ВИЛКА ИЛИ РОЗЕТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОЕДИНИТЕЛЯ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТЫКОВКИ Российский патент 2003 года по МПК H01R13/62 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматической стыковки и расстыковки электрических соединителей, работающих в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий.

Известен электрический разъем [1], состоящий из двух частей, каждая из которых содержит корпус с контактными элементами, панели, установленной на одном из корпусов и шарнирно соединенной с кареткой, расположенной на катящихся опорных элементах, пружинных стержней, расположенных между панелью и упомянутым корпусом, при этом в последнем выполнена полость, в которой установлена каретка.

Сосредоточение на одной подвижной части соединителя панели с катящимися опорными элементами, шарнира, толкателей и возвратных пружинных стержней приводит к увеличению ее массы и, следовательно, инерционных сил при механических воздействиях. Инерционные силы подвижной части нагружают контактные элементы, что приводит к снижению надежности электрического соединения в условиях воздействия ударных и знакопеременных нагрузок.

Упругие силы возвратных пружинных стержней, выполняющих функцию возврата подвижной части при расстыковке в исходное положение, становятся соизмеримыми с силами трения, что снижает точность возврата подвижной части в исходное положение.

Вышеперечисленные недостатки приводят к снижению надежности работы указанного аналога.

Прототипом предлагаемого технического решения является розетка разъема для автоматической стыковки [2], содержащая фланец, снабженный с обеих сторон ребордами, корпус, расположенный коаксиально фланцу с возможностью перемещения относительно него в осевом, радиальном и угловом направлениях, пружину, внутри упомянутого корпуса расположены гнезда, а на корпусе жестко закреплен упор, взаимодействующий с фланцем, концы указанной пружины установлены в пазах, расположенных на внешних сторонах корпуса и одной из реборд, ограничитель с пазами, крестовину с консолями и втулкой, упомянутый упор выполнен так, что его поверхность, предназначенная для взаимодействия с фланцем, выполнена конической, указанный ограничитель установлен на другой реборде внутри розетки, упомянутые втулка и крестовина с консолями установлены коаксиально по отношению к корпусу и жестко закреплены на нем так, что втулка расположена между крестовиной и упором, а консоли крестовины размещены в пазах ограничителя с возможностью перемещения, при этом длина втулки больше глубины паза ограничителя.

Функциональный недостаток прототипа заключается в том, что появляющийся в процессе расстыковки зазор между конической поверхностью упора и взаимодействующей с ней цилиндрической кромкой фланца приводит к соударению их после завершения расстыковки контактных элементов. Это способствует интенсивному износу конструктивных элементов, участвующих в центрировании, что в свою очередь приводит к увеличению усилия стыковки и ухудшает условия самовозврата плавающей части под действием пружины в исходное положение после расстыковки. Проявление указанных негативных явлений особенно усугубляется при эксплуатации электрического соединителя в условиях с повышенными вибрационными, линейными и ударными воздействиями.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в обеспечении автоматической стыковки и расстыковки соединителя в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности работы за счет снижения усилия стыковки и сохранения исходного положения плавающей части вилки или розетки после расстыковки с ее ответной частью.

Для повышения надежности работы в вилке или розетке электрического соединителя для автоматической стыковки, содержащей фланец, корпус с контактными элементами, подпружиненный к фланцу и размещенный соосно с ним и с осью стыковки с возможностью осевого, радиального и углового перемещений относительно фланца, новым является то, что фланец размещен в сформированной в корпусе полости с возможностью взаимодействия с ним посредством катящихся опорных элементов, при этом корпус подпружинен к фланцу через шарик, установленный в осевом коническом отверстии, выполненном во фланце.

Этот технический результат получен за счет того, что осевое, радиальное и угловое перемещение корпуса с электрическими элементами в процессе стыковки и расстыковки вилки или розетки с ее ответной частью и его центрирование после расстыковки осуществляется неразрывной кинематической цепочкой, состоящей из фланца, шарика, установленного в коническом отверстии фланца, корпуса и пружины, которая одним концом закреплена на корпусе, а другим поджимает шарик.

Исходное положение корпуса с электрическими элементами предопределено единственно возможным расположением подпружиненного шарика в осевом коническом отверстии, выполненном во фланце, и направляющей поверхностью для катящихся опорных элементов.

На чертеже изображены вилка или розетка электрического соединителя для автоматической стыковки в исходном состоянии и вид А.

Вилка или розетка состоит из фланца 1, подпружиненного к нему пружиной 2 корпуса 3 с контактными элементами 4. Корпус 3 размещен соосно фланцу 1 и оси стыковки с возможностью осевого, радиального и углового перемещений относительно него. Фланец 1 размещен в полости 5, сформированной в корпусе 3, с возможностью взаимодействия с ним посредством катящихся опорных элементов 6 и 7. Корпус 3 подпружинен пружиной 2 к фланцу 1 через шарик 8, установленный в осевом коническом отверстии 9, выполненном во фланце 1. Пружина 2 закреплена, например, винтами 10 на корпусе 3.

Катящиеся опорные элементы 6 и 7, выполненные, например, в виде шариков, конструктивно могут быть установлены на противоположных поверхностях 13, 14 фланца 1 или на обращенных к ним соответствующих поверхностях 11, 12 корпуса 3 с зазором 15: в первом случае - между шариками 7 и поверхностью 12 корпуса 3; во втором - между шариками 7 и поверхностью 14 фланца 1.

Перемещение корпуса 3 в радиальных направлениях определено, например, зазором 16.

Вилка или розетка электрического соединителя для автоматической стыковки работает следующим образом.

Процесс автоматической стыковки вилки или розетки с ответной частью осуществляется при их осевом перемещении навстречу друг другу. Необходимым условием осуществления автоматической стыковки является самовозврат корпуса 3 через подпружиненный шарик 8 в исходное положение.

Исходное положение вилки или розетки определяется соосным расположением корпуса 3 относительно фланца 1, в котором корпус 3 удерживается пружиной 2 через шарик 8, размещенный в коническом отверстии 9, выполненном по оси фланца 1, а также отклонением от перпендикулярности поверхности 11 или 13 относительно общей оси фланца 1 и корпуса 3, совпадающей с осью стыковки.

В процессе стыковки имеющиеся несоосности и перекосы компенсируются подвижностью корпуса 3:
в осевом направлении - зазором 15;
в угловом направлении - перемещением корпуса 3 вокруг шарика 8 на величину, которая регламентируется зазором 15;
в радиальном направлении - за счет имеющейся возможности перемещаться на катящихся опорных элементах 6, 7 по поверхностям 11, 13 или 12, 14 соответственно, и шарика 8 по конической поверхности отверстия 9, преодолевая усилия поджатия пружины 2.

Процесс расстыковки осуществляется в обратном направлении и порядке.

После разъединения вилки или розетки с ответной частью шарик 8 под действием пружины 2 перемещается по конусной поверхности отверстия 9 и занимает свое исходное положение, увлекая за собой на катящихся опорных элементах 6 корпус 3.

Следовательно, необходимое условие осуществления автоматической стыковки выполнено.

Источники информации
1. Электрический разъем. Авторское свидетельство СССР. 543062 М. Кл.² H 01 R 13/60, опубликовано в БИ 2, 1977 год.

2. Розетка разъема для автоматической стыковки. Авторское свидетельство СССР 1792202 H 01 R 13/64, опубликовано в БИ 11, 1994 год.

Изобретение может быть использовано для автоматической стыковки и расстыковки электрических соединителей, работающих в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий. Вилка или розетка содержит фланец и корпус с контактными элементами, размещенный соосно фланцу с возможностью осевого, радиального и углового перемещений относительно него и оси стыковки. Фланец размещен в полости корпуса с возможностью взаимодействия с ним посредством катящихся опорных элементов, а корпус подпружинен пружиной к фланцу через шарик, установленный в осевом коническом отверстии, выполненном во фланце. Технический результат: повышение надежности за счет снижения усилия стыковки и сохранения исходного положения плавающей части вилки или розетки после ее расстыковки с ответной частью. 1 ил.

Вилка или розетка электрического соединителя для автоматической стыковки, содержащая фланец, подпружиненный к нему корпус с контактными элементами, размещенный соосно фланцу и оси стыковки с возможностью осевого, радиального и углового перемещений относительно него, отличающаяся тем, что фланец размещен в сформированной в корпусе полости с возможностью взаимодействия с ним посредством катящихся опорных элементов, при этом корпус подпружинен к фланцу через шарик, установленный в осевом коническом отверстии, выполненном во фланце.