Электрический соединитель Российский патент 2024 года по МПК H01R13/648 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве установочного изделия для соединения между собой различных блоков и устройств радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного токов, радиочастотных и высоковольтных электрических цепях.

Известен соединитель с подвижными контактами по патенту РФ на изобретение №2239262, опубл. 27.10.2004, используемый для механического соединения и разъединения электрических цепей в различных видах радиоэлектронной аппаратуры. Данный соединитель состоит из двух частей - вилок (кабельных или блочных) и розеток (кабельных или блочных), причем его любые вилки соответствуют любым розеткам. Вилка снабжена направляющими фиксаторами, защитными крышками в верхней части, платами с размещенными в них контактами (штифтами), при этом одна из плат имеет выступы, взаимодействующие с впадинами в ответной части соединителя, исключающие несанкционированное соединение электрических цепей. Розетка снабжена направляющими втулками, защитными крышками и платами с соответствующими впадинами, при этом платы закреплены с корпусом винтами и установленными между ними контактами (гнездами).

Недостатками данного устройства являются ограниченный спектр его применения, связанный с невозможностью его использования в комбинированных электрических цепях, а также низкая ремонтопригодность, поскольку в данном соединителе вилка и розетка представляют собой цельные корпусные блоки, и в случае выхода из строя одного из контактов вся розетка или вилка подлежит замене.

Также известен электрический соединитель по патенту РФ на изобретение №2789532, опубл. 06.02.2023, который содержит вилку с размещенными контактными штырями, изолированными от корпуса вилки, розетку с контактными гнездами, установленными в изолятор корпуса розетки, и замыкатель, выполненный в виде установленных на каждый контактный штырь втулок с фланцем, поджатых со стороны фланцев цилиндрическими пружинами к электропроводящему сепаратору с отверстиями по числу контактных штырей, установленному на контактные штыри и закрепленному на корпусе. Втулки выступают из отверстий сепаратора с возможностью перемещения на контактных штырях от взаимодействия с изолятором розетки. Поверхности фланца втулок выполнены электропроводящими, а крайний удаленный от фланца втулки торцевой виток каждой пружины выполнен с уменьшенным внутренним диаметром, не превышающим диаметр контактного штыря.

Недостатками данного устройства являются ограниченный спектр его применения, связанный с невозможностью его использования в комбинированных электрических цепях, а также низкая ремонтопригодность, поскольку в данном соединителе вилка и розетка представляют собой цельные корпусные блоки, и в случае выхода из строя одного из контактов вся розетка или вилка подлежит замене.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является выбранный в качестве прототипа соединитель электрический низкочастотный прямоугольный малогабаритный с гиперболоидными контактами ГРПМ2-46ГПл2В-Э (ВП) КЦАЯ.430424.006ТУ производства компании «Электронинвест» (интернет-ресурс http://www.elin-gk.ru/), предназначенный для работы в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного токов. Данное устройство представляет собой соединители типа вилка-розетка, выполненные в трех конструктивных исполнениях - обычном, обычном усиленном (только 122-контактные) и с плавающей розеткой, допускающей групповую установку соединителей в аппаратуре. Вилка состоит из монолитного корпуса с установленными в него контактными штырями, двумя направляющими штырями со стороны взаимодействия с розеткой и двумя шпильками для объемного монтажа со стороны припайки проводов. Розетка состоит из монолитного корпуса установленными в него контактными цангами, двумя направляющими втулками со стороны взаимодействия с вилкой и двумя шпильками для объемного монтажа со стороны припайки проводов. Корпуса соединителя выполнены из полимерного электроизоляционного материала. Контакты, установленные внутри частей соединителя, - штыри (вилки) или цанги (розетки) изготовлены из цветного металла с серебряным или золотым покрытием. Крепление проводов к контактам производится посредством пайки. Данный соединитель предназначен для работы в электрических цепях постоянного, переменного (частотой до 3 МГц) и импульсного токов при напряжении до 250 В (амплитудное значение) и силе тока до 3 А.

Недостатком данного устройства является ограниченный спектр его применения, связанный с невозможностью его использования в комбинированных электрических цепях, например радиочастотных, высоковольтных и низкочастотных. Еще одним недостатком данного соединителя является низкая ремонтопригодность, так как его вилка и розетка представляют собой цельные корпусные блоки и в случае выхода из строя одного из контактов вся розетка или вилка подлежит замене.

При создании настоящего устройства решалась техническая проблема, состоящая в создании электротехнических устройств для механического соединения и разъединения широкого спектра электрических цепей: постоянного, переменного и импульсного токов, радиочастотных электрических цепей частотой до 10000 МГц, высоковольтных электрических цепей постоянного и переменного токов, а также повышении технологичности электрических соединителей, отвечающих современным требованиям по обеспечению надежности.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в расширении спектра применения и повышении эксплуатационной и ремонтной технологичности электрического соединителя за счет изменения его конструкции, обеспечивающей возможность использования комбинации колодок, в том числе низкочастотных, радиочастотных и высоковольтных.

Указанный технический результат при использовании заявленного устройства достигается тем, что электрический соединитель состоит из двух ответных частей - вилки и розетки, каждая из которых содержит каркас, выполненный из двух параллельно расположенных швеллеров, имеющих отверстия для установки комбинации колодок, а также отверстия для фиксации конструкции, два корпуса, выполненных из высокопрочного электроизоляционного полимера, каждый из которых имеет два сквозных отверстия для фиксации вилки с ответной розеткой и два отверстия в торцах для фиксации конструкции, которые закреплены в швеллерах с двух противоположных сторон, а также комбинацию колодок, закрепленную в швеллерах между корпусами, состав которой определяется в зависимости от применения электрического соединителя. На корпусах вилки со стороны взаимодействия с розеткой установлены две направляющие разных диаметров, а в корпусах розетки предусмотрены посадочные отверстия для направляющих, совпадающие с ними по диаметрам. Каждая колодка содержит корпус, выполненный из высокопрочного, электроизоляционного полимера, нижняя часть которого установлена в верхнюю часть и имеет пазы под установку ответной части колодки. В глухие четырехгранные отверстия корпуса колодки тип-вилка установлены контактные штыри, а в колодки тип-розетка - цанги, имеющие грани для крепления в колодке, выполненные в виде среза окружности с двух сторон заподлицо к основному стержню. Контактные штыри и цанги имеют технологическое отверстие со срезом для припайки провода и выполнены из цветного металла с покрытием из токопроводящего материала. Колодки, контактные штыри и цанги могут быть различных форм и размеров, в зависимости от применения электрического соединителя.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, на которых показан вариант исполнения электрического соединителя с высоковольтными колодками:

на фиг. 1 - Вилка, вид спереди и сверху;

на фиг. 2 - Розетка, вид спереди и сверху;

на фиг. 3 - Колодка тип-вилка в разрезе;

на фиг. 4 - Колодка тип-розетка в разрезе;

на фиг. 5 - Электрический соединитель в сочлененном состоянии, в разрезе.

На фиг. 1 показан вид спереди и сверху вилки, состоящей из двух корпусов (2), выполненных из высокопрочного, электроизоляционного полимера (например, ПОМ-Н, ПА6-ЛТ-СВ30П). Каждый корпус (2) имеет два сквозных отверстия для жесткой фиксации вилки с ответной розеткой стандартным крепежом и два отверстия в торцах под винты (4) для фиксации конструкции на швеллерах (3). Корпуса (2) установлены с обеих сторон вилки в два швеллера (3), расположенные параллельно друг другу и соосно двумя крайними отверстиями к боковым отверстиям корпусов (2). Швеллеры (3) могут быть выполнены из металла (например, АМГ2М) и снабжены отверстиями для установки набора колодок, а также двумя отверстиями для фиксации конструкции с помощью винтов (4). На обоих корпусах (2) со стороны взаимодействия с розеткой установлены, например, посредством резьбового соединения, две направляющие (1) разных диаметров, обеспечивающие упрощенное и соосное сочленение вилки с ответной розеткой. Между корпусами (2) расположена комбинация колодок с контактными штырями (6), при этом состав комбинации определяется в зависимости от применения электрического соединителя.

На фиг. 2 показан вид спереди и сверху розетки, состоящей из двух корпусов (9), выполненных из высокопрочного, электроизоляционного полимера (например, ПОМ-Н, ПА6-ЛТ-СВ30П) и установленных с обеих сторон розетки в два швеллера (3) аналогично корпусам (2) вилки. Каждый корпус (9) имеет два сквозных отверстия для жесткой фиксации розетки с ответной вилкой стандартным крепежом и два отверстия в торцах под винты (4) для фиксации конструкции на швеллерах (3). На корпусах (9) также предусмотрены посадочные отверстия для направляющих (1), совпадающие с ними по диаметрам, для соосного сочленения розетки с вилкой. Швеллеры (3) могут быть выполнены из металла (например, АМГ2М) и снабжены отверстиями для установки набора колодок, а также отверстиями для фиксации конструкции с помощью винтов (4). В корпусах (9) также может быть предусмотрено крепежное отверстие для монтажа розетки к блоку гибкой сцепкой, в которое установлены развальцованные металлические втулки (10) в металлических кольцах (7) для обеспечения наименьшего износа граней полимерной детали при эксплуатации изделия. Между корпусами (9) расположена комбинация колодок с цангами (11), при этом состав комбинации определяется в зависимости от применения электрического соединителя.

Колодка высоковольтная тип - вилка, показанная на фиг. 3, содержит нижнюю часть корпуса колодки (8), установленную в верхнюю часть корпуса колодки (5). Верхняя и нижняя часть корпуса колодки выполнены из высокопрочного, электроизоляционного полимера (например, ПОМ-Н, ПА6-ЛТ-СВ30П) и имеют глухие четырехгранные отверстия для установки и фиксации контактных штырей (6), а также пазы под установку ответной части колодки. Контактный штырь (6) представляет собой конструктивный элемент, имеющий грани для крепления в колодке, выполненные в виде среза окружности с двух сторон заподлицо к основному телу штыря для исключения проворота в колодке, а также технологическое отверстие, со срезом в верхней части стержня для припайки провода. Контактный штырь (6) выполнен из цветного металла (например, латуни) с покрытием из токопроводящего материала (например, серебра).

Колодка высоковольтная тип - розетка, показанная на фиг. 4, содержит нижнюю часть корпуса колодки (8), установленную в верхнюю часть корпуса колодки (5). Верхняя и нижняя часть корпуса колодки выполнены из высокопрочного, электроизоляционного полимера (например, ПОМ-Н, ПА6-ЛТ-СВ30П) и имеют глухие четырехгранные отверстия для установки и фиксации цанг (11), а также пазы под установку ответной части колодки. Цанга (11) представляет собой конструктивный элемент, имеющий грани для крепления в колодке, выполненные в виде среза окружности с двух сторон заподлицо к основному стержню для исключения проворота в колодке, а также технологическое отверстие со срезом для припайки провода. Цанга (11) выполнена из цветного металла (например, латуни), с покрытием из токопроводящего материала (например, серебра).

Корпуса колодок электрического соединителя могут быть изготовлены как из листового электроизоляционного материала посредством токарно-фрезерной обработки, так и посредством литья с помощью специализированного оборудования.

Электрический соединитель в сочлененном состоянии, показанный на фиг. 5, содержит вилку, в составе которой имеются две направляющие разных диаметров (1), взаимодействующие при сочленении с ответными посадочными отверстиями для направляющих в розетке, для обеспечения соосного сопряжения и фиксации элементов электрического соединителя, и комбинацию колодок тип-вилка, в состав которых входят штыри контактные (6), взаимодействующие с цангами (11), установленными в колодках тип-розетка, расположенными непосредственно в розетке. Точное позиционирование направляющих и ответных отверстий обеспечивает надежное и жесткое соединение. В конструкции электрического соединителя могут быть предусмотрены технологические зазоры в посадочных местах колодок, штырей и цанг, что обеспечивает их подвижность, безопасное для контактов сочленение вилки с розеткой и исключает их заломы. Такая установка колодок позволяет компенсировать несоосность контактов или их деформацию при сопряжении соединителя.

Заявляемое устройство используется следующим образом.

К отверстиям цанг и штырей, выполненных "срезом", припаиваются соответствующие провода. Вилка и розетка через сквозные отверстия, расположенные в их корпусах, монтируются к блокам эксплуатируемого изделия на жесткую сцепку с применением стандартного крепежа, при этом также обеспечивается возможность монтажа розетки к блоку на гибкую сцепку через отверстия в корпусах с развальцованными втулками. Вилка контактными штырями входит в цанги розетки, обеспечивая надежное сочленение электрического соединителя.

Электрический соединитель, выполненный по предлагаемой конструкции, прошел лабораторные испытания в центре испытаний «Качество» АО «НПО Завод Волна». Результаты лабораторных испытаний, приведенные в таблице ниже, показали, что предлагаемый электрический соединитель отличается высоким уровнем прочностных и электрических свойств, что позволяет использовать его в радиоэлектронных конструкциях наземного, воздушного и морского назначения, в различных климатических регионах.

Конструкция предлагаемого электрического соединителя обеспечивает возможность использования в нем различных комбинаций отдельных колодок, например, низкочастотных, радиочастотных и высоковольтных, для одновременного соединения и разъединения электрических цепей разного типа. Если одна или несколько колодок выйдут из строя, их можно оперативно заменить, что позволяет проводить быстрый и недорогостоящий ремонт при эксплуатации изделия. Направляющие разного диаметра в вилке и ответные отверстия для них в розетке обеспечивают соосное сочленение электрического соединителя. Посадочные четырехгранные отверстия, выполненные в нижней части корпуса колодки, исключают проворот контакта в колодке, который может привести к обрыву проводов.

Таким образом, при использовании заявленного устройства обеспечиваются расширение спектра применения и повышение эксплуатационной и ремонтной технологичности электрического соединителя, т.е. достигается сформулированный технический результат.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в расширении спектра применения и повышении эксплуатационной и ремонтной технологичности электрического соединителя за счет изменения его конструкции, обеспечивающей возможность использования комбинации колодок, в том числе низкочастотных, радиочастотных и высоковольтных. Для этого электрический соединитель состоит из двух ответных частей - вилки и розетки, содержащих каркас, выполненный из двух параллельно расположенных швеллеров с отверстиями для установки комбинации колодок и отверстиями для фиксации конструкции, два корпуса из высокопрочного электроизоляционного полимера, имеющих два сквозных отверстия для фиксации вилки с ответной розеткой и два отверстия в торцах для фиксации конструкции, закрепленных в швеллерах с двух противоположных сторон, а также комбинацию колодок, закрепленную в швеллерах между корпусами, состав которой определяется в зависимости от применения электрического соединителя, причем на корпусах вилки со стороны взаимодействия с розеткой установлены две направляющие разных диаметров, а в корпусах розетки предусмотрены посадочные отверстия для направляющих, совпадающие с ними по диаметрам. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Электрический соединитель, характеризующийся тем, что он состоит из двух ответных частей - вилки и розетки, каждая из которых содержит каркас, выполненный из двух параллельно расположенных швеллеров, имеющих отверстия для установки комбинации колодок и отверстия для фиксации конструкции, два корпуса, выполненные из высокопрочного электроизоляционного полимера, каждый из которых имеет два сквозных отверстия для фиксации вилки с ответной розеткой и два отверстия в торцах для фиксации конструкции, которые закреплены в швеллерах с двух противоположных сторон, а также комбинацию колодок, закрепленную в швеллерах между корпусами, состав которой определяется в зависимости от применения электрического соединителя, причем на корпусах вилки со стороны взаимодействия с розеткой установлены две направляющие разных диаметров, а в корпусах розетки предусмотрены посадочные отверстия для направляющих, совпадающие с ними по диаметрам, при этом каждая колодка содержит корпус, выполненный из высокопрочного, электроизоляционного полимера, нижняя часть которого установлена в верхнюю часть и имеет пазы под установку ответной части колодки, в глухие четырехгранные отверстия корпуса колодки тип-вилка установлены контактные штыри, а колодки тип-розетка - цанги, имеющие грани для крепления в колодке, выполненные в виде среза окружности с двух сторон заподлицо к основному стержню, при этом контактные штыри и цанги имеют технологическое отверстие со срезом для припайки провода и выполнены из цветного металла с покрытием из токопроводящего материала.

2. Электрический соединитель по п. 1, в котором швеллеры выполнены из металла.

3. Электрический соединитель по п. 1, в котором в корпусах розетки выполнены крепежные отверстия для монтажа розетки к блоку, в которые установлены развальцованные металлические втулки в металлических кольцах.

4. Электрический соединитель по п. 1, в котором в посадочных местах колодок, штырей и цанг предусмотрены технологические зазоры.