Электрический соединитель

Электрический соединитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электрическому соединителю согласно более подробно охарактеризованному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения типу.

В WO 01/03249 описан подобный соединитель.

За счет упругого расположения или упругой установки контактных элементов, по меньшей мере, одного устройства можно даже при большом числе контактов оптимально сориентировать их по отношению друг другу и соединить между собой в очень хорошем поверхностном контакте.

Эта мера позволяет передавать или направлять дальше также более высокие токи.

В DE 10242646.5 было предложено дальнейшее усовершенствование упомянутого выше электромеханического соединителя таким образом, что он еще лучше подходит для серийного производства и множества контактных соединений. При этом было предложено расположение множества контактных элементов, по меньшей мере, одного из обоих устройств рядом друг с другом в виде модульной сетки с возможностью упругой установки используемых контактных элементов, причем они своей обратной стороной прилегают к прижимному мостику. Таким образом, в самом узком пространстве можно создать множество контактных соединений, причем в то же время за счет упругой установки отдельные контактные элементы свободно расходятся друг от друга и возникают оптимальные контактные соединения с поверхностным касанием. Это обеспечивается, в частности, за счет общей установки или опоры контактных элементов своей обратной стороной на прижимной мостик, для чего он может быть выполнен упругим. Дополнительно или в качестве альтернативы контактные элементы также могут быть при этом, по меньшей мере, частично заключены в эластичную оболочку.

В основе настоящего изобретения лежит задача сделать упомянутый выше электромеханический соединитель еще более подходящим для серийного производства, в частности упрощения.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что множество контактных элементов размещено, по меньшей мере, в одном из обоих устройств рядом друг с другом в посадочном теле, размещенные в посадочном теле контактные элементы установлены упруго и обращенной от контактных элементов другого устройства стороной прилегают к прижимному мостику.

Посадочное тело, согласно изобретению, может иметь в сечении очень простую форму, например форму куба. Посадочное тело может быть выполнено произвольной длины для размещения множества контактных элементов. Для желаемой упругой установки посадочное тело само может быть выполнено упругим, а равномерное усилие прижима к контактным элементам другого устройства обеспечивает прижимной мостик, который также может быть выполнен упругим.

Посадочное тело может быть выполнено в виде пластмассовой детали, в которой выполнено множество посадочных шлицев для контактных элементов. Контактные элементы могут быть расположены при этом в посадочных шлицах упруго-податливо или же с зазором. При образовании бокового зазора возможны опрокидывающие движения контактных элементов для достижения больших поверхностных контактов.

В одном предпочтительном конструктивном выполнении посадочное тело может быть выполнено в виде нижней части корпуса, тогда как прижимной блок расположен в верхней части корпуса. При этом верхняя часть корпуса может, по меньшей мере, частично охватывать с боков нижнюю часть корпуса, для чего верхняя часть корпуса может иметь в сечении, по меньшей мере, приблизительно, например, U-образную форму. При этом нижняя часть корпуса расположена между обоими коленами U.

Прижимное тело может быть расположено в верхней части корпуса заподлицо с ней. Предпочтительно, однако, если на обращенной от контактных элементов стороне прижимного тела имеется перед сборкой свободное пространство. В это свободное пространство могут быть вложены затем дистанционные полоски разной толщины. Эти дистанционные полоски могут быть выполнены жесткими или, как и прижимное тело, упругими. За счет разных дистанционных полосок можно создать разные упругости и, тем самым, разные усилия прижима контактных элементов к контактным элементам другого устройства.

На упругость или усилие прижима контактных элементов можно воздействовать также в другом выполнении, согласно изобретению, за счет того, что прижимное тело снабжено выемками, пазами, канавками или шлицами, которые выполнены в прижимном теле, например, между расположенными на расстоянии друг от друга контактными элементами. При замыкании или соединении контактных элементов обоих устройств материал прижимного тела может тогда за счет оказываемого усилия прижима вытесняться в выемки, пазы, канавки или шлицы.

Согласно другом варианту осуществления прижимное тело может быть также на обращенной от контактных элементов обратной стороне снабжено выемками, пазами, канавками или шлицами. Таким образом, также можно отрегулировать упругость или усилие прижима, причем возможны также соответствующие вытеснения материала.

Само собой, выемки, пазы, канавки и т.п. могут быть выполнены не только в прижимном теле, но и в части корпуса, к которой прилегает прижимное тело. Также в этом случае выемки, пазы, канавки и т.п. служат для приема материала прижимного тела.

Во избежание выпадения контактных элементов из посадочных шлицев они могут быть снабжены упорами.

Предпочтительные усовершенствования и варианты изобретения следуют из остальных зависимых пунктов и примера его осуществления, принципиально описанного ниже с помощью чертежей, на которых изображают:

- фиг.1: продольный разрез электрического соединителя, согласно изобретению;

- фиг.2: сечение соединителя, согласно изобретению, из фиг.1 по линии II-II;

- фиг.3: увеличенный продольный разрез (в виде фрагмента) в другом выполнении.

Области применения и назначение электрического соединителя могут быть такими же, что и описано в WO 01/03249 А1. Эта публикация включает в себя также раскрытое содержание настоящего изобретения, если оно ниже не описано более подробно.

На фиг.1 и 2 изображено устройство 1 для передачи тока или данных с корпусом 2, в котором рядом друг с другом расположено множество контактных элементов 3, выполненных в виде поверхностных контактов. В передающем корпусе 2 на расстоянии друг от друга расположены два или, в случае необходимости, также более магнитных тел 4 в виде железных сердечников или магнитов.

Для электрического соединения напротив устройства для передачи тока или данных расположено устройство 5 для приема тока или данных с приемным корпусом 6 таким образом, что магниты или магнитные тела 7, расположенные в принимающем корпусе 6, противоположны магнитным телам 4, расположенным в передающем корпусе 2. Если магнитные тела 7 выполнены в виде магнитов, а магнитные тела 4 - в виде железных сердечников, то не требуется обращать внимания на противоположную полярность. В случае если магнитные тела 4 также выполнены в виде магнитов, следует позаботиться о том, чтобы соответственно встречно направленные полюса были расположены друг против друга.

Для усиления магнитной силы магниты 7 дополнительно могут быть заключены еще в железный кожух 8, что обеспечивает повышение магнитной силы.

Для упрощения ниже речь идет только о токопередающем устройстве 1 и токоприемном устройстве 5. Само собой, оба устройства пригодны также для передачи данных в смысле устройства передачи данных и устройства приема данных.

Магнитными телами называются вообще магниты, намагничиваемые детали или магнитные детали, которые магнитно реагируют под влиянием магнита. Важно лишь, чтобы магнитные тела 4 токопередающего 1 и токоприемного 5 устройств взаимодействовали с возможностью возникновения магнитной силы на обе части за счет магнитного поля.

Токоприемное устройство 5 также снабжено контактными элементами 9 в виде поверхностных контактов, которые расположены в принимающем корпусе 6 таким образом, что при соединении токопередающего устройства 1 с токоприемным устройством 5 они противоположны, соответственно, контактным элементам токопередающего блока 1.

На фиг.1 и 2 изображено положение незадолго до контактирования токопередающего устройства 1 с токоприемным устройством 5 и, тем самым, незадолго до создания контактного соединения между контактными элементами 3, 9.

Контактные элементы 3 токопередающего устройства 1 установлены в виде модульной сетки в посадочных шлицах 10 посадочного тела 11. Как видно из фиг.2, контактные элементы 3 расположены рядом друг с другом в посадочных шлицах 10 в один ряд с боковым зазором (фиг.1). Посадочные шлицы 10 имеют уступ или упор 12, препятствующий выпадению контактных элементов 3 из посадочного тела 11. В передней части, т.е. на направленной к токоприемному устройству 5 стороне, между контактными элементами 3 и посадочным телом 11 имеется свободное пространство, в которое вложен упругий уплотнительный элемент 13. Упругий уплотнительный элемент 13 обеспечивает также влагонепроницаемость. Для ведения упруго установленных контактных элементов 3 посадочные шлицы 10 выполнены таким образом, что в зоне их передних концов возникает, соответственно, меньшая ширина в зоне между уплотнительным элементом 13 и передним концом посадочного тела 11. Как видно из фиг.2, таким образом возникают боковые носики 14, направляющие с боков контактные элементы 3.

Если между контактными элементами 3 и посадочным телом 11 уплотнительные элементы 13 отсутствуют, то отпадают носики 14 или тогда контактные элементы 3 проходят с боков полностью до упора 12.

Упругие уплотнительные элементы 13 могут быть нанесены или помещены, например, методом литья под давлением или формового литья из пластика. Само собой, упругие уплотнительные элементы 13 могут быть нанесены также иным образом, например с предварительным изготовлением, причем тогда в пластик помещают, соответственно, контактные элементы 3.

Контактные элементы 3 токопередающего 1 и токоприемного 5 устройств на своих обращенных друг к другу сторонах прилегают друг к другу контактными поверхностями 15 при соединении токопередающего 1 и токоприемного 5 устройств. Своими обращенными от токоприемного устройства 5 сторонами контактные элементы 3 прилегают к прижимному мостику 16.

Прижимной мостик 16 может быть выполнен упругим или слегка вогнутым в виде резинового мостика и расположен, соответственно, в верхней части 1а корпуса токопередающего устройства 1 между обоими магнитными телами 4, за счет чего он проходит по всей длине посадочного тела 11.

Как видно из фиг.2, токопередающее устройство 1 состоит из верхней части 1а и нижней части корпуса, причем нижняя часть образована посадочным телом 11 в качестве важной составной части. Верхняя часть 1а корпуса охватывает нижнюю часть корпуса сбоку, причем она имеет в сечении U-образную форму. Между двумя коленами 1b U-образной формы размещено посадочное тело 11 в качестве нижней части корпуса.

Между внутренней стенкой верхней части 1а корпуса и прижимным телом 16 перед сборкой имеется свободное пространство, в которое вложена проходящая преимущественно по всей длине прижимного тела 16 дистанционная полоска 17. Прижимное тело 16 направляется двумя боковыми выполненными в верхней части 1а корпуса ребрами 18. Направленная к контактным элементам 3 длина ребер 18 выбрана при этом так, что между ними и обратными сторонами контактных элементов 3 прижимное тело 16 полностью заполняет свободное пространство. Другими словами, даже при отсутствии дистанционной полоски 17 и, тем самым, при непосредственном прилегании прижимного тела 16 к внутренней стенке верхней части 1а корпуса контактных элементов 3 еще имеется возможность перемещения контактных элементов 3 для компенсации допусков, а для получения, соответственно, большой контактной поверхности еще имеется достаточный зазор.

В целом, достаточной является возможность перемещения и, тем самым, упругая установка контактных элементов 3 в направлении стрелки А от примерно 0,1 до 0,5 мм.

За счет вкладывания дистанционных полосок 17 разной толщины между обратной стороной прижимного тела 16 и внутренней стенкой верхней части 1а корпуса можно при соответствующем выборе материалов целенаправленно задавать упругость.

Упругость и, тем самым, путь перемещения контактных элементов 3 могут быть достигнуты также за счет того, что прижимное тело 16 снабжено на направленной к контактным элементам 3 стороне выемками, пазами, канавками или шлицами 19, которые выполнены в посадочном теле 11 между расположенными на расстоянии друг от друга контактными элементами 3 (фиг.3).

Дополнительно или в качестве альтернативы выемкам, пазам, канавкам или шлицам 19 на передней стороне посадочного тела 11 также на обратной стороне, т.е. на обращенной от контактных элементов 3 стороне посадочного тела 11, в нем могут быть выполнены выемки, пазы, канавки или шлицы 19'. При соединении токопередающего 1 и токоприемного 5 устройств и, тем самым, при создании усилия прижима материал прижимного тела 16 может вдавливаться в выемки, пазы, канавки, шлицы 19 и 19' (фиг.3).

Тот же эффект достигается тогда, когда внутренняя стенка верхней части 1а корпуса снабжена выемками, пазами, канавками или шлицами 19''. Выемки, пазы, канавки или шлицы 19, 19' или 19'' могут проходить в продольном или поперечном направлениях прижимного тела 16.

В качестве материала прижимного тела 16 может применяться, например, силиконовая нажимная подушка.

Упругая установка контактных элементов 3 и возможность их перемещения по стрелке А достигаются, в основном, за счет прилегания контактных элементов 3 их обратной стороной к упругому прижимному мостику 16. Дополнительно или также в качестве альтернативы требуемая упругость может быть достигнута также за счет, соответственно, упругого размещения контактных элементов 3 в посадочном теле 11 и/или размещения уплотнительного элемента 13.

В данном примере контактные элементы 3 токопередающего устройства 1 установлены упруго и размещены в посадочном теле 11. Само собой, в рамках изобретения возможно также в качестве альтернативы этому снабжение токоприемного устройства 5, соответственно, упруго установленными контактными элементами 9, тогда как контактные элементы 3 токопередающего устройства 1 прочно расположены в передающем корпусе 2. Точно так же возможна упругая установка всех контактных элементов 3, 9 в посадочном теле 11.

Как видно из фиг.2, контактные элементы 9, как и контактные элементы 3, могут быть выполнены в виде тонких плоских деталей с боковыми продолжениями 17. Через боковые продолжения 17 по подводящим и отводящим проводам 18 происходят тогда соответственно подвод и дальнейшее направление тока к потребителю (не показан).

Посадочное тело 11 может быть образовано упругой пластиковой деталью. Для контактных элементов 3, 9 могут использоваться латунные детали, возможно посеребренные, в качестве простых штампованных деталей.

Для точной механической подачи или соединения токопередающего 1 и токоприемного 5 устройств токопередающее устройство 1 может быть снабжено одной или несколькими конусообразными выемками 20, на заднем или нижнем конце каждой из которых находится магнитное тело 4. Наоборот, токоприемное устройство 5 имеет одно или несколько конусообразных расширений 21, соответствующих углу конуса конусообразных выемок 20. В каждом конусообразном расширении 21 находится магнитное тело 7. Для электрического соединения конусообразные расширения 21 вводят с самоцентрированием в конусообразные выемки 20, причем по окончании ввода магнитные тела 4, 7 прилегают друг к другу, создавая при этом стабильные и надежные контактные соединения между контактными элементами 3, 9. За счет этого выполнения достигается практически «слепое» контактирование контактных элементов 3, 9 без возможности ошибки.

Дальнейшая надежность от неправильных соединений или контактирования не подходящих друг к другу токопередающего 1 и токоприемного 5 устройств достигается тогда, когда магнитные тела 4, 7 выполнены «кодированными». Под термином «кодированные» следует понимать, что каждое магнитное тело состоит из нескольких отдельных магнитных частей разной полярности, причем противоположные друг другу магнитные тела 7, 4 расположены соответственно с противоположными полюсами. Подобная кодировка изображена на фиг.3 в WO 01/03249. Также в ЕР 0573471 (12.10.1994) описаны кодированные подобным образом магниты. Следовательно, контактное соединение может быть создано только тогда, когда встречаются правильно кодированные магниты.

Описанный выше пример выполнения описан в комбинации с магнитными телами 4, 7. Само собой, магнитные тела 4, 7 могут также в случае необходимости отпасть, а после надевания устройства приема тока или данных на устройство передачи тока или данных соединение или удерживающее усилие между обоими устройствами может осуществляться также иным образом, например за счет блокировок или фиксаций.

1. Электрический соединитель, содержащий устройство (1) передачи тока или данных, выполненное с возможностью соединения, по меньшей мере, с одним передающим ток или импульс источником, размещенное в передающем корпусе и содержащее контактные элементы (3), устройство (5) приема тока или данных, выполненное с возможностью электрического соединения с потребителем или приемником, размещенное в принимающем корпусе и содержащее контактные элементы (9), причем за счет соединения устройства (1) передачи тока или данных с устройством (5) приема тока или данных может быть осуществлена передача тока, импульса или данных между контактными элементами (3, 9) устройства (1) передачи тока или данных и устройства (5) приема тока или данных, и множество контактных элементов (3) устройства передачи тока или данных размещены рядом друг с другом в посадочном теле (11), отличающийся тем, что размещенные в посадочном теле (11) контактные элементы устройства передачи тока или данных (3) обращенной от контактных элементов (9) устройства приема тока или данных (5) стороной прилегают к прижимному телу (16), причем в посадочном теле (11) выполнено множество посадочных шлицев (10) для контактных элементов устройства передачи тока или данных (3), а для перемещения контактных элементов устройства передачи тока или данных (3) прижимное тело (16) или посадочное тело (11) выполнено упругим.

2. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что между контактными элементами устройства передачи тока или данных (3) и посадочным телом (11), по меньшей мере, на отдельных участках расположены упругие уплотнительные элементы (13),

3. Соединитель по п.2, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (13) размещен в посадочном теле (11) посредством формового литья.

4. Соединитель по п.2, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (13) размещен в посадочном теле (11) посредством литья под давлением.

5. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что контактные элементы устройства передачи тока или данных (3) расположены в посадочных шлицах (10) с боковым зазором.

6. Соединитель по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что упругоустановленные контактные элементы (3) устройства передачи тока или данных выполнены с возможностью перемещения на расстояние от 0,1 до 0,5 мм в направлении контактных элементов (9) устройства приема тока или данных (5).

7. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что посадочное тело (11) выполнено в виде нижней части передающего корпуса, а прижимной блок (16) расположен в верхней части (1а) передающего корпуса.

8. Соединитель по п.7, отличающийся тем, что верхняя часть (1а) передающего корпуса охватывает нижнюю часть передающего корпуса с боков, по меньшей мере, частично.

9. Соединитель по п.8, отличающийся тем, что верхняя часть (1а) корпуса имеет в сечении, по меньшей мере, приблизительно U-образную форму, причем нижняя часть корпуса размещена между обоими коленами (1b) U-образной формы.

10. Соединитель по одному из пп.7-9, отличающийся тем, что между прижимным телом (16) и верхней частью (1а) передающего корпуса в продольную выемку верхней части (1а) передающего корпуса вложены дистанционные полоски (17) разной толщины.

11. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что прижимное тело (16) снабжено на направленной к контактным элементам (3) устройства (1) передачи тока или данных (3) стороне выемками, пазами, канавками или шлицами (19), которые выполнены в прижимном теле (16) между расположенными на расстоянии друг от друга контактными элементами (3) устройства (1) передачи тока или данных.

12. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что прижимное тело (16) на обращенной от контактных элементов (3) устройства (1) передачи тока или данных (3) стороне снабжено выемками, пазами, канавками или шлицами (19').

13. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что верхняя часть (1а) передающего корпуса, к которой прилегает прижимное тело (16), снабжена выемками, пазами, канавками или шлицами (19'').

14. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что посадочное тело (11) выполнено в виде пластиковой детали.

15. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что прижимное тело (16) выполнено в виде силиконовой нажимной подушки.

16. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что посадочные шлицы (10) на обращенной к контактным элементам (9) устройства (5) приема тока или данных стороне снабжены упорами (12).