PL177680B1

PL177680B1 - Elektryczne złącze wtykowe

Info

Publication number: PL177680B1
Application number: PL95317990A
Authority: PL
Inventors: Uwe Frinker; Peter Pszola; Stephan P. Dieudonne
Original assignee: Vorwerk Co Interholding
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1999-12-31
Also published as: JPH10502211A; ATE233964T1; PL317990A1; WO1996000994A1; ES2188851T3; EP0767978B1; ATE172817T1; CN1389960A; CN1154763A; CZ288203B6; SK282667B6; US6086432A; CN1119843C; DK0767978T3; AU2885395A; SK167796A3; US5906520A; CN1198365C; PT836245E; EP0767978A1

Abstract

1. Elektryczne zlacze wtykowe z gnia- zdem wtykowym i z kolkiem wtykowym, zwlaszcza z kolkiem wtykowym o okraglym przekroju poprzecznym, w którego gniezdzie jest osiowo umieszczona sprezyna srubowa, znamienne tym, ze sprezyna srubowa (2), ma zwoje (5) o glównej srednicy (da) wie- kszej od zewnetrznej srednicy (d) kolka wty- kowego (3) i ma zwoje stykowe (6), których jeden, korzystnie kilka zwojów ma srednice ze stykowa (dk) mniejsza od srednicy glów- nej (da) i mniejsza od srednicy zewnetrznej (d) kolka wtykowego (3), a os wzdluzna (a") wprowadzonego kolka wtykowego (3) jest przestawiona wzgledem osi srodkowej (ar ) wolnej sprezyny srubowej (2), której wie- kszosc glównych zwojów zakrywa kolek wtykowy (3) i tworzy zestyk miedzy kolkiem wtykowym (3) i zwojami stykowymi (6). Fig . 1 PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy elektrycznego złącza wtykowego z gniazdem wtykowym i kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, przy czym gniazdo wtykowe posiada komorę wtykową, w której umieszczona jest sprężyna śrubowa posiadająca poszczególne zwoje ściskane w kierunku osiowym.

177 680

Tego rodzaju elektryczne złącze wtykowe zostało opisane wpatencie US 4 632 496. Złącze to ma sprężynę śrubowąz osiowo, wzajemnie, przestawnie umieszczonymi zwojami, przy czym średnica każdego zwoju jest większa od średnicy kołka wtykowego. W komorze wtykowej w kierunku wprowadzania kołka wtykowego przed sprężyną śrubową znajduje się osiowo przesuwny styk z którym kołek wtykowy przy jego wkładaniu tworzy czołowy zestyk elektryczny. Ponadto znane są wtykowe gniazda rurowe mające na zewnętrznej powierzchni nasuniętą sprężynę śrubową której jeden zwój wchodzi do wnętrza gniazda wtykowego w wykonane w tym gnieździe wycięcie. Kołek wtykowy podczas wkładania jest dociskany przez zwój umieszczony wzdłuż siecznej do wewnętrznej powierzchni gniazda wtykowego tak, że tworzy pożądany zestyk elektryczny.

W polskim wzorze użytkowym nr 30606 opisano złącze dwustykowe, zwłaszcza do miniaturowych urządzeń elektrycznych. Złącze to składa się z dwóch obudów. W każdej obudowie jest umieszczone gniazdo ze sprężyną śrubową i wystający wtyk w postaci zakończonego stożkowo kołka. Wtyki są umieszczone na wspólnej osi z przeciwległymi gniazdami, w które wchodzą podczas połączenia złącza. Jak pokazano na rysunku średnica wewnętrzna sprężyny śrubowej jest nieznacznie mniejsza od średnicy kołka wtykowego, który w stanie połączonym lekko rozpycha zwoje sprężyny śrubowej.

Te znane połączenia wtykowe z różnych względów nie są zadowalające, gdyż do zestyku elektrycznego pomiędzy stykiem i kołkiem stykowym dochodzi tylko na bardzo małej powierzchni. Z uwagi na bardzo małą punktową powierzchnię połączenia elektrycznego powstaje stosunkowo szybkie zużycie styku, gdyż iskry przepięciowe powstające przy przerywaniu obwodu tworzą się dokładnie w obszarze tych powierzchni. W wykonaniu tym powstaje stosunkowo duże tarcie pomiędzy kołkiem wtykowym i wewnętrzną powierzchnią gniazda wtykowego. Zużycie elementów jest przy tym szczególnie duże, gdy wkładanie i rozłączanie dokonuje się pod obciążeniem elektrycznym. Powstające podczas rozłączania w obszarze zestyku wyładowania przepięciowe powodują bardzo szybko zużycie mechaniczne złącza.

Zadaniem wynalazkujest opracowanie elektrycznego złącza, w którym występuje możliwie małe zużycie, nawet przy dużej liczbie cykli włączania, a przy tym siła wtykania nie jest zbyt wielka i uzyskuje się dobrą i niezawodną styczność elektryczną.

Elektryczne złącze wtykowe według wynalazku mające gniazdo wtykowe i kołek wtykowy, zwłaszcza kołek wtykowy o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo umieszczona sprężyna śrubowa, charakteryzuje się tym, że sprężyna śrubowa, ma zwoje o głównej średnicy większej od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego i ma zwój e stykowe, których jeden, korzystnie kilka zwojów ma średnicę ze stykową mniejszą od średnicy głównej, i mniej sząod średnicy zewnętrznej kołka wtykowego, a oś wzdłużna prowadzonego kołka wtykowego jest przestawiona względem osi środkowej wolnej sprężyny śrubowej, której większość głównych zwojów zakrywa kołek wtykowy i tworzy zestyk między kołkiem wtykowym i zwojami stykowymi. W przednim obszarze sprężyny śrubowej zestyk z kołkiem wtykowym korzystnie jest utworzony poprzez przednie zwoje tej sprężyny i przy współdziałaniu zwoju stykowego, który najkorzystniej jest umieszczony w tylnym obszarze sprężyny śrubowej w kierunku wprowadzenia kołka wtykowego. Kołek wtykowy korzystnie ma stożkowy przedni koniec. Sprężyna śrubowa korzystnie jest osadzona w komorze wtykowej z naprężeniem wstępnym, albo jest wsparta tylko czołowo w komorze wtykowej. Ściana komory wtykowej korzystnie znajduje się względem bocznych stron sprężyny śrubowej w odstępie, który odpowiada co najmniej średnicy sprężynowego drutu z którego wykonana jest sprężyna śrubowa. Tylny koniec sprężyny śrubowej korzystnie jest połączony z elementem stykowym, który jest wsunięty promieniowo w komorę wtykową i stanowi przyłącze elektryczne.

W wykonaniu alternatywnym elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo umieszczona sprężyna śrubowa, charakteryzuje się tym, że zwoje sprężyny śrubowej mają kształt spiralny, przy czym kilka zwojów ma średnicę większą od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego, a inne zwoje mająśrednicę mniejsząod zewnętrznej średni177 680 cy kołka wtykowego, a tylny koniec sprężyny śrubowej jest połączony z elementem stykowym i jest wsunięty promieniowo w komorę wtykową stanowiąc przyłącze elektryczne. Spiralna sprężyna śrubowa korzystnie jest osadzona w komorze wtykowej wychylnie w kierunku promieniowym.

W innym wykonaniu elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo umieszczona sprężyna śrubowa, charakteryzuje się tym, że zwoje sprężyny śrubowej mają kształt spiralny, przy czym kilka zwojów ma średnicę większą od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego, a inne zwoje mają średnicę mniej szą od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego, a tylny koniec sprężyny śrubowej jest połączony z elementem stykowym i jest wsunięty osiowo w komorę wtykową stanowiąc przyłącze elektryczne. Spiralna sprężyna korzystnie jest osadzona w komorze wtykowej wychylnie w kierunku promieniowym.

W kolejnym wykonaniu elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo umieszczona sprężyna śrubowa, charakteryzuje się tym, że sprężyna śrubowa ze swymi zwojami jest naprężona osiowo w kierunku jej ściskania, tak że zwoje rozpierają osiowo gniazdo wtykowe mające otwór wtykowy mieszczący kołek wtykowy. Otwór wtykowy korzystnie ma lej wprowadzający i najkorzystniej przechodzi w otwór przedłużeniowy, który ma średnicę mniejszą od średnicy kołka wtykowego. Otwór przedłużeniowy korzystnie jest otworem nieprzelotowym. W gnieździe wtykowym powierzchnia stykowa czołowego zestyku z kołkiem wtykowym korzystnie ma kształt kolistego pierścienia, lub jest zaokrąglona kuliście.

W następnym wykonaniu elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, przy czym gniazdo wtykowe ma sprężynę i mieści się w komorze złącza, charakteryzuj e się tym, że w komorze złącza jest umieszczone gniazdo wtykowe, które ma otwór wtykowy dla kołka wtykowego. Otwór wtykowy korzystnie ma lej wprowadzający utworzony przez wygięcie lub wywinięte obrzeża i najkorzystniej jest on zamknięty elementem oporowym, który ma centralny otwór przelotowy. Element oporowy korzystnie ma stożkowąpowierzchnię w kształcie kolistego pierścienia, lub kuliście zaokrągloną powierzchnię stanowiącą czołowy styk z zaokrąglonym od strony czołowej kołkiem wtykowym. W osiowym przedłużeniu gniazdka wtykowego korzystnie jest umieszczona część stykowa w postaci połączenia obciskowego łączącego przewód pleciony, przy czym pomiędzy gniazdem wtykowym i połączeniem obciskowym umieszczona jest część ustalająca do osiowego unieruchomienia w komorze wtykowej. Część ustalająca korzystnie jest połączona elektrycznie z gniazdem wtykowym za pomocą sprężyny śrubowej i najkorzystniej jest ona zamocowana w komorze wtykowej za pomocą oporowych stopek ustalających. Część ustalaj ąca korzystnie ma obwodowe żebro o przekroju poprzecznym większym od przekrój u poprzecznego gniazda wtykowego, które osiowo mocuje część ustalającą w odpowiednim wybraniu obwodowym komory wtykowej. Gniazdo wtykowe korzystnie ma wywinięty, lub zagięty element rurowy. Umieszczony w komorze wtykowej centralny, przelotowy otwór elementu oporowego korzystnie przylega do lejkowato rozszerzającej się części łączącej, lub do części rurowej.

Elektryczne złącze wtykowe tworzy się przez bezpośrednie wprowadzenie kołka wtykowego w sprężynę śrubową. Niezawodną i powtarzalną styczność uzyskuje się ponadto przez to, że na długości sprężyny śrubowej znajduje się zaprogramowane, węższe miejsce utworzone przez węższy zwój. Ze względu na takie warunki geometryczne, kołek wtykowy podczas wprowadzania go wsuwa się niezawodnie w ten ciaśniejszy zwój, tzn. zwój stykowy i dzięki temu przynajmniej w tym miejscu powstaje powtarzalny zestyk elektryczny. Korzystnie przewiduje się również, że na skutek współdziałania pomiędzy takim zwojem stykowym i przednim obszarem kołka wtykowego, dalsze zwoje sprężyny śrubowej wjej obszarze przednim tworzą zestyk z kołkiem wtykowym. Występuje to wtedy, gdy na przykład przedni koniec kołka wtykowego wykonany jest stożkowo lub w postaci zwężającej się kopuły. Wskutek współdziałania ze zwojem stykowym sprężyna śrubowa ma tendencję do wyginania się. W konsekwencji prowadzi to do tego, że zwoje usytuowane przed zwojem stykowym przylegaj ąjednostronnie do wtyku. W wy6

177 680 niku tego powstaje duża liczba miejsc niezawodnego elektrycznego zestyku pomiędzy kołkiem wtykowym i sprężyną śrubową. Tego rodzaju elektryczne złącze wtykowe stosowane jest korzystnie w urządzeniach gospodarstwa domowego, takichjak odkurzacze względnie roboty kuchenne. Także stosuje się je do przyłączania odkurzacza do szczotki do czyszczenia dywanów posiadającej własny elektryczny napęd. Złącze wtykowe według wynalazku można zastosować zarówno jako zestyk sterujący jak i jako zestyk prądu głównego. Złącze wtykowe według wynalazku cechuje się tym, że kołkowi wtykowemu wprowadzanemu w sprężynę śrubową nie przeciwstawia się żaden istotny opór tarcia aż do wejściajego końca w zawężenie sprężyny. Pierwsza styczność elektryczna zachodzi w obszarze zwężonych zwojów sprężyny. Dopiero po osiągnięciu zwojów stykowych rozpoczyna się właściwe elektryczne połączenie. Na skutek siły powstającej pomiędzy sprężyną i końcem kołka wtykowego w punkcie położonym poza środkiem sprężyny, sprężyna ulega wygięciu wokół tego punktu. Wskutek tego zwoje sprężyny pokrywające się z kołkiem wtykowym przylegają do powierzchni kołka wtykowego i tworzą dużą powierzchnię styczności. Małe tarcie pomiędzy kołkiem wtykowym i zwojami sprężyny występujące aż do właściwej styczności powoduje niewielkie zużycie złącza. Konieczny docisk styków pomiędzy sprężyną śrubo wąi kołkiem wtykowym uzyskuje się osiowo za pomocą części sprężyny umieszczonej pomiędzy zwojem stykowym i tylną powierzchnią czołową oraz przez odchylenie sprężyny i promieniowe przyleganie zwojów do kołka. Przylegające zwoje stykowe przy otworze wprowadzającym są miejscami pierwszego względnie ostatniego zestyku w którym powstają iskry przy przepięciach i przerywaniu obwodu podczas wtykania i wyciągania wtyku pod obciążeniem elektrycznym i chronią właściwy obszar zestyku przed powstającymi śladami opaleń. Typowe mechaniczne właściwości sprężyny spiralnej oraz konstrukcyjne dobranie średnicy komory wtykowej, a także komory wtykowej i obszaru wprowadzania sprężyny, umożliwiająstosowanie okrągłego kołka wtykowego z dużym błędem kątowym przy promieniowym i osiowym przesunięciu. Przy odpowiednim doborze materiału sprężyny i poprawnym doborze rozmiarów sprężyny stykowej, siła sprężyny śrubowej a tym samym siła zestyku, nawet przy ekstremalnych warunkach klimatycznych pozostaje utrzymana aż do końca okresu użytkowania złącza wtykowego według wynalazku.

Zwój stykowy jest przesunięty do tylnego obszaru sprężyny śrubowej patrząc w kierunku wprowadzania kołka wtykowego, tak że znajduje się on co najmniej w drugiej z trzech części sprężyny śrubowej. W poszczególnych przypadkach można zastosować inny układ, gdyż położenie zwoju stykowego na długości sprężyny śrubowej zależy od wolnej długości kołka i wymiarowo niekorzystnych tolerancji pomiędzy zakończeniem kołka wtykowego i średnicą zwoju stykowego oraz od ukształtowania komory stykowej i pozycji elementu stykowego. Sprężyna śrubowa wykonana jest ze znanego drutu sprężynowego. Przedni koniec kołka wtykowego może być wykonany różnie, na przykład półkoliście. Korzystne jest wykonanie lekko stożkowe. Sprężyna śrubowa osadzona jest korzystnie w komorze wtykowej z naprężeniem wstępnym. W ten sposób utworzony jest docisk sprężyny śrubowej do elementu stykowego, który przylega na przykład do tylnej powierzchni czołowej, co zapewnia niezawodną styczność z odprowadzanym przewodem oplotowym. Po osadzeniu kołka wtykowego w zależności od naprężenia wstępnego i nacisku wprowadzania, może dojść do odsunięcia sprężyny śrubowej od czołowej powierzchni przylegania w otworze wprowadzającym komory wtykowej. Natomiast sprężyna śrubowa przy wyciąganiu kołka wtykowego nie odsuwa się od czołowej powierzchni przylegania przy elemencie stykowym. Ścianka komory wtykowej znajdująca się obok sprężyny śrubowej przebiega od niej w odstępie, który korzystnie jest co najmniej równy średnicy drutu z którego wykonana jest sprężyna. Zewnętrzna średnica sprężyny spiralnej ma po obu stronach odstęp wynoszący co najmniej 0,5 mm. Odnosi się to, na przykład do małych średnic kołka wtykowego. Układ sprężyny stykowej może być wykonany przy innym rozmieszczeniu. Zapewnia się przez to, że sprężyna śrubowa może zejść z drogi kołka wtykowego wprowadzanego niecentrycznie, przez co unika się zbyt szybko wzrastającej siły tarcia przyspieszającej zużycie. Tylny koniec sprężyny spiralnej korzystnie jest połączony z elementem stykowym, który przechodząc przez komorę wtykową w kierunku promieniowym umożliwia przyłączenie elektryczne. Poza tym element stykowy może

177 680 być usytuowany w komorze wtykowej również w kierunku osiowym. W tym wykonaniu komora wtykowa jest korzystnie otwarta od tylnej strony. Osadzona część stykowa, na przykład część stykowa osadzona w komorze wtykowej od tyłu zastępuje w ten sposób tylną powierzchnię czołową komory wtykowej i tworzy oparcie dla końca sprężyny śrubowej. Jednocześnie uzyskuje się przez to dobrą styczność pomiędzy sprężyną śrubową i częścią stykową. Ponadto część stykowa posiada przyłącze obciskowe do bezpośredniego przyłączania przewodu plecionego.

Dalsza postać wykonania wynalazku cechuje się tym, że sprężyna śrubowa jest sprężyną spiralną mającą kilka zwojów o średnicy większej niż średnica zewnętrzna kołka wtykowego, a jej inne zwoje mają średnicę mniejszą niż średnica kołka wtykowego. W tej postaci wykonania sprężyna spiralna wykonana jest lejkowato. Również tutaj zachodzi zestyk pomiędzy kołkiem wtykowym i zwojami, których średnica jest równa lub mniejsza od średnicy zewnętrznej kołka wtykowego, przy czym zestyk ten może zachodzić poprzez dwa lub trzy zwoje. Przez odpowiednie wykonanie pod względem geometrii sprężyny śrubowej i długości kołka wtykowego zapewnione jest, że przy wprowadzaniu kołka wchodzi on w sprężynę śrubową tak daleko, że jego przedni koniec w omówiony sposób tworzy zestyk z ciaśniejszymi zwojami. Sprężyna spiralna w korzystnym wykonaniu odchyla się promieniowo w komorze wtykowej. Inna postać wykonania wynalazku dotyczy ukształtowania w którym sprężyna śrubowa działa na styk w postaci gniazda stykowego przesuwalnego osiowo w komorze wtykowej. Istotne jest specjalne wykonanie styku. W związku z tym według wynalazku gniazdo wtykowe ma otwór wtykowy dla kołka wtykowego, który w stanie zestyku przylega nie tylko powierzchnią czołową, do gniazda wtykowego, lecz zagłębiony jest częściowo w gnieździe stykowym. Ponadto korzystne jest, gdy otwór wtykowy ma lej wprowadzający. Odchylenia od ustawienia w osi gniazda wtykowego i kołka wtykowego mogące wystąpić podczas przebiegu łączenia można w ten sposób łatwo wyrównać. Zastosowanie leja wprowadzającego majeszcze inną zaletę, gdyż przy wyciąganiu kołka wtykowego z gniazda wtykowego iskrzenie powodowane przerywaniem obwodu powstaje w obszarze leja, który jednak nie ma wpływu na zestyk elektryczny. Tak więc ewentualne objawy zużycia występujące w obrębie leja wprowadzającego nie maja wpływu na skuteczność działania zestyku elektrycznego. W dalszej postaci wykonania otwór wtykowy gniazda wtykowego przechodzi w przelotowy otwór przedłużeniowy w gnieździe wtykowym, który to otwór ma średnicę mniejszą od średnicy kołka wtykowego. Otwór przedłużeniowy wykonany jest jako otwór nieprzelotowy. W sumie prowadzi to do korzystnego ukształtowania, przy którym powierzchnia styku w gnieździe stykowym przeznaczona do czołowego zestyku z kołkiem wtykowym ma kształt kolistego pierścienia. Powierzchnia ta w korzystnym wykonaniu jest zaokrąglona kuliście. Otwór wtykowy w korzystnym wykonaniu posiada niewiele większą średnicę od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego do niego przeznaczonego. Wskutek tego dopuszczalne jest lekko skrzywione położenie kołka wtykowego również w stanie utworzonego już zestyku. Nie zmienia to w niczym elektrycznego zestyku odnośnie powierzchni zestyku w kształcie kolistego pierścienia, korzystnie kuliście zaokrąglonego.

Wynalazek został wyjaśniony na podstawie przykładów jego wykonania pokazanych na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia widok kołka wtykowego wprowadzonego w sprężynę śrubowątworzącąelektryczny zestyk; fig. 2 przedstawia szczegółowo sprężynę śrubową/ fig. 1; fig. 3 - sprężynę śrubowąz fig. 2 osadzoną w komorze wtykowej; fig. 4 - widok przebiegu wprowadzania kołka wtykowego w sprężynę śrubową; fig. 5 - widokjak na fig. 3, z alternatywnie wykonanym elementem stykowym; fig. 6 - alternatywne wykonanie sprężyny śrubowej uwidocznionej na fig. 3; fig. 7 - inne alternatywne wykonanie złącza wtykowego; fig. 8 - złącze wtykowe z fig. 7 przy wkładaniu kołka wtykowego; fig. 9 - złącze wtykowe z fig. 7 względnie 8 przy wprowadzonym kołku wtykowym; fig. 10 do 13 - szczegółowe przedstawienie przebiegów podczas wkładania i wyjmowania kołka wtykowego w wykonaniu z fig. 7; fig. 14 - przekrój przez inną komorę wtykową ze znajdującym się w niej gniazdem wtykowym; fig. 15 - widok z boku i częściowo przekrój odmiany gniazda wtykowego z fig. 14 z dołączoną częścią ustalającą i częścią przyłączeniową przewodu plecionego; fig. 16 - wycinkowo przedstawiony w przekroju obszar stykowy gniazda wtykowego z wprowadzonym kołkiem wtykowym; fig. 17 - widok według

177 680 fig. 15 w wykonaniu alternatywnym; a fig. 18 przedstawia wycinkowo w przekroju obszar stykowy alternatywnej postaci wykonania z fig. 17, zgodnie z widokiem z fig. 16.

Na figurze 1 przedstawione jest elektryczne złącze wtykowe 1 składające się ze sprężyny śrubowej 2 i kołka wtykowego 3. Sprężyna śrubowa 2 i kołek wtykowy 3 są elektrycznie przewodzące. Przez włożenie kołka wtykowego 3 w sprężynę śrubową 2 można zamknąć obwód elektryczny 4. Sprężyna śrubowa 2, jak to pokazano zwłaszcza na fig. 2, posiada również zwoje stykowe 6, które mają mniejszą średnicę stykową dk niż średnica główna. Średnica główna da jest trochę większa od zewnętrznej średnicy d kołka wtykowego 3, natomiast średnica stykowa dk jest mniejsza niż średnica d kołka wtykowego.

Na figurze 3 pokazano, że sprężyna śrubowa 2 jest umieszczona w komorze wtykowej 7. Sprężyna śrubowa 2 jest osadzona w komorze wtykowej z naprężeniem wstępnym tak, że przylega z naprężeniem wstępnym do przedniej powierzchni czołowej 8 względnie do tylnej powierzchni czołowej 9 komory wtykowej 7. Przyleganie do tylnej powierzchni czołowej 9 może zachodzić za pośrednictwem elementu stykowego 10, co zostanie jeszcze opisane bliżej.

Ponadto ważne jest, aby sprężyna śrubowa 2 została osadzona w komorze wtykowej 7, tak aby pomiędzy sprężynąi boczną ścianką 11 komory wtykowej 7 był swobodny odstęp a. Komora wtykowa 7 może być wykonana przez formowanie wtryskowe, ewentualnie jako dwuczęściowe w celu włożenia sprężyny śrubowej 2. Od strony zewnętrznej komora wtykowa 7 ma przyporządkowany przedniemu końcowi sprężyny śrubowej 2 lej wprowadzający 12 który ma ujście w otworze wprowadzającym 13. Otwór wprowadzający 13 ma średnicę odpowiadającą średnicy głównej da zwojów 5.

Na figurze 4 przedstawiony jest szczegółowo przebieg wprowadzania kołka wtykowego w sprężynę śrubową i powstający wskutek tego zestyk. Najpierw kołek wtykowy 3 zostaje wetknięty w sprężynę śrubowątak daleko, że w obszarze swych swobodnych zwojów końcowych 5' zostaje ona trochę ściśnięta. Ze względu na geometrię zwojów stykowych 6, przy kołku wtykowym 3 wprowadzonym zgodnie z fig. 4 następuje przesunięcie pomiędzy osią wzdłużną a kołka wtykowego 3 i osią środkową a' sprężyny śrubowej nie poddanej działaniu kołka. Ze względu na zastosowaną geometrię oraz kopułowe ukształtowanie końca kołka wtykowego 3, a także skośnie do osi środkowej a! przebiegających zwojów stykowych 6, część środkowa sprężyny śrubowej 2 ma tendencję do wygięcia. Wygięcie to może jednak następować tylko w niewielkim stopniu, co powoduje, że oś środkowa a! sprężyny śrubowej 2 zostaje przesunięta, wskutek czego duża liczba zwojów głównych 5 które pokrywają się z kołkiem wtykowym 3 przylega jednostronnie w swym dolnym obszarze do kołka wtykowego 3, jak to pokazano w przedstawionej postaci wykonania. W sumie, duża liczba zwojów, zarówno zwojów stykowych 6 jak i zwojów głównych 5 znajduje się w elektrycznym kontakcie z kołkiem stykowym 3. Zapewnionajest przy tym bardzo dobra styczność. Przewodzące połączenie pomiędzy sprężyną śrubową 2 i źródłem napięcia płytki 14 (fig. 1) obwodu elektrycznego 4 może zostać utworzone za pomocą wspomnianego już elementu stykowego 10 (fig. 3). Ten element stykowy 10 posiada powierzchnię stykową w postaci płytki 14, którą wprowadza się poprzez promieniowy otwór 15 do komory wtykowej 7. Płytka ta znajduje się przed tylną ścianką czołową 9 komory wtykowej 7. Sprężyna śrubowa 2 swąstronąprzedniąnaciska na płytkę 14. Rozpierająca stopka zapadkowa 14' elementu stykowego 10 wchodzi w wybranie 16 w komorze wtykowej 7.

W postaci wykonania według fig. 5 zastosowany jest alternatywny element stykowy 18, który posiada rozporowe stopki zapadkowe 19, które wspierają się w odpowiednich wgłębieniach w ściankach wewnętrznych komory wtykowej 7. Za pomocą wstępnego naprężenia sprężyny śrubowej stwarza się w ten sposób zabezpieczone położenie elementu stykowego 18. Dodatkowo można zastosować ograniczenie zabudowy przez wykonanie stopnia 21 od strony czołowej gniazda wtykowego 7. Do elementu stykowego 18 dołączone jest również złącze obciskane 20, w którym w ten sam sposób dołączony jest przez obciskanie przewód pleciony 17. Element stykowy 18 pod względem swego przekroju poprzecznego dopasowany jest do wewnętrznego przekroju poprzecznego komory wtykowej 7, a więc jest na przykład kolisty.

177 680

W postaci wykonania elektrycznego złącza wtykowego przedstawionej na fig. 6, zastosowano sprężynę spiralną22. Zwęża się ona na swym końcu od swej największej średnicy D1. Kołek wtykowy 3 jest tak wprowadzany w sprężynę spiralną 22, że jej zwoje o największej średnicy nie przylegaj ądo kołka wtykowego 3, j ednak kilka mniej szych zwojów o mniej szej średnicy do tego kołka przylega.

W rozwiązaniu alternatywnym przedstawionym na fig. 7 do 13, elektryczne złącze wtykowe składa się podobnie z kołka wtykowego 3 i komory wtykowej 7 z umieszczoną w nim sprężyną śrubową 2. W tej postaci wykonania śrubowa sprężyna 2 podpiera sprężyście własne gniazdo wtykowe 23. Gniazdo wtykowe 23 ma część końcową24 o większym przekroju poprzecznym, która pod działaniem wstępnego naprężenia sprężyny śrubowej 2 przylega do powierzchni czołowej 25 komory wtykowej 7. Do tej części końcowej 24 przylegajednolity przedni obszar o mniejszym przekroju poprzecznym, w którym to obszarze wykonany jest otwór wtykowy 26 dla kołka wtykowego 3. Gniazdo wtykowe 23 jako całość, tzn. zarówno część końcowa 24 jak i przedni obszar o mniejszym przekroju poprzecznym są osadzone w gnieździe wtykowym 7. Otwór wtykowy 26 od strony przedniej ma lej wprowadzający. W położeniu przedstawionym na fig. 7, w którym część końcowa 24 przylega do powierzchni czołowej 25 jest również przesunięcie v względem przedniej powierzchni czołowej 28 komory wtykowej 7. Do otworu wtykowego 26 przylega poprzez stożkowo zwężającą się powierzchnię stykową 29 otwór przedłużeniowy w postaci otworu nieprzelotowego 30 o mniejszej średnicy w porównaniu do otworu wtykowego 26. Otwór nieprzelotowy 30 może służyć na przykład do przyjmowania powstających zanieczyszczeń.

Na figurach 8 i 9 przedstawiony jest przebieg ruchu przy wprowadzaniu kołka wtykowego 3. Najpierw kołek wtykowy 3 wprowadza się w otwór wtykowy 26 tak, że przylega on czołowo do powierzchni stykowej 29. Przedni koniec kołka wtykowego 3 może być zaokrąglony w kształcie kopuły, jak to przedstawiono na rysunku. Następnie na kołek wtykowy 3 wywiera się taki nacisk, że sprężyna śrubowa 2 ulega ściśnięciu a gniazdo wtykowe 23 przesuwa się w komorze wtykowej 7 w kierunku tylnego końca.

Jak pokazano na fig. 7 i 8 do części końcowej 24 przylega część stykowa 30' o mniejszej średnicy, która w znany sposób jest połączona z plecionym przewodem 17. Sprężyna śrubowa 2 przesuwa się nad częścią stykową 30'. W tym wykonaniu nie ma potrzeby aby istniało elektryczne połączenie pomiędzy częścią stykową i śrubową sprężyną 2, gdyż w tej postaci wykonania sprężyna śrubowa 2 spełnia tylko funkcję podparcia sprężystego.Kołek wtykowy 3 oraz gniazdo wtykowe 23 są wykonane z materiału przewodzącego prąd elektryczny, na przykład ze stopu brązu.

Na figurach 10 do 13 jest przedstawiony szczegółowo i w powiększeniu przebieg wprowadzania i możliwość przemieszczenia się kolka wtykowego.

Na figurze 10 przedstawiony jest przypadek w którym oś wzdłużn a, gniazda wtykowego 23 nie leży w jednej linii z osią wzdłużną a₂ kolka wtykowego 3. Ze względu na obecność leja wprowadzającego 27 kołek wtykowy 3 zgodnie z fig. 11 zostaje odchylony do środka, tzn. do osi aj gniazda wtykowego 23. Może jednak przy tym pozostać niewielkie przesunięcie pomiędzy osiami a! i a₂. Wynika to z faktu, że średnica otworu wtykowego 26 jest wykonana jako trochę większa niż zewnętrzna średnica kolka wtykowego 3.

Na figurze 13 przedstawiono całkowite ustawienie w linii osi a₃ i a₂. Istotne jest, że miejsce powstawania iskier przy przerywaniu obwodu elektrycznego, tzn. lej wprowadzający 27 jest oddzielony od powierzchni stykowej 29, tzn. jest osiowo przesunięty. Przy stożkowym wykonaniu powierzchni stykowej 29, w połączeniu z zaokrąglonym końcem kołka wtykowego 3 powstaje liniowa strefa zestykowa.

Ten rodzaj elektrycznego złącza wtykowego stanowi kombinację styczności powierzchni czołowych i styczności obwodowej, przy czym ta ostatnia zachodzi na ściankach bocznych otworu wtykowego 26. Długość wtyku połączenia wtykowego składa się z osiowej długości otworu wtykowego 26 i drogi ugięcia sprężyny śrubowej 2. Droga ugięcia sprężyny określa tzw. pokrycie zestyku. Opisane stosunki rozmiarów umożliwiąjąpewien luz promieniowy kołka wty10

177 680 kowego 3 w otworze wtykowym 26. Powstające przy tym tarcie końca wtyku o powierzchnie stykowe jest korzystne ze względu na samooczyszczanie się powierzchni styków.

W postaci wykonania przedstawionej na fig. 14, do komory wtykowej 7 od strony otworu wtykowego wsunięte jest gniazdo wtykowe 23, które posiada otwór wtykowy 26 dla kołka wtykowego 3. Otwór wtykowy 26 przylega do leja wprowadzającego 27, który w przykładzie wykonania z fig. 14 utworzony jest przez wygięte obrzeże względnie wywinięty brzeg. Gniazdo wtykowe 23 w wykonaniu z fig. 14, składa się pod względem geometrii z dwóch jednolicie uformowanych rurowych elementów o różniących się średnicach, przy czym część o mniejszej średnicy wygiętajest do środka tak, że powstaje omawiane wygięte lub wywinięte obrzeże. Tak więc gniazdo wtykowe 23 utworzone jest jako jednoczęściowe techniką wycinania i wyginania. Dalej, w kierunku wprowadzania wtyku gniazdo wtykowe posiada całościowo z nim ukształtowany element oporowy 31, który ma centralny przelotowy otwór 32. Otwór ten znajduje się w osiowym odstępie względem innego osiowego otworu przelotowego 33 usytuowanego w części gniazda wtykowego 23 o większym przekroju poprzecznym. Utworzony przez wywinięcie obszar denny 33' gniazda wtykowego 23 służy jako powierzchnia przylegania dla sprężyny śrubowej 34. Z drugiej strony sprężyna śrubowa 34 wspiera się na części ustalającej 35, która za pomocą promieniowo rozchylających się oporowych stopek ustalających 36 wspiera się w promieniowych wgłębieniach 37 komory wtykowej 7. W ten sposób umożliwiony jest ruch osiowy części ustalającej 35 w kierunku wprowadzania kołka wtykowego 3. Z częścią ustalającą 35 połączony jestjednolicie uchwyt obciskowy 38 służący do mocowania plecionego przewodu 39.

Zgodnie z przykładami wykonania z fig. 7 do 9, element oporowy 31 posiada powierzchnię w kształcie pierścienia kołowego lub powierzchnię stożkową albo kuliście zaokrągloną, która służy do czołowego powierzchniowego zestyku z kołkiem wtykowym 3.

W tej postaci wykonania jak i w dalej opisanych postaciach wykonania przedstawionych na fig. 15 do 18, szczególnie istotne jest to, że ze względu na istnienie części ustalającej 3 5 podczas przebiegu wprowadzania kołka nie może dochodzić do osiowego ruchu plecionego przewodu 39. Ułatwienie montażu uzyskuje się przezto, że na przyłącze przewodu 38 nie ma potrzeby naciągania żadnej sprężyny. Sprężyna śrubowa 34 jest wykonanajako przewodząca elektrycznie.

W wykonaniu według fig. 15, część ustalająca 35' jest uformowanajednolicie jako promieniowe poszerzenie. Również gniazdo wtykowe 23 wykonane jest jako jednolicie połączone z częścią ustalającą35' poprzez rurowączęść łączącą40. Do części ustalającej 35' przylega bezpośrednio dołączone połączenie obciskowe 38. Istotne jest ponadto, że gniazdo wtykowe 23 w tym wykonaniu nie jest ruchome osiowo.

W przedstawionym na fig. 16 przekroju, szczegółowo pokazano korzystny elektryczny zestyk elementu oporowego ze względu na kuliście zaokrągloną powierzchnię.

Postać wykonania z fig. 17 i 18 odpowiada w zasadzie postaci wykonania z fig. 15 i 16 z tym wyjątkiem, że gniazdo wtykowe 23 nie posiada części, która tworzy kuliście zaokrągloną powierzchnię przylegania. W wykonaniu tym rurowa część łącząca 40 zwęża się stożkowo w kierunku do gniazda wtykowego 23 i w obszarze najmniejszej średnicy przechodzi w kuliście zaokrągloną powierzchnię tworzącą czołową powierzchnię stykową z kołkiem wtykowym 3. Pozostaje tu przelotowy otwór 32. W przekroju na fig. 18 pokazano, że również w tym wykonaniu są takie same warunki styczności jak w poprzednio opisanych postaciach przedstawionych na fig. 14 do 16.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo umieszczona sprężyna śrubowa, znamienne tym, że sprężyna śrubowa (2), ma zwoje (5) o głównej średnicy (da) większej od zewnętrznej średnicy (d) kołka wtykowego (3) i ma zwoje stykowe (6), . których jeden, korzystnie kilka zwojów ma średnicę ze stykową (dk) mniejszą, od średnicy głównej (da) i mniejszą od średnicy zewnętrznej (d) kołka wtykowego (3), a oś wzdłużna (a wprowadzonego kołka wtykowego (3) jest przestawiona względem osi środkowej (a) wolnej sprężyny śrubowej (2), której większość głównych zwojów zakrywa kołek wtykowy (3) i tworzy zestyk między kołkiem wtykowym (3) i zwojami stykowymi (6).
2. Elektryczne złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że w przednim obszarze sprężyny śrubowej (2) zestyk z kołkiem wtykowym (3) jest utworzony poprzez zwoje (5) i przy współdziałaniu zwoju stykowego (6).
3. Elektryczne złącze według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zwój stykowy (6) jest umieszczony w tylnym obszarze sprężyny śrubowej (2) w kierunku wprowadzenia kołka wtykowego (3).
4. Elektryczne złącze według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że kołek wtykowy (3) ma stożkowy przedni koniec.
5. Elektryczne złącze według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że sprężyna śrubowa (2) jest osadzona w komorze wtykowej (7) z naprężeniem wstępnym.
6. Elektryczne złącze według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że sprężyna śrubowa (2) jest wsparta tylko czołowo w komorze wtykowej (7).
7. Elektryczne złącze według zastrz. 5, znamienne tym, że ściana komory wtykowej (7) znajduj e się względem bocznych stron sprężyny śrubowej (2) w odstępie (a), który odpowiada co najmniej średnicy sprężynowego drutu z którego wykonana jest sprężyna śrubowa (2).
8. Elektryczne złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że tylny koniec sprężyny śrubowej (2) jest połączony z elementem stykowym (10), który jest wsunięty promieniowo w komorę wtykową (7) i stanowi przyłącze elektryczne.
9. Elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo umieszczona sprężyna śrubowa, znamienne tym, że ma sprężynę spiralną (22), której kilka zwoj ów ma średnicę większą od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego (3), a inne zwoj e maj ą średnicę mniejszą od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego (3), a tylny koniec sprężyny spiralnej (22) jest połączony z elementem stykowym (10) i jest wsunięty promieniowo w komorę wtykową (7) stanowiąc przyłącze elektryczne.
10. Elektryczne złącze według zastrz. 9, znamienne tym, że sprężyna spiralna (22) jest osadzona w komorze wtykowej (7) wychylnie w kierunku promieniowym.
11. Elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo umieszczona sprężyna śrubowa, znamienne tym, że ma spiralną sprężynę (22), której kilka zwojów ma średnicę większą od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego (3), a inne zwoje mają średnicę mniejszą od zewnętrznej średnicy kołka wtykowego (3), a tylny koniec sprężyny spiralnej (22) jest połączony z elementem stykowym (10) i jest wsunięty osiowo w komorę wtykową (7) stanowiąc przyłącze elektryczne.
12. Elektryczne złącze według zastrz. 11, znamienne tym, że spiralna sprężyna (22) jest osadzona w komorze wtykowej (7) wychylnie w kierunku promieniowym.
13. Elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, w którego gnieździe jest osiowo

177 680 umieszczona sprężyna śrubowa, znamienne tym, że sprężyna śrubowa (2) ze zwojami (5) jest naprężona osiowo w kierunku jej ściskania, tak że zwoje rozpierają osiowo gniazdo wtykowe (23) mające otwór wtykowy (26) mieszczący kołek wtykowy (3).
14. Elektryczne złącze według zastrz. 13, znamienne tym, że otwór wtykowy (26) ma lej wprowadzający (27).
15. Elektryczne złącze według zastrz. 13, znamienne tym, że otwór wtykowy (26) przechodzi w otwór przedłużeniowy (30), który ma średnicę mniej sząod średnicy kołka wtykowego (3).
16. Elektryczne złącze według, zastrz. 15, znamienne tym, że otwór przedłużeniowy (30) jest otworem nieprzelotowym.
17. Elektryczne złącze według zastrz. 13, znamienne tym, że w gnieździe wtykowym (23) powierzchnia stykowa (29) czołowego zestyku z kołkiem wtykowym (3) ma kształt kolistego pierścienia.
18. Elektryczne złącze według zastrz. 17, znamienne tym, że powierzchnia stykowa (29) jest zaokrąglona kuliście.
19. Elektryczne złącze wtykowe z gniazdem wtykowym i z kołkiem wtykowym, zwłaszcza z kołkiem wtykowym o okrągłym przekroju poprzecznym, przy czym gniazdo wtykowe ma sprężynę i mieści się w komorze złącza, znamienne tym, że w komorze złączajest umieszczone gniazdo wtykowe (23), które ma otwór wtykowy (26) dla kołka wtykowego (3).
20. Elektryczne złącze według zastrz. 19, znamienne tym, że otwór wtykowy (26) ma lej wprowadzający (27) utworzony przez wygięcie lub wywinięte obrzeża.
21. Elektryczne złącze według zastrz. 19, znamienne tym, że otwór wtykowy (26) jest zamknięty elementem oporowym (31), który ma centralny otwór przelotowy (32).
22. Elektryczne złącze według zastrz. 21, znamienne tym, że element oporowy (31) ma stożkowąpowierzchnię w kształcie kolistego pierścienia, lub kuliście zaokrąglonąpowierzchnię stanowiącą czołowy styk z zaokrąglonym od strony czołowej kołkiem wtykowym (3).
23. Elektryczne złącze według zastrz. 19, znamienne tym, że w osiowym przedłużeniu gniazda wtykowego (23) jest umieszczona część stykowa w postaci połączenia obciskowego (38) łączącego przewód pleciony (39), przy czym pomiędzy gniazdem wtykowym (23) i połączeniem obciskowym (38) umieszczona jest część ustalająca (35) do osiowego unieruchomienia w komorze wtykowej (7).
24. Elektryczne złącze według zastrz. 23, znamienne tym, że część ustalająca (35) połączona jest elektrycznie z gniazdem wtykowym (23) za pomocą sprężyny śrubowej (34).
25. Elektryczne złącze według zastrz. 23, znamienne tym, że część ustalająca (35) jest zamocowana w komorze wtykowej (7) za pomocą oporowych stopek ustalających (36).
26. Elektryczne złącze według zastrz. 23, znamienne tym, że część ustalająca (35) ma obwodowe żebro (35') o przekroju poprzecznym większym od przekroju poprzecznego gniazda wtykowego, które osiowo mocuje część ustalającą(35) w odpowiednim wybraniu obwodowym komory wtykowej (7).
27. Elektryczne złącze według zastrz. 19, znamienne tym, gniazdo wtykowe (23) ma wywinięty, lub zagięty element rurowy.
28. Elektryczne złącze według zastrz. 23, znamienne tym, że umieszczony w komorze wtykowej (7) centralny, przelotowy otwór (32) elementu oporowego przylega do lejkowato rozszerzającej się części łączącej, lub do części rurowej (40).