КОАКСИАЛЬНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК H01R13/62 

Изобретение относится к радио- и электротехнике, в частности к радиочастотным коаксиальным соединителям, предназначенным для соединения высокочастотных кабелей между собой, кабелей с радиоэлектронными приборами, например ультразвуковыми преобразователями и (или) дефектоскопами.

Наибольшей производительностью соединения и разъединения обладает соединитель врубного действия [1] Недостаток такого соединителя заключается в том, что в нем не предусмотрено устройство фиксации сочлененного состояния вилки с розеткой. Это может привести к самопроизвольному разъединению вилки с розеткой.

Такого недостатка лишен взятый за прототип штепсельный разъем [2] содержащий вилку и розетку с направляющими, закрепленные в изоляторах на корпусе розетки контактное гнездо, а в корпусе вилки контактны штырь, блокирующий механизм и замковое устройство, одна часть которого размещена в розетке, а другая на вилке, с ключом, фиксатором и подвижным кольцом. Такое выполнение разъема позволяет фиксировать вилку в розетке, а для их соединения и разъединения необходимо фиксатор предварительно поворачивать на угол 30^о относительно фиксатора. Последнее обстоятельство снижает производительность работы по соединению и разъединению штепсельного разъема.

Цель изобретения состоит в разработке конструкции коаксиального соединителя с ускоренной фиксацией и выключением (разъединением) соединенного (запертого) состояния вилки в розетке, что повышает производительность соединения и разъединения коаксиального соединителя.

Цель достигается тем, что коаксиальный соединитель, содержащий вилку и розетку с направляющими, в корпусах которых установлены изоляторы, контактное гнездо, например, в корпусе розетки и контактный штырь, например, в корпусе вилки, размещенный на корпусе вилки блокирующий механизм и замковое устройство, одна часть которого размещена в корпусе розетки, а другая часть размещена в корпусе вилки и содержит ключ, фиксатор и подвижное кольцо, при этом замковое устройство выполнено в виде Г-образных захватов с крюками на пружинных кронштейнах, закрепленных консольно на корпусе вилки, и закрепленных на корпусе розетки по числу Г-образных захватов консольных кронштейнов с отверстиями для кpюков Г-образных захватов, а подвижное кольцо и направляющая на корпусе вилки выполнены в виде ползушки с парами консолей, составляющими ключ, причем на каждой паре консолей выполнены выступы, образованные двускатными V-образными углублениями и скосами, каждый из которых образует острый угол консоли и контактирует с валиками, закрепленными по одному на каждом пружинном кронштейне Г-образного захвата. Фиксатор среднего положения ползушки образован каждым из установленных на пружинных кронштейнах валиком, контактирующим с двускатным V-образным углублением на соответствующих парах консолей ползушки, а блокирующий механизм выполнен в виде подпружиненного стопора, установленного в корпусе ползушки с возможностью поворота относительно своей продольной оси, втулки с центральным отверстием, закрепленной на корпусе ползушки, а в корпусе вилки соосно со стопором и указанной втулкой выполнено отверстие с возможностью контактирования с торцом подпружиненного стопора, на противоположном торце которого установлена шляпка со шлицевым выступом, выполненным с возможностью его совмещения с углублением, выполненным на внутренней поверхности втулки, примыкающей к указанной шляпке, подпружиненного стопора, причем размеры углубления превышают соответствующие размеры шлицевого выступа.

Такое выполнение коаксиального соединителя с фиксацией включенного состояния позволяет осуществить надежное соединение вилки с розеткой, при этом усилия соединения и разъединения не превышают энергозатрат при соединении и разъединении соединителя врубного действия (0,1-0,2 кгс), а надежность соединения как у резьбовых соединителей (не менее 10 кгс).

На фиг.1 показан коаксиальный соединитель (вилка заперта в розетке), общий вид; на фиг. 2 вид А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1; на фиг.4 стопорный механизм, вид сбоку; на фиг.5 вид В на фиг.1.

Коаксиальный соединитель состоит из вилки 1 и розетки 2. Корпус 3 розетки 2 выполнен цилиндрическим с направляющими, выполненными в виде, например, выемок 4 с параллельными симметрично расположенными поверхностями 5 вдоль образующей цилиндрического корпуса 3 розетки 2 Такие же выемки (не показаны) выполнены на ползушке 6 вилки 1 для ориентирования соединения вилки 1 с розеткой 2 коаксиального соединителя.

Розетка 2 может закрепляться на панели 7 прибора с помощью гайки 8 и буртика 9, которым заканчивается цилиндрический корпус 3 розетки 2. В корпусе 3 розетки 2 в отверстии 10 донышка 11 розетки 2 закреплено контактное гнездо 12, например, из латуни, в изоляторе 13, например из фторопласта.

В коаксиальном соединителе для фиксации запертого положения вилки 1 в розетке 2 имеется замковое устройство, которое состоит из двух частей: одна часть размещена в корпусе 3 розетки 2, а другая в корпусе 14 вилки 1. Корпус 14 вилки 1 выполнен в виде, например, полого цилиндра, внутри которого установлен контактный штырь 15 из металла, например из латуни, в изоляторе 16, например из фторопласта. На одном торце корпуса 14 вилки 1 жестко закреплен ограничитель 17, а на противоположном выполнена резьба 18 и на ней установлена стопорная гайка 19. Упомянутая часть замкового устройства, расположенная на корпусе 14 вилки 1, выполнена в виде Г-образных захватов 20, крюки 21 которых установлены на пружинных кронштейнах 22, выполненных, например, из пружинной закаленной стали, и являются продолжением корпуса 14 вилки 1. В корпусе 3 розетки 2 на донышке 11 закреплены по количеству Г-образных захватов 20 консольные кронштейны 23 с отверстиями 24 на их консолях. В коаксиальном соединителе в состыкованном состоянии крюки 21 Г-образных захватов 20 находятся в упомянутых отверстиях 24, таким образом коаксиальный соединитель находится в запертом состоянии.

Для отпирания и запирания замкового устройства коаксиальный соединитель имеет ключ 25, состоящий из находящейся на корпусе 14 вилки 1 ползушки 6 с парами консолей 26, на внутренней поверхности которых выполнены по выступу 27, каждый из которых образован последовательно размещенными скосом 28, образующим острый угол на каждой паре консолей 26, и двускатным V-образным углублением 29, а также валика 30, закрепленного поперек продольной оси на каждом пружинном кронштейне 22 и контактирующего с внутренней поверхностью соответствующей ему пары консолей 26 в зоне скоса 28 и V-образного углубления 29. При этом каждый пружинный кронштейн 26 образуют фиксатор среднего положения ползушки 6 на наружной поверхности корпуса 14 вилки 1. Для сочленения, разъединения и ограничения перемещения ползушки 6 относительно корпуса 14 вилки 1 ограничитель 17 установлен в полости 31, где он с одной стороны ограничен кольцевой проточкой полости 31, расположенной на внутренней поверхности пар консолей 26, и пружиной 32, упирающейся одним торцом в ограничитель 17, а противоположным в упомянутую кольцевую проточку. Вторая пружина 33 ограничителя 17, установленная в полости 31, одним торцом упирается в ограничитель 17 с противоположной его стороны, а вторым торцом в торец вкладыша 34 ползушки 6, закрепленного на ее внутренней поверхности. Вкладыш 34 относительно наружной поверхности корпуса 14 вилки 1 установлен по скользящей посадке (с определенным зазором).

Для исключения случайного или несанкционированного разъединения вилки 1 с розеткой 2 в корпусе ползушки 6 размещен блокирующий механизм, состоящий из втулки 35 с центральным отверстием, закрепленном на корпусе ползушки 6 с помощью резьбы или зачеканкой (не показано) и отверстия на корпусе 14 вилки 1.

На внутренней поверхности втулки 35 выполнено по ее диаметру углубление 36. В корпусе ползушки 6 установлен подпружиненный стопор 37, на шляпке которого имеется выступ 38, установленный в углублении 36, и шлиц 39 под отвертку (не показано), которая входит в шлиц 39 через центральное отверстие во втулке 35. Подпружиненный стопор 37 торцом контактирует с отверстием 40 в корпусе 14 вилки 1. Вкладыш 34 фиксируется на ползушке 6 подпружиненным стопором 37 блокирующего механизма.

Кабель 41 с центральным проводом 42, например, пайкой соединен с контактным гнездом 12 розетки 2, а экранирующий провод кабеля 41 (не показан) электрически соединен с корпусом 3 розетки 2. Для исключения попадания пыли и влаги на место соединения на кабель 14 установлен чехол 43 из легко деформируемого материала, например резины, а его торец 44 примыкает к донышку 11 корпуса 3 розетки 2.

Кабель 45 с центральным проводом 46, например, пайкой соединен с контактным штырем 15 вилки 1, а экранирующий провод (не показан) кабеля 45 соединен электрически с корпусом 14 с помощью стопорной гайки 19, установленной с помощью резьбы 18 на корпусе 14. Такое выполнение коаксиального соединителя выдерживает в запертом состоянии усилие на разрыв не менее 10 кгс.

Коаксиальный соединитель работает следующим образом.

При соединении вилки 1 и розетки 2, закрепленной на панели 7 прибора с помощью гайки 8 и буртика 9, берут вилку 1 пальцами руки (не показано), ориентируют выемки-направляющие позлушки 6 так, чтобы они совместились с выемками-направляющими 4 корпуса 3 розетки 2, в результате чего корпус 14 с парами консолей 26 ползушки 6 начинает перемещаться внутрь корпуса 3 розетки 2 вдоль внутренних поверхностей 5, при этом размеры выемок и пар консолей 26 ползушки 6 вилки 1 имеют размеры такие, что свободно можно вставить пары консолей 26 внутрь корпуса 3 розетки 2.

По мере продвижения пар консолей 26 и корпуса 14, а также части замкового устройства вилки 1, содержащего пружинные Г-образные кронштейны 22 с валиками 30 и контактный штырь 15, установленный внутри корпуса 14 в изоляторе 16 вилки 1 начинают крюками 21 пружинных кронштейнов 22 упираться в торцы своих кронштейнов 23 второй части замкового устройства, закрепленной на донышке 11 корпуса 3 розетки 2, что приводит к прекращению перемещения внутрь корпуса 3 контактного штыря 15 корпуса 14, на котором жестко закреплены пружинные кронштейны 22. Перед этим, поворотом стопора 37 отверткой, вставленной в шлиц 39 головки через центральное отверстие втулки 35, устанавливают выступ головки стопора 37 в углубление 36, расположенное на внутренней поверхности втулки 35. В этом случае подпружиненный стопор 37 стопорного механизма выходит из отверстия 40 корпуса 14 и тем самым разъединяет ползушку 6 с корпусом 14 вилки 1. Ползушка 6 вместе с парами консолей 26 продолжает перемещаться вглубь корпуса 3 розетки 2. Перемещаясь таким образом, пары консолей 26 своими скосами 28 начинают плавно с помощью валиков 30 отжимать пружинные кронштейны 22 к изолятору 13 контактного гнезда 12 до тех пор, пока каждый валик 30 не окажется на вершине своего выступа 27, это обеспечивает освобождение крюков Г-образных кронштейнов 22 от торцов консольных кронштейнов 23, закрепленных в корпусе 3 розетки 2, в результате чего сжатая пружина 33, находящаяся между торцом вкладыша 34 и ограничителем 17, начинает разжиматься и перемещает ограничителем 17 корпус 14 вглубь корпуса 3 вместе с ползушкой 6 и пружину 32, а каждый валик 30 начинает сползать со своих выступов 27 в свои двускатные V-образные углубления 29, при этом пружина 32 разжимается, а крюки 21 начинают опускаться в свои отверстия 24 консольных кронштейнов 23. При достижении каждым валиком 30 своих двускатных У-образных углублений 29 происходит разжатие пружины 33 и запирание вилки 1 ключом 25 в розетке 2, так как крюки 21 полностью вошли в отверстия 24. В этом случае ползушка 6 находится в среднем положении на корпусе 14 вилки 1 за счет фиксатора, образованного двускатными V-образными углублениями, валиками 30 и Г-образными пружинными захватами 20. В запертом состоянии вилки с розеткой контактный штырь 15 с помощью ограничителя 17, перемещенного разжатой пружиной 33, находится в отверстии контактного гнезда 12. Таким образом электрически соединены кабели 41 и 45. В соединенном состоянии вилки 1 с розеткой 2 ограничитель 17, находящийся в полости 31 (ползушка 6 в среднем положении), устанавливается между двумя разжатыми пружинами 32 и 33. При этом усилие сочленения не превышает 0,1-0,2 кгс.

Для исключения случайного или несанкционированного разъединения коаксиального соединителя используют стопорный механизм. На корпусе ползушки 6 через центральное отверстие втулки 35 в шлиц 39 головки стопора 37 вставляют отвертку и нажатием на последнюю вдоль продольной оси стопора 37 сжимают пружину, выводят выступ 38 из углубления 36 втулки 35. После выведения выступа 38 из углубления 36 отверткой поворачивают головку с подпружиненным стопором 37, например, вправо так, что выступ 38 поворачивают относительно углубления 36 на угол, например, 90о. В этом случае выступ 38 контактирует с выступающей относительно углубления 36 внутренней поверхностью втулки 35, что обеспечивает сжатие пружины подпружиненного стопора 37, а его торец перемещается в отверстие 40 корпуса 14, обеспечивается тем самым исключение перемещения ползушки 6 относительно корпуса 14 и корпуса 3 розетки 2. Для разъединения ползушки 6 с корпусом 14 вилки 1 достаточно отверткой вернуть выступ 36 в углубление 36 так, чтобы торец стопора 37 вышел из отверстия 40.

Если же валик 30 находится в двускатном У-образном углублении 29 в процессе сочленения вилки 1 с розеткой 2, то при контакте крюков 21 с торцами консольных кронштейнов 23 ползушка 6 со своими парами консолей 26 продолжает вглубь корпуса 3 розетки 2. В этом случае валики 30, перемещаясь по второму склону каждого из двускатных У-образных углублений (противоположному склону в зоне каждого выступа 27), начинают перемещать пружинные Г-образные захваты 20 к изолятору 13 розетки 2, одновременно с этим сжимается в полости 31 пружина 33 и, как только каждый из валиков 30 поднимается по своему склону на высоту своего выступа 27, крюки 21 выйдут из соприкосновения с торцами консольных кронштейнов 23. Под действием разжимающейся пружины 33 по упомянутым склонам начинают подниматься валики 30 за счет пружинных свойств Г-образных захватов 20, а ограничитель 17 начинает перемещать корпус 14 с Г-образными захватами 20 вдоль консольных кронштейнов 23, контактный штырь 15 переместится в контактное гнездо 12 до их замыкания, крюки 21 войдут в отверстия 24 консольных кронштейнов 23. Заостренные скосами 28 торцы пар консолей 26 ползушки 6 коснутся поверхности донышка 11 розетки 2 (показано пунктирной линией). В этом случае необходимо пальцы руки освободить от ползушки 6 и она под действием пружинных Г-образных захватов 20 и валиков 30 при их взаимодействии с двухскатными V-образными углублениями 29 устанавливается в среднее положение, как показано на фиг.1.

Для отпирания вилки 1 ключом 25 необходимо ползушку 6 переместить в сторону стопорной гайки 19, находящейся на резьбе 18 корпуса 14. В процессе перемещения ползушки 6 двускатные V-образные углубления на парах консолей 26 начинают с помощью своих скатов V-образных углублений и валиков 30 выводить крюки 21 из соответствующих им отверстий 24 консольных кронштейнов 23 и при достижении вершин выступов 27 каждым валиком 30 крюки 21 полностью выходят из отверстий 24. Одновременно с этим пружина 32 в полости 31, сжатая между торцом проточки полости 31 и ограничителем 17, начинает разжиматься и вместе с валиками 30, скользящими по своим скосам пар консолей 26, приводится в движение ограничитель 17 с корпусом 14, который вместе с Г-образными захватами 20 и контактным штырем 15 начинает выходить из корпуса 3 розетки 2. Такое движение продолжается до полного расчленения вилки 1 с розеткой 2. Разъединение осуществляется с усилием не более 0,1-0,2 кгс кабеля 41 и кабеля 45 с их центральными проводами 42 и 46 соответственно.

Использование: изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиочастотным коаксиальным соединителям, и может найти применение в тех отраслях промышленности, где применяются легкоразъемные соединители высокочастотных кабелей между собой и с приборами. Сущность: замковое устройство выполнено в виде Г-образных захватов и кронштейнов с отверстиями под захваты, а ключ в виде ползушки и пар консолей с выступами, образованными V-образными углублениями и скосами, каждый из которых контактирует с валиками на Г-образных захватах. Для фиксации ползушки на ней установлен стопорный механизм в виде стопора, а в корпусе вилки выполнено отверстие для стопора. 5 ил.

КОАКСИАЛЬНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ, содержащий вилку и розетку с направляющими, в корпусах которых установлены изоляторы, контактное гнездо, например, в корпусе розетки, и контактный штырь, например, в корпусе вилки, размещенный на корпусе вилки блокирующий механизм и замковое устройство, одна часть которого размещена в корпусе розетки, а другая часть в корпусе вилки и содержит ключ, фиксатор и подвижное кольцо, отличающийся тем, что замковое устройство выполнено в виде Г-образных захватов с крюками на пружинных кронштейнах, закрепленных консольно на корпусе вилки, и закрепленных на корпусе розетки по числу Г-образных захватов консольных кронштейнов с отверстиями для крюков Г-образных захватов, а подвижное кольцо и направляющая на корпусе вилки выполнены в виде ползушки с парами консолей, составляющими ключ, причем на каждой паре консолей выполнены выступы, образованные двускатными V-образными углублениями и скосами, каждый из которых образует острый угол консоли и контактирует с валиками, закрепленными по одному на каждом пружинном кронштейне Г-образного захвата, фиксатор среднего положения ползушки образован каждым из установленных на пружинных кронштейнах валиком, контактирующим с двускатным V-образным углублением на соответствующих парах консолей ползушки, а блокирующий механизм выполнен в виде подпружиненного стопора, установленного в корпусе ползушки с возможностью поворота относительно своей продольной оси, втулки с центральным отверстием, закрепленной на корпусе ползушки, а в корпусе вилки соосно со стопором и указанной втулкой выполнено отверстие с возможностью контактирования с торцом подпружиненного стопора, на противоположном торце которого установлена шляпка с шлицевым выступом, выполненном с возможностью его совмещения с углублением, выполненным на внутренней поверхности втулки, примыкающей к шляпке подпружиненного стопора, причем размеры углубления превышают соответствующие размеры шлицевого выступа.