Электрический соединитель

 

Электрический соединитель относится к электрокабельной технике. Техническим результатом является улучшение эргономических характеристик и увеличение плотности размещения на заданной площади за счет снижения рабочей зоны соединителя. Электрический соединитель состоит из двух сочленяемых частей, одна из которых содержит корпус с ключевым элементом и установленным в корпусе контактным полем, с закрепленным на двух полуосях поворачивающимся рычагом с параллельными щечками и подпружиненным фиксатором открытого и закрытого положений, взаимодействующим своими пазами с ответными пазами на корпусе, подпружиненный фиксатор предварительной стыковки. Другая часть содержит корпус с прорезью для захода ключевого элемента, ответное контактное поле, канавку, взаимодействующую с фиксатором предварительной стыковки, и выступы в форме тел вращения с общей осью, перпендикулярной и пересекающейся с продольной осью корпуса. Угловое положение полуосей рычага относительно ключевого элемента соответствует угловому положению выступов относительно ключевой прорези. На щечках рычага выполнен открытый криволинейный паз, взаимодействующий при повороте фиксатора открытого и закрытого положений в сторону сочленяемой части с выступами этой части. 1 з.п. ф-лы, 5 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.

Известен электрический соединитель, состоящий из двух сочленяемых с помощью байонетного соединения частей, в цилиндрическом корпусе одной части, снабженном ключевым элементом, установлено контактное поле с возможностью поворота относительно обоймы с байонетными пазами, а другая часть содержит оправу с ответным контактным полем, жестко установленным в трубчатом корпусе с 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, а одна из ответных частей снабжена механизмом фиксации от поворота [1]. Такой соединитель отличается конструктивной и технологической сложностью, невысокими эргономическими характеристиками.

Этих недостатков лишен электрический соединитель, выбранный в качестве прототипа, состоящий из двух сочленяемых с помощью байонетного соединения частей, одна из которых содержит цилиндрический корпус с ключевым элементом, с установленными в корпусе обоймой с байонетными пазами и контактным полем, имеющим возможность поворота относительно обоймы, а другая часть содержит оправу с ответным контактным полем, установленным в трубчатом корпусе, имеющем прорезь для захода ключевого элемента, при этом оправа снабжена направляющими элементами, взаимодействующими с байонетными пазами обоймы, защелкой со стопорами открытого и закрытого положений, представляющей собой механизм фиксации от поворота сочлененных частей, поверхности для захвата и удержания частей [2].

Работа в экстремальных условиях, например в невесомости, приводит к скованности движений оператора в жесткой одежде, особенно при необходимости поворота кисти руки при байонетном соединении, кроме того, при жесткой установке одной из частей электрического соединителя на заданной площади при необходимости поворота кисти руки увеличивается рабочая зона соединителя, что ограничивает количество размещаемых на этой площади соединителей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение эргономических характеристик соединителей и увеличение плотности размещения электрических соединителей на заданной площади за счет снижения рабочей зоны соединителя, что особенно важно в условиях невесомости при ограниченности рабочих поверхностей.

Этот результат достигается тем, что в электрическом соединителе, состоящем из двух сочленяемых частей, одна из которых содержит корпус с ключевым элементом и установленным в корпусе контактным полем, а другая часть содержит корпус с прорезью для захода ключевого элемента и ответное контактное поле, при этом корпус одной части входит в корпус другой, а наружные поверхности корпусов являются поверхностями для захвата и удержания частей, согласно изобретению на корпусе одной части выполнены выступы в форме тел вращения с общей осью, перпендикулярной и пересекающейся с продольной осью корпуса, а с внешней стороны корпуса другой части закреплен с помощью двух полуосей рычаг с возможностью поворота вокруг полуосей, снабженный параллельными щечками, соединенными перекладиной, и подпружиненным фиксатором открытого и закрытого положений, взаимодействующим своими выступами с выполненными на корпусе ответными пазами, при этом угловое положение полуосей рычага относительно ключевого элемента соответствует угловому положению выступов относительно ключевой прорези, а на щечках рычага выполнен открытый криволинейный паз, первая точка оси которого с открытой стороны лежит в плоскости, проходящей через полуоси рычага и продольную ось корпуса, на расстоянии от оси поворота рычага, большем или равном сумме расстояния между концами контактных деталей контактного поля и осью поворота рычага и расстояния между общей осью выступов и концами контактных деталей ответного контактного поля другой части, а вторая точка оси паза с угловым положением относительно первой, соответствующем углу поворота рычага, лежит на расстоянии от оси поворота рычага, меньшем расстояния первой точки на ход сочленения, причем торец части щечки, образуемой пазом и ближайшей к оси рычага, выступает за плоскость, проходящую через полуоси рычага и продольную ось корпуса, относительно второй точки оси паза или лежит в ней, а торец части щечки, удаленной от оси поворота рычага, отстоит от этой плоскости на величину, равную или большую радиуса выступов ответной части в сторону второй точки оси паза, при этом на корпусе одной части установлен подпружиненный фиксатор предварительной стыковки, а на корпусе другой части соответственно выполнена канавка, взаимодействующая с фиксатором. Фиксатор открытого и закрытого положений предлагается выполнить в форме вилки, установленным зубцами вилки в прямолинейных пазах щечек рычага, расположенных радиально относительно оси поворота рычага, а выступающую противоположно зубцам вилки часть фиксатора снабдить рукояткой, при этом пружины фиксатора одним концом опираются в перекладину рычага, а другим - в выступы вилки фиксатора, торцевые части вилки фиксатора выполнены в форме тела вращения, а противоположные плоскости ответных пазов лежат под углом, равным углу поворота рычага, причем пазы, наиболее удаленные от стыковочной плоскости корпуса, выполнены со скосом в сторону стыковочной плоскости.

Отказ от байонетного типа соединения позволяет улучшить эргономические характеристики электросоединителя, повысить количество выполняемых операций за счет их простоты, а следовательно, сократить дорогостоящее время работы в отрытом космосе. При жестком креплении одной из частей электросоединителя увеличится плотность размещения устройств на одной и той же площади, что не менее важно при жестких требованиях к габаритно-массовым характеристикам космической техники.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3, 4 и 5, где: на фиг. 1 изображен электрический соединитель в состоянии перед стыковкой; на фиг. 2 изображен электрический соединитель в сочлененном состоянии; на фиг. 3 изображен вид А на часть соединителя с выступами в форме тел вращения; на фиг. 4 изображен вид по стрелке Б на части соединителя с рычагом; на фиг.5 изображен вид по стрелке В на часть соединителя с рычагом.

Электрический соединитель состоит из части 1 с выступами 2 в форме тел вращения и части 3 с рычагом 4. Часть 1 содержит корпус 5 с ключевым пазом 6 и установленное в корпусе контактное поле 7. Выступы 2 выполнены на внешней стороне корпуса 5 в форме тел вращения с общей осью, перпендикулярной и пересекающейся с продольной осью корпуса 5. В данном случае предлагается выполнить выступы 2 в виде запрессованных в корпус 5 осей с завальцованными на них роликами. На корпусе 5 выполнена канавка 8 в виде кольцевой проточки. Часть 3 содержит корпус 9 с ключевым элементом 10 и установленным в корпусе ответным контактным полем 11. Из конструкторско-технологических соображений корпуса 5 и 9, а также рычаг 4 выполнены из нескольких деталей. В данном случае корпуса 5 и 9 предлагается выполнить цилиндрическими, т.к. это повышает технологические и эргономические характеристики электросоединителя, а ключевой элемент 10 - в форме призматического выступа, расположенного на внутренней части корпуса 9. Рычаг 4 закреплен на внешней стороне корпуса 9 с помощью дух полуосей 12 с возможностью поворота вокруг них. Рычаг 4 снабжен параллельными щечками 13, соединенными перекладиной 14. На щечках 13 выполнен открытый криволинейный паз 15. Первая точка Г оси паза 15 с открытой стороны лежит в плоскости Д, проходящей через полуоси 12 рычага 4 и продольную ось корпуса 9, на расстоянии Е от оси поворота рычага 4, большем или равном сумме расстояния Ж между концами контактных деталей поля 11 и осью поворота рычага 4 и расстояния К между общей осью выступов 2 и концами контактных деталей ответного поля 7. Вторая точка Л оси паза 15 с угловым положением относительно первой точки Г, соответствующем углу поворота рычага 4, лежит на расстоянии М от оси поворота рычага 4, меньшем расстояния Е первой точки на ход сочленения соединителя. Причем торец 16 части щечки 13, образуемой пазом 15 и ближайшей к оси рычага 4, выступает за плоскость Д относительно второй точки Л оси паза 15 или лежит в ней, а торец 17 части щечки 13, удаленной от оси поворота рычага 4, отстоит от плоскости Д на величину П, равную или большую радиуса R выступов 2 части 1 в сторону второй точки К оси паза 15, т. е. П ≥ R. То, что П ≥ R, обеспечивает при сочленении прохождение выступов 2 до упора в стенку паза 15, т.е. приведение соединителя в состояние предварительной стыковки, а при расчленении соединителя позволяет выступам 2 части 1 выйти из зоны паза 15 части 3.

На виде по стрелке Б (см. фиг.4) показано, что в прямолинейных пазах 18 щечек 13 рычага 4, радиально расположенных относительно оси поворота рычага 4, установлен зубцами фиксатор 19 открытого и закрытого положений, выполненный в форме вилки. Выступающая противоположно зубцам вилки часть фиксатора 19 снабжена рукояткой 20. Торцевые части вилки фиксатора 19 выполнены в форме тел вращения. В рассматриваемом варианте торцевая часть выполнена в виде полуцилиндров. Вариантом исполнения может быть установка роликов. Фиксатор 19 взаимодействует своими торцевыми частями с выполненными на корпусе 9 ответными пазами 21, 22. Противоположные плоскости пазов 21 и 22 лежат под углом, равным углу поворота рычага, которым необходимо задаться при начале проектирования соединителя. Плоскости пазов 22 выполнены со скосом в сторону стыковочной плоскости.

На корпусе 9 установлен фиксатор 23 предварительной стыковки, подпружиненный скобой 24. Фиксатор 19 подпружинен пружинами 25, упирающимися одним концом в перекладину 14, а другим в выступы вилки фиксатора 19.

На фиг. 3 и 5 показано, что угловое положение полуосей 12 относительно ключевого элемента 10 соответствует угловому положению выступов 2 относительно ключевого паза 6 части 1, то есть угол β равен углу γ.

Электрический соединитель сочленяется следующим образом. Оператор, беря за корпус 5 части 1, вставляет его в корпус 9 до упора выступов 2 в стенку паза 15. При этом фиксатор 23 предварительной стыковки западет под действием скобы 24 в канавку 8 корпуса 5 части 1. Тем самым часть 1 соединителя удерживается в корпусе 9 части 3. Конструкция соединителя должна обеспечить сочленение частей с минимальными усилиями оператора, особенно при работе оператора в экстремальных условиях и в жестком скафандре. То, что первая точка Г оси паза 15 лежит в плоскости Д на расстоянии Е от оси поворота рычага 4, большем или равном сумме расстояния Ж между концами контактных деталей поля 11 и осью поворота рычага 4 и расстояния К между общей осью выступов 2 и концами контактных деталей ответного поля 7, обеспечивает нахождение частей 1 и 3 в состоянии предварительной стыковки без вхождения штырей одного контактного поля в гнезда ответного поля. То есть оператор не должен затрачивать усилия на вхождение контактных штырей в гнезда, величина которого может достигать величин, делающих сочленение соединителя проблематичным. Затем оператор перемещает рукоятку 20 фиксатора 19 открытого и закрытого положений в сторону части 1. При этом вместе с фиксатором 19 поворачивается рычаг 4, торцевые выступы фиксатора 19 поднимаются по скосу паза 22 и входят в паз 21, а выступы 2, взаимодействуя со стенками паза 15, перемещают часть 1 относительно части 3 на ход сочленения. Это обеспечивается тем, что угол скоса паза 15 определен по формуле ctg α =R/P-f, где P - сила давления фиксатора, R - сила перемещения фиксатора, f - коэффициент трения фиксатора о паз. В данном случае при заданных силах пружин и усилий перемещения угол скоса равен 50^o. Вторая точка Л оси паза 15 с угловым положением относительно первой, соответствующем углу поворота рычага 4, лежит на расстоянии М от оси поворота рычага 4, меньшем расстояния Е первой точки на ход сочленения. Тем самым происходит электрическое соединение частей 1 и 3 соединителя. Рычаг 4 не может повернуться в этом положении из-за нахождения фиксатора 19 в пазу 21, то есть электрический соединитель зафиксирован в сочлененном положении.

Для расчленения соединителя оператор вытягивает рукоятку 20 в радиальном направлении относительно полуосей 12 рычага 4 до упора. При этом торцевые части фиксатора 19 выходят из паза 21. Затем оператор перемещает рукоятку 20 фиксатора 19 в сторону от части 1 до упора. При этом вместе с фиксатором 19 поворачивается рычаг 4, торцевые выступы фиксатора 19 входят в паз 22, выступы 2, взаимодействуя со стенками паза 15, выдвигают часть 1 из корпуса 9 части 3 на ход сочленения. После этого части 1 и 3 разводят. Электрический соединитель расчленен.

В результате использования изобретения значительно облегчается работа оператора, находящегося в сложных условиях; уменьшается площадь размещения электросоединителя.

Литература 1. Авторское свидетельство СССР N 1092626, по кл. H 01 R 13/62, 1984 г.

2. Патент РФ N 2136092, по кл. H 01 R 13/62, 1999 г. (прототип).

Формула изобретения

1. Электрический соединитель, состоящий из двух сочленяемых частей, одна из которых содержит корпус с ключевым элементом и установленным в корпусе контактным полем, а другая часть содержит корпус с прорезью для захода ключевого элемента и ответное контактное поле, при этом корпус одной части входит в корпус другой, а наружные поверхности корпусов являются поверхностями для захвата и удержания частей, отличающийся тем, что на корпусе одной части выполнены выступы в форме тел вращения с общей осью, перпендикулярной и пересекающейся с продольной осью корпуса, а с внешней стороны корпуса другой части закреплен с помощью двух полуосей рычаг с возможностью поворота вокруг полуосей, снабженный параллельными щечками, соединенными перекладиной, и подпружиненным фиксатором открытого и закрытого положений, взаимодействующим своим выступом с выполненными на корпусе ответными пазами, при этом угловое положение полуосей рычага относительно ключевого элемента соответствует угловому положению выступов относительно ключевой прорези, а на щечках рычага выполнен открытый криволинейный паз, первая точка оси которого с открытой стороны лежит в плоскости, проходящей через полуоси рычага и продольную ось корпуса, на расстоянии от оси поворота рычага большем или равном сумме расстояния между концами контактных деталей контактного поля и осью поворота рычага и расстояния между общей осью выступов и концами контактных деталей ответного контактного поля другой части, а вторая точка оси паза с угловым положением относительно первой, соответствующем углу поворота рычага, лежит на расстоянии от оси поворота рычага, меньшем расстояния первой точки на ход сочленения, причем торец части щечки, образуемой пазом и ближайшей к оси рычага, выступает за плоскость, проходящую через полуоси рычага и продольную ось корпуса, относительно второй точки оси паза или лежит в ней, а торец части щечки, удаленной от оси поворота рычага, отстоит от этой плоскости на величину, равную или большую радиуса выступов ответной части в сторону второй точки оси паза, при этом на корпусе одной части установлен подпружиненный фиксатор предварительной стыковки, а на корпусе другой части соответственно выполнена канавка, взаимодействующая с фиксатором.

2. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что фиксатор открытого и закрытого положений выполнен в форме вилки и установлен зубцами вилки в прямолинейных пазах щечек рычага, расположенных радиально относительно оси поворота рычага, а выступающая противоположно зубцам вилки часть фиксатора снабжена рукояткой, при этом пружины фиксатора одним концом опираются в перекладину рычага, а другим - в выступы вилки фиксатора, причем торцевые части вилки фиксатора выполнены в форме тела вращения, а противоположные плоскости ответных пазов лежат под углом, равным углу поворота рычага, при этом пазы, наиболее удаленные от стыковочной плоскости корпуса, выполнены со скосом в сторону стыковочной плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.03.2009

Дата публикации: 27.08.2011

---