Электрический соединитель

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам коммутации электрических цепей.
Известен штепсельный соединитель (SEPARABLE ATTACHMENT PLUG), представляющий собой электрический соединитель вилка-розетка с контактными элементами. U.S patent No. 774,250, 08.11.1904.
Штепсельный соединитель имеет в своем составе вилку с контактными штырями и розетку с контактными элементами - гнездами. Однако в конструкции данного устройства отсутствуют элементы, обеспечивающие гарантированный многоточечный контакт и постоянное контактное усилие в соединении, что ограничивает область ее применения.
Известен электрический соединитель, содержащий контактные элементы, выполненные в виде хаотично уложенной путанки из тонкой проволоки, силовые пружины и эластичную пористую металлическую прокладку, пропитанную жидким металлом, для передачи электрического контакта (SU 764023 A1, опубл. 15.09.1980 на 4 л, фиг. 1-2).
Данное техническое решение содержит сложную многорычажную конструкцию, для включения которой следует приложить силу, направленную навстречу действию силы пружин при помощи гидро-, пневмо- или иного вида привода. Необходимость силового привода, а также пропитки металлической прокладки жидким металлом существенно ограничивают область применения данного соединителя и усложняет технологию его изготовления.
Известен электрический соединитель, содержащий вилку с контактными штырями и розетку с контактными элементами - гнездами, в которых закреплены проволочные элементы, выполненные в виде хаотично уложенной путанки из тонкой проволоки, с возможностью непосредственной передачи многоточечного электрического контакта между контактными штырями вилки и контактными элементами розетки. Патент Российской Федерации на полезную модель № 203770, МПК H01R 13/02, 21.04.2021. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Применение в электрических цепях разнообразных по конфигурации загибов пружинящих элементов на контактах может обеспечить многоточечный контакт при незначительных усилиях соединения, встречающихся в приборостроении. Отсутствие деформации контактов, возникающей при больших усилиях в процессе стыковки контактов, увеличивает ресурс устройства в целом, расширяя область его применения. Однако при многократном соединении контактных пар, сдавливание (взаимное прижатие) контактирующих элементов - штырей вилки и путанки из тонкой проволоки контактных элементов розетки в таком соединителе может ослабевать, что снижает надежность электрического контакта и, таким образом, соединителя в целом.
Задачей полезной модели является создание электрического соединителя, обеспечивающего гарантированный многоточечный контакт при малых усилиях соединения контактных пар (контактов вилки и розетки), обладающего повышенной надежностью.
Техническим результатом является повышение надежности электрического соединителя.
Технический результат достигается тем, что электрический соединитель содержит вилку с контактными штырями и розетку с контактными элементами - гнездами, в которых закреплены проволочные элементы, выполненные в виде сформованных вкладышей из хаотично уложенной путанки из тонкой проволоки, с возможностью непосредственной передачи многоточечного электрического контакта между контактными штырями вилки и контактными элементами розетки, контактные элементы розетки выполнены в виде подпружиненных дисков с возможностью сдавливания проволочных элементов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлен электрический соединитель в состыкованном состоянии, где:
1 - вилка;
2 - контактный штырь вилки;
3 - розетка;
4 - проволочный элемент;
5 - контакт розетки;
6 - пружина сжатия.
Электрический соединитель представляет собой разъемное контактное соединение между вилкой 1 и розеткой 3. В состыкованном состоянии электрического соединителя контактные штыри вилки 2 находятся в отверстиях розетки, внутри сформованных вкладышей, выполненных в виде цилиндров из проволочных элементов 4, закрепленных на контактах розетки 5 в полости зоны контакта. Проволочные элементы 4 представляют собой хаотично уложенную путанку из тонкой проволоки.
Контакты розетки 5 выполнены в виде дисков, подпружиненных с противоположной от проволочных элементов 4 стороны пружинами сжатия 6.
В качестве материалов всех токопроводящих элементов, а также тонкой проволоки могут быть использованы медь и ее сплавы. Пружины сжатия 6 могут быть изготовлены из стальной проволоки 12Х18Н10Т. Вилка 1 и розетка 3 могут быть изготовлены из электроизоляционных синтетических материалов, например полиамида.
Размеры и плотность сформованных из проволоки проволочных элементов 4, а также упругие свойства пружин сжатия 6 подбирают исходя из конструктивных особенностей деталей электрического соединителя. Наличие проволочных элементов 4 в цепи контактов позволяет увеличить число точек контактирования в соединении контактных пар (контактов вилки и розетки), не требуя при этом больших усилий соединения. Благодаря хаотичности укладки тонкой проволоки при изготовлении таких элементов обеспечивается различие в собственных резонансных частотах каждого из участков проволоки, который контактирует с контактными штырями 2, что повышает надежность контакта в условиях вибрационных воздействий. Благодаря наличию пружин 6 проволочные элементы 4 испытывают сдавливание и ввиду размещения в ограниченной полости зоны контакта прижимаются к контактным штырям вилки 2, что, в свою очередь, повышает надежность электрического контакта.
Электрический соединитель работает следующим образом.
При стыковке вилки 1 с розеткой 3 контактные штыри вилки 2 входят в контакт с проволочными элементами 4, закрепленными на контактах розетки 5. Малыми участками хаотично уложенной путанки из тонкой проволоки проволочного элемента 4, контактирующими с штырями вилки 2, обеспечивают многоточечный электрический контакт между контактными штырями вилки 2 и контактами розетки 5 электрической цепи соединителя. Посредством пружин сжатия 6, закрепленных с противоположной от проволочных элементов 4 стороны контактов розетки 5, выполненных в виде дисков, осуществляют сдавливание проволочных элементов 4.
Использование пружин сжатия для осуществления сдавливания (взаимного прижатия) контактирующих элементов - штырей вилки и путанки из тонкой проволоки контактных элементов розетки повышает надежность электрического контакта и, таким образом, электрического соединителя в целом. При этом изготовление электрического соединителя не требует сложных технологических операций.