Нет предмета более привычного и редко замечаемого, чем штепсельная вилка. Мы подключаем ее к сети множество раз за сутки, не обращая внимания на особенности устройства. Тем не менее у этой обычной детали есть свои тайны. Пожалуй, самая интересная для внимательного человека — два небольших круглых отверстия на плоских металлических штырях вилки американского типа. Каково их назначение? Поиск ответа уводит нас вглубь времен, показывает ход развития инженерной идеи и подтверждает, что даже самая крошечная деталь в серийном продукте существует не просто так.
История этих отверстий тесно переплетена с распространением бытового электричества в Северной Америке. В 1904 году изобретатель Харви Хаббелл Второй получил патент на вилку с двумя плоскими параллельными штырями, сегодня известную как тип А. Эта система дала старт унификации. Любопытно, что в самой ранней версии отверстий не предусматривалось, но на штырях уже присутствовали боковые выемки. Как видно из описания к патенту, эти выемки создавали для более крепкого удержания вилки в гнезде.
Уже в 1920-х годах появилась вилка с привычными круглыми штырями. Ее создатель, Джон Кеннеди, внес это изменение, стремясь обойти действующие патенты, сохранив при этом ключевую концепцию. Задача оставалась прежней — «не допустить непреднамеренного отсоединения». Конструкция розеток того периода включала внутри особые выступы. Эти упругие выступы заходили в отверстия на штырях, создавая легкий щелчок и физически мешая вилке выпасть под тяжестью шнура или от случайного движения.
Вопрос о современной роли этих отверстий порождает разные точки зрения, часть из которых — устойчивые заблуждения. Самое распространенное заблуждение утверждает, что отверстия до сих пор выполняют свою изначальную функцию фиксации. Если разобрать современную американскую розетку и рассмотреть ее контактные пластины, выяснится, что в основном они гладкие. Штырь вилки, входя в розетку, соприкасается с обширной плоской поверхностью, а отверстие часто находится вне зоны электрического контакта. Его присутствие в этой зоне даже нежелательно, так как сокращает полезную площадь соприкосновения, что в теории способно вести к нагреву. Следовательно, в нынешних розетках удержание вилки обеспечивается прежде всего упругостью и силой трения контактных пластин, а не механическим зацеплением за отверстия.
Вторая популярная версия связана с блокировкой. Действительно, через эти отверстия можно пропустить тросик небольшого замка или пластиковую стяжку, чтобы физически зафиксировать вилку и не дать ее подключить. Такая практика, известная как «блокировка и маркировка», используется в промышленности и на строительных площадках для безопасного обслуживания аппаратуры, чтобы случайно никто не подал напряжение на прибор. Некоторые фирмы даже производят специальные замки и заглушки, цепляющиеся именно за эти отверстия. При всем этом историки техники подчеркивают, что такая функция вряд ли планировалась изначально, в начале XX века подобные меры предосторожности еще не были в ходу. Поэтому блокировка — это скорее полезное побочное применение уже имеющейся детали, а не ее первоначальный замысел.
Существует и сугубо экономическое объяснение. В крупносерийном производстве удаление небольшого объема металла с каждого штыря в итоге способно дать ощутимую экономию материала. Эта причина кажется логичной, но, как и блокировка, она, по всей вероятности, является сопутствующим плюсом, а не главной причиной инженерного решения.
Если отверстия больше не справляются со своей исторической задачей фиксации, а их прочие применения вторичны, почему производители все еще продолжают их делать? Самый весомый и технически подтвержденный ответ находится в самом процессе создания вилки.
Официальные стандарты, такие как разрабатываемые Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA) и Американским национальным институтом стандартов, определяют параметры безопасности и совместимости вилок. При этом в них отмечено, что отверстия в штырях не являются обязательными и предназначены для производственных нужд.
Главный этап производства — это заливка или опрессовка пластикового корпуса вилки вокруг металлических контактов. Этот процесс, именуемый формованием, требует высокого давления, чтобы расплавленная пластмасса равномерно заполнила форму. Если металлические штыри не будут жестко и точно закреплены в пресс-форме, они могут сдвинуться или деформироваться. Именно здесь отверстия исполняют важнейшую роль. В них вводятся направляющие штифты, которые надежно фиксируют каждый контакт в строго определенном положении на протяжении всего цикла формования.
Это решение одновременно элегантно и практично. Оно предотвращает повреждение критически важных рабочих поверхностей штырей (царапины или вмятины ухудшили бы контакт), гарантирует идеальное расстояние между штырями и высокую повторяемость изделий, что дает возможность автоматизировать процесс. Таким образом, эти маленькие отверстия представляют собой важный элемент технологической оснастки, обеспечивающий качество и эффективность массового выпуска.
Поставим лайк такой вилке? Как же удобно было делать самодельный удлинитель при его отсутствии: легко накрутить провода и покрыть надежной синей изолентой.
Читайте по теме: