Витой штырь
TWISTED PIN

Заявляемое техническое решение относится к области электротехники и может применяться при изготовлении электрических контактов диаметром менее 1 миллиметра для электрических соединителей.
Известна электрическая контактная пара по патенту СН 551087, H01R 13/02, опубл. 28.06.1974, в контактных штыре и гнезде которой выполнены глухие отверстия. В отверстиях закреплены пучки токопроводных упругих проволок, торцы которых заострены. Для осуществления контакта двух электропроводов, пучки проволок штыря вводятся в гнездо. При этом происходит взаимное проникновение проволок пучков в зазоры между встречными проволоками, за счет чего осуществляется электрический контакт.
Недостатками данного технического решения являются:
- сложность конструкции;
- повышенный расход контактной проволоки за счет установки ее пучка в гнезде, что приводит к увеличению стоимости контактной пары;
- хаотичный характер контакта между проволоками штыря и гнезда, что повышает статическую и динамическую нестабильность переходного сопротивления контакта.
Известен штырь электрический контактный по патенту на полезную модель №41193, H01R 13/17, опубл. 10.10.2004, состоящий из установочной и контактной частей, контактная часть которого выполнена в виде пучка спирально навитых на стержень установочной части упругих токопроводных проволок.
Данное устройство по совокупности существенных признаков выбрано за наиболее близкий аналог.
Недостатками наиболее близкого аналога являются:
- большое усилие при сочленении с гнездом, что способно привести к обрыву токопроводных проволок. Вероятность обрыва токопроводных проволок многократно возрастает при контактах диаметром менее 1 миллиметра, когда диаметр контактных проволок уменьшается до 0,13 миллиметров и менее;
- большое усилие сочленения, при количестве сочленений 500 раз и более ведет к износу покрытия из драгметаллов контактных проволок, что в свою очередь ведет к ухудшению переходного сопротивления, а также появлению коррозии;
- сварка каждой токопроводной проволоки к установочной части контакта, необходимость полного контроля качества сварки в условиях массового производства, повышает стоимость контакта.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности электрического контакта пары «штырь-гнездо».
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в возможности изготовления контакта «штырь-гнездо» с меньшим усилием сочленения при сохранении электрических характеристик по статической и динамической нестабильности переходного сопротивления.
Задача решается, а технический результат достигается тем, что предлагаемое техническое решение направлено на совершенствование конструкции штыря, не изменяя конструкцию гнезда, которое представляет из себя цилиндр с отверстием соответствующего диаметра, а штырь состоит из установочной и контактной частей, причем установочная часть содержит стержень, а контактная часть выполнена в виде пучка спирально навитых на стержень установочной части упругих токопроводных проволок.
В отличие от ближайшего аналога стержень установочной части выполнен в виде пучка сплетенных с определенным шагом навивки упругих токопроводных проволок.
Направление навивки пучка токопроводных проволок контактной части имеет противоположное направление по отношению к направлению навивки пучка токопроводных проволок стержня установочной части.
За счет спиральной навивки, каждая проволока контактной части имеет несколько точек контактирования с поверхностью гнезда, а спирально навитый в противоположную сторону пучок токопроводных проволок стержня установочной части обеспечивает равномерность прижатия проволок контактной части, что в свою очередь дополнительно увеличивает количество точек контактирования проволок контактной части. Совокупность конструкции за счет двух соосно навитых друг на друга рядов проволок, позволяет не только снизить усилие сочленения, при увеличении количества точек контактирования, но также обеспечивает наличие дополнительного упругого прижимного усилия пучка токопроводных проволок контактной части и обеспечивает лучшие характеристики статической и динамической нестабильности переходного сопротивления.
Сущность заявляемого технического решения поясняется графическими изображениями.
На фиг. 1 представлена конструкция витого штыря с указанием поперечного разреза.
На фиг. 2 представлен поперечный разрез витого штыря.
Устройство витой штырь состоит из установочной части 1 (фиг. 1), выполненной из металла и контактной части 2. Стержень установочной части 1 выполнен в виде пучка сплетенных с определенным шагом навивки упругих токопроводных проволок 3 (фиг. 2). Контактная часть 2 выполнена в виде пучка спирально навитых на стержень установочной части 1 упругих токопроводных проволок 4. Направление навивки наружного ряда проволок 4 имеет противоположное направление относительно направления навивки внутреннего ряда проволок 3. Торцы проволок 3 и 4 сварены со стороны контактной части 2, а ее противоположная сторона установлена в отверстие установочной части 1 и зафиксирована методом прессования, например, пуклевки.
Устройство работает следующим образом.
При сочленении контактной части 2 штыря с отверстием гнезда (на фигурах не показано), проволоки 4 упруго радиально деформируются, уменьшая диаметр штыря до диаметра отверстия гнезда. Так как проволоки 4 наружного ряда навиты по спирали на внутренний ряд проволок 3, то они, уменьшаясь в диаметре, скручиваются в направлении навивки, а противоположно скрученные по спирали проволоки 3 раскручиваются и поджимают проволоки 4 к поверхности гнезда, обеспечивая необходимое и равномерное контактирование в нескольких точках с поверхностью гнезда. При расчленении пары штырь-гнездо, штырь возвращается в исходное положение, за счет упругих свойств материала проволок 3 и 4 соответственно.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность электрических контактных пар «штырь - гнездо» и уменьшить усилие их сочленения.