DK176902B1 - Elektrisk konnektor med forøget kontakttryk - Google Patents

Description

DK 176902 B1 ELEKTRISK KONNEKTOR MED FORØGET KONTAKTTRYK Den foreliggende opfindelse angår elektriske konnektorer.

5 BAGGRUND

For at opnå optimale elektriske forbindelser gennem en elektrisk konnektor skal de ledende dele af konnektoren ideelt set være fremstillet af et materiale med meget høj konduktivitet, som for eksempel rent, udglødet sølv, kobber eller guld, der alle er 10 bløde metaller.

I modsætning til messing og andre hårde legeringer, udviser sådanne bløde metaller ingen eller næsten ingen elasticitet. Det betyder, at kontakttrykket i elektriske konnektorer fremstillet af sådanne materialer vil mindskes væsentligt allerede efter 15 nogle få sammenkoblinger og adskil lelser"af konnektoreme. I værste fald mistes kontakttrykket fuldstændigt, hvilket kan føre til skader på eller ligefrem ødelæggelse af et eller flere af de tilsluttede apparater.

Af den grund anvendes legeringer med en højere elasticitet, som for eksempel 20 messing eller bronze, som kontaktmateriale i de fleste af de foreliggende konnektorer, hvilket i de fleste tilfælde er en udmærket løsning på problemet med at opretholde kontakttrykket efter gentagne sammenkoblinger og adskillelser af konnektoren. 1 2 3 4 5 6

Imidlertid har både messing og bronze en væsentligt lavere konduktivitet end sølv, 2 kobber eller guld, og konnektorer, der anvender sådanne legeringer som 3 kontaktmateriale, vil have en lavere konduktivitet end konnektorer med kontakter 4 fremstillet af rent sølv, kobber eller guld. I nogle anvendelsesformer kan denne 5 kendsgerning være af væsentlig betydning.

6 DK 176902 B1 2 Én måde at forbedre kontakttrykket på i en hun-konnektor er vist i US patentansøgning nr. US 2008/0242151 Al, hvori en klemmeskal er klemt fast om periferien af en rørformet kontaktdel af en hun-konnektor-terminalklemme. Klemmeskallen er en specialfremstillet og integreret del af konnektoren, Den kendte 5 tekniks beskrivelse af anvendelsen beskriver ydermere, hvordan lignende klemmeskaller med et enklere design har tendens til at miste noget af deres klemmestyrke ved brug af konnektoren.

Et mål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde til at 10 opnå og opretholde tilstrækkelige kontakttryk i konnektorer med kontakter fremstillet af bløde metaller, som for eksempel rent, udglødet sølv, kobber eller guld, med ingen eller kun ganske lidt naturlig elasticitet og samtidigt tillade, at kontakttrykket ændres fra en værdi til en anden på en enkel og fleksibel måde.

✓ f

V

15 BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN

i

Den foreliggende opfindelse angår en elektrisk konnektor omfattende et hun-kontaktelement og mindst ét elastisk kontakttrykforøgende element, hvori mindst en del af hun-kontaktelementet er formet som en i det væsentlige cylindrisk skal med 20 mindst én slids, der strækker sig i en langsgående retning fra en åben ende af den cylindriske skal i det mindste en del af vejen til den anden ende af den cylindriske skal, det mindst ene kontakttrykforøgende element er arrangeret således, at det udøver et indadgående tryk på mindst en del af den udvendige overflade af den cylindriske skal, det mindst ene kontakttrykforøgende element udøver tryk på den 25 udvendige overflade af skallen fra i det væsentlige alle radiale retninger, og det mindst ene kontakttrykforøgende element er en O-ring.

Ved at arrangere mindst ét elastisk kontakttrykforøgende element således, at det udøver et indadgående tryk på den udvendige overflade af et hun-kontaktelement, 30 opnås en forøgelse af hun-kontaktelementets kontakttryk, når hun-kontaktelementet er i indgreb med et modsvarende han-kontaktelement. Endvidere vil det DK 176902 B1 3 kontakttrykforøgende element sikre, at hun-kontaktelementet returnerer til sin oprindelige facon og størrelse, når det fernes fra det modsvarende han-kontaktelement. Dette muliggør brugen af bløde metaller, som for eksempel sølv, kobber og guld, som kontaktmaterialer, hvorved konduktiviteten af den elektriske 5 konnektor forøges.

Brugen af ordet "elastisk” skal forstås således, at det kontakttrykforøgende element kan bevæges i en udadgående retning (det vil sige væk fra midten af hun-kontaktelementet), når sidstnævnte udvides, når det sættes i indgreb med et 10 modsvarende han-kontaktelement, men har en tilbøjelighed til at bevæge sig tilbage til sin oprindelige position, så snart det udadgående tryk fra han-kontaktelementct forsvinder.

At udøve tryk på hun-kontaktelementet fra i det væsentlige alle radiale retninger er 15 fordelagtigt, idet det giver et ensartet kontakttryk på alle sider af hun- kontaktelementet. 1

Brugen af en almindelig O-ring som det kontakttrykforøgende element er fordelagtig, idet den gør samlingen af konnektoren meget enkel. Sådanne O-ringe findes 20 endvidere i stort set alle størrelse og i mange forskellige plastik- eller gummimaterialer, hvilket betyder, at kontakttrykket kan ændres ved ganske enkelt at udskifte O-ringen med en anden én af en anden størrelse og/eller én fremstillet af et andet materiale med en anden Shore-hårdhed. Således kan forskellige konnektorer tilpasses forskellige krav til kontakttryk ved at bruge de samme specialfremstillede 25 dele, som for eksempel hun-kontaktelementet og en eventuel skal, der omgiver det. 1 en udførelse af opfindelsen omfatter en del af den cylindriske skal en rille, hvor dimensionerne af denne rille er tilpasset dimensionerne af det mindst ene kontakttrykforøgende element for således at fastholde det mindst ene 30 kontakttrykforøgende element i en i det væsentlige fast position sammenlignet med hun-kontaktelementet.

DK 176902 B1 4

Det at holde det kontakttrykforøgende element i en i det væsentlige fast position sammenlignet med hun-kontaktelementet er fordelagtigt, idet det resulterende kontakttryk i de fleste udførelser afhænger af positionen af det kontakttrykforøgende 5 element. Endvidere undgår man, at det kontakttrykforøgende element falder af hun-kontaktelementet.

I en foretrukken udførelse af opfindelsen er hun-kontaktelementet fremstillet af et blødt metal med høj konduktivitet og lille elasticitet, som for eksempel sølv, kobber 10 eller guld.

Ved at bruge metal med høj konduktivitet som kontaktmateriale forøges konduktiviteten i den elektriske konnektor som helhed og således også signalkvaliteten, der er af stor betydning, hvis for eksempel den elektriske konnektor 15 anvendes i en audio-applikation af høj kvalitet.

i i I en foretrukken udførelse af opfindelsen omfatter den elektriske konnektor endvidere en udvendig skal, der omgiver mindst en del af den cylindriske skal.

20 Det at arrangere en udvendig skal omkring hun-kontaktelementet muliggør en enkel og sikker elektrisk isolering mellem hun-kontaktelementet og andre kontaktelementer eller omgivelserne.

I en udførelse holdes hun-kontaktelementet på plads af mindst to 25 kontakttrykforøgende elementer og er derudover i det væsentlige omgivet af luft.:

En sådan udførelse muliggør produktion af en elektrisk konnektor, hvor luft anvendes som det primære dielektrikum, og den dielektriske absorption således reduceres, ved for eksempel at fiksere hun-kontaktelementet ved hjælp 30 kontakttrykforøgende elementer i begge ender og en split eller en skrue til at fæstne hun-kontaktelementet i den langsgående retning.

DK 176902 B1 5 I en foretrukken udførelse af opfindelsen, omfatter den udvendige skal en rille, hvor dimensionerne af denne rille er tilpasset dimensionerne af det mindst ene kontakttrykforøgende element for således at fastholde det mindst ene 5 kontakttrykforøgende element i en i det væsentlige fast position sammenlignet med den udvendige skal.

Det at holde det kontakttrykforøgende element i en i det væsentlige fast position sammenlignet med den udvendige skal er fordelagtigt, idet det resulterende 10 kontakttryk i de fleste udførelser afhænger af den langsgående position af det kontakttrykforøgende element. Endvidere undgår man, at det kontakttrykforøgende element falder af den elektriske konnektor.

I en udførelse af opfindelsen er den udvendige skal fremstillet af et hårdt materiale, 15 som for eksempel aluminium, messing eller plastik.

Fremstilling af den udvendige skal af et hårdt materiale gør fremstillingsprocessen lettere og beskytter hun-kontaktelementet mod mekaniske stød udefra.

20 I et aspekt af opfindelsen angår den en fremgangsmåde til forøgelse af kontakttrykket i et hun-kontaktelement i en elektrisk konnektor, hvor nævnte fremgangsmåde omfatter trinnet til at arrangere mindst ét kontakttrykforøgende element således, at det udøver et indadgående tryk på mindst en del af den udvendige overflade af hun-kontaktelementet og således presser mindst en del af hun-kontaktelementet mod 25 midten af hun-kontaktelementet, hvori det mindst ene kontakttrykforøgende element er en O-ring.

Ved at arrangere mindst ét elastisk kontakttrykforøgende element, som for eksempel en O-ring, således, at det udøver et indadgående tryk på mindst en del af den 30 udvendige overflade af et hun-kontaktelement, opnås en forøgelse af hun-kontaktelementets kontakttryk, når hun-kontaktelementet er i indgreb med et DK 176902 B1 6 modsvarende han-kontaktelement. Endvidere vil det kontakttrykforøgende element sikre, at hun-kontaktelementet returnerer til sin oprindelige facon og størrelse, når det Qemes fra det modsvarende han-kontaktelement. Dette muliggør brugen af bløde metaller, som for eksempel sølv, kobber eller guld, som kontaktmaterialer, hvorved 5 konduktiviteten af den elektriske konnektor forøges.

Ved at bruge en almindelig O-ring som det kontakttrykforøgende element kan kontakttrykket ændres ved ganske enkelt at udskifte O-ringen med en anden én af en anden størrelse og/eller én fremstillet af et andet materiale med en anden Shore-10 hårdhed.

KORT BESKRIVELSE AF FIGURERNE

I det følgende vil nogle få udførelser af opfindelsen blive beskrevet i yderligere 15 detaljer med reference til figurerne, hvor fig. la illustrerer et hun-kontaktelement som beskrevet i den kendte teknik, fig. Ib illustrerer et tværsnit langs linjen A-A i hun-kontaktelementet, der er vist 20 i fig. la, fig. 2 illustrerer et tværsnit af en foretrukken udførelse af opfindelsen, og : fig. 3 illustrerer et tværsnit af en anden udførelse af opfindelsen.

25

DETALJERET BESKRIVELSE

Fig. la og lb illustrerer et hun-kontaktelement 2, som er velkendt fra den kendte teknik. Den del af kontaktelementet 2, der er vist i fig. la, er grundlæggende formet 30 som en cylindrisk skal, hvori to modsat placerede slidser 3 strækker sig i en langsgående retning fra en åben ende af den cylindriske skal i det mindste en del af DK 176902 B1 7 vejen til den anden ende af den cylindriske skal. Slidsernes 3 placeringer er illustreret i fig. Ib, som er et tværsnit langs linjen A-A i hun-kontaktelementet 2, der er vist i fig. la.

5 Formålet med slidserne 3 er at gøre hun-kontaktelementet 2 mere fleksibelt, således at et han-kontaktelement (ikke vist), når det indsættes i den ende af hun-kontaktelementet 2, hvorfra slidserne 3 strækker sig, vil være i stand til at presse de to halvdele af den cylindriske skal, der er adskilt af de to slidser 3, fra hinanden.

10 Normalt vil hun-kontaktelementet 2, som det er beskrevet i den kendte teknik, være fremstillet af et hårdt metal, og metallets naturlige elasticitet vil sikre et tilstrækkeligt kontakttryk mellem han- og hun-kontaktelementet 2, når de sammenkobles. Når han-kontaktelementet adskilles fra hun-kontaktelementet 2 igen, vil metallets elasticitet føre de to halvdele af den cylindriske skal tilbage til deres oprindelige position.

15

Imidlertid muliggør den foreliggende opfindelse også, som det vil blive beskrevet nedenfor, fremstilling af hun-kontaktelementet 2 af blødere metaller, hvis naturlige elasticitet er for lille til at sikre et tilstrækkeligt kontakttryk og til at føre de to halvdele af den cylindriske skal tilbage til deres oprindelige position efter adskillelse 20 af han- og hun-kontaktelementeme 2.

Fig. 2 illustrerer et tværsnit af en elektrisk konnektor 1 ifølge en foretrukken udførelse af opfindelsen. Konnektoren 1 omfatter en udvendig skal 5 i forhold til hvilken et cylinderformet hun-kontaktelement 2 er fastgjort ved hjælp af en 25 prespasning 6 mellem den udvendige skal 5 og hun-kontaktelementet 2.

For yderligere at sikre hun-kontaktelementet 2 mod rotation eller langsgående forskydning i forhold til den udvendige skal 5 kan hun-kontaktelementet 2 forsynes med en eller flere små knopper 7 på den udvendige overflade af den del, der indgår i 30 prespasningen 6 med den udvendige skal 5. Denne del af hun-kontaktelementet 2 kan være fuldstændig massiv som illustreret i figuren, eller en del eller det hele kan være 8 DK 176902 B1 formet som en cylindrisk skal lige som overdelen af hun-kontaktelementet 2, der er vist i figuren.

Den udvendige skal 5 er forsynet med en rille 8, der omslutter hun-kontaktelementet 5 2 nær dettes åbne ende for at holde en O-ring 4. Denne rille sikrer, at O-ringen ikke forskydes i en langsgående retning i forhold til den udvendige skal 5 og hun-kontaktelementet 2.

O-ringen 4 virker som et elastisk kontakttrykforøgende element, der udøver et 10 indadgående tryk på den udvendige overflade af den cylindriske skal og således hjælper den naturlige elasticitet i det metal, hvoraf hun-kontaktelementet 2 er fremstillet, med at sikre et tilstrækkeligt kontakttryk, når det forbindes med et han-kontaktelement, og med at føre den cylindriske skal tilbage til sin oprindelige facon efter adskillelse af han- og hun-kontaktelementeme 2.

15

Fig. 3 illustrerer en udførelse af opfindelsen, hvori den elektriske konnektor 1 omfatter to O-ringe 4, der er placeret i hver sin ende af hun-kontaktelementet 2. I dette tilfælde er der ikke nogen prespasning 6 mellem hun-kontaktelementet 2 og den udvendige skal 5, og fikseringen af førstnævnte i forhold til sidstnævnte opnås ved 20 hjælp af en fikseringsskrue 9 (eller split), der går gennem den udvendige skal 5 og slutter i en forsænkning 10 i hun-kontaktelementet 2 for at forhindre rotation eller langsgående forskydning af hun-kontaktelementet 2.

Denne udførelse, hvori hun-kontaktelementet 2 er næsten fuldstændigt omgivet af 25 luft, muliggør anvendelse af luft som det primære dielektrikum, hvorved den dielektriske absorption reduceres, selv med hun-kontaktelementer 2 fremstillet af bløde materialer med en høj konduktivitet, som for eksempel guld, sølv eller kobber.

Selvsagt kan den lave dielektriske absorption også opnås med hun-kontaktelementer 2 fremstillet af mere almindelige, hårdere metaller.

30 DK 176902 B1 9

REFERENCELISTE

I figurerne refererer referencenumrene til følgende: 5 1. Elektrisk konnektor 2. Hun-kontaktelement 3. Slids i kontaktelement 4. O-ring • 5. Udvendig skal 10 6. Fikseringsprespasning 7. Fikseringsknop 8. Rille til O-ring 9. Fikseringsskrue 10. Forsænkning til fikseringsskrue 15 i

Claims (8)

1. En elektrisk konnektor (1) omfattende 5 et hun-kontaktelement (2) og mindst ét elastisk kontakttrykforøgende element (4), hvori mindst en del af hun-kontaktelementet er formet som en i det væsentlige 10 cylindrisk skal med mindst én slids (3), der strækker sig i en langsgående retning fra en åben ende af den cylindriske skal i det mindste en del af vejen til den anden ende af den cylindriske skal, det mindst ene kontakttrykforøgende element er arrangeret således, at det udøver et 15 indadgående tryk på mindst en del af den udvendige overflade af den cylindriske skal, det mindst ene kontakttrykforøgende element udøver tryk på den udvendige overflade af skallen fra i det væsentlige alle radiale retninger, og 20 det mindst ene kontakttrykforøgende element er en O-ring.

2. En elektrisk konnektor ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvori den cylindriske skal omfatter en rille (8), hvor dimensionerne af denne rille er tilpasset 25 dimensionerne af det mindst ene kontakttrykforøgende element for således at fastholde det mindst ene kontakttrykforøgende element i en i det væsentlige fast position sammenlignet med hun-kontaktelementet.

3. En elektrisk konnektor ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvori 30 hun-kontaktelementet er fremstillet af et blødt metal med høj konduktivitet og lav elasticitet, som for eksempel sølv, kobber eller guld. DK 176902 B1 11

4. En elektrisk konnektor ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, der endvidere omfatter en udvendig skal (5), der omgiver mindst en del af den cylindriske skal. 5

5. En elektrisk konnektor ifølge krav 4, hvori hun-kontaktelementet holdes på plads af mindst to kontakttrykforøgende elementer og derudover i det væsentlige er omgivet af luft.

6. En elektrisk konnektor ifølge krav 4 eller 5, hvori den udvendige skal omfatter en rille, hvor dimensionerne af denne rille er tilpasset dimensionerne af det mindst ene kontakttrykforøgende element for således at fastholde det mindst ene kontakttrykforøgende element i en i det væsentlige fast position sammenlignet med den udvendige skal. 15

7. En elektrisk konnektor ifølge krav 3-6, hvori den udvendige skal er fremstillet af et hårdt materiale, som for eksempel aluminium, messing eller plastik.

8. En fremgangsmåde til forøgelse af kontakttrykket i et hun-kontaktelement i en 20 elektrisk konnektor, hvor nævnte fremgangsmåde omfatter trinnet til at arrangere mindst ét kontakttrykforøgende element således, at det udøver et indadgående tryk på mindst en del af den udvendige overflade på hun-kontaktelementet og således presser mindst en del af hun-25 kontaktelementet mod midten af hun-kontaktelementet, hvori det mindst ene kontakttrykforøgende element er en O-ring,