Naast het voldoen aan algemene prestatie-eisen, moeten elektrische connectoren aan drie cruciale kernvereisten voldoen: uitstekende contactprestaties, stabiele werking en eenvoudig onderhoud. Hun operationele betrouwbaarheid bepaalt direct de normale werking van het gehele circuit en is van belang voor de veiligheid van het gehele hoofdapparaat. Daarom stellen circuits extreem strenge eisen aan de kwaliteit en betrouwbaarheid van elektrische connectoren.
Contacten vormen de kern van de interne componenten die verantwoordelijk zijn voor het elektrische contact in elektrische connectoren en spelen daarom een cruciale rol in de betrouwbaarheid ervan. De betrouwbaarheid van contacten wordt beïnvloed door diverse factoren, waaronder het structurele ontwerp, de verwerkingstechnologie, de productie, het productiemanagement, de eigenschappen van de grondstoffen en de gebruiksomgeving.
Er zijn talloze parameters die de betrouwbaarheid van elektrische contacten beïnvloeden, voornamelijk de materiaaleigenschappen van het contact, de bedrijfsomstandigheden, omgevingsgassen en andere aspecten. Om de betrouwbaarheid van elektrische contacten te waarborgen door oplossingen te ontwikkelen tegen contactfalen, is het essentieel om het faalmechanisme van contactpunten te onderzoeken en te analyseren. Relevant onderzoek richt zich hoofdzakelijk op de volgende gebieden:
Materiaalonderzoek
De eigenschappen van alle materialen verslechteren in de loop der tijd. Daarom moet prioriteit worden gegeven aan hoogwaardige materialen die hun betrouwbaarheid op lange termijn behouden, gevolgd door een evaluatie van de gebruiksomgeving, om te garanderen dat de materialen bestand zijn tegen zware werkomstandigheden.
Onderzoek naar verwerking en fabricage
Productiefouten komen momenteel veelvuldig voor bij in China geproduceerde connectoren. Onvoldoende verwerkingscapaciteit zorgt voor een aanzienlijk verschil in prestaties tussen de daadwerkelijk geproduceerde connectoren en de ideale ontwerpspecificaties, wat de algehele betrouwbaarheid ondermijnt.
Onderzoek naar omgevingsfactoren
Wanneer contacten corroderen onder atmosferische omstandigheden, verandert de oppervlaktegeometrie van de contactvlakken. Vergeleken met de ideale situatie veranderen alle relevante parameters niet alleen in de loop van de tijd, maar ook met wisselende bedrijfsomstandigheden. Dit vermindert de prestaties van het elektrische contact en leidt uiteindelijk tot contactuitval.
Op basis van de drie bovengenoemde hoofdfactoren die leiden tot defecten in elektrische contacten, bespreekt dit artikel hoofdzakelijk de structuur, kenmerken en ontwerpprocedures van een specifieke kroonveer, met als doel superieure prestaties te bereiken en voortijdige defecten in elektrische contacten te voorkomen.
1. Kroonveerstructuur
Kroonveren worden onderverdeeld in binnenste en buitenste kroonveren. De buitenste kroonveer, ook wel lantaarncontact genoemd, is gemonteerd op het buitenste cilindrische oppervlak van de pen en vormt een contactpaar met de cilindrische bus, zoals weergegeven in figuur 1. De binnenste kroonveer is gemonteerd in de binnenboring van de bus en vormt een contactpaar met de cilindrische pen, zoals weergegeven in figuur 2.
2. Kenmerken van Crown Spring
Structuur en contactbetrouwbaarheid van de kroonveeraansluiting
Zoals te zien is aan de structuur van de kroonveer, is bij gebruik van een buitenste kroonveer het daadwerkelijke contactoppervlak van het contactelement het buitenste bolvormige oppervlak van de lampkop, dat contact maakt met het cilindrische oppervlak van de fitting. Bij binnenste kroonveren maakt het binnenste bolvormige oppervlak van de binnenste kroonveer contact met het cilindrische oppervlak van de pen. Beide configuraties kenmerken zich door punt-oppervlakcontact.
Bij identieke normaalkracht, materiaal- en structurele parameters levert punt-oppervlakcontact een lagere compressieweerstand en filmweerstand op in vergelijking met oppervlak-op-oppervlakcontact, wat resulteert in een relatief lage werkelijke contactweerstand voor kroonveerconstructies.
Bovendien maken kroonveren gebruik van elastische vervorming voor de vergrendeling, wat relatief lage precisie-eisen stelt aan de contactcomponenten. Kroonveerbussen/pinnen bieden daardoor een soepele koppeling en ontkoppeling, stabiel en betrouwbaar contact, uitstekende weerstand tegen trillingen en schokken, en een lange levensduur. In vergelijking met draadveerbussen zijn ze geschikter voor massaproductie en presteren ze beter bij toepassingen met hoge stroomsterkte. Ze ondervangen het nadeel van de onvoldoende stroomvoerende capaciteit van draadveerbussen, terwijl de kosten laag blijven.
Kroonveercontactdozen kenmerken zich door een soepele koppeling en ontkoppeling, evenals een betrouwbaar contact. Als een van de meest gebruikte contactelementen genereren ze een lagere insteek- en uittrekkracht en bieden ze een soepelere werking in vergelijking met sleufcontactdozen met elastische geleiding. Ze worden voornamelijk toegepast in meeraderige en hoogspanningsconnectoren.
Wanneer pinnen in contact komen met contactbussen, zorgt de normaalkracht die wordt gegenereerd door de elastische vervorming van de contactringen voor een stevig contact tussen de contactringen en de pinnen, waardoor signaaloverdracht mogelijk is. Het koppelingsschema van kroonveercontactbussen en mannelijke pinnen is weergegeven in figuur 1.
Er zijn tal van factoren die de contactbetrouwbaarheid van elektrische connectoren beïnvloeden. Twee indicatoren, namelijk de kracht die nodig is om een enkel contact te scheiden en de contactweerstand, worden doorgaans gebruikt om de contactbetrouwbaarheid van connectoren te beoordelen.
3. Ontwerpprocedures en kernpunten van Crown Spring
Contactpunten zijn de kerncomponenten die de elektrische verbinding in connectoren realiseren, en kroonveren, als het belangrijkste onderdeel van de contactpunten (pinnen), spelen hierin een cruciale rol. Daarom zijn een juiste selectie van kroonveren en een rationeel ontwerp van de contactpunten (pinnen) essentieel om te voldoen aan de elektrische prestatie-eisen van de contactparen, waaronder contactweerstand, koppelkracht en temperatuurstijging. Er moet dan ook veel aandacht worden besteed aan de selectie van kroonveren en het ontwerp van de contactpunten (pinnen).
DOntwerpprocedures voor binnen- en buitenkroonveren
Bepaal de specifieke constructievorm: kies voor een binnenste of buitenste kroonveer. Selecteer de juiste kroonveerconstructie op basis van de toepassingsomstandigheden van het product om te beoordelen of een binnenste of buitenste kroonveer beter aan de eisen voldoet.
Bepaal de diameter van de pinnen of bussen. Selecteer een geschikte pindiameter voor de binnenste kroonveerconstructie en een geschikte busdiameter voor de buitenste kroonveerconstructie op basis van de maximale stroombelasting tijdens productgebruik.
Bepaal de overige maateigenschappen. Ontwerp de resterende afmetingen van de kroonveer op basis van de diameter van de pen of bus.
Bepaal de afmetingen van de aansluitende onderdelen voor de kroonveer. Stem de afmetingen van de pen af op de uiteindelijke binnenste kroonveer en stem de afmetingen van de bus af op de uiteindelijke buitenste kroonveer.
Belangrijkste ontwerppunten
De eenzijdige compressie van de kroonveer na het aankoppelen moet binnen een bereik van 0,15 blijven.～0,25 mm.
De structurele afmetingen van de kroonveer hebben een directe invloed op de scheidingskracht van het contactpaar. Bij gelijkblijvende overige parameters zal een grotere bolstraal R en een langere boldoorsnede S van het middengedeelte van de kroonveer, evenals een kleinere sleufbreedte P op het bolvormige deel, de scheidingskracht van het contactpaar navenant verminderen. Een te grote bolstraal R en boldoorsnede S, of een te smalle sleufbreedte, zijn echter ongunstig. Een verstandig ontwerp van deze drie parameters is vereist om een geschikte scheidingskracht en een uitstekende contactweerstand te bereiken. Bovendien mag de sleufbreedte niet te smal zijn om de matrijsbewerking te vergemakkelijken en de levensduur van de matrijs te verlengen.
Om het ontwerp en de verwerking van de mal te vergemakkelijken, moet een gedetailleerde tekening van de kroonveer met open uiteinden worden gemaakt.
Alle in de ontwerpvoorschriften gespecificeerde afmetingen hebben betrekking op de afmetingen van de kroonveer in de werkende, gekoppelde toestand.
4. Conclusie
Samenvattend vormen de binnen- en buitenkroonveren, samen met de bijbehorende pinnen en bussen, cruciale onderdelen van elektrische connectoren die direct bepalend zijn voor de betrouwbaarheid ervan. De prestaties van kroonveerconstructies hangen niet alleen af van het ontwerp, maar ook van het materiaal en de bewerkingstechnologie van de bijbehorende pinnen en bussen.
Over het algemeen worden pinnen en bussen gemaakt van koperlegering of zuiver koper om te voldoen aan de geleidingseisen in de praktijk, en ze worden vervaardigd door middel van mechanische bewerking. Om optimale prestaties te bereiken, is een nabewerking van het oppervlak van de binnen- en buitenkroonveren vereist. Gedetailleerde ontwerpprocedures voor de structuur van de binnen- en buitenkroonveren zullen in vervolgonderzoek worden uitgewerkt.
De Amass hoogstroomconnector maakt gebruik van een kroonveer, die zorgt voor stabiele verbindingen in toepassingen zoals sterke trillingen, herhaalde hoge en lage temperatuurschommelingen, kleine volumes en hoge stroomsterktes.
De vierde generatie producten van Amass maakt volledig gebruik van kroonveercontacttechnologie, waardoor de levensduur drastisch wordt verlengd en de operationele stabiliteit wordt verbeterd. Ze bieden betrouwbare bescherming voor apparatuur die werkt onder compacte afmetingen, intense trillingen en herhaalde thermische schokken tussen hoge en lage temperaturen.
Geplaatst op: 04-07-2026