УСТРОЙСТВО ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ

Полезная модель относится к области радиоэлектронной аппаратуры и может использоваться при конструировании блоков и составных частей изделий радиоэлектронных средств (РЭС) на различных объектах - носителях общего машиностроения для закорачивания точек электрической схемы (модуля, блока) на корпус объекта - носителя, которые должны быть под потенциалом земли.
Из уровня техники известен заземляющий зажим вводного устройства электрической машины (Патент на изобретение RU №1527678, МПК: H01R 4/30 1989 г.), содержащий подпорку и присоединительный болт с шайбами и гайками. Присоединительный болт выполнен сменным с возможностью продольного перемещения относительно подпорки.
Известен Заземляющий зажим (Патент на полезную модель RU №81385, МПК: H01R 4/30 2008 г.), содержащий присоединительный болт с шайбой и гайкой, консольную подпорку с продольной прорезью шириной, равной диаметру присоединительного болта. Одним концом подпорка закреплена на корпусе заземляющего устройства, а на другом конце выполнены упоры, которые образованы путем загибания свободных концов подпорки. Под присоединительным болтом размещен кабельный наконечник с шейкой шириной, равной ширине прорези в подпорке. Зажимная часть кабельного наконечника выполнена в виде прямоугольной шайбы с буртиками, которые по высоте равны толщине консольной подпорки, а расстояние между буртиками равно ширине подпорки.
К недостаткам вышеперечисленных устройств можно отнести сложность конструкции, значительное переходное сопротивление контакта из-за количества переходов, а также недостаточно эффективный электрический контакт металлического корпуса и наконечника шины при климатических и механических воздействиях.
Известно устройство заземляющее (Патент на полезную модель RU №97571, МПК: H01R 4/66 2010 г.), содержащее металлический корпус, лепесток, прижимную шайбу с центральным отверстием, закрепленные крепежным элементом. Лепесток имеет монтажный контакт и основание в виде плоской шайбы с центральным отверстием. Основание лепестка выполнено с упругодеформируемыми контактными элементами, развернутыми под углом относительно основания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является устройство (Рощин Г.И. «Несущие конструкции, механизмы и механические узлы ЭВА» - М.; Сов. радио, 1980 г. Стр. 199-200 рис. 11.46), содержащее металлический корпус с контактным элементом, ввернутым в направляющее отверстие в стенке металлического корпуса, крепящим монтажный лепесток. При этом контактный элемент выполнен в виде самонарезающего винта с потайной головкой, с последующей герметизацией контактного соединения компаундом.
К недостаткам вышеперечисленных устройств можно отнести недостаточно эффективный электрический контакт металлического корпуса и поверхности лепестка.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в создании надежного и стабильного к климатическим и механическим воздействиям контакта электрического устройства заземляющего с базовой конструкцией, с обеспечением малого переходного сопротивления в независимости от группы исполнения аппаратуры.
Достижение технического результата обеспечивается изменением конструкции ближайшего аналога. В отличие от прототипа контактный элемент со стороны наружного торца головки выполнен с центральным резьбовым отверстием или резьбовым стержнем для крепления наконечника шины заземления. Самонарезающая резьба на цилиндрическом стержне выполнена сужающейся на периферийных витках, с переходом цилиндрического стержня в усеченный конус с хвостовиком со стороны его наружного торца для заземляющего провода. При этом диаметр D цилиндрического стержня и диаметр D1 выступов самонарезающей резьбы находятся в следующем соотношении:
D/D1=0,7…0,9
где D - диаметр цилиндрического стержня,
D1 - диаметр выступов самонарезающей резьбы, металлический корпус выполнен с предварительным цилиндрическим отверстием в стенке диаметром d, определяющимся следующим соотношением:
d=(0,84-0,9)D1
где d - диаметр направляющего отверстия в стенке корпуса.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
Фиг. 1 - общий вид заземляющего устройства с наконечником кабельным шины заземления, зафиксированным фиксирующим винтом;
Фиг. 2 - общий вид заземляющего устройства с наконечником кабельным шины заземления, зафиксированным гайкой разрезной пружинящей, размещенной на резьбовом стержне.
Фиг. 3 - контактный элемент с хвостовиком;
Фиг. 4 - контактный элемент с хвостовиком и резьбовым стержнем (увеличено);
Фиг. 5 - стенка металлического корпуса. Устройство заземляющее содержит:
- металлический корпус 1 (Фиг. 1, 2, 5) выполненный, например, из алюминиевого или магниевого сплава с толщиной S (Фиг. 5) стенки, в которой выполнено предварительное цилиндрическое отверстие 2 (Фиг. 5) диаметром d (Фиг. 5);
- контактный элемент, ввернутый в предварительное цилиндрическое отверстие 2 в стенке металлического корпуса 1. При этом контактный элемент состоит из головки 3 (Фиг. 1, 2, 3, 4) и ступенчато примыкающего к ней цилиндрического стержня 4 (Фиг. 3, 4) переходящего в усеченный конус, к которому примыкает со стороны его наружного торца хвостовик 5 (Фиг. 3, 4), направленный вдоль оси. Хвостовик 5 выполнен, например, ступенчатым цилиндрическим, на котором зафиксирован провод заземляющий 6 (Фиг. 1, 2), например, пайкой.
Головка 3 контактного элемента выполнена, например, шестигранной со ступенью 7 (Фиг. 3, 4) цилиндрической формы малой высоты со стороны ее опорного торца для удобства монтажа. Со стороны наружного торца головки 3 контактного элемента может быть выполнено центральное резьбовое отверстие 8 (Фиг. 3) или резьбовой стержень 9 (Фиг. 4), направленный вдоль оси.
На боковой поверхности цилиндрического стержня 4 контактного элемента выполнена самонарезающая резьба 10 (Фиг. 3, 4), у которой шаг t (Фиг. 3) больше шага обычной крепежной резьбы, сужающаяся в направлении оси образуя сбег резьбы до 4° периферийных 1,5-2 витков. При этом величина шага t самонарезающей резьбы 10 и высоты H (Фиг. 3) усеченного конуса цилиндрического стержня 4 соразмерна. Таким образом, создается большой угол подъема винтовой поверхности, что необходимо для захвата контактного элемента при ввертывании его в направляющее отверстие 2 в стенке металлического корпуса 1.
Устройство заземляющее содержит также наконечник 11 (Фиг. 1, 2), например, кабельный шины заземления 12 (Фиг. 1, 2), зафиксированный на головку 3 контактного элемента посредством фиксирующего винта 13 (Фиг. 1), ввернутого в ее центральное резьбовое отверстие 8 или гайки разрезной пружинящей 14 (Фиг. 2), завинченной на резьбовом стержне 9.
Герметизацией контактного соединения компаундом 15 (Фиг. 1, 2) с одной или с двух поверхностей стенки металлического корпуса 1 обеспечивают его надежность и стабильность к климатическим и механическим воздействиям.
При ввертывании контактного элемента в предварительное цилиндрическое отверстие 2 металлического корпуса 1 на границе контактной винтовой поверхности образуется уплотненный граничный слой с высокой электропроводностью. Образование этого слоя обусловлено действием двух главных факторов:
а) местной пластической деформации материала детали конструкции;
б) возникающего в процессе винтового соединения сухого трения при высоком контактном давлении.
Выполнение контактного соединения посредством фрикционно-пластического метода значительно уменьшает величину переходного сопротивления контакта, которая определяется эффективной площадью контактирования и равна отношению падения напряжения на контактном переходе к току через этот переход. При этом толщина S стенки металлического корпуса 1 является одной из составляющих площади контактирования контактного элемента и металлического корпуса 1.
Наибольшая прочность контактного соединения обеспечивается применением следующих зависимостей между геометрическими параметрами, установленных эмпирически (Фиг. 3, 5):
D/D1=0,7…0,9
где D - диаметр цилиндрического стержня 4,
D1 - диаметр выступов самонарезающей резьбы 10;
d=(0,84- 0,9)D1,
S≥d
где d - диаметр предварительного цилиндрического отверстия 2 в стенке металлического корпуса 1,
S - толщина стенки металлического корпуса 1;
d/d1=1,0…1,2
где d1 - диаметр меньшего основания усеченного конуса цилиндрического стержня 4.
Сборка устройства осуществляется следующим образом. Выполняют предварительное цилиндрическое отверстие 2 в стенке металлического корпуса 1.
Ввертывают контактный элемент в предварительное цилиндрическое отверстие 2 в стенке металлического корпуса 1.
Фиксируют провод заземляющий 6 на хвостовик 5 пайкой.
Фиксируют наконечник 11 кабельный шины заземления 12 на головку 3 контактного элемента фиксирующим винтом 13, ввернутым в ее центральное резьбовое отверстие 8 или гайкой 14 разрезной пружинящей, завинченной на ее резьбовом стержне 9.
Выполняют герметизацию контактного соединения компаундом 15 с одной или с двух поверхностей стенки металлического корпуса 1.