Электроконтактная пара Советский патент 1985 года по МПК H01R13/187 

Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике и может быть использовано преимущественно в электрических и разъемных устройствах, предназначенных для соединения электрических цепей.

Известна электроконтактная пара, содержащая штырь и гнездо в виде втулки с прорезями, отстоящими от ее краев, причем втулка имеет форму конуса, расщиряющегося в сторону подсоединения щтыря, а штырь снабжен сферическим утолщением 1.

Однако эта электроконтактная пара не выдерживает большое количество сочленений и расширений без нарушения сопротивления контактного перехода вследствие механического истирания поверхностного слоя благородного металла. Электрический контакт штыря с гнездом обеспечивается этой электроконтактной парой в небольшом конечном количестве точек, что снижает надежность и срок службы контактного соединения.

Известна контактная пара, состоящая из гнезда и штыря с самофиксирующимся упругим элементом, расположенным в продольном пазу штыря, в котором выполнен второй продольный паз и кольцевая проточка, объединяющая продольные пазы с одной из их сторон, а упругий элемент выполнен в виде расположенного в кольцевой проточке разомкнутого кольца, концы которого отогнуты и размещены в продольных пазах 2.

Эта контактная пара также не выдерживает большого количества сочленений и расчленений без нарушения сопротивления контактного перехода вследствие механического истирания поверхностного слоя благородного металла. Кроме того, контактная пара, обеспечивая контакт в трех зонах контактирования, не дает большого количества точек контактирования, что также снижает надежность и срок службы контактного соединения.

Известна электрокрнтактная пара, содержащая гнездо с заходной частью и штырь, выполненный в виде пучка упругих проволок, закрепленных в хвостовике, торец штыря, обращенный к гнезду, выполнен с выемкой 3.

Известная электроконтактная пара также требует определенного усилия при сочленении и расчленении вследствие трения упругих проволок штыря о стенки гнезда, что приводит в конечном итоге к истиранию, нарушению контактного переходного сопротивления и ограниченному гарантированному количеству сочленений и расчленений в процессе эксплуатации. Количество точек контактирования ограничено, так как ограничено число проволок и каждая из расположенных по периметру контактирует в одной или двух точках с гнездом, что снижает

возможности по надежности и сроку службы контактного соединения в целом.

Недостатком известных контактных пар является также конечное количество точек контактирования штыря и гнезда, следствием чего является наличие покрытий из благородных металлов для обеспечения низкого переходного сопротивления. Вследствие истирания при сочленении и расчленении тонкого слоя благородного металла

покрытия известные контактные пары обладают небольшим количеством сочленений и расчленений, не превышающих величины 100-500, что ограничивает их надежность и срок службы.

Наиболее близким к изобретению по технической сушнОсти и достигаемому результату является электроконтактная пара, содержашая штырь, гнездо, выполненное в виде вогнутой воронкообразной поверхности, полученной путем вращения криволинейной образующей, и контактный пружинный элемент 4.

Известная контактная пара решает задачу многоточечного контактирования, однако допускает незначительный перекос и несоосность в пределах попадания ловителя в центральный виток спирали и в пределах полости гнезда, так как штырь соответствует по форме гнезду. В противном случае при сочленении могут быть заклинивания за счет попадания ловителя между

0 витками спирали или перекоса штыря относительно полости гнезда, что может привести к деформации витков.

Кроме того, в известной контактной паре при сочленении спираль навивается на конус штыря, соответственно витки от давления

5 стараются «наползти на расширяющуюся часть штыря и от длительной эксплуатации происходит постепенное увеличение их диаметра, что, в свою очередь, приводит к ослаблению контактного давления, уменьшению количества точек касания и соответственно к увеличению общего переходного сопротивления контактов.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в электроконтактной паре, содержащей штырь, гнездо, выполненное в виде вогнутой воронкообразной поверхности, полученной путем вращения криволинейной образующей, и контактный пружинный элемент, выполненный в виде спирали, центральный виток спирали жестко связан с концом щтыря, обращенным в сторону гнезда.

На фиг. 1 изображена электроконтактная пара в расчлененном положении; на фиг. 2-

то же, в сочлененном положении.

Электроконтактная пара состоит из штыря 1, снабженного спирально свитой упругой лентой 2 произвольного сечения, электрически связанной с ним закрепленной центральной частью на его конце, обращенном к гнезду, и расположенной в плоскости, перпендикулярной штырю, и гнезда 3, выполненного в виде вогнутой воронкообразной поверхности, полученной путем вращения криволинейной образующей. Гнездо имеет электрически связанный с ним хвостовик 4 для крепления провода. Кроме того, для обеспечения заданного числа точек контактирования гнезда со штырем гнездо может быть снабжено выступами, расположенными вдоль криволинейной образующей, которые могут быть нанесены любым известным способом, в том числе и при изготовлении гнезда штамповкой, поверхность снабжается выступами типа накатки с любым наперед заданным шагом. В этом случае спирально свитая лента гнезда за счет своих упругих свойств имеет возможность контакта с каждым выступом всем периметром каждого витка. Спирально свитая лента 2 крепится на конце штыря 1 любым способом; пайкой, точечной сваркой, развальцовкой конца штыря. Упругая лента может иметь произвольное сечение, круглое, прямоугольное, треугольное, полукруглое и т. п. При использовании электроконтактной пары в разъемных соединениях гнездо и штырь снабжаются, как правило, диэлектрическими корпусами 5 и 6 соответственно. В этом случае гнездо и штырь крепятся в корпусах любым известным способом, применяемым при изготовлении разъемов.

Электроконтактная пара работает следующим образом.

При сочленении спирально свитая упругая лента штыря входит в контакт своим последним витком с верхней поверхностью гнезда и плотно прижимается к ней. По мере продвижения штыря внутрь гнезда все последующие витки спирали плотно прилегают по всему периметру спирали к поверхности гнезда, при этом спираль принудительно принимает вытянутую форму гнезда, сжимаясь поверхностью гнезда. Каждая часть витка виток в целом и все витки спирали давят на поверхность гнезда с силой, определяемой упругими свойствами ленты спирали и величиной деформаций за счет растягивания спирали вдоль штыря и ее сжатия боковой поверхностью гнезда. Таким образом, каждая частичка спирали представляет собой как бы маленькую пружинку, обеспечивающую давление на каждый участок поверхности гнезда, в результате чего обеспечивается контакт всего периметра нижней части поверхности спирали с поверхностью гнезда. Количество точек контактирования можно сделать сколь угодно большим и наперед заданным. Если поверхность гнезда имеет выступы, расположенные

вдоль криволинейной образующей, то витки спирали за счет своих упругих свойств и усилия сжатия поверхностью гнезда принудительно контактируют всей своей поверхностью с каждым выступом, за счет чего можно получить наперед заданное число точек контакта штыря с гнездом.

В моме:нт сочленения спирально свитая лента плотно прилегает к поверхности, слегка деформируется ею и обеспечивает

0 необходимое контактное давление, практически исключая момент механического истирания контактирующих поверхностей ленты штыря и гнезда, тем самым обеспечива тся сохранность тонкого слоя покрытий

5 благородных металлов гнезда и ленты штыря.

Принудительное давление поверхности гнезда на витки спирали, заставляющее спираль принять форму гнезда, обеспечивает повышенную технологичность изготовления спирали штыря за счет снижения требований к допускам размеров спирали по длине, сечению, а также к упругости, однородности закалки и т. п. При уходе и разбросе технологических параметров спирали

5 гнездо принудительно за счет своей формы обеспечивает надежный контакт всего периметра нижней части спирали с поверхностью гнезда.

Электроконтактная пара, кроме того, обеспечивает в условиях перекосов и несо0 осностей надежный электрический контакт, не приводя при этом к недопустимым деформациям контактирующих элементов, так как спирально свитая лента штыря имеет хорошую степень свободы и после смешения относительно центра восста5 навливает свою первоначальную форму.

Таким образом, электроконтактная пара обладает повышенной технологичностью, обеспечивает увеличенную площадь соприкосновения штыря и гнезда, исключает их

0 механическое истирание в моменты сочленения и расчленения и обеспечивает в условиях перекосов и несоосности надежный электрический контакт.

Увеличенная площадь соприкосновения штыря и гнезда и обеспечение надежной

5 работы в условиях перекоса и несоосиости способствует повышению надежности контактной пары, а исключение механического истирания контактов обеспечивает повышенное количество сочленений и расчленений

g без истирания слоя благородных металлов, что дает возможность значительно повысить срок службы контактных соединений.

Повышенная площадь соприкосновения штыря и гнезда позволяет обеспечивать низкое переходное сопротивление без применения покрытий из драгоценных металлов.

ЭЛЕКТРОКОНТАКТНАЯ ПАРА, содержащая штырь, гнездо, выполненное в виде вогнутой воронкообразной поверхности, полученной путем вращения криволинейной образующей, и контактный пружинный элемент, выполненный в виде спирали, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, центральный виток спирали жестко связан с концом штыря, обращенным в сторону гнезда. сл о Од QO