Электрический разъем

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗЪЕМ, состоящий из розеточной и вилочной частей, одна из которых содержит основание, и соединенный с ним эластичным элементом подвижный корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, эластичный элемент выполнен в виде ленты с несколькими рядами продольных прорезей, смещенных относительно друг друга в соседних рядах на половину их длины, на торцах подвижного корпуса и основания со сторон, обращенных друг другу, выполнены соосные кольцевые проточки, при этом лента свернута в кольцо, ее концы заходят один за другой, а торцы размещены в кольцевых проточках подвижного корпуса и основания.

Изобретение относится к электрическим соединительным устройствам и может быть использовано в автоматических межблочных коммуникационных устройствах.
Целью изобретения является повышение надежности.
На фиг. 1 представлен разъем в разомкнутом состоянии; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 эластичный элемент в развернутом состоянии.
Электрический разъем состоит из двух ответных частей. Первая часть розетка (или вилка), устанавливаемая, как правило, на отрывном блоке, содержит полый корпус 1 с коническим ловителем 2. Внутри корпуса 1 располагаются контактные элементы. Вторая часть соединительная вилка (или розетка), устанавливаемая, как правило, на стационарном относительно объекта блоке, содержит подвижный корпус 3, эластичный элемент 4 и неподвижное основание 5, на подвижном корпусе и основании имеются кольцевые проточки 6 и 7 одинакового диаметра. Проточки образуют полость, в которой расположен эластичный элемент 4, выполненный из прорезной пружины путем разрезания ее по образующей, проходящей через середину перемычки первого ряда прорезей. В эластичном элементе 4 количество рядов прорезей и количество прорезей в ряду выбирается из условия обеспечения необходимой жесткости и прочности, но не менее 3 рядов и не менее 3 прорезей в ряду.
Длина эластичного элемента 4 больше периметра цилиндрических поверхностей проточек 6 и 7 не менее, чем на 3% поэтому эластичный элемент, помещенный в полость, скручивается в спираль (см. фиг. 2), создавая распределенное радиальное давление на цилиндрические поверхности проточек и фиксирует подвижный корпус 3 в исходном положении, соосно с основанием 5. Показанный на фиг. 3 в развертке вариант эластичного элемента имеет три ряда прорезей по три прорези в ряду, причем крайние прорези во втором ряду не замкнуты.
Это позволяет эластичному элементу, свернутому в спираль, равномерно сжиматься под действием осевой силы. Если сжимающая сила направлена не по оси пружины, то эластичный элемент 4 сжимается неравномерно. Этим обеспечивается компенсация смещения от номинального взаимного положения частей соединителя в осевом и угловых направлениях. Максимальная деформация эластичного элемента 4 под действием осевой силы равна ширине прорези.
Максимальный угол перекоса одного торца эластичного элемента относительно другого определяется по формуле
=arctg
где максимальный угол перекоса;
а ширина прорези;
d диаметр проточек 6 и 7.
Если на эластичный элемент 4, свернутый в спираль, воздействовать с боковых поверхностей сжимающей силой, то эластичный элемент будет деформироваться с увеличением взаимного перекрытия концов 8 и 9 (см. фиг. 2).
После снятия усилия эластичный элемент, стремясь выпрямиться, создает возвратное усилие. На этом основано свойство компенсации смещений частей разъема от номинального положения в радиальном направлении.
Стыковка электрического разъема происходит следующим образом.
Ответные части разъема, установленные на блоках, перед стыковкой могут находиться одна относительно другой в положении, смещенном от номинального, вследствие неточности изготовления и установки блоков в объекте. При сближении блоков подвижный корпус 3 упирается в коническую поверхность ловителя корпуса 1. Реакция конической поверхности ловителя имеет осевую и радиальную составляющие. Жесткость эластичного элемента 4 в радиальном направлении меньше, чем жесткость при деформации в осевом направлении, поэтому подвижный корпус 3 под действием радиальной составляющей смещается в направлении оси корпуса 1. Проточки 6 и 7 занимают несоосное положение, боковые усилия эластичного элемента 4 заставляют его свертываться в спираль меньших наружных размеров. При этом увеличивается взаимное перекрытие концов эластичного элемента 4 в спираль и происходит до тех пор, пока не совпадут сопрягаемые поверхности элементов 1 и 3. При наличии взаимного углового перекоса элементов 1 и 3 в процессе стыковки эластичный элемент сжимается неравномерно, обеспечивая перемещение подвижного корпуса 3 в положение, соосное с корпусом 1.
Таким образом происходит компенсация взаимного углового коса.
После расстыковки разъем за счет реакции упругой деформации эластичного элемента вилки приходит в исходное положение.
Экспериментально подтверждена работоспособность электрического разъема. Макетный образец электрического разъема имеет следующие параметры:
толщина эластичного элемента 0,5 мм
ширина 5 мм
длина развертки 63 мм
количество рядов прорезей 3
количество прорезей в ряду 3
длина прорезей 19 мм
ширина прорезей 0,6 мм
расстояние между рядами 0,8 мм
диаметр проточек подвижного
корпуса и основания 19 мм
исходный диаметр прорезного
эластичного элемента 20 мм
максимальное усилие в радиаль-
ном направлении 2,6 кгс
усилие полного сжатия эласти-
чного элемента в осевом
направлении 10,7 кгс.
Преимущество описанного технического решения по сравнению с прототипом заключается в том, что компенсатор, выполненный в виде цилиндрического прорезного эластичного элемента имеющего сквозной разрез по образующей и размещение ее в по образующей и размещение ее в полости, образованной кольцевыми проточками в обращенных друг к другу торцах подвижного корпуса и основания, периметр которой меньше длины развертки эластичного элемента, позволяет уменьшить габариты электрического разъема, обеспечить компенсацию радиальных, осевых и угловых смещений. Кроме того, исключение из конструкции резиновой детали обеспечивает расширение температурного диапазона эксплуатации.
В прототипе компенсатор выполнен в виде двух деталей, что значительно увеличивает габаритные размеры электрического соединителя, и не позволяет осуществлять все виды компенсаций.
Таким образом, по сравнению с прототипом удалось уменьшить габаритные размеры на величину исключенной детали.
Экономический эффект достигается за счет повышения надежности.
Изобретение относится к электрическим соединительным устройствам и может быть использовано в автоматических межблочных коммуникационных устройствах. Целью изобретения является повышение надежности. Цель достигается введением в устройство эластичного элемента 4, выполненного в виде ленты с несколькими рядами продольных прорезей. Это позволяет эластичному элементу 4, свернутому в спираль, равномерно сниматься под действием осевой силы. При наличии взаимного углового перекоса элементов 1 и 3 в процессе стыковки эластичный элемент 4 сжимается неравномерно, обеспечивая перемещение подвижного корпуса 3 в положение, соосное с корпусом 1. Таким образом происходит компенсация взаимного углового коса. 4 ил.