Электрический контакт, имеющий зубцы с кромками различной длины

Изобретение относится к электрическим контактам, имеющим зубцы с неравными кромками. Гнездовой электрический контакт содержит корпус гнезда, имеющий основание, образующее продольную ось, и зубцы, отходящие от основания в точках, расположенных на расстоянии по окружности основания. Зубцы отходят от основания в направлении оси, образуя зону приема штыря между зубцами. Каждый зубец содержит две противоположные кромки, имеющие различную длину, и тупой конец. Техническим результатом является увеличенное нормальное усилие контакта и уменьшенное пиковое напряжение. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 пр.

 

[0001] Данное изобретение относится к электрическим контактам, имеющим зубцы с неравными кромками, обеспечивающими увеличенное нормальное усилие контакта и уменьшенное пиковое напряжение.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Гнездовой контакт конструируется для соединения со штыревым контактом электрического устройства. Гнездовой контакт как правило содержит гнездо, принимающее в себя контактный штырь. Когда контактный штырь вставляют внутрь гнезда, зубцы (также называемые контактными лепестками) гнездового контакта зацепляются с контактным штырем, создавая электрическое соединение между гнездовым контактом и контактным штырем. Гнездовые контакты как правило имеют корпус с трубчатым основанием и зубцы, отходящие от основания в расположенных по окружности точках вокруг основания. Зубцы выполнены с возможностью зацепления со штыревым контактом, вставляемым вдоль оси между зубцами. Эти гнездовые контакты могут быть изготовлены штамповкой и формовкой, раскаткой, или на токарном станке, однако, в большинстве случаев для образования расположенных на расстоянии зубцов из корпуса удаляют материал. Зубцы как правило имеют одинаковую длину и предназначены для захвата штыря, вставляемого в гнездовой контакт.

[0003] Существует потребность в электрических гнездовых контактах, обеспечивающих улучшенные показатели нормального усилия контакта и пикового напряжения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Данное изобретение относится к гнездовым электрическим контактам, содержащим корпус гнезда, имеющий основание, образующее продольную ось, и зубцы, отходящие от основания в точках, расположенных на расстоянии по окружности основания. Зубцы отходят от основания в направлении оси, образуя зону приема штыря между зубцами. Каждый зубец содержит две противоположные кромки, имеющие различную длину, и тупой конец. Данная конструкция гнездового контакта обеспечивает улучшенное нормальное усилие контакта и уменьшенное пиковое напряжение по сравнению с конструкцией без суженного конца (обе кромки каждого зубца имеют одинаковую длину).

[0005] Данное изобретение также относится к способам изготовления и использования гнездового электрического контакта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0006] Предыдущие описания уровня техники и сущности изобретения, а также последующее подробное описание графических материалов, будут лучше понятны при сочетании чтения с изучением прилагаемых графических материалов. С целью иллюстрирования изобретения на графических материалах показаны предпочтительные в настоящий момент варианты реализации изобретения. Однако, следует понимать, что данное изобретение не ограничено показанными точными конструкциями и средствами.

[0007] На Фиг. 1 изображено 3D-изображение варианта реализации данного изобретения.

[0008] На Фиг. 2 изображен внешний вид сбоку зубца по данному изобретению.

[0009] На Фиг. 3 изображен внутренний вид сбоку в разрезе зубца по данному изобретению.

[0010] На Фиг. 4 изображено сравнение данного изобретения с гнездовым контактом, имеющим равные кромки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Данное изобретение относится к электрическим контактам, имеющим по меньшей мере один зубец с неравными кромками, обеспечивающими увеличенное нормальное усилие контакта и уменьшенное пиковое напряжение. На Фиг. 1-3, где одинаковые числовые обозначения относятся к одинаковым элементам, гнездовой контакт содержит корпус 100, имеющий основание 102, образующее продольную ось, и зубцы 104, отходящие от основания 102 в точках, расположенных на расстоянии по окружности основания 102. Зубцы 104 отходят от основания 102 в направлении оси, образуя зону 106 приема штыря между зубцами 104.

[0012] Корпус 100 как правило имеет трубчатую форму. Трубчатая форма может иметь эллиптическое, круглое или многогранное (например, трехгранное, квадратное, пятигранное, шестигранное, восьмигранное и т.п.) поперечное сечение. Хотя показан корпус 100 типовой цилиндрической формы, в дополнительном или альтернативном варианте он может содержать любые другие формы. Кроме того, использование гнездового контакта не ограничено цилиндрическим контактным штырем. Наоборот, гнездо и соединительная зона гнездового контакта может быть выполнена с возможностью соединения с контактным штырем, содержащим любые другие формы в дополнение к цилиндрической форме или вместо нее. Корпус 100 расположен вдоль центральной продольной оси 107. Корпус 100 содержит основание 102 и зубцы 104, отходящие от основания 102. Хотя данные фигуры показывают гнездовой контакт, содержащий два зубца 104, гнездовые контакты в соответствии с данным изобретением могут содержать более двух зубцов, отходящих от основания в точках, расположенных на расстоянии по окружности основания 102. Гнездовой контакт может содержать 2, 3,4, 5 или более зубцов, хотя предпочтительный вариант реализации изобретения содержит два зубца. Зубцы 104 могут слегка отклоняться в направлении от центральной оси 107 или к ней, обеспечивая консольное отклонение зубцов 104, когда они сопряжены со штырем. Корпус 100, поскольку он обычно вырезан и сформирован из одного листа электропроводного материала, предпочтительно содержит шов 108 в основании 102, проходящий в направлении, приблизительно параллельном центральной оси 107.

[0013] Каждый зубец 104 содержит внешнюю поверхность 118, контактную поверхность 120 и две противоположные кромки 110 и 112. Две противоположные кромки имеют различную длину и образуют тупой конец 114. Тупой конец образован линией, соединяющей короткую кромку 110 с длинной кромкой 112 и приблизительно перпендикулярной продольной оси зубца 104. Обе кромки 110 и 112 идут от основания 102 к концу 114. Длинная кромка 112, как проиллюстрировано на Фиг. 2-3, имеет длину L; а короткая кромка 110 имеет длину l. Короткая кромка 110 предпочтительно приблизительно на 5-12% короче длинной кромки 112, более предпочтительно приблизительно на 7-10% короче. В варианте реализации изобретения на каждом зубце 104 короткая кромка 110 предпочтительно расположена ближе ко шву 108, чем длинная кромка 112. Поскольку кромки 110 и 112 на каждом зубце 104 имеют различную длину, l и L соответственно, щели 122 и 124, образованные между зубцами также имеют различную длину. Как проиллюстрировано на Фиг. 1-3, щель 122, образованная между короткими кромками 110 соседних зубцов, короче щели 124, образованной между длинными кромками 112 соседних зубцов. В предпочтительном варианте реализации изобретения, в котором короткая кромка 110 расположена ближе ко шву 108, щель 122, расположенная ближе ко шву 108, имеет меньшую длину, чем щель 124, расположенная дальше от шва 108.

[0014] Корпус 100 гнездового контакта может быть изготовлен из любых материалов, обеспечивающих электропроводность корпуса 100. Корпус 100 гнездового контакта может быть изготовлен с помощью любого способа, процесса, конструкции, механизма и/или тому подобного, например, но без ограничения, с помощью процесса резания, с помощью процесса литья, с помощью процесса прессования, с помощью процесса формовки и/или тому подобного. Процессы резания включают, но без ограничения, водоструйную резку, штамповку, лазерную резку, перфорирование, резание с помощью пилы, сверла, плоского ножа, фрезы и/или другого твердого режущего инструмента, и/или тому подобное. Процессы формовки включают, но без ограничения, раскатку, изгиб и/или тому подобное. Если корпус 100 изготавливают с помощью процесса резания, корпус 100 гнездового контакта может быть вырезан из рулона материала, из заготовки материала, из приблизительно плоского листа материала, из приблизительно плоского материала, из стержня материала и/или тому подобного.

[0015] В некоторых вариантах реализации изобретения корпус 100 гнездового контакта вырезают и формуют из материала, а затем повторно формуют, чтобы придать форму (например, типовую трубчатую форму) корпуса 100. Например, чтобы сформировать корпус 14 гнездового контакта 10 из материала, в материале могут быть выполнены различные разрезы. Примеры таких разрезов включают вырезание первоначальной формы основания 102 и/или зубцов 104 (например, прорезывание щелей, отделяющих соседние зубцы друг от друга и частично образующих формы зубцов). Другие детали гнездового контакта также могут быть вырезаны из материала. Когда материал разрезан, материал может быть формован для образования готовых форм основания 102, зубцов 104 и/или других деталей гнездового контакта. Например, корпус 100 может быть формован для придания типовой трубчатой формы, показанной в данном документе, которая может содержать зубцы 104 с изогнутыми контактными поверхностями 120. Кроме того, например, зубцы 104 могут быть изогнуты так, чтобы сходиться к центральной продольной оси 107. После вырезания и формовки для придания типовой трубчатой формы, показанной в данном документе, готовая форма корпуса 100 может содержать шов 108. Вырезанные и формованные контакты могут быть менее дорогими в производстве, чем контакты, обработанные на станке. В некоторых вариантах реализации изобретения корпус 100 может представлять собой вырезанный и раскатанный корпус, который вырезают из материала, а затем раскатывают, придавая корпусу 100 готовую форму. В некоторых вариантах реализации изобретения корпус 100 гнездового контакта представляет собой штампованный и формованный корпус, который штампуют из материала, а затем формуют, придавая корпусу 100 готовую форму. В предпочтительном варианте реализации изобретения гнездовые контакты вырезают из листа электропроводного материала, а затем формуют, придавая 3D-форму, с помощью различных штампов.

[0016] В процессе эксплуатации электрический контакт, например, между двумя электрическими устройствами, создается, когда гнездовой контакт соединяют со штыревым контактом. Здесь штыревой контакт вставляют вдоль оси между зубцов 104. Внутренние поверхности 120 зубцов 104 соприкасаются и зацепляются со штыревым контактом, образуя электрическое соединение.

[0017] Есть основания полагать, что без дальнейшего описания специалист обычной квалификации в данной области техники с помощью предыдущего описания и следующего иллюстративного примера сможет изготовить и использовать устройство по данному изобретению, а также использовать на практике способы, заявленные в формуле изобретения. Следующий пример представлен для иллюстрации данного изобретения. Следует понимать, что изобретение не ограничивается конкретными условиями или деталями, описанными в данном примере.

ПРИМЕР

[0018] Гнездовой контакт, имеющий два зубца с сужающимися концами был изготовлен в соответствии с данным изобретением. Как показано на Фигуре 4, этот гнездовой контакт имел два зубца и следующие размеры: короткая кромка: 0,157 дюйма (3,9878 мм), длинная кромка: 0,169 дюйма (4,2926 мм), ширина зубца: 0,380 дюйма (9,652 мм), ширина щели: 0,17 дюйма (4,318 мм), диаметр основания 0,049 дюйма (1,2446 мм). Аналогичный контакт, имеющий зубцы с кромками одинаковой длины, был предоставлен для сравнения с гнездовым контактом по данному изобретению. Все размеры этого контакта были такими же как у контакта с неровными зубцами, за исключением того, что кромки зубцов имели одинаковую длину 0,163 дюйма (4,1402 мм). Нормальные усилия контакта и пиковые напряжения были определены для этих двух гнездовых контактов с помощью аналитического программного обеспечения SoldWorks FEA.

[0019] На Фиг. 4 продемонстрировано, что гнездовой контакт, изготовленный в соответствии с данным изобретением, при соединении со штыревым контактом обеспечивает увеличение нормального усилия контакта на 4% и уменьшение пикового напряжения на 17%.

[0020] Хотя некоторые предпочтительные в настоящий момент варианты реализации данного изобретения были конкретно описаны в данном документе, специалисту в области техники, к которой относится изобретение, будет очевидно, что в различные показанные и описанные в данном документе варианты реализации изобретения могут быть внесены вариации и модификации без отхода от идеи и объема изобретения. Соответственно, предполагается, что изобретение ограничено только в объеме, требуемом прилагаемой формулой изобретения и применимыми нормами права.

1. Гнездовой электрический контакт, содержащий корпус и имеющий:

a. основание; и

b. по меньшей мере два зубца, отходящих от основания, каждый из которых содержит две противоположные кромки, контактную поверхность и внешнюю поверхность, причем указанные две противоположные кромки имеют различную длину, так что по меньшей мере две щели, образованные между указанными по меньшей мере двумя зубцами, имеют различную длину.

2. Гнездовой электрический контакт по п. 1, отличающийся тем, что каждый зубец содержит тупой конец.

3. Гнездовой электрический контакт по п. 1, отличающийся тем, что основание содержит шов.

4. Гнездовой электрический контакт по п. 3, отличающийся тем, что на каждом зубце короткая кромка расположена ближе ко шву, чем длинная кромка.

5. Гнездовой электрический контакт по п. 1, отличающийся тем, что корпус содержит центральную продольную ось, и зубцы отклоняются в направлении центральной продольной оси по мере их отхода от корпуса.

6. Гнездовой электрический контакт по п. 1, отличающийся тем, что корпус имеет трубчатую форму.

7. Гнездовой электрический контакт по п. 6, отличающийся тем, что трубчатая форма имеет эллиптическое, круглое, треугольное, квадратное, пятигранное, шестигранное или восьмигранное поперечное сечение.

8. Гнездовой электрический контакт по п. 1, отличающийся тем, что короткая кромка составляет около 5-12% длинной кромки.

9. Электрический узел, содержащий:

а. гнездовой электрический контакт по п. 1; и

штыревой контакт, вставленный между по меньшей мере двумя зубцами.

10. Способ изготовления гнездового электрического контакта, включающий следующие этапы:

a. вырезание заготовки из плоского листа проводника; и

b. превращение заготовки посредством формовки в гнездовой электрический контакт, содержащий:

i. основание; и

ii. по меньшей мере два зубца, отходящих от основания, каждый из которых содержит: две противоположные кромки, контактную поверхность и внешнюю поверхность, причем указанные две противоположные кромки имеют различную длину, так что по меньшей мере две щели, образованные между указанными по меньшей мере двумя зубцами, имеют различную длину.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что каждый зубец содержит тупой конец.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в процессе формовки в основании образуется шов.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что на каждом зубце короткая кромка расположена ближе ко шву, чем длинная кромка.