электрическое соединительное устройство

Формула изобретения

1. Электрическое соединительное устройство, включающее в себя следующие признаки:

а) устройство для дачи тока или данных, выполненное с возможностью соединения, по меньшей мере, с одним источником тока или импульсов, расположено в дающем корпусе и содержит контактные элементы;

б) устройство для приема тока или данных, выполненное с возможностью электрического соединения с потребителем или абонентом, расположено в берущем корпусе и содержит контактные элементы;

в) по меньшей мере, контактные элементы одного из обоих устройств (устройство для дачи тока или данных или устройство для приема тока или данных) расположены, по меньшей мере, в частично упругой стенке соответствующего корпуса, причем за счет соединения устройства для дачи тока или данных с устройством для приема тока или данных может быть обеспечена передача тока, импульсов или данных между выполненными в виде плоских контактов с поверхностным касанием контактными элементами устройства для дачи тока или данных и устройства для приема тока или данных;

г) большое число контактных элементов (3 и 9), по меньшей мере, одного из обоих устройств (1 и 5) расположено рядом друг с другом в растроообразной конструкции (10), образованной ребристой структурой (10);

д) вставленные в растрообразную конструкцию контактные элементы (3) установлены упруго;

е) расположенные в ребристой структуре (10) контактные элементы (3) через ребристую структуру (10) сообща прилегают к упругой прижимной перемычке (16).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактные элементы (3), по меньшей мере, частично помещены в упругую оболочку (14).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство (1) для дачи тока или данных и устройство (5) для приема тока или данных снабжены магнитными телами (4, 7), причем магнитные тела (7) устройства (5) для приема тока или данных расположены напротив магнитных тел (4) устройства (1) для дачи тока или данных.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что растрообразная ребристая структура (10), по меньшей мере, приблизительно имеет меандровую форму с прямоугольными витками.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упругая оболочка (14) выполнена литьем в форму.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругая прижимная перемычка (16) состоит из жесткой резины или аналогичного жесткой резине материала.

7. Устройство по одному из пп.1 и 2, отличающееся тем, что для увеличения поверхностного контакта два лежащих рядом друг с другом контактных элемента (3) соединены между собой проводящей перемычковой деталью (21).

8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что магнитные тела (4) выполнены в виде магнитов (7), усиленных стальными оболочками (8).

9. Устройство по п.3, отличающееся тем, что магнитные тела (4) выполнены в виде магнитов и кодированы соответственно за счет разделения в пределах одного магнита на несколько магнитных частей разной полярности.

10. Устройство по п.3, отличающееся тем, что располагаемые напротив друг друга магнитные тела (4) устройства (1) для дачи тока или данных и устройства (5) для приема тока или данных проходят при соединении через вводы (19, 20) в дающем (2) и берущем (6) корпусах.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что вводы (19, 20) выполнены коническими.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство (1) для дачи тока или данных и устройство (5) для приема тока или данных выполнены с возможностью соединения между собой посредством механических соединительных органов.

Описание изобретения к патенту

Из заявки WO 01/03249 A1 известно соединительное устройство, в котором несколько магнитных и контактных элементов расположено в одном блоке.

За счет упругого расположения контактных элементов, по меньшей мере, одного устройства можно оптимально ориентировать по отношению друг к другу также несколько контактов и создать очень хороший поверхностный контакт. Таким образом, можно передавать или направлять дальше также токи более высокой силы.

В основе настоящего изобретения лежит задача дальнейшего усовершенствования известного электромеханического соединительного устройства, в частности сделать его еще более пригодным для серийного производства и большого числа контактных соединений.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что большое число контактных элементов, по меньшей мере, одного из обоих устройств расположены рядом друг с другом в растрообразной конструкции, вставленные в растрообразную конструкцию контактные элементы установлены упруго, и растрообразная конструкция на обращенной от контактных элементов стороне прилегает к прижимной перемычке.

За счет расположения контактных элементов, по меньшей мере, одного устройства растрообразной конструкции можно в самом тесном пространстве создать большое число контактных соединений. Контактные элементы расположены практически рядом друг с другом, как литеры печатного станка, причем длина может быть выбрана практически произвольной. За счет упругой установки отдельные контактные элементы подвижны независимо друг от друга, в результате чего возникают оптимальные контактные соединения с поверхностным касанием. Прижимная перемычка также обеспечивает безупречный поверхностный контакт вследствие совместной установки или поддержания контактных элементов на их обратной стороне. Требуемая упругость контактных элементов в одном весьма предпочтительном выполнении изобретения может быть достигнута за счет того, что прижимная перемычка выполнена упругой. Благодаря упругой прижимной перемычке помимо очень хорошего поверхностного контакта можно также компенсировать неточности допусков. В то же время при этом по отдельным контактным элементам равномерно распределяется давление.

Дополнительно или в качестве альтернативы контактные элементы могут быть, по меньшей мере, частично помещены в упругую оболочку.

В случае необходимости устройство в соответствии с растрообразной ребристой структурой может быть произвольно удлинено аналогично шрифтовым литерам.

В одном предпочтительном выполнении изобретения может быть предусмотрено, что устройство для дачи тока или данных и устройство для приема тока или данных снабжены магнитными телами, причем магнитные тела устройства для приема тока или данных расположены напротив магнитных тел устройства для дачи тока или данных.

Благодаря устройству согласно изобретению достигается точечно-точное поверхностное контактирование, также глухое, на очень коротком отрезке и с большими допусками электрически соединяемых деталей.

В одном предпочтительном конструктивном выполнении может быть предусмотрено, что растрообразная конструкция образована ребристой структурой, причем ребристая структура, по меньшей мере, приблизительно может иметь меандровую форму с прямоугольными витками.

За счет меандровой формы можно образовать практически в виде мерного изделия растрообразную ребристую структуру, которая может быть отрезана соответственно на любую длину. В отдельные меандры затем вставляют контактные элементы и предпочтительно литьем под давлением снабжают упругой оболочкой, причем отдельные меандры могут быть заполнены соответственно литьем под давлением. Можно открытые назад меандры оставить также открытыми, в результате чего за счет имеющегося, тем самым, воздушного зазора достигается повышение упругости. Если меандры сделать при этом незначительно уже толщины контактных элементов, то последние будут надежно удерживаться за счет зажимного действия в выступающих вперед меандрах.

Для увеличения поверхностного контакта может быть предусмотрено, что два лежащих рядом друг с другом контактных элемента соединены между собой проводящей перемычковой деталью.

Само собой, в этом случае два контактных элемента соответственно другого устройства также соединяют между собой проводящей перемычковой деталью. Таким образом, создается заметно большая контактная поверхность, благодаря чему в этом месте могут передаваться еще большие токи.

Вместо соединения устройства для дачи тока или данных с устройством для приема тока или данных с помощью магнитных тел за счет образования магнитной удерживающей силы оба устройства, само собой, могут быть соединены друг с другом также любым другим образом, например с силовым или с геометрическим замыканием с блокировками или без них.

Предпочтительные варианты устройства приведены в остальных зависимых пунктах и в примере выполнения, принципиально описанном ниже с помощью чертежей, на которых изображают:

- фиг.1: продольный разрез электрического соединительного устройства согласно изобретению по линии I-I на фиг.2;

- фиг.2: сечение электрического соединительного устройства согласно изобретению из фиг.1 по линии II-II.

Область применения и назначение электрического соединительного устройства могут быть такими же, как это описано в WO 01/03249 А1. Содержание этой публикации включено в настоящее изобретение, так что его подробное описание опущено.

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

Для электрического соединения устройство 5 для приема тока или данных с берущим корпусом 6 располагают напротив устройства 1 для дачи тока или данных таким образом, что магниты или магнитные тела 7, расположенные в берущем корпусе 6, лежат напротив магнитных тел 4, расположенных в дающем корпусе 2. Если магнитные тела 7 выполнены в виде магнитов, а магнитные тела 4 - в виде железных сердечников, то можно не обращать внимания на противоположную полярность. Если же магнитные тела 4 выполнены также в виде магнитов, то необходимо следить за тем, чтобы соответственно противоположно направленные полюса располагались напротив друг друга.

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

Контактные элементы 3 токодающего устройства 1 расположены в растрообразной конструкции в виде растрообразной ребристой структуры 10 в ее выемках. Растрообразная ребристая структура 10 имеет меандровую форму с прямоугольными витками, причем контактные элементы 3 вставляют, преимущественно зажимают, в меандре или выемке между двумя ребрами 11, 12. Благодаря меандровой форме до следующего меандра со следующим контактным элементом 3 с обратной стороны возникает зазор 13, создающий подвижность контактных элементов 3.

Дополнительно для лучшего ведения, однако с соблюдением упругости, каждый контактный элемент 3 окружен в передней части упругой оболочкой 14, которая проходит почти до его контактной поверхности 15.

Упругая оболочка 14 может быть нанесена или помещена, например, в виде пластика литьем под давлением. Само собой, упругая оболочка может быть нанесена также иным образом, например в предварительно изготовленном виде, причем тогда в пластик помещают контактные элементы. Также здесь возможны произвольные длины образованной растроообразной ребристой структуры.

Растрообразную ребристую структуру 10 подробно не показанным образом, например посредством склеивания, соединяют его обратной стороной с прижимной перемычкой 16. Вместо растрообразной ребристой структуры в рамках изобретения могут быть предусмотрены, само собой, и другие выполнения. Важно лишь, чтобы большое число контактных элементов 3 располагались растрообразно друг за другом в упругой оболочке.

Прижимная перемычка 16 может быть выполнена упругой и слегка вогнутой в виде резиновой перемычки и расположена в дающем корпусе 2 между обоими магнитными телами 4, в результате чего он проходит по всей длине растрообразной ребристой структуры 10.

За счет упругой оболочки 14, воздушных зазоров 12 и прижимной перемычки 16 при соединении токодающего устройства 1 с токоприемным устройством 5 достигается надежный поверхностный контакт для всех контактных элементов 3 с контактными элементами 9 токоприемного устройства 5. Упругая оболочка 14 может заботиться также о влаго- или водонепроницаемом соединении. В то же время она служит в качестве корсета для контактных элементов 3 при сохранении упругости.

Как видно, это не зависит от числа расположенных рядом друг с другом контактных элементов 3 или 9.

В данном примере выполнения контактные элементы 3 токодающего устройства 1 были описаны как упруго расположенные в растроообразной ребристой структуре 10. Само собой, в рамках изобретения ясно, что в качестве альтернативы этому токоприемное устройство 5 может быть снабжено упруго расположенными контактными элементами 9, тогда как контактные элементы 3 токодающего устройства 1 расположены неподвижно в дающем корпусе 2. Точно так же можно упруго установить в растрообразных ребристых структурах 10 все контактные элементы 3 и 9.

Как видно из фиг.2, контактные элементы 9, однако также и контактные элементы 3, могут быть выполнены в виде тонких шайб с боковыми продолжениями 17. Посредством боковых продолжений 17 через подводы и отводы 18 происходит тогда соответственно подвод и передача тока к потребителю (не показан).

Растрообразная ребристая структура 10 может быть образована упругой пластиковой деталью. Для контактных элементов 3 и 9 можно использовать латунные детали, при необходимости посеребренные, в виде простых штампованных деталей.

Для точного механического подвода или соединения токодающего устройства 1 с токоприемным устройством 5 токодающее устройство 1 может быть снабжено одной или несколькими конусообразными выемками 19, к нижнему концу которых прилегает соответственно одно магнитное тело 4. Наоборот, токоприемное устройство 5 имеет одно или несколько конусообразных расширений 20, соответствующих углу конуса конусообразных выемок 19. В каждом конусообразном расширении 20 находится одно магнитное тело 7. Для электрического соединения конусообразные расширения 20 вводят с самоцентрированием в конусообразные выемки 19, причем в конце ввода магнитные тела 4 и 7 прилегают друг к другу и стабильно и надежно создают контактные соединения между контактными элементами 3 и 9. Благодаря этому выполнению достигается практически "глухое" контактирование контактных элементов 3 и 9 без возможности ошибки.

Если должны передаваться очень высокие токи, то два лежащих рядом друг с другом контактных элемента 3 можно соединить между собой проводящей контактной перемычкой 21 (штриховая линия на фиг.1). То же относится к взаимодействующим с ней контактным элементам 9. Контактная перемычка 21 может быть использована также в тех случаях, когда от одного общего входного тока следует перейти на два (или более при более длинных контактных перемычках) одинаковых выходных тока или наоборот.

Дальнейшая защита от ошибочных соединений или от контактирования не подходящих друг к другу токодающих 1 и токоприемных 5 устройств достигается тогда, когда магнитные тела 4 и 7 выполнены "кодированными". Под словом "кодированные" подразумевается то, что каждое магнитное тело составлено из нескольких отдельных магнитных частиц разной полярности, причем противоположные магнитные тела 4 и 7 расположены соответственно с противоположной полярностью. Подобное кодирование видно, например, на фиг.3 в WO 01/03249 А1. Также в ЕР 0573471 (12.04.94) описаны подобным образом кодированные магниты. Следовательно, контактное соединение может происходить только тогда, когда сходятся правильно кодированные магниты.

Приведенный выше пример выполнения описан в комбинации с магнитными телами 4 и 7. Само собой, магнитные тела 4 и 7 могут быть в случае необходимости не нужны, и после надевания устройства для приема тока или данных на устройство для дачи тока или данных соединение или удерживающее усилие между обоими устройствами может быть реализовано также иным образом, например посредством блокировок или фиксаций.