УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЫКОВКИ И РАССТЫКОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ МЕЖДУ РАЗДЕЛЯЕМЫМИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЧАСТЯМИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1998 года по МПК H01R13/62 

Изобретение относится к электрическим соединителям, а именно отрывным электрическим соединителям с пиротехническим приводом расстыковки.

Известно устройство для стыковки и расстыковки электрических соединителей [1], принятое за прототип, содержащее электрический соединитель, выполненный из двух частей, одна из которых, неподвижная часть, например вилка, жестко закреплена на корпусе отделяемой части изделия, например орбитального космического аппарата, отделяемого в полете от ракеты-носителя, а другая, подвижная часть, например розетка, распаяна на свободном конце кабеля, закрепленного на корпусе изделия, например на ракете-носителе, состыкована с вилкой и зафиксирована в состыкованном состоянии срезными винтами.

На розетке неподвижно закреплен корпус, выполненный с герметичным кольцевым каналом, связанным с камерами, в которых установлены пиротехнические источники давления, и с полостями, в которых размещены толкатели, взаимодействующие с корпусом отделяемой части изделия. По команде срабатывают пиротехнические источники давления, продукты сгорания которых действуют на толкатели, которые упираясь в корпус отделяемой части изделия, нарушают связь между вилкой и розеткой, разрушая срезные винты.

Недостатком прототипа является то, что устройство по [1] невозможно расстыковать при отказе пиротехнического источника давления, в связи с чем для повышения надежности расстыковки соединителя производится дубляж пиротехнического источника давления, а это приводит при нормальной работе пиропатрона к существенному увеличению давления в кольцевом канале корпуса, что влечет за собой увеличение массы устройства, и возмущений, действующих на отделяемую часть изделия в момент расстыковки соединителя, увеличение скорости отброса подвижной части соединителя, например розетки. Кроме того, данное устройство обладает еще одним недостатком:после расстыковки соединителя его подвижная часть, например розетка, с установленным на ней корпусом остаются на свободно висящем конце кабеля. И при наличии каких-либо внешних сил (перегрузка при движении изделия, сила тяжести и т.п.) возможно их непредвиденное перемещение, которое приведет к нежелательным ударам.

Технической задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет обеспечения расстыковки соединителя при отказе пиротехнического источника давления ходом разделяемых частей изделия и исключения ударных нагрузок после расстыковки соединителя.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном устройстве для стыковки и расстыковки электрических соединителей введены полая цилиндрическая втулка, телескопически охватывающая корпус подвижной части соединителя, и фланец, установленный на цилиндрической втулке между двумя кольцевыми буртами, выполненными на ее наружной поверхности, подпружиненной относительно нее пружиной, расположенной относительно фланца со стороны соединителя, и жестко связанный с корпусом изделия. При этом корпус подвижной части соединителя выполнен в виде ступенчатого цилиндра, обращенного ступенью меньшего диаметра в сторону соединителя с цилиндрическим патрубком для прохода кабеля, выполненным на торце большей ступени соосно соединителю, на внутренней поверхности полой втулки, контактирующей с цилиндрической поверхностью большей ступени корпуса, образованы кольцевой уступ, взаимодействующий с цилиндрической поверхностью меньшей ступени корпуса, кольцевой упор, охватывающий цилиндрическую поверхность патрубка и выполненный с возможностью взаимодействия с торцем большей ступени корпуса, а между ними кольцевая проточка, связанная с гнездом под пиротехнический источник давления, гнездо расположено в приливе, выполненном на наружной поверхности втулки, кольцевой канал образован проточкой втулки, торцем кольцевого уступа, цилиндрической поверхностью меньшей ступени корпуса подвижной части соединителя и кольцевым торцем ее большей ступени, при этом узел фиксации подвижной части соединителя относительно неподвижной в осевом направлении выполнен в виде пружинного разрезного кольца, свободно вложенного в кольцевую канавку, выполненную в кольцевом упоре втулки, и контактирующего с кольцевой канавкой, выполненной на наружной поверхности патрубка.

Дополнительная задача, решаемая изобретением, - повышение надежности фиксации подвижной части соединителя, например розетки, после расстыковки соединителя достигается тем, что на наружной поверхности патрубка между торцем большой ступени корпуса подвижной части соединителя и кольцевой канавкой, взаимодействующей с пружинным кольцом узла фиксации, выполнена дополнительная кольцевая канавка с возможностью взаимодействия с пружинным кольцом при взаимодействии торца большой ступени корпуса с кольцевым упором втулки.

Еще одна дополнительная задача, решаемая изобретением, - упрощение сборки устройства при одновременном уменьшении усилия срабатывания узла фиксации, достигается тем, что кольцевой упор на внутренней поверхности втулки выполнен в виде соосно установленных шайбы, кольца и резьбовой пробки, при этом шайба жестко закреплена на внутренней поверхности втулки посредством резьбовой пробки, выполненной в виде полой втулки с резьбой на наружной поверхности и кольцевым буртом на внутренней, кольцо свободно вложено между шайбой и кольцевым буртом резьбовой пробки и контактирующей с цилиндрической поверхностью патрубка, а на внутренней поверхности кольца выполнена кольцевая канавка под пружинное кольцо узла фиксации.

На фиг. 1 показано устройство в состыкованном состоянии; на фиг. 2 - вид по стрелке A на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство после расстыковки электрического соединителя.

Устройство для стыковки и расстыковки электрических соединителей между разделяемыми в процессе эксплуатации частями изделий содержит электрический соединитель, выполненный из двух частей - неподвижной части 1, жестко закрепленной на корпусе отделяемой части 2, и подвижной части 3, состыкованной с неподвижной частью 1 и установленной в цилиндрическом корпусе 4. На корпусе 4 установлена полая цилиндрическая втулка 5, телескопически охватывающая корпус 4.На наружной поверхности втулки 5 выполнены кольцевые бурты 6, между которыми установлен фланец 7, жестко закрепленный, например, винтами 8 к корпусу изделия 9. Между фланцем 7 и кольцевым буртом 6, расположенным относительно фланца 7 со стороны соединителя, размещена пружина 10. Корпус 4 подвижной части 3 соединителя выполнен в виде ступенчатого цилиндра, обращенного ступенью меньшего диаметра в сторону соединителя. На торце большей ступени корпуса 4 выполнен цилиндрический патрубок 11 соосно соединителю для прохода кабеля 12. На внутренней поверхности полой втулки 5, контактирующей с цилиндрической поверхностью большей ступени корпуса 4, образованы кольцевой уступ 13, взаимодействующий с цилиндрической поверхностью меньшей ступени корпуса 4, кольцевой упор, охватывающий патрубок 11 и выполненный в виде соосно установленных шайбы 14, кольца 15, резьбовой пробки 16, при этом шайба 14 жестко закреплена на внутренней поверхности втулки 5 посредством резьбовой пробки 16, выполненной в виде втулки с резьбой на наружной поверхности и кольцевым буртом 17 на внутренней. Кольцо 15 свободно вложено между шайбой 14 и кольцевым буртом 17 резьбовой пробки 16 и контактирует с цилиндрической поверхностью патрубка 11. На внутренней поверхности кольца 15 выполнена кольцевая канавка 18, в которой установлено пружинное разрезное кольцо 19, взаимодействующее с кольцевой канавкой 20, выполненной на поверхности патрубка 11. На внутренней поверхности втулки 5 между кольцевым уступом 13 и шайбой 14 кольцевого упора выполнена кольцевая протока 21, связанная с гнездом 22 под пиротехнический источник давления 23. Гнездо 22 расположено в приливе 24, выполненном на наружной поверхности втулки 5. Кольцевая проточка 21, торец кольцевого уступа 13, цилиндрическая поверхность меньшей ступени корпуса 4 и кольцевой торец большей ступени корпуса 4 образуют герметичный кольцевой канал 25. На патрубке 11 между торцем большей ступени корпуса 4 и шайбой 14 кольцевого упора втулки 5 выполнена дополнительная кольцевая канавка 26 с возможностью взаимодействия с пружинным кольцом 19 при взаимодействии торца большей ступени корпуса 4 с шайбой 14 кольцевого упора втулки 5. Стыковка подвижной части 3 электрического соединителя с его неподвижной частью 1 производится после стыковки отделяемой части 2 с корпусом изделия 9 следующим образом: подвижную часть 3 соединителя сочленяют с неподвижной частью 1, преодолевая усилие на штырях, далее фланец 7 совмещают с посадочным местом на корпусе изделия 9 и жестко закрепляют на нем, например, с помощью винтов 8. Подвижная часть 3 соединителя фиксируется в осевом направлении относительно неподвижной части 1 соединителя посредством узла фиксации, выполненного в виде пружинного разрезного кольца 19, установленного в кольцевой канавке 18 кольцевого упора втулки 5 и взаимодействующего с кольцевой канавкой 20 на патрубке 11. При этом фланец 7 располагается между кольцевыми буртами 6 втулки 5 случайным образом в зависимости от сочетания допусков на осевые размеры элементов устройства. Такое свободное относительно втулки 5 расположение фланца 7 выполняется с целью исключения нагружения соединителя при закреплении фланца 7 на корпусе изделия 9 (при затяжке винтов 8). При этом пружина 10, расположенная относительно фланца 7 со стороны соединителя, постоянно поджимает втулку 5, а через узел фиксации и подвижную часть 3 соединителя - к его неподвижной части 1.

Расстыковка электрического соединителя (подвижной 3 и неподвижной 1 частей) может производиться либо ходом отделяемой части 2, либо до расхождения отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия с помощью пиротехнического источника давления 23. Газ от пиротехнического источника давления 23 из гнезда 22 поступает в герметичный кольцевой канал 25 и действует на кольцевой торец большей ступени корпуса 4. Когда сила давления газов, действующих на кольцевой торец большей ступени корпуса 4, превосходит усилие на узле фиксации, корпус 4 с подвижной частью 3 электросоединителя начинает перемещаться в осевом направлении, разжимая пружинное кольцо 19 наклонной стенкой кольцевой канавки 18. Корпус 4 вместе с подвижной частью 3 электросоединителя перемещается в осевом направлении относительно неподвижной части 1 электросоединителя до тех пор, пока торец большей ступени корпуса 4 не упрется в шайбу 14 кольцевого упора втулки 5, при этом дополнительная канавка 26 на патрубке 11 располагается под кольцевой канавкой 18 кольцевого упора втулки 5, пружинное кольцо 19 сжимается и начинает взаимодействовать с кольцевой канавкой 26, фиксируя корпус 4 с подвижной частью 3 соединителя относительно втулки 5 и корпуса изделия 9 в расстыкованном положении.

Таким образом, как видно из описания работы устройства, достигается поставленная техническая задача, а именно при наличии надежной фиксации частей соединителя относительно друг друга обеспечиваются их расстыковка при несрабатывании пиротехнического источника давления ходом отделяемой части изделия, фиксация подвижной части соединителя с кабелем после его расстыковки относительно корпуса изделия, за счет чего исключаются возможные нежелательные удары об элементы конструкции корпуса.

Кроме того, достигнуты поставленные дополнительные технические задачи:
повышена надежность фиксации частей соединителя после их расстыковки за счет введения дополнительной кольцевой канавки на патрубке корпуса подвижной части соединителя;
упрощена сборка устройства за счет выполнения кольцевого упора на внутренней поверхности втулки в виде соосно установленных шайбы, кольца и резьбовой пробки, выполненной в виде полой втулки с резьбой на наружной поверхности и кольцевым буртом на внутренней.

Сущность изобретения: в устройство введены полая цилиндрическая втулка, телескопически охватывающая корпус подвижной части соединителя, и фланец, установленный на цилиндрической втулке между двумя кольцевыми буртами, выполненными на ее наружной поверхности, подпружиненный относительно нее пружиной, расположенной относительно фланца со стороны соединителя, и жестко скрепленный с корпусом изделия. Корпус подвижной части соединителя выполнен в виде ступенчатого цилиндра, обращенного ступенью меньшего диаметра в сторону соединителя, с цилиндрическим патрубком для прохода кабеля, выполненным на торце большей ступени корпуса соосно соединителю. На внутренней поверхности указанной полой цилиндрической втулки, контактирующей с цилиндрической поверхностью большей ступени корпуса, выполнены кольцевой уступ и кольцевой упор, а между ними выполнена кольцевая проточка, связанная с гнездом под пиротехнический источник давления. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для стыковки и расстыковки электрических соединителей между разделяемыми в процессе эксплуатации частями изделий, содержащее электрический соединитель, выполненный из неподвижной части, жестко закрепленной на отделяемой части изделия, и состыкованной с ней подвижной части, установленной в цилиндрическом корпусе, узел фиксации в осевом направлении частей соединителя, пиротехнический источник давления, установленный в гнезде, связанном с герметичным кольцевым каналом, отличающееся тем, что в него введены полая цилиндрическая втулка, телескопически охватывающая корпус подвижной части соединителя, и фланец, установленный на полой цилиндрической втулке между двумя кольцевыми буртами, выполненными на ее наружной поверхности, подпружиненный относительно нее пружиной, расположенной относительно фланца со стороны соединителя, и жестко связанный с корпусом изделия, корпус подвижной части соединителя выполнен в виде ступенчатого цилиндра, обращенного ступенью меньшего диаметра в сторону соединителя, с цилиндрическим патрубком для прохода кабеля, выполненным на торце большей ступени корпуса соосно с соединителем, на внутренней поверхности полой цилиндрической втулки, контактирующей с цилиндрической поверхностью большей ступени корпуса подвижной части соединителя, выполнены кольцевой уступ, взаимодействующий с цилиндрической поверхностью меньшей ступени корпуса, кольцевой упор, охватывающий цилиндрическую поверхность патрубка и выполненный с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью большей ступени корпуса, а между ними - кольцевая проточка, связанная с гнездом под пиротехнический источник давления, гнездо под пиротехнический источник давления расположено в приливе, выполненном на наружной поверхности полой цилиндрической втулки, а герметичный кольцевой канал образован указанной кольцевой проточкой втулки, торцом кольцевого уступа, цилиндрической поверхностью меньшей ступени корпуса подвижной части соединителя и кольцевым торцом его большей ступени, при этом узел фиксации в осевом направлении частей соединителя выполнен в виде пружинного разрезного кольца, свободно вложенного в кольцевую канавку, выполненную в кольцевом упоре втулки, и контактирующего с кольцевой канавкой, выполненной на наружной поверхности патрубка. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем на наружной поверхности патрубка между торцом большей ступени корпуса и кольцевой канавкой, взаимодействующей с пружинным разрезным кольцом узла фиксации, выполнена дополнительная кольцевая канавка с возможностью взаимодействия с пружинным разрезным кольцом узла фиксации при взаимодействии торца большей ступени корпуса с кольцевым упором втулки. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в нем кольцевой упор на внутренней поверхности полой цилиндрической втулки выполнен в виде соосно установленных шайбы, кольца и резьбовой пробки, при этом шайба жестко закреплена на внутренней поверхности втулки посредством резьбовой пробки, выполненной в виде полой втулки с резьбой на наружной поверхности и кольцевым буртом на внутренней поверхности, кольцо свободно вложено между шайбой и кольцевым буртом резьбовой пробки и контактирует с цилиндрической поверхностью патрубка, а на внутренней поверхности кольца выполнена кольцевая канавка под пружинное кольцо узла фиксации.