовой поверхности (1, 1a) к сферической покрывающей поверхности (4).

2. Электрический контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что боковая поверхность (5) на ее обращенной к базовой поверхности (1, 1a) стороне, по меньшей мере, частично выполнена по типу боковой поверхности (5) усеченной пирамиды, и сферическая покрывающая поверхность (4), скругленная по типу эллипсоида, притупляя кромки корпуса, непрерывно переходит в боковую поверхность (5) усеченной пирамиды.

3. Электрический контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что боковая поверхность (5) на ее обращенной к базовой поверхности (1, 1a) стороне, по меньшей мере, частично выполнена по типу боковой поверхности (5) призмы, а сферическая покрывающая поверхность (4), скругленная по типу эллипсоида, притупляя кромки корпуса, непрерывно переходит в боковую поверхность (5) призмы.

4. Электрический контактный элемент по п.2 или 3, отличающийся тем, что непрерывный переход в сферическую покрывающую поверхность (4) осуществляется с использованием участков, которые лежат на боковой поверхности (5) кругового цилиндра.

5. Электрический контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что кромки корпуса притуплены со скруглением.

6. Электрический контактный элемент по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что кромки корпуса притуплены со скруглением.

7. Электрический контактный элемент по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что боковая поверхность (5) вогнуто изогнута.

8. Электрический контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что в базовой поверхности выполнены резьбовые отверстия (9а, 9b, 9с, 9d), которые по своему количеству соответствуют углам базовой поверхности (1, 1a).

9. Электрический контактный элемент по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что в базовой поверхности выполнены резьбовые отверстия (9а, 9b, 9с, 9d), которые по своему количеству соответствуют углам базовой поверхности (1, 1a).

10. Электрический контактный элемент по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что базовая поверхность (1, 1a) и покрывающая поверхность (4) соединены друг с другом монолитным образом.

11. Электрический контактный элемент по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что базовая поверхность (1, 1a) и покрывающая поверхность (4) являются электропроводными.

12. Электрический контактный элемент по п.1, отличающийся тем, что контактная втулка (3, 3а) выходит как в покрывающую поверхность (4), так и в базовую поверхность (1, 1a).

13. Электрический контактный элемент по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что контактная втулка (3, 3а) выходит как в покрывающую поверхность (4), так и в базовую поверхность (1, 1a).