Электрический соединитель

 

Изобретение относится к конструкции соединителей многожильных электрических кабелей, сочленяемых оператором в экстремальных условиях, например космонавтом в открытом космосе. Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение эргономических характеристик и упрощение конструкции электрического соединителя, а также надежности выполнения операции сочленения вилки и розетки и сохранения их сочлененного состояния. Предлагаемый электрический соединитель состоит из двух сочленяемых с помощью байонетного соединения частей, одна из которых содержит цилиндрический корпус с ключевым элементом, с установленными во внутренней полости обоймой с байонетными пазами и контактной розеткой, имеющей возможность поворота относительно обоймы, а другая часть содержит оправу с контактной вилкой, жестко установленной в трубчатом корпусе, имеющем прорезь для захода ключевого элемента, при этом оправа снабжена направляющими элементами, взаимодействующими с байонетными пазами обоймы, механизм фиксации сочлененных частей, поверхности для захвата и удержания частей с элементами визуальной индикации, в одной части, на контактной розетке, закреплено кольцо, в котором выполнена выемка, взаимодействующая со стопором, опирающимся на пружину сжатия, помещенную в отверстие ключевого элемента, выполненного в виде втулки со сферической поверхностью, выступающей над наружной поверхностью цилиндрического корпуса, а в другой части, в трубчатом корпусе, выполнены сквозной продольный паз, в котором размещен механизм фиксации, и соединяющийся с прорезью поперечный паз, расположение которого соответствует положению ключевого элемента в сочлененном состоянии соединителя, при этом механизм фиксации выполнен в виде защелки, снабженной стопорами открытого и закрытого положения. Каждую из поверхностей для захвата и удержания предлагается выполнить в виде рукоятки, закрепленной на корпусе соответствующей сочленяемой части. При этом технический результат может быть достигнут также и в том случае, если внутренняя поверхность трубчатого корпуса образована неподвижно установленной втулкой с прорезью, соединяющейся с поперечным пазом, расположение которого соответствует положению ключевого элемента в сочлененном состоянии соединителя. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области электрокабельной техники, монтаж которой осуществляется оператором в жесткой одежде и экстремальных эксплуатационных условиях, например в космическом скафандре снаружи космической станции.

Известны электрические соединители, например, по авторскому свидетельству N 536551, H 01 R 13/62, соединяемые по принципу быстроразъемного байонетного соединения и быстрым поиском взаимодействующих элементов при сочленении и фиксацией сочлененного состояния. Такой соединитель состоит из двух соединяемых с помощью снабженного пружиной байонетного соединения частей, одна из которых содержит электрическую вилку, другая - розетку, наружные корпуса или кожухи с поверхностями для захвата и удержания, а также скобы П-образной формы для фиксации сочлененного состояния. Разъединение соединителя достигается продольным смещением ответных частей с последующим относительным поворотом корпусов. Такой соединитель отличается конструктивной и технологической сложностью, невысокими эргономическими характеристиками.

Известен электрический соединитель по авторскому свидетельству SU 1092626 A, H 01 R 13/62, взятый авторами за прототип и который является некоторым усовершенствованием описанного аналога. Такой соединитель состоит из двух сочленяемых с помощью байонетного соединения частей, в цилиндрическом корпусе одной части, снабженном ключевым выступом, установлена контактная розетка с возможностью поворота относительно обоймы с байонетными пазами, а другая часть содержит оправу с контактной вилкой, жестко установленной в трубчатом корпусе с ключевой прорезью для захода ключевого элемента, при этом оправа снабжена направляющими элементами, а наружные поверхности корпусов соединителя являются поверхностями для захвата и удержания каждой из частей и снабжены элементами визуальной индикации, например, состыкованного состояния, а одна из ответных частей снабжена механизмом фиксации, содержащим запорное кольцо с продольными выступами, которые оканчиваются криволинейным скосом, а на их наружной поверхности выполнены углубления, стопорную цилиндрическую пружину, направляющие элементы, каждый из которых выполнен в виде планки с выступом и продольным пазом, упорные полушайбы выполнены с двумя выступами на внутренней поверхности, на внутренней поверхности цилиндрического корпуса и наружной поверхности оправы выполнены продольные пазы, причем пазы оправы соединены с Г-образной расточкой, а ее поверхность обращения в сторону ответной части выполнена криволинейной, при этом запорное кольцо установлено в цилиндрическом корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси соединителя, а продольные выступы кольца расположены в пазах оправы, стопорная цилиндрическая пружина охватывается цилиндрическим корпусом, а ее торцовая поверхность взаимодействует с запорным кольцом, планки размещены в продольных пазах цилиндрического корпуса и соединены консольно с оправой, один выступ полушайбы взаимодействует с поверхностью углубления запорного кольца, а другой выступ полушайбы взаимодействует с поверхностью продольного паза направляющих элементов, при этом оправа установлена в цилиндрическом корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси соединителя.

Из описания следует, что такой электрический соединитель имеет сравнительно сложную конструкцию, в том числе целый ряд кинематически связанных деталей, имеющих криволинейные поверхности. Технология его изготовления требует взаимной подгонки деталей или высокой точности выполнения поверхностей. Поверхности наружных деталей служат для захвата и удержания соединителя. При многоконтактных вилке и розетке диаметр этих поверхностей имеет увеличенные размеры, что приводит к неудобству захвата и удержания частей соединителя.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение сравнительно простой конструкции при любом необходимом числе электрических цепей соединителя, повышение эргономических характеристик за счет введения защелки соединителя и удобных рукояток. Одновременно повышается надежность выполнения операций "сочленение-расчленение" электрических кабелей в экстремальных эксплуатационных условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что электрический соединитель, состоящий из двух сочленяемых с помощью байонетного соединения частей, одна из которых содержит цилиндрический корпус с ключевым элементом, с установленными во внутренней полости обоймой с байонетными пазами и контактной розеткой, имеющей возможность поворота относительно обоймы, а другая часть содержит оправу с контактной вилкой, жестко установленной в трубчатом корпусе, имеющем прорезь для захода ключевого элемента, при этом оправа снабжена направляющими элементами, взаимодействующими с байонетными пазами обоймы, механизм фиксации сочлененных частей, поверхности для захвата и удержания частей с элементами визуальной индикации, отличается от прототипа тем, что в одной части, на контактной розетке, закреплено кольцо, в котором выполнена выемка, взаимодействующая со стопором, опирающимся на пружину сжатия, помещенную в отверстие ключевого элемента, выполненного в виде втулки со сферической поверхностью, выступающей над наружной поверхностью цилиндрического корпуса, а в другой части, в трубчатом корпусе, выполнены сквозной продольный паз, в котором размещен механизм фиксации, и соединяющийся с прорезью поперечный паз, расположение которого соответствует положению ключевого элемента в сочлененном состоянии соединителя, при этом механизм фиксации выполнен в виде защелки, снабженной стопорами открытого и закрытого положения. Каждую из поверхностей для захвата и удержания предлагается выполнить в виде рукоятки, закрепленной на корпусе соответствующей сочленяемой части. При этом технический результат может быть также достигнут и в том случае, если внутренняя поверхность трубчатого корпуса образована неподвижно установленной втулкой с прорезью, соединяющейся с поперечным пазом, расположение которого соответствует положению ключевого элемента в сочлененном состоянии соединителя.

Расположение в ключевом элементе пружины сжатия и стопора, взаимодействующего с выемкой кольца, закрепленного на контактной розетке, позволяет существенно упростить кинематику байонетного механизма соединителя. Стопор фиксирует исходное положение контактной розетки перед сочленением и в то же время позволяет относительный поворот рукояток для приведения в действие байонетного механизма при сочленении и расчленении соединителя.

Выполнение в трубчатом корпусе сквозного продольного паза и размещение в нем механизма фиксации, исполненного в виде защелки, снабженной стопорами открытого и закрытого положений, а также введение соединяющегося с ключевой прорезью поперечного паза, расположение которого соответствует положению ключевого элемента в сочлененном состоянии соединителя, позволило создать сравнительно простую конструкцию блокирующего устройства для сохранения сочлененного состояния соединителя в условиях механических воздействий - вибраций, ударов, перегрузок. Для включения и снятия блокировки требуются малые усилия.

Введение в трубчатый корпус неподвижной втулки с соответствующими пазами позволяет трущиеся рабочие поверхности выполнять из антифрикционных материалов, а корпус изготовлять из легких, например, алюминиевых сплавов. Это обеспечивает повышение ресурса, снижение усилия перемещения при сочленении и расчленении соединителя.

Выполнение поверхности для захвата и удержания в виде рукоятки, закрепленной на корпусе каждой из сочленяемых частей, повысило удобство работы с соединителем, т. к. при такой конструкции размеры сечения и форма рукоятки могут быть выбраны оптимальными для используемых перчаток.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2 и 3, где: на фиг. 1 изображен электрический соединитель в сочлененном состоянии и закрытой защелкой; на фиг. 2 изображена часть соединителя с контактной розеткой; на фиг. 3 изображена вторая часть соединителя с контактной вилкой.

Электрический соединитель состоит из частей 1 и 2 (см. фиг. 1). Часть 1 (см. фиг. 2) содержит цилиндрический корпус 3 с ключевым элементом 4, выполненным в виде втулки со сферической поверхностью, выступающей над наружной поверхностью корпуса. В глухом отверстии элемента 4 помещена пружина сжатия 5 и стопор 6. В данной конструкции, как частный случай, в качестве стопора используется шарик. Шарик 6 находится также в выемке кольца 7, закрепленного на контактной части розетки 8. В корпусе 3 установлена и закреплена обойма с байонетными пазами 9, внутри которой установлена с возможностью поворота контактная часть розетки 8. Рукоятка 10 закреплена неподвижно на корпусе 3 с помощью гайки 11. На контактной части розетки 8 закреплен кожух 12.

Часть 2 (см. фиг. 3) содержит оправу 13 с контактной вилкой 14, трубчатый корпус 15 со сквозным продольным пазом 16. Внутри корпуса 15 установлена неподвижно втулка 17 с поперечным пазом 18, который соединяется с прорезью для захода ключевого элемента 4 (см. фиг. 2). Рычаг 19, задвижка 20 и крепежные винты 21 образуют защелку, с помощью которой перекрывается поперечный паз 18 после сочленения первой и второй частей. Защелка снабжена стопорами открытого и закрытого положения, которые на чертеже не показаны. К корпусу 15 с помощью гайки 22 закреплена неподвжино рукоятка 23. На контактной части вилки 14 закреплен кожух 24.

Электрический соединитель сочленяется следующим образом. Оператор берет за рукоятки 10 и 23 части соединителя. Часть 1 цилиндрическим корпусом 3 вставляет в отверстие втулки 17, установленной в трубчатом корпусе 15 части 2 и поворачивает до западания ключевого элемента 4 в прорезь для захода его. Затем перемещает части навстречу друг друга до начального захода штырей контактной вилки 14 в гнезда контактной розетки 8. При этом штифты оправы 13 заходят в байонетные пазы обоймы 9. С помощью рукояток оператор производит относительный поворот частей 1 и 2, в результате чего байонетный механизм перемещает контактную вилку 14 навстречу контактной розетке 8. При этом ключевой элемент 4 заходит в поперечный паз 18. Происходит штатное электрическое соединение вилки 14 и розетки 8. После этого, двигая рычаг 19, перемещают задвижку 20 в положение "закрыто". В этом положении задвижка 20 фиксируется и ограничивает поворот ключевого элемента 4. Электрический соединитель зафиксирован в сочлененном положении. Кожухи 12 и 24 используются для заливки кабеля после подпайки к контактам розетки.

Для расчленения соединителя рычаг 19 передвигают в положение "открыто" и производят обратный поворот рукояток 10, 23. После чего части 1 и 2 разводят. Электрический соединитель расчленен.

Предложенный электрический соединитель имеет упрощенную конструкцию входящих деталей и узлов, защелку для сохранения сочлененного состояния, удобные рукоятки для захвата и удержания его частей в жестких перчатках. Это позволяет повысить надежность работы в экстремальных условиях, например в открытом космосе.

Формула изобретения

1. Электрический соединитель, состоящий из двух сочленяемых с помощью байонетного соединения частей, одна из которых содержит цилиндрический корпус с ключевым элементом, с установленными во внутренней полости обоймой с байонетными пазами и контактной розеткой, имеющей возможность поворота относительно обоймы, а другая часть содержит оправу с контактной вилкой, жестко установленной в трубчатом корпусе, имеющем прорезь для захода ключевого элемента, при этом оправа снабжена направляющими элементами, взаимодействующими с байонетными пазами обоймы, механизм фиксации сочлененных частей, поверхности для захвата и удержания частей с элементами визуальной индикации, отличающийся тем, что в одной части, на контактной розетке, закреплено кольцо, в котором выполнена выемка, взаимодействующая со стопором, опирающимся на пружину сжатия, помещенную в отверстие ключевого элемента, выполненного в виде втулки со сферической поверхностью, выступающей над наружной поверхностью цилиндрического корпуса, а в другой части, в трубчатом корпусе, выполнены сквозной продольный паз, в котором размещен механизм фиксации, и соединяющийся с прорезью поперечный паз, расположение которого соответствует положению ключевого элемента в сочлененном состоянии соединителя, при этом механизм фиксации выполнен в виде защелки, снабженной стопорами открытого и закрытого положения.

2. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что каждая из поверхностей для захвата и удержания выполнена в виде рукоятки, закрепленной на корпусе соответствующей сочленяемой части.

3. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность трубчатого корпуса образована втулкой с прорезью, соединяющейся с поперечным пазом, расположение которого соответствует положению ключевого элемента в сочлененном состоянии соединителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3