NO174790B - Elektrisk kontaktsett for sterke elektriske strömmer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en kontaktinnretning i form av et elektrisk kontaktsett for overføring av sterke elektriske strøm-mer, med en sylindrisk kontaktplugg og en kontaktfjærsokkel eller -bøssing innrettet for å motta kontaktpluggen, idet det rundt den sylindriske innervegg i kontaktfjærbøssingen er anordnet en rekke hovedsakelig akseparallelle fjærende kontaktelementer.

I slike kontakter kan det ofte oppstå problemer, særlig i forbindelse med anvendelse av roboter, når kontaktfjærpluggen ikke føres inn eksakt koaksialt i forhold til kontaktfjærbøss-ingen, og dette problem er særlig fremtredende når flere bøss-inger er montert ved siden av hverandre i en enhet og hvor likeledes flere kontaktplugger er tiltenkt innføring i bøssingene, men hvor avstanden mellom de enkelte plugger ikke er eksakt den samme som mellom de enkelte bøssinger.

Fra patentlitteraturen, særlig FR-2 076 770, DE-733631, DE-955162 og US-3 070 770 kjennes kontaktsett som kan håndtere sterke strømmer og som er bygget opp som plugg/sokkelsett. Det første av disse patentskrifter beskriver et kontaktsett med et ombøyd og radialt utoverragende kontaktelement som består av en rekke enkeltkontakter. Disse samvirker med kontakter i en tilsvarende utformet ringskive som på sin side bringes i kontakt med en motkontaktring i et åpent kammer og ved hjelp av fjærer. Dette kontaktsett har imidlertid stor innførings- og uttrekkingsmot-stand på grunn av den benyttede omviklede trådfjær, og kontaktsettet trenger relativt stor plass og er kostbart i fremstilling.

DE-733631 beskriver et kontaktsett med en indre kontaktsokkel som er utformet med et større antall aksiale og rekke-oppstilte skruefjærer over den ytre kontaktsokkelomkrets, og det benyttes ingen akseparallelle fjærende kontaktelementer som på yttersiden har støtte av innerveggen i kontaktf jærbøssingen eller

-sokkelen. Skruefjærene holder den indre kontaktsokkel koaksialt sentrert inne i sin omsluttende kontakthylse, hvorved også en fremre innføringskonus for kontaktsettets sentrale kontaktstift blir sentrert. Den galvaniske kontaktdannelse mellom kontaktsok-kelen og kont akt st i f ten er imidlertid beheftet med visse mangler, særlig med hensyn til det elektriske overføringstverrsnitt, idet det ikke foreligger en tilstrekkelig stor kontaktflate eller inn-lagte strømeffektive fjærelementer til å kunne håndtere særlig

sterke elektriske strømmer. De skrueformede fjærer som sørger for opplagringer tjener nemlig ikke til særlig øket kontaktdannelse.

DE-955162 har for å få redusert overføringsmotstand i aksial retning mellom kontaktelementer og et omsluttende hus et trykklegeme som av en fjær via en flens presses med sin hoveddel mot husets vegg. Det er imidlertid ikke anordnet noen kontaktfjærsokkel med flere aksiale fjærer som samtidig gir opplagring og god elektrisk kontakt. Sideveis fjæring foreligger i bare begrenset utstrekning, og kontaktsettets plugg vil bare kunne føres inn i den tilsvarende sokkel når man har en temmelig nøyaktig aksial flukting.

Det er for å overvinne disse ulemper, hvilke noenlunde tilsvarer ulempene ved de øvrige nevnte patentskrifters løsninger, at oppfinnelsens kontaktsett, slik det er angitt i innledningen til det etterfølgende patentkrav 1, er slik utformet at innføringen av kontaktpluggene i de tilsvarende kontaktfjær-sokler kan utføres problemfritt, selv om det ikke er eksakt over-ensstemmelse mellom de innbyrdes avstander på sokkel- og pluggsiden, og dette er oppnådd ved at kontaktfjærsokkelen i aksial og radial retning er fjærende opplagret i et koppformet, ytre kontakthus ved hjelp av aksiale og radiale f jærelementer som er lagt inn mellom kontaktf jærsokkelen og det koppf ormede ytre kontakthus. Det har vist seg at man ved anvendelse av et slikt utformet kontaktsett vil kunne føre settets kontaktplugg problemfritt inn i kontaktfjærsokkelen også hvis denne skulle ligge noe forskjøvet til siden i forhold til pluggen. Den indre kontaktfjærsokkel som således ligger flytende inne i det ytre kontakthus kan derved forskyves så mye sideveis at det dannes god kontaktforbindelse og følgelig uten reduksjon av strømoverføringsegen-skapene. Et slikt kontaktsett kan også sammenkoples under belastning.

En særlig enkel utførelsesform av oppfinnelsens kontaktsett oppnås når det ytre kontakthus er todelt slik at den ene del danner en sylindrisk hylse, mens den andre del danner bunnen av kontakthuset for forbindelse med hylsen, og hvor samtidig hylsen i den ende som vender fra bunnen langs kanten har en radialt innovervendende flens for å tjene som støtte mot kontaktfjærsokkelen under fjærvirkning fra bunnens kontaktfjærskive.

Den sylindriske kappe lar seg lett utruste med kontaktfjærelementer før kontaktfjærsokkelen føres inn, men etter at kontaktfjærskiven er festet til bunnen på innersiden av det ytre kontakthus. Den radialt innovervendte flens som støtter selve kontaktfjærsokkelen tjener dessuten som gnistbeskyttelse når kontaktsettet separeres under belastning.

Det har vist seg å være gunstig sett fra montasje-synspunkt dersom sokkelens bunn er forbundet med den sylindriske hylse ved hjelp av skruegjenger.

Fortrinnsvis er de radiale kontaktfjærelementer i form av fjærskiven i bunnen utformet som en stjerneskive med flere armer og hvis gods følger en meanderlinje.

For fremstillingen har det vist seg svært fordelaktig dersom det område som ligger i nærheten av de innovervendte flenser har et aksialt ringspor for opptak av den fremre ende av fjærtrådelementer som ligger jevnt fordelt over den sylindriske hylse, og hvis bakre ender befinner seg i en ringspalte mellom hylsen og et aksialt fremspring på bunnen av det ytre kontakthus som er festet til kappen, og likeledes er det fordelaktig dersom hylsen har to ringvulster anordnet i radial avstand fra hverandre, mot hvilke fjærtrådelementene kan ligge an med elastisk krumming.

I stedet for dette kan det være fordelaktig dersom sokkelen i partiet ved den sylindriske hylses innerside har minst én grunn sylindrisk utsparing for opptak av kontaktfjærelementene. For dette formål kan utsparingen være bestykket med en kontaktfjærmatte som omslutter kontaktfjærelementene. Man kan også tenke seg en annen fordelaktig variant hvor hver av de grunne utsparinger er utrustet med et kontaktringbånd som omslutter flere fjærende vinkelformede kontaktfingre som stikker ut ved ca. 180° fra en felles basis.

Ytterligere enkelheter, fordeler og karakteristiske kjennetegn for oppfinnelsen vil fremgå av den nå følgende beskrivelse. Oppfinnelsen er illustrert ved et utførelseseksempel 1 de ledsagende tegninger, hvor fig. 1 viser en kontaktinnretning eller et elektrisk kontaktsett fra siden og delvis i snitt, fig.

2 viser et utsnitt av kontaktsettets kontaktfjærside, fig. 3 viser et kontaktsett som avviker noe fra det som er vist på fig. 1, også her delvis i snitt, fig. 4 viser et tilsvarende oppriss som fig. 1 og fig. 3, også her i delvis snitt, nå av et noe videreutviklet kontaktsett, fig. 5 viser et utsnitt fra kontaktsettet vist på fig. 4 for å illustrere enkelte detaljer bedre, og fig. 6 viser et utsnitt av kontaktsettets kontaktfjærelementer utført som et kontaktringbånd med kontaktfingre.

Som det fremgår av tegningene består et kontaktsett av en sokkel 1 med kontaktf j ærer og sylindrisk innervegg og en tilsvarende kontaktplugg 2. Kontaktfjærsokkelen 1 befinner seg i et ytre kontakthus 3 slik at sokkelen kan beveges noe både aksialt og radialt inne i huset slik som antydet med piler. I de aktuelle utførelseseksempler har huset en bunn slik at det blir koppformet. På sin sylindriske innervegg er huset utrustet med kontaktfjærelementer 4 som sørger for fjæring i radial retning, og ved husets bunn er det anordnet en kontaktf jærskive 5 innrettet for aksial fjæring.

Det ytre kontakthus 3 er todelt og omfatter en sylindrisk hylse 6 og med en med denne forbindbar bunn 7. På den side av hylsen 6 som vender mot bunnen 7 finnes en radialt innovervendende flens 8 som tjener til støtte mot kontaktfjærsokkelen 1 som står under fjærvirkning fra de radiale kontaktelementer i fjærskiven 5. Bunnen 7 kan være formpresset til den sylindriske hylse 6. Imidlertid er det gunstigere å forbinde disse to elementer med en gjengeforbindelse, på figuren vist med gjenger 9.

Den kontaktf jærskive 5 som finnes ved bunnen 7 er vist på fig. 2 i meanderformet utførelse som en stjerneskive hvis sentrale parti rager opp fra planet for skivens randområde.

Som det fremgår av fig. 1 finnes et aksialt ringspor 10 i partiet ved den radialt innovervendende flens 8, og dette ringspor tjener til opptak av de fjærtrådelementer som dannes av de radiale kontaktf jærelementer 4 ved den fremre ende av den sylindriske hylse 6. Disse fjærelementer er jevnt fordelt over dennes omkrets. Den bakre ende av fjærtrådelementene rager inn i en ringspalte 11 mellom hylsen 6 og en aksial kant 12 i bunnen 7. Etter at fjærtrådelementene er montert på denne måte forsynes det koppformede kontakthus 3 med to innpressede ringvulster 13, 14 i en viss innbyrdes avstand. Fjærtrådelementene støtter seg mot disse ringvulster når de er spent og får en krummet form.

I de videre utviklinger av kontaktsettet som er vist på fig. 3 og 4 har den sylindriske hylse 6 på innersiden også en grunn sylindrisk utsparing 15 for opptak av de fjærende kontaktelementer 4. Den variant som er vist på fig. 3 omfatter en kontaktf jærmatte som dannes av kontaktelementene 4 og til hvilken fjærtrådelementene er festet ved endene når de er anordnet i en viss avstand fra hverandre og ligger parallelle ut fra en felles basis og f.eks. er sammenføyd ved lodding. De enkelte elementer kan være forbundet med hverandre ved hjelp av avstandselementer som kan være utført i ett med kontaktelementene. De dannes da i én og samme arbeidssyklus, idet en reduksjon av avstanden mellom hvert enkelt element skjer ved elastisk krumming av fjærtrådelementene. Fremstillingen av slik kontaktf jærmatte er gjenstand for en tidligere patentsøknad DE-P 3615915.8.

I den variantutførelse som er vist på fig. 4 og 5 finnes to sylindriske utsparinger 15 som hver er innrettet for opptak av sitt respektive kontaktfjærelement 4 når dette danner et kontaktringbånd 16, utstanset av et kontaktfjærblikk. De således dannede kontaktfingre 17 går ut fra en felles basis 18 og er bøyd tilbake 180° i forhold til denne. På kontaktfingrene er utspresset kontaktforhøyninger 19 som blir liggende vendt ut-over i kontaktfjærsokkelen 1 for å danne kontakt mot den kontaktplugg 2 som hører til kontaktsettet.

Også denne utførelse utmerker seg ved den mulighet at den tilhørende kontaktplugg 2 kan være forskjøvet noe sideveis i forhold til kontaktfjærsokkelen 1 ved innføringen, uten at den elektriske kontaktforbindelse dermed blir dårligere, og dette er antydet på tegningen med strekpunkterte linjer.

Claims (9)

1. Kontaktsett for overføring av sterke elektriske strøm-mer, med en sylindrisk kontaktplugg (2) og en kontaktf jærsokkel (1) med en tilsvarende sylindrisk åpning for å motta kontaktpluggen (2), og hvor sokkelen (1) innvendig har flere fjærende kontaktelementer som hovedsakelig strekker seg parallelt med sokkelens lengdeakse, KARAKTERISERT VED at kontaktfjærsokkelen (1) i aksial og radial retning er fjærende opplagret i et koppformet, ytre kontakthus (3) ved hjelp av aksiale og radiale fjærelementer (4 hhv. 5) som er lagt inn mellom kontaktf jærsokkelen (1) og det koppformede ytre kontakthus (3).

2. Kontaktsett ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de radiale fjærelementer består av en sammenhengende kontaktfjærskive ( 5) som er festet til det ytre kontakthus' (3 ) bunn (7).

3. Kontaktsett ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at det ytre kontakthus (3) er todelt slik at den ene del danner en sylindrisk hylse (6), mens den andre del danner bunnen (7) for forbindelse med hylsen (6), og at hylsen (6) i den ende som vender fra bunnen (7) langs kanten har en radialt innovervendende flens (8) for å tjene som støtte mot kontaktf jærsokkelen (1) under fjærvirkning fra bunnens (7) kontaktfjærskive (5).

4. Kontaktsett ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at bunnen (7) og den sylindriske hylse (6) har gjenger (9) for innbyrdes gjengeforbindelse.

5. Kontaktsett ifølge ett av kravene 1-4, KARAKTERISERT VED at bunnens (7) kontaktf jærskive (5) er utformet som en stjerneskive med meanderform.

6. Kontaktsett ifølge ett av kravene 1-5, KARAKTERISERT VED et aksialt ringspor (10) i området ved flensen (8) for opptak av den fremre ende av de aksiale kontaktelementer (4) i form av fjærtråder anordnet ved regelmessig fordeling over hylsens (6) innvendige omkretsflate, idet f jærtrådenes bakre ende er ført inn i en ringspalte (11) mellom hylsen (6) og en aksial kant (12) ved bunnen (7), og at hylsens innvendige omkretsf late er bøyd ut i to innoverragende ringvulster (13, 14) ved en bestemt innbyrdes avstand, for å presse fjærtrådene buet innover.

7. Kontaktsett ifølge ett av kravene 1-5, KARAKTERISERT VED at hylsen (6) på innsiden har minst én grunn sylindrisk utsparing (15) for opptak av de aksiale kontaktelementer (4).

8. Kontaktsett ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at de aksiale kontaktf jærelementer (4) er anordnet i en i det minste delvis sammenhengende matte innrettet for opptak i den grunne sylindriske utsparing (15).

9. Kontaktsett ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at de aksiale kontaktelementer er utformet som et kontaktringbånd (16) med aksiale kontaktfingre (17) som er festet i en felles basis (18) og er bøyd tilbake i 180° over denne, hvorved utpressede kontaktforhøyninger (19) kommer til å vende ut fra basis (18) og bunnen av den sylindriske utsparing (15).