RU2276438C1 - Plug connector for electric current transmission - Google Patents
Plug connector for electric current transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276438C1 RU2276438C1 RU2005103452/09A RU2005103452A RU2276438C1 RU 2276438 C1 RU2276438 C1 RU 2276438C1 RU 2005103452/09 A RU2005103452/09 A RU 2005103452/09A RU 2005103452 A RU2005103452 A RU 2005103452A RU 2276438 C1 RU2276438 C1 RU 2276438C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- socket
- plug
- connector
- contacts
- pin
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к соединительным устройствам, состоящим из двух частей, с токонесущими штырями с осями, параллельными друг другу, и взаимодействующими со скольжением в продольном направлении с отдельными гнездами (ответными контактами), и может быть преимущественно использовано в системах электроснабжения жилых, административных и производственных объектов напряжением 0,4 кВ, с преобладанием активной нагрузки в сети.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to two-part connecting devices with current-carrying pins with axes parallel to each other and interacting with sliding in the longitudinal direction with individual sockets (response contacts), and can be mainly used in power supply systems 0.4 kV residential, administrative and production facilities, with a predominance of active load in the network.
Известен электрический соединитель (Авт. свид. SU №1181024, МКИ 4 H 01 R 23/00, Изобретения стран мира: Реферативная информация. Вып. 120, №24, 1985 г.).Known electrical connector (Aut. Certificate. SU No. 1181024, MKI 4 H 01 R 23/00, Inventions of the world: Abstract information. Issue 120, No. 24, 1985).
Соединитель состоит из двух частей - вилки и розетки, каждая из которых содержит корпус с герметичным вводом, плату с контактами и установленную со стороны сочленения эластичную прокладку со сквозными прорезями для контактов, герметизация которых обеспечивается выпуклостями, расположенными на торцевой поверхности прокладки. С целью повышения надежности, каждая ответная часть соединителя снабжена охватывающим корпус и установленным с возможностью осевого перемещения нажимным элементом, выполненным в виде цилиндрической ступенчатой втулки, на внутренней поверхности которой выполнен выступ с фаской со стороны сочленения, и нажимными сегментами, установленными между выпуклостями прокладки и нажимным элементом. В одной ответной части соединителя нажимной сегмент выполнен в виде одного конического выступа на каждый контакт, а в другой ответной части нажимной сегмент выполнен в виде пары конических выступов на каждый контакт. При этом выступы одной ответной части расположены между парой выступов другой ответной части и все выступы взаимодействуют с конусной поверхностью кольцевого выступа нажимных элементов.The connector consists of two parts - plugs and sockets, each of which contains a housing with a sealed input, a board with contacts and an elastic gasket installed on the joint side with through slots for contacts, the sealing of which is ensured by the bulges located on the end surface of the gasket. In order to increase reliability, each mating part of the connector is provided with a push-fit element covering the housing and axially mounted, made in the form of a cylindrical stepped sleeve, on the inner surface of which there is a protrusion with a chamfer on the joint side, and pressure segments installed between the gasket bulges and the pressure an element. In one mating part of the connector, the push segment is made in the form of one conical protrusion for each contact, and in the other mating part, the push segment is made in the form of a pair of conical protrusions for each contact. In this case, the protrusions of one counterpart are located between the pair of protrusions of the other counterpart and all the protrusions interact with the conical surface of the annular protrusion of the pressure elements.
Коаксиально расположенные контакты аналога являются признаком, совпадающим с существенным признаком заявляемого изобретения.Coaxially located analog contacts are a sign that matches the essential sign of the claimed invention.
Надежность соединения контактов аналога обеспечивается нажимным усилием втулки, развиваемым вдоль оси контактов. При этом прижимные усилия снижают величину переходного сопротивления только на участке торцов контактов, а на остальную, цилиндрическую, поверхность штыря вилки и гнезда розетки усилие нажима не распространяется, что в итоге незначительно снижает переходное сопротивление контактов и ограничивает диапазон значений передаваемых токов при нормальных режимах работы систем электроснабжения.Reliability of connecting analog contacts is provided by the pushing force of the sleeve, developed along the axis of the contacts. In this case, the clamping forces reduce the transition resistance only at the contact ends, and the pressure does not apply to the remaining cylindrical surface of the plug pin and socket of the socket, which ultimately slightly reduces the contact resistance of the contacts and limits the range of values of the transmitted currents during normal operation of the systems power supply.
Известен электрический гнездовой соединитель (Заявка ЕР №0139525, МКИ 3 H 01 R 13/10, Изобретения стран мира: Реферативная информация. Вып. 120, №23, 1985 г.).Known electrical socket connector (Application EP No. 0139525, MKI 3 H 01 R 13/10, Inventions of the world: Abstract information. Issue 120, No. 23, 1985).
Аналог относится к элементам конструкции соединительных устройств, имеющих гнезда, взаимодействующие со штырями или ножами. Надежное соединение, между контактами штыревого и гнездового соединений, обеспечивается давлением пальцев (выступов) на штырях гнездового контакта, одновременно обеспечивая механическое сопротивление, препятствующее разделению штыревого и гнездового соединения.The analogue relates to structural elements of connecting devices having sockets that interact with pins or knives. A reliable connection between the contacts of the pin and socket connections is ensured by the pressure of the fingers (protrusions) on the pins of the socket contact, while providing mechanical resistance that prevents the separation of the pin and socket connections.
Коаксиально расположенные контакты аналога являются признаком, совпадающим с существенным признаком заявляемого изобретения.Coaxially located analog contacts are a sign that matches the essential sign of the claimed invention.
Несмотря на усилие, развиваемое гнездом при взаимодействии со штырем, со стороны выступов штыревых соединителей гнезда, надавливающих на штырь, надежность соединения аналога недостаточна.Despite the effort developed by the socket when interacting with the pin, from the side of the protrusions of the pin connectors of the socket pressing on the pin, the reliability of the analog connection is insufficient.
Причинами, препятствующими получению технического результата, а именно надежности соединения аналога (за счет пальцев на гнездовом соединителе) является следующее.The reasons that impede the receipt of a technical result, namely, the reliability of the analog connection (due to the fingers on the female connector) are as follows.
Во-первых, изначально заложенное в аналоге условие максимального снижения давления пальцев на штырь с целью уменьшения износа рабочих поверхностей взаимодействующих контактов.Firstly, the condition for maximally reducing finger pressure on the pin, originally inherent in the analogue, in order to reduce wear on the working surfaces of interacting contacts.
Во-вторых, снижение давления произойдет при частой коммутации, за счет разгибания пальцев.Secondly, a decrease in pressure will occur with frequent switching due to extension of the fingers.
В-третьих, при возможных перегревах контактов в ненормальных режимах и перегревах, вызванных неплотным прилеганием пальцев, со временем снизятся силы упругой реакции со стороны пальцев на поверхность штыря при соединении его с гнездом.Thirdly, with possible overheating of contacts in abnormal modes and overheating caused by a loose fit of the fingers, the elastic reaction forces from the fingers to the surface of the pin will decrease over time when it is connected to the socket.
В-четвертых, в случае ошибочного (грубого надавливания штырем на поверхность пальца гнезда) соединения возможно дополнительное разгибание пальца и, как следствие, значительное снижение давления с последующим снижением надежности соединения.Fourth, in the case of an erroneous (rough pressing by a pin on the surface of the finger of the socket) of the connection, an additional extension of the finger is possible and, as a result, a significant decrease in pressure with a subsequent decrease in the reliability of the connection.
Известен электрический разъем (Авт. свид. SU №1181023, МКИ 4 H 01 R 13/62, Изобретения стран мира: Реферативная информация. Вып. 120, №24, 1985 г.). Разъем состоит из двух частей - вилки и розетки, имеющих корпуса, соединяемые накидной гайкой, свободновращающейся на корпусе розетки, и имеющей резьбовое соединение с корпусом вилки.Known electrical connector (Aut. Certificate. SU No. 1181023, MKI 4 H 01 R 13/62, Inventions of the world: Abstract information. Issue 120, No. 24, 1985). The connector consists of two parts - plugs and sockets, having housings connected by a union nut, freely rotating on the housing of the outlet, and having a threaded connection to the plug housing.
Гайка удерживается на корпусе розетки за счет выступа корпуса, взаимодействующего со специальным выступом на гайке.The nut is held on the socket housing due to the protrusion of the housing interacting with a special protrusion on the nut.
Признаком аналога, совпадающим с существенным признаком заявляемого изобретения, является наличие зажимного элемента, обеспечивающего удерживание контактов в замкнутом состоянии, - накидной гайки (в заявляемом изобретении - втулки).A sign of an analogue that coincides with an essential feature of the claimed invention is the presence of a clamping element that ensures that the contacts are kept closed, a union nut (in the claimed invention, bushings).
Несмотря на надежное удерживание контактов в замкнутом состоянии посредством накидной гайки, аналог не обеспечивает быструю коммутацию (включение и отключение) соединителя потому, что мелкий шаг резьбы накидной гайки при отключении соединителя затягивает время расхождения контактных поверхностей штыря вилки и гнезда розетки. Гайка создает силу нормального давления, обусловленную силой нажима. В данном случае, эта сила эффективна только на поверхности соприкосновения торца штыря и дна гнезда, но не по боковым поверхностям контактов, поэтому аналогом не достигается значительного снижения переходного сопротивления контактов.Despite the reliable holding of the contacts in the closed state by means of a union nut, the analogue does not provide fast switching (switching on and off) of the connector because the small thread pitch of the union nut when disconnecting the connector delays the time of contact between the contact surfaces of the plug pin and the socket. The nut creates a normal pressure force due to the pressure force. In this case, this force is effective only on the contact surface of the end of the pin and the bottom of the socket, but not on the side surfaces of the contacts, therefore, an analogue does not achieve a significant reduction in the transition resistance of the contacts.
За прототип принят наиболее близкий к совокупности существенных признаков - многополюсный разъемный штепсельный соединитель для передачи электрических токов (заявка ЕР №017667, МКИ 4 H 01 R 23/02, В 60 D 1/08, Изобретения стран мира: Реферативная информация. Вып. 120, №23, 1986 г.).The prototype is the one that is closest to the set of essential features - a multi-pole plug-in connector for the transmission of electric currents (application EP No. 017667, MKI 4 H 01 R 23/02, 60
Параллельно расположенные контакты вилки и розетки, входящие друг в друга со скольжением - признак аналога, совпадающий с существенным признаком заявляемого изобретения.Parallel located contacts of the plug and socket, falling into each other with a slip - a sign of an analogue that matches the essential sign of the claimed invention.
Недостатком аналога, препятствующим получению технического результата, а именно надежного соединения цилиндрических контактов, является ограниченность применения изобретения в слаботочных цепях, вызванная особенностью конструкции соединителя, не обеспечивающего достаточных прижимных усилий контактов разъема.A disadvantage of the analogue that impedes the achievement of a technical result, namely, reliable connection of cylindrical contacts, is the limited application of the invention in low-current circuits, caused by a feature of the design of the connector that does not provide sufficient clamping forces of the connector contacts.
Цилиндрическая форма взаимодействующих контактов без специальных устройств, создающих нажимное усилие на контактирующие поверхности разъема, обуславливает высокое переходное сопротивление, при протекании по которому токов более двадцати ампер на контактах разъема выделяется тепловая энергия, способная вызвать оплавление междуфазной изоляции проводов с последующим междуфазным коротким замыканием и возгорание контактирующих пожароопасных зон.The cylindrical shape of the interacting contacts without special devices creating a pressing force on the contacting surfaces of the connector causes a high transition resistance, during which currents flowing more than twenty amperes generate thermal energy at the contacts of the connector, which can cause the interfacial insulation of the wires to melt with subsequent interfacial short circuit and the contact fire hazard zones.
Другими словами, надежность соединения прототипа обусловлена лишь тем, что после соединения вилка и розетка удерживаются в замкнутом состоянии за счет сил трения, во взаимодействующих частях корпусов вилки и розетки, и трения штырей вилки о гнезда розетки.In other words, the reliability of the prototype connection is only due to the fact that after the connection, the plug and socket are kept closed due to friction forces in the interacting parts of the plug and socket housings, and the friction of the plug pins against the socket sockets.
В данном случае силы трения компенсируют незначительные силы, размыкающие соединитель, например, возникающие либо от воздействия вибрации либо от колебаний, например, в результате перемещения соединителя в пространстве и т.п., а надежность соединения обеспечивается кратковременным нажатием в момент замыкания контактов. Усилие нажатия направлено вдоль оси цилиндрических контактов и эффективно только при взаимодействии торца штыря и дна гнезда, поэтому усилие нажатия практически не влияет на величину переходного сопротивления в месте взаимодействия контактов прототипа, величина которого определяется только силой давления со стороны цилиндрических токосъемов гнезда розетки на штырь вилки. Это обуславливает высокое переходное сопротивление контактов, при протекании по которому токов более двадцати ампер будет выделяться тепловая энергия, достаточная для сильного нагрева контактов с большой вероятностью оплавления междуфазной изоляции отходящих проводов и, как следствие, междуфазного короткого замыкания.In this case, the frictional forces compensate for the insignificant forces opening the connector, for example, arising either from vibration or from oscillations, for example, as a result of moving the connector in space, etc., and the reliability of the connection is provided by short-term pressing at the moment of contact closure. The pressing force is directed along the axis of the cylindrical contacts and is effective only when the end face of the pin and the bottom of the socket interact, therefore, the pressing force practically does not affect the magnitude of the transition resistance at the point of contact of the prototype, the magnitude of which is determined only by the pressure from the cylindrical current collectors of the socket of the socket on the plug pin. This leads to a high contact resistance of the contacts, during which currents of more than twenty amperes flow through, thermal energy will be released, sufficient for strong heating of the contacts with a high probability of fusion of the interphase insulation of the outgoing wires and, as a consequence, the interphase short circuit.
Изобретение направлено на предотвращение пожаров от возгорания электропроводки систем электроснабжения жилых, административных и производственных объектов напряжением 0,4 кВ, распространяемых от контактов разъемных соединителей.The invention is aimed at preventing fires from ignition of electrical wiring of power supply systems of residential, administrative and industrial facilities with a voltage of 0.4 kV, distributed from the contacts of detachable connectors.
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности соединителя, обусловленной, во-первых, значительным расширением диапазона токов в нормальном режиме работы систем электроснабжения за счет значительного снижения переходного сопротивления контактов соединителя, и, во-вторых, повышением термической стойкости соединителя при протекании по нему токов аварийных режимов системы электроснабжения.The technical result of the invention is to increase the reliability of the connector, due, firstly, to a significant expansion of the range of currents in the normal mode of operation of power supply systems due to a significant reduction in the transition resistance of the contacts of the connector, and, secondly, to increase the thermal stability of the connector when emergency currents flow through it power supply system modes.
Технический результат достигается тем, что в электрическом разъемном соединителе для передачи электрических токов, содержащем вилку с токонесущими штырями с осями, параллельными друг другу, взаимодействующими со скольжением в продольном направлении с гнездами розетки, согласно изобретению взаимодействующие части штырей вилки и гнезд розетки выполнены в форме усеченного самопересекающегося лимоновидного тора с радиусом R его меридиана, удовлетворяющим условию:The technical result is achieved in that in an electric plug connector for transmitting electric currents, comprising a plug with current-carrying pins with axes parallel to each other, interacting with sliding in the longitudinal direction with socket sockets, according to the invention, the interacting parts of the plug pins and socket sockets are made in the form of a truncated a self-intersecting lemon-shaped torus with a radius R of its meridian satisfying the condition:
R≥6·L, гдеR≥6 · L, where
L - длина части штыря вилки, взаимодействующей с гнездом розетки, при этом на корпусе вилки установлена с возможностью свободного вращения втулка, соединенная с корпусом розетки резьбовым соединением с крупным шагом резьбы.L is the length of the part of the plug pin that interacts with the socket of the socket, while on the plug body is installed with the possibility of free rotation of the sleeve connected to the socket body with a threaded connection with a large thread pitch.
Достижение технического результата заявляемого изобретения обусловлено тем, что в контактах соединителя появляются значительные силы нормального давления, распределенные перпендикулярно к тороидальной поверхности соприкосновения штыря вилки и гнезда розетки.The achievement of the technical result of the claimed invention is due to the fact that considerable normal pressure forces appear in the contacts of the connector, distributed perpendicular to the toroidal contact surface of the plug pin and socket receptacle.
Силы нормального давления FД, обусловленные передачей нажимного усилия при преобразовании вращательного движения втулки с резьбой в поступательное движение штыря вилки, уравновешиваются силами реакции N со стороны поверхности гнезда.The normal pressure forces F D due to the transfer of the pressing force when converting the rotational motion of the threaded sleeve into the translational motion of the plug pin are balanced by the reaction forces N from the side of the socket surface.
Силе реакции N гнезда пропорциональна максимальная сила трения покоя FТР.МАКС, направленная по касательной к тороидальной поверхности соприкосновения штыря и гнезда соединителя, и возникающая как реакция на силу FР, разъединяющую соединитель. До достижения силой FР, разъединяющей соединитель, значения большего максимальной силы трения покоя FТР.МАКС отключение соединителя невозможно. Максимальная сила трения покоя FТР.МАКС определяется выражением:The reaction force N of the socket is proportional to the maximum rest friction force F TR.MAX , which is directed tangentially to the toroidal contact surface of the pin and socket of the connector, and arising as a reaction to the force F P that disconnects the connector. Until the force F P separating the connector reaches the maximum maximum static friction force F TP.MAX, the connector cannot be disconnected. The maximum rest friction force F TR.MAX is determined by the expression:
FТР.МАКС=μ·N, гдеF TR.MAX = μN , where
μ=0,2 - коэффициент трения покоя материалов меди друг о друга.μ = 0.2 - coefficient of rest friction of copper materials against each other.
Из-за тороидальной формы поверхности соприкосновения контактов результирующий вектор максимальной силы трения покоя 
Таким образом, тороидальный штырь вилки, даже без специального устройства (в заявляемом устройстве - втулки с резьбой), удерживается в гнезде розетки со значительной силой, соответствующей одной пятой значения силы нормального давления FД, что обуславливает высокую надежность работы соединителя, разъединение которого возможно только при условии выполнения неравенства сил:Thus, the toroidal plug of the plug, even without a special device (threaded bushings in the inventive device), is held in the socket of the outlet with a significant force corresponding to one fifth of the normal pressure force F D , which leads to high reliability of the connector, the disconnection of which is possible only subject to inequality of forces:
FР>FТР.МАКС.F P > F TR.MAX .
В заявляемом устройстве сила трения равномерно распределена по всей поверхности тороидальных контактов, что при многократных операциях включения и отключения соединителя не вызовет увеличения переходного сопротивления контактов, так как износ контактов будет равномерным, и площадь поверхности соприкосновения при этом не уменьшится.In the inventive device, the friction force is evenly distributed over the entire surface of the toroidal contacts, which, with repeated operations of turning the connector on and off, will not increase the contact resistance of the contacts, since the wear of the contacts will be uniform and the contact surface area will not decrease.
Таким образом, форма выполнения взаимодействующих частей штырей вилки и гнезд розетки играет основную роль в обеспечении взаимного давления контактирующих органов без специального прижимного элемента.Thus, the execution form of the interacting parts of the plug pins and socket sockets plays a major role in ensuring the mutual pressure of the contacting organs without a special clamping element.
Влияние втулки на технический результат обусловлено тем, что, во-первых, при отключении соединителя втулка сообщает штырю вилки силу FР, разъединяющую соединитель, большую максимальной силы трения покоя FТР.МАКС, и, во-вторых, осуществляется передача нажимного усилия на поверхность соприкосновения штыря и гнезда соединителя при включении соединителя.The influence of the sleeve on the technical result is due to the fact that, firstly, when the connector is disconnected, the sleeve gives the plug pin a force F Р that disconnects the connector, which is greater than the maximum resting friction force F TP.MAX , and, secondly, the pressure is transmitted to the surface the contact of the pin and socket of the connector when the connector is turned on.
Крупный шаг резьбы втулки, по сравнению с мелким шагом, увеличивает скорость расхождения поверхностей штыря вилки и гнезда розетки при отключении соединителя, что снижает вероятность восстановления электрической дуги между разводимыми контактами.A large step of the thread of the sleeve, compared with a small step, increases the speed of divergence of the surfaces of the pin of the plug and the socket of the socket when disconnecting the connector, which reduces the likelihood of restoration of the electric arc between the razvednyh contacts.
Новизна заявляемого устройства подтверждается его отличием от устройства-прототипа: новой формой взаимодействующих частей штырей вилки и гнезд розетки и установленной с возможностью свободного вращения на корпусе вилки втулки, соединенной с корпусом розетки резьбовым соединением с крупным шагом резьбы.The novelty of the claimed device is confirmed by its difference from the prototype device: a new form of the interacting parts of the plug pins and socket sockets and installed with the possibility of free rotation on the plug plug housing connected to the socket housing by a threaded connection with a large thread pitch.
Из теоретического курса по черчению известны поверхности с названием самопересекающийся тор, также называемый лимоновидным, образованный вращением окружности (или ее дуги) вокруг оси, лежащей в плоскости этой окружности, но не проходящей через ее центр (Чекмарев А.А. Начертательная геометрия и черчение: Учеб. для студ. вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. - с.100-103, рис.8.12, рис.8.13, г).From the theoretical drawing course, surfaces with the name self-intersecting torus, also called lemon-shaped, are formed, formed by the rotation of a circle (or its arc) around an axis lying in the plane of this circle but not passing through its center (A. Chekmarev, Descriptive geometry and drawing: Textbook for university students - 2nd ed., Revised and supplemented - M .: Humanitarian publishing center VLADOS, 1999. - pp. 100-103, fig. 8.12, fig. 8.13, d).
Из уровня техники не известно выполнение штырей в форме самопересекающегося лимоновидного тора.The prior art does not know the implementation of the pins in the form of a self-intersecting lemon-shaped torus.
Из уровня техники выявлены устройства для увеличения нажимных усилий контактов дополнительными специальными устройствами: с пружинами, гибкими планками, рычагами и тому подобными элементами, передающими упругие усилия, которые усложняют конструкцию, но не дают достаточного улучшения контакта рабочих органов (например, Заявка ЕР №0139525).The prior art revealed devices for increasing the contact pressure of the contacts with additional special devices: with springs, flexible strips, levers and the like, transmitting elastic forces that complicate the design but do not provide a sufficient improvement in the contact of the working bodies (for example, Application EP No. 0139525) .
Из уровня техники известно, что сила нормального давления, обусловленная силой нажатия на поверхность соприкосновения цилиндрических или прямоугольных контактов, имеет место только в области торцов контактов, где сила трения покоя не может быть использована для увеличения надежности соединения, так как вектор силы трения, направленный по поверхности торца, перпендикулярен оси соединения контактов. А увеличение силы трения покоя, обусловленной силой нормального давления токосъемных частей гнезда на боковую цилиндрическую или прямоугольную поверхность штыря, достигается наличием специальных элементов, прижимающих поверхности соприкосновения контактов, без которых надежность соединения незначительна, что обуславливает высокое переходное сопротивление контактов.It is known from the prior art that the force of normal pressure, due to the force pressing the contact surface of the cylindrical or rectangular contacts, takes place only in the region of the ends of the contacts, where the resting friction force cannot be used to increase the reliability of the connection, since the friction force vector directed along end surface, perpendicular to the axis of the connection of contacts. And an increase in the resting friction force, due to the normal pressure of the current-collecting parts of the socket on the lateral cylindrical or rectangular surface of the pin, is achieved by the presence of special elements pressing the contact surfaces of the contacts, without which the reliability of the connection is insignificant, which leads to a high transition resistance of the contacts.
Анализ уровня техники и проведенный сопоставительный анализ показал, что признак, относящийся к форме выполнения взаимодействующих частей штырей вилки и гнезд розетки, неизвестен, а технический результат заявляемого соединителя не совпадает со свойствами известных технических решений, что подтверждает соответствие критерию - "изобретательский уровень".The analysis of the prior art and the comparative analysis showed that the attribute related to the form of the interacting parts of the plug pins and sockets of the socket is unknown, and the technical result of the inventive connector does not coincide with the properties of the known technical solutions, which confirms compliance with the criterion of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
на фиг.1. представлен вид сбоку заявляемого соединительного устройства, в замкнутом состоянии - соответствующий режиму передачи электрических токов;in figure 1. presents a side view of the inventive connecting device, in a closed state - corresponding to the mode of transmission of electric currents;
на фиг.2. представлена в аксонометрии форма тороидального штыря вилки заявляемого соединительного устройства;figure 2. a perspective view of the shape of the toroidal plug of the plug of the inventive connecting device;
на фиг.3. представлен разрез вида сбоку штыря вилки и гнезда розетки в разомкнутом состоянии заявляемого соединительного устройства;figure 3. a sectional view of a side view of a plug pin and a socket of an outlet in the open state of the inventive connecting device is shown;
на фиг.4. представлен разрез вида сбоку штыря вилки и гнезда розетки в замкнутом состоянии заявляемого соединительного устройства, с векторами сил, распределенными по поверхности соприкосновения контактов и возникающими в момент отключения соединителя.figure 4. a sectional view of the side of the plug pin and socket receptacles in the closed state of the inventive connecting device is presented, with force vectors distributed over the contact surface of the contacts and occurring when the connector is disconnected.
Соединительное устройство имеет металлические, например медные, штырь 1 вилки и гнездо 2 розетки, взаимодействующие части которых выполнены в форме усеченного самопересекающегося лимоновидного тора.The connecting device has a metal, for example copper,
Поверхность вращения на чертеже задается образующей эту поверхность линией (дугой окружности) и положением оси поверхности тора. Ось тора параллельна оси соединения вилки и розетки. Образующая линия (дуга окружности) определяется радиусом R меридиана тора и положением центра окружности. Центр окружности с радиусом R находится в плоскости экватора тора.The surface of rotation in the drawing is defined by the line forming this surface (an arc of a circle) and the position of the axis of the surface of the torus. The axis of the torus is parallel to the axis of the connection of the plug and socket. The generating line (circular arc) is determined by the radius R of the torus meridian and the position of the center of the circle. The center of the circle with radius R is in the plane of the equator of the torus.
По сравнению с длиной L, части штыря 1 вилки, взаимодействующей с гнездом 2 розетки, радиус R меридиана определяется следующей формулой:Compared with the length L, the part of the
R≥6·L.R≥6 · L.
Причем длина L части штыря 1 вилки, введенной в гнездо 2 розетки, меньше длины LГ гнезда 2 розетки, так как передача нажимного усилия на поверхность торца штыря 1 вилки и дна гнезда 2 розетки снижает надежность соединения, из-за снижения значения составляющей силы нормального давления FД, распределенной по тороидальной поверхности соприкосновения контактов соединителя.Moreover, the length L of the part of the
Воздушный зазор между торцом штыря 1 вилки и дном гнезда 2 розетки в замкнутом состоянии соединителя устраняет взаимодействие торца штыря 1 вилки и дна гнезда 2 розетки.The air gap between the end of the
Выражение R≥6·L характеризует положение в пространстве линии (дуги окружности), образующей тороидальную поверхность контактов, а именно значения угла β (угла между касательной к тороидальной поверхности контактов и осью тора). Чем больше радиус R меридиана тора, тем больше абсолютное значение результирующего вектора максимальной силы трения покоя
При значениях радиуса R меридиана тора, меньших чем шесть длин L части штыря 1 вилки, взаимодействующей с гнездом 2 розетки, абсолютное значение результирующего вектора максимальной силы трения покоя
Диаметр D экватора тора штыря 1 вилки и гнезда 2 розетки определяется в зависимости от величины передаваемого тока.The diameter D of the equator of the torus of
Штырь 1 вилки и гнездо 2 розетки присоединены к отходящим от соединителя проводам 3 посредством, например, сварного соединения.The
Корпус 4 вилки соединен с корпусом 5 розетки посредством втулки 6. Корпуса 4, 5 и втулка 6 выполнены из диэлектрического материала, например пластмассы. Крупный шаг ходовой резьбы (резьбового соединения) между втулкой 6 и корпусом 5 розетки, например, трапецеидальной резьбы, ГОСТ 9484-81:The plug housing 4 is connected to the
Trd×P, гдеTrd × P, where
- номинальный диаметр резьбы d зависит от наружного диаметра корпуса розетки;- the nominal diameter of the thread d depends on the outer diameter of the socket;
- шаг ходовой резьбы Р выбирается из стандартного ряда значений крупного шага резьбы: [1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; 4...] (см., например, крупный шаг ходовой трапецеидальной резьбы, приведенный в Основах черчения: Учебник для средних специальных учебных заведений / Л.А.Баранова, Р.Л.Боровикова, А.П.Панкевич. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк. 1996. - с.198, табл.7, стр.200) обеспечивает быструю коммутацию и достаточное усилие, при вращении втулки 6, по преодолению сил трения в момент разъединения контактов.- lead thread pitch P is selected from a standard series of values of a large thread pitch: [1,5; 1.75; 2; 2.5; 3; 3.5; 4 ...] (see, for example, a large step of the trapezoidal carving, given in the Basics of drawing: Textbook for secondary special educational institutions / L.A. Baranova, R.L. Borovikova, A.P. Pankevich. - 3- ed., revised and enlarged. - M .: Higher school 1996. - p.198, table 7, p. 200) provides quick switching and sufficient force when rotating the sleeve 6 to overcome the friction forces at the moment disconnecting contacts.
На корпусе 4 вилки установлена съемная шайба 7 с крепежным винтом 8, позволяющая заменить втулку 6 при ее повреждениях, вызванных неосторожным обращением с соединителем.A removable washer 7 with a fixing screw 8 is installed on the plug body 4, which allows replacing the sleeve 6 if it is damaged due to careless handling of the connector.
При коммутации соединителя втулка 6, свободно вращающаяся на корпусе 4 вилки, взаимодействует с шайбой 7 (при отключении соединителя) или с выступом корпуса 4 вилки (при включении соединителя), передавая усилие от сил вращения корпусу 4 вилки.When the connector is switched, the sleeve 6, freely rotating on the plug body 4, interacts with the washer 7 (when disconnecting the connector) or with the protrusion of the plug body 4 (when the connector is turned on), transmitting the force from the rotation forces to the plug body 4.
Устройство работает следующим образом. На первом этапе соединения соединителя штырь 1 вилки входит со скольжением в гнездо 2 розетки. На втором этапе соединение контактов происходит за счет вращения втулки 6 по наружной резьбе корпуса 5 розетки до плотного прилегания штыря 1 вилки, перемещающегося с корпусом 4 вилки, и гнезда 2 розетки, после чего производится нажимное усилие втулкой 6. Втулка 6 фиксирует нажимное усилие после полного замыкания контактов, обеспечивая надежное соединение контактов.The device operates as follows. At the first stage of connecting the connector, the
В замкнутом состоянии по тороидальной поверхности соприкосновения контактов распределены следующие нормальные силы:In the closed state, the following normal forces are distributed along the toroidal contact surface of the contacts:
- сила нормального давления FД;- the force of normal pressure F D ;
- сила реакции N гнезда 2 розетки на давление FД штыря 1 вилки.- reaction force N of
При отключении соединителя втулка 6, вращаясь, передает давление на шайбу 7 с силой FР, разъединяющей соединитель.When the connector is disconnected, the sleeve 6, rotating, transfers pressure to the washer 7 with a force F P disconnecting the connector.
При значениях силы FР меньших или равных абсолютному значению результирующего вектора максимальной силы трения покоя
В момент превышения силой FР, разъединяющей соединитель, абсолютного значения результирующего вектора максимальной силы трения покоя
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103452/09A RU2276438C1 (en) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Plug connector for electric current transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103452/09A RU2276438C1 (en) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Plug connector for electric current transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2276438C1 true RU2276438C1 (en) | 2006-05-10 |
Family
ID=36657253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005103452/09A RU2276438C1 (en) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Plug connector for electric current transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2276438C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470427C1 (en) * | 2011-11-11 | 2012-12-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Electric slot |
| RU2485647C1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-06-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Electric slot |
| RU174855U1 (en) * | 2017-03-14 | 2017-11-08 | Акционерное общество "Курский электроаппаратный завод" | Withdrawable circuit breaker |
-
2005
- 2005-02-10 RU RU2005103452/09A patent/RU2276438C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470427C1 (en) * | 2011-11-11 | 2012-12-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Electric slot |
| RU2485647C1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-06-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Electric slot |
| RU174855U1 (en) * | 2017-03-14 | 2017-11-08 | Акционерное общество "Курский электроаппаратный завод" | Withdrawable circuit breaker |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS635396Y2 (en) | ||
| US6855012B2 (en) | High capacity electrical terminal connection | |
| CA2825731C (en) | Electrical connector with multiple interfaces | |
| US20130034982A1 (en) | Plug-type connection for transmitting electrical energy | |
| US7972155B1 (en) | Hotstick operable electrical connector with integral bushing well | |
| RU2276438C1 (en) | Plug connector for electric current transmission | |
| US3855570A (en) | Electrical interconnect device | |
| JP2010033967A (en) | Male connector, female connector and connector | |
| US2466997A (en) | Cable connector | |
| US20100273339A1 (en) | Plug with a Spark Meltdown-Proof Structure | |
| WO2012149260A1 (en) | Connector assembly for establishing an electrical connection with wires | |
| US1175343A (en) | Plug-connector. | |
| US9853389B2 (en) | High-voltage cable plug | |
| CN112889190B (en) | Power supply connector | |
| JP6585762B2 (en) | Electrical connector assembly | |
| CN112952443A (en) | Housing for receiving a first plug-in connection element and a second plug-in connection element | |
| US20240106150A1 (en) | Electrical Connector | |
| US9653855B2 (en) | Connector and connector unit | |
| US3393393A (en) | Line tap apparatus | |
| WO2022255222A1 (en) | Plug and duct system | |
| TWI737287B (en) | Connector assembly for high voltage interface | |
| FI92266B (en) | The joint connecting device | |
| CN220984902U (en) | Connecting terminal for high-voltage electric connector and connector structure | |
| JPH0845566A (en) | Electrical connection equipment of cable to contact terminaland terminal to which cable is connected | |
| CN220021681U (en) | Electric energy transmission mechanism |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120211 |