ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МНОГОКОНТАКТНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МНОГОКОНТАКТНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ


RU (11) 2076409 (13) C1

(51) 6 H01R13/02, H01R13/62, H01R23/02, H05K1/11, H05K1/18

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 07.04.2008 - действует

(21) Заявка: 93003846/07
(22) Дата подачи заявки: 1993.01.26
(45) Опубликовано: 1997.03.27
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1432640, кл. H 01 R 13/02, 1987. Авторское свидетельство СССР N 1073830, кл. H 01 R 13/62, 1982.
(71) Заявитель(и): Лапшин Борис Иванович; Лапшин Игорь Борисович
(72) Автор(ы): Лапшин Борис Иванович; Лапшин Игорь Борисович
(73) Патентообладатель(и): Лапшин Борис Иванович; Лапшин Игорь Борисович


(54) c 

Область использования изобретения: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических многоконтактных соединителях. Сущность изобретения: электрический многоконтактный соединитель состоит из двух ответных частей, каждая из которых содержит держатель 1, с укрепленными в нем одним концом диэлектрическими упругими пластинами 2, на которые нанесены токосъемники 3 в виде плоских проводящих полосок, упругие диэлектрические пластины 2 одной ответной части входят в промежутки между упругими диэлектрическими пластинами 2 другой части, а токосъемники 3 обеих ответных частей контактируют между собой и стянуты с двух сторон зажимом 4, одна ответная часть размещена в первом корпусе 5, другая ответная часть размещена на втором корпусе 6, содержащем зажим 4, выполненный в виде двух рычагов 7, жестко соединенных с эксцентриковыми кулачками 8, каждая ответная часть выполнена в виде последовательно чередующихся упругих диэлектрических пластин 2 с нанесенными на них проводящими полосками и калиброванных по толщине прокладок 24 при этом материалом для изготовления упругих диэлектрических пластин 2 с нанесенными на них плоскими проводящими полосками и вышеупомянутых прокладок 24 является фольгированный упругий изоляционный материал, например, полиимид или лавсан 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 8 ил. 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических многоконтактных соединителях.

Известен электрический соединитель, содержащий две ответные части, каждая из которых содержит металлический корпус с контактными элементами в виде упругих проволочек и токосъемник, при этом концы контактных элементов ответных частей повернуты относительно друг друга на 180o [1]

Недостатком известного устройства является использование в нем контактных элементов со сложной объемной формой, что приводит к увеличению расстояния между соседними контактами и, соответственно, увеличению габаритов соединителя.

Наиболее близким аналогом является электрический соединитель, состоящий из двух ответных частей, каждая из которых содержит держатель с токосъемниками с зажим, взаимодействующий с токосъемниками [2]

Недостатком известного устройства является наличие подвижных элементов, перемещающихся вдоль направляющих, что снижает надежность работы электрического соединителя, и он сложен при изготовлении,

Задачей изобретения является повышение надежности и технологичности конструкции, надежность работы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в электрическом многоконтактном соединителе, содержащем первую и вторую ответные части, каждая из которых выполнена в виде держателя с токосъемниками, и зажим, установленный с возможностью взаимодействия с токосъемниками в направлении, перпендикулярном плоскостям токосъемников, токосъемники выполнены в виде плоских полосок, соединенных с упругими диэлектрическими пластинами, один конец каждой из которых укреплен в держателе, при этом токосъемники первой ответной части размещены между токосъемниками второй ответной части с обеспечением возможности взаимодействия их соответствующих полосок, а расстояние между держателем первой ответной части и концом диэлектрической пластины, принадлежащей второй ответной части, выбрано из следующего соотношения:

l (2.20)t,

где t толщина диэлектрической пластины с токосъемником за счет того, что зажим выполнен в виде двух рычагов, жестко соединенных с эксцентриковыми кулачками, и буферов, установленных между соответствующими кулачками и токосъемниками с возможностью взаимодействия с ними, а также за счет того, что каждая ответная часть соединителя выполнена в виде последовательно чередующихся упругих диэлектрических пластин с нанесенными на них плоскими проводящими полосками и калиброванных по толщине изоляционных прокладок, при этом материалом для изготовления упругих диэлектрических пластин с нанесенными на них плоскими проводящими полосками и вышеупомянутых прокладок является фольгированный упругий изоляционный материал.

На фиг. 1 представлена конструкция электрического многоконтактного соединителя, на фиг. 2 ответная часть соединителя, на фиг. 3 электрический многократный соединитель с кулачковым зажимом в эксплуатационном состоянии, на фиг. 4 электрический иногоконтактный соединитель с зажимом в виде пластин с пружинящими элементами, на фиг. 5 пример выполнения пластины с пружинящими элементами, на фиг. 6 пример соединения многоконтактного соединителя с двухрядным размещением контактов к двум плоским кабелям, на фиг. 7 пример присоединения многоконтактного соединителя к плоскому кабелю, на фиг. 8 - конструкция ответной части соединителя.

Электрический многократный соединитель (фиг. 1, 2) состоящий из двух ответных частей, каждая из которых содержит держатель 1, в котором одним концом укреплены упругие диэлектрические пластины 2, токосъемники 3, которые выполнены в виде плоских проводящих полосок и соединены с упругими диэлектрическими пластинами 2. Ответные части вложены друг в друга таким образом, что упругие диэлектрические пластины 2 и токосъемниками 3 одной ответной части размещены в промежутках между упругими диэлектрическими пластинами 2 с токосъемниками 3 другой ответной части, а токосъемники 3 обоих ответных частей контактирует между собой и стянуты с двух сторон в направлении перпендикулярном плоскости токосъемников 3 зажимом 4.

В приведенном на фиг. 3 варианте исполнения одна ответная часть размещена в первом корпусе 5, другая ответная часть размещена во втором корпусе 6, содержащем зажим 4, выполненный в виде двух рычагов 7, жестко соединенных с эксцентриковыми кулачками 8 и размещенных на кронштейнах 9.

Эксцентриковые кулачки 8 упираются в буферные элементы в виде пластин 10 из упругого материала, установленные на планках 11. Упругие диэлектрические пластины 2 и токосъемниками 3 первой и второй ответных частей размещены соответственно в первом и втором защитных кожухах 12 и 13, выполняющих одновременно функцию направляющих и ключа при сочленении ответных частей соединителя.

При реализации электрического многократного соединителя в варианте исполнения, приведенном на фиг. 4, каждая часть зажима 4 выполнена в виде гибкой пластины 14 с пружинящими элементами 15, выполненными для правой и левой стороны, и фиксатора 16 с размещенными на нем толкающими выступами 17, фиксатор 16 имеет возможность вращаться вокруг закрепленной на стойке 18 оси 19.

Присоединение проводников 20 плоского кабеля 21 производится к хвостовой части токосъемников 3 (фиг. 6, 7). После монтажа плоский кабель 21 прижимается прижимной планкой 22 к опорным стойкам 23.

При изготовлении ответных частей (фиг. 8) они выполняются в виде последовательно чередующихся упругих диэлектрических пластин 2 с токосъемниками 3 и калиброванных по толщине прокладок.

Работает электрический многоконтактный соединитель следующим образом.

Упругие электрические пластины 2 с токосъемниками 3 одной ответной части соединителя вкладывают в промежутки между упругими диэлектрическими пластинами 2 с токосъемниками 3 другой ответной части. Зажимом 4 создается усилие в направлении перпендикулярном плоскости токосъемников 3. Токосъемник 3 обеих ответных частей попарно соприкасаются друг с другом, образуя между собой электрический контакт.

Для разъединения ответных частей соединителя вначале снимается усилие, которое создавалось зажимом 4, затем упругие диэлектрические пластины 2 с токосъемниками 3 одной ответной части выводятся из зазора между упругими диэлектрическими пластинами 2 с токосъемниками 3 другой ответной части.

Электрический иногократный соединитель, вариант исполнения которого приведен на фиг. 3, работает следующим образом.

Перед сочленением ответных частей соединителя поворачивают рычаги 7 в направлении кожуха 6, вместе с ними происходит вращение эксцентриковых кулачков 8. Расстояние между поверхностями эксцентриковых кулачков 8 будет максимальным. Ответные части соединителя вкладываются друг в друга таким образом, упругие диэлектрические пластины 2 с токосъемниками 3 одной ответной части вошли в промежуток между упругими диэлектрическими пластинами 2 с токосъемниками другой ответной части. Рычаг 8 вращают в сторону кожуха 5, при этом за счет поворота эксцентриковых кулачков 8 расстояние между их поверхностями уменьшается и происходит сдавливание вложенных друг в друга упругих диэлектрических пластин 2 с токосъемниками 3 через буферные пластины 10.

Для демпфирования экспериментального давления, возникающего при прохождении максимума эксцентриковых кулачков 8 через линию сдавливания и создания усилия сжатия токосъемников 3 между собой используются буферные пластины 10, изготовленные из упругого материала, например, эластомера.

При повороте эксцентрикового кулачка 8, он скользит по поверхности планки 11 и передает усилие на буферную пластину 10. За счет своей упругости буферная пластина 10 сжимается и сдавливает токосъемники 3.

При данном варианте исполнения за счет выбора формы буферной пластины 10 достаточно просто обеспечивается герметизация соединителя.

Рычаги 7 имеют выступы, предохраняющие несанкционированное разъединение соединителя.

Электрический многоконтактный соединитель, вариант исполнения которого приведен на фиг. 4, работает следующим образом.

В исходном состоянии фиксатор 16 открывает, т. е. находится в плоскости перпендикулярной плоскости разъема (положение А на фиг. 4). Толкающие выступы 17 смещены относительно пружинящих элементов 15. Давление на буферную пластину 10 не производится. Ответные части соединителя вкладываются друг в друга аналогично описанному выше. Фиксатор 16 поворачивается в положение В. При этом толкающие выступы 17 скользят по поверхности пластин 14 и упираются в пружинящие элементы 15, создавая с двух сторон усилие сдавливания. Величина усилия сдавливания зависит от толщины пластины 14 и формы пружинящих элементов 15. В положении В фиксатор 16 предохраняет соединитель от несанкционированного разъединения.

Варианты исполнения, приведенные на фиг. 3, отличаются друг от друга конструкцией зажима, остальные части соединителя одинаковы.

Контактное усилие между контактирующими токосъемниками 3 определяет величину переходного сопротивления, стабильность контакта и соответственно надежность соединения. Минимальное усилие, которое необходимо приложить между двумя контактирующими частями, чтобы обеспечить надежный контакт, составляет 0,15 0,275 кГс в зависимости от материала контактов. Снижение усилия приводит к увеличению переходного сопротивления, что нежелательно.

Если на каждой упругой диэлектрической пластине 2 нанесено по одному токосъемнику 3, то величина контактирующего усилия между токосъемниками 3 определяется усилием, создаваемым зажимом 4, с учетом затрат на деформацию упругих диэлектрических пластин 2. Для случая, когда на каждой упругой диэлектрической пластине 2 нанесено несколько токосъемников 3, усилие, создаваемое зажимом 4, должно быть увеличено пропорционально числу токосъемников 3.

Расстояние между упругими диэлектрическими пластинами 2 в каждой ответной части выбирается таким, чтобы упругие диэлектрические пластины 2 совместно с токосъемниками 3 входили в зазор ответной части без значительных усилий. С другой стороны, расстояние не должно быть очень большим, т. к. это приведет к значительным деформациям крайних пластин 2. Этим условиям наиболее удовлетворяет расстояние выбранное в соответствии с требованиями для скользящих посадок.

Зазор, образованный между двумя диэлектрическими пластинами 2 ответных частей зависит от точности обработки поверхностей. Погрешность изготовления деталей для полированных поверхностей составляет 1 3 мкм. Если величину зазора между пластинами 2 ответных частей принять в пределах 0.5 мкм, то для электрического многократного соединителя содержащего, например, 50 токосъемников 3 величина смещения крайних пластин при обжатии, относительно своего первоначального положения, не превысит 0,06 мм. Участок упругой диэлектрической пластины 2 между держателем и концом упругой диэлектрической пластины 2 ответной части обеспечивает это смещение. Длина участка выбирается исходя из выражения l Kt, где t толщина упругой диэлектрической пластины с токосъемником.

Значение коэффициента К зависит от свойств материалов, из которых изготовлены упругая диэлектрическая пластина 2 и токосъемник 3, числа пластин 2, их геометрических размеров и выбирается в пределах 2.20.

Конструкция обеих ответных частей одинакова, проста в изготовлении. Минимальное расстояние между соседними токосъемниками 3, шаг между контактами соединения, достигает величины 0,3 мм, а хвостовые части токосъемников 3 неподвижны, что позволяет производить монтаж плоских кабелей непосредственно на хвостовые части токосъемников 3 соединителя. Варианты присоединения соединителя к плоским кабелям приведены на фиг. 6 и 7.

На фиг. 6 показано подключение двух плоских кабелей к электрическому соединителю с двухрядным расположением токосъемников 3. Монтаж электрических проводов 20 плоских кабелей 21 к боковым частям токосъемников 3 производится пайкой или сваркой. Прижимные пластины 22 прижимают плоские кабели к опорной стойке 23, обеспечивая механическое крепление и электрическую защиту открытых проводников плоских кабелей 21.

На фиг. 7 показано подключение соединителя к интерфейсному кабелю типа "общая шина". В плоском кабеле 21 снимается участок изоляции, проводники 20 оголяются. Монтаж проводников 20 к торцевой поверхности хвостовой части токосъемника 3 производится пайкой или сваркой. Прижимная планка 22 прижимает плоский кабель 21 к опорным стокам 23, обеспечивая механическое крепление и электрическую защиту открытых проводников плоских кабелей 21.

На фиг. 8 показана конструкция ответной части электрического многоконтактного соединителя. Ответная часть соединителя собрана в виде последовательно чередующихся упругих диэлектрических пластин с токосъемниками 3 и калиброванных по толщине изоляционных прокладок, скрепленных между собой при помощи клея, пайки или сварки. При этом материалом для изготовления упругих диэлектрических пластин 22 с токосъемниками 3 и прокладок 24 является фольгированный упругий изоляционный материал, например, полиимид или лавсан. 

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Электрический многоконтактный соединитель, содержащий две размещенные одна в другой ответные части, каждая из которых выполнена в виде держателя с токосъемниками, и зажим, размещенный на ответных частях с возможностью взаимодействия с токосъемниками ответных частей в направлении, перпендикулярном к плоскостям размещения токосъмников ответных частей, и обеспечения контактирования токосъемников одной ответной части с токосъемниками другой ответной части, отличающийся тем, что токосъемники ответных частей выполнены в виде упругих пластин из диэлектрического материала и плоских проводящих полосок, расположенных на двух противоположных сторонах указанных пластин, соединенных с ними и закрепленных одними своими концевыми частями в держателях ответных частей, причем токосъемники одной ответной части расположены между токосъемниками другой ответной части с возможностью контактирования их соответствующих плоских проводящих полосок между собой, при этом расстояние между держателем одной ответной части и концевой частью каждой упругой пластины из диэлектрического материала другой ответной части выбрано из следующего соотношения:

l (2 20)t,

где l указанное расстояние, м;

t толщина указанной пластины с плоскими проводящими полосками, м.

2. Соединитель по п. 1, отличающийся тем, что ответные части снабжены корпусами, зажим выполнен в виде двух кронштейнов, двух рычагов с жестко соединенными с одними их концевыми частями эксцентриковыми кулачками и двух буферов в виде пластин, при этом каждая ответная часть расположена в соответствующем копусе, кронштейны, буферы и рычаги с эксцентриковыми кулачками размещены на корпусе одной ответной части с двух его противоположных сторон с возможностью взаимодействия эксцентриковых кулачков с пластинами буферов и механического контактирования буферов с токосъемниками двух ответных частей с двух противоположных сторон соответственно.

3. Соединитель по п. 1, отличающийся тем, что зажим выполнен в виде двух размещенных с двух противоположных сторон ответных частей узлов, каждый из которых выполнен в виде гибкой пластины с пружинящими элементами на двух его противоположных сторонах, фиксатора с толкающими выступами на одной его стороне, стойки с закрепленной на ней осью и буфера в виде пластины, причем стойки с осями и гибкие пластины с пружинящими элементами узлов зажима закреплены на держателе одной ответной части с двух его противоположных сторон соответственно, фиксаторы с толкающими выступами узлов зажима установлены на осях стоек между стойками и гибкими пластинами с возможностью вращения относительно указанных осей и взаимодействия их толкающих выступов с пружинящими элементами соответствующих гибких пластин с одной стороны и с обеспечением взаимодействия толкающих выступов с пружинящими элементами гибких пластин с другой их противоположной стороны с буферами, которые расположены между гибкими пластинами узлов зажима и токосъемниками ответных частей с возможностью механического контактирования с указанными токосъемниками двух ответных частей с двух противоположных сторон соответственно.

4. Электрический многоконтактный соединитель, содержащий две размещенные одна в другой ответные части с токосъемниками и зажим, размещенный на ответных частях с возможностью взаимодействия с токосъемниками ответных частей в направлении, перпендикулярном к плоскостям размещения токосъемников ответных частей, и обеспечения контактирования токосъемниками другой ответной части, отличающийся тем, что каждая ответная часть с токосъемниками выполнена в виде пакета чередующихся между собой упругих пластин из диэлектрического материала с двусторонне нанесенными на них плоскими проводящими полосками и прокладок из диэлектрического материала с двусторонне нанесенными на них плоскими проводящими полосками, жестко соединенных между собой с обеспечением контакта между их плоскими проводящими полосками, а упругие пластины из диэлектрического материала выполнены большей длины, чем прокладки из изоляционного материала, причем упругие пластины из диэлектрического материала с плоскими проводящими полосками одной ответной части расположены между упругими пластинами из диэлектрического материала с плоскими проводящими полосками другой ответной части, напротив ее прокладок из изоляционного материала с возможностью контактирования их соответствующих плоских проводящих полосок между собой, при этом расстояние между концами упругих пластин одной ответной части и противолежащими прокладками из изоляционного материала другой ответной части выбрано из следующего соотношения:

l (2 20)t,

где l указанное расстояние, м;

t толщина указанной пластины с плоскими проводящими полосками, м.

5. Соединитель по п. 4, отличающийся тем, что в качестве материала упругих пластин и прокладок с нанесенными на них плоскими проводящими полосками использован фольгированный упругий изоляционный материал.

6. Соединитель по п. 5, отличающийся тем, что в качестве изоляционного материала основы указанного фольгированного упругого изоляционного материала использован полиимид или лавсан.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru