ШТЕПСЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2004 года по МПК H01R13/52 H01R13/533 

Изобретение относится к штепсельному соединению для подключения кабеля в условиях подземных горных разработок, с розеточной частью и аксиально сочленяемой с ней, имеющей с задней стороны отверстие для ввода кабеля вилочной частью, которая фиксируется на розеточной части посредством навинчиваемой на резьбу на розеточной части, расположенной с возможностью вращения на вилочной части накидной гайки и герметизируется от попадания влаги и/или грязи при помощи, по меньшей мере, одного уплотнительного элемента.

Штепсельное соединение такого типа используется в подземных горных разработках, в частности для создания электрических кабельных соединений между отдельными агрегатами электрогидравлических систем крепи. Для защиты электрических контактов в штепсельных соединениях от проникновения грязи и, в частности, от проникновения влаги в суровых условиях работы под землей и для предотвращения перебоев в производственном процессе предусмотрен, по меньшей мере, один уплотнительный элемент, который в собранном виде вилочной части и розеточной части закрывает расположенные внутри контакты от окружающей среды. В относящемся к данному типу изделия документе DЕ 20004566 U1 в пазах по замкнутому контуру на направляющей цапфе вилочной части и на расстоянии от обратного стопорного фланца расположенной с возможностью свободного вращения и аксиально зафиксированной накидной гайки установлены два выполненных в виде кольцевых уплотнений уплотнительных элемента, которые в смонтированном виде прилегают к внутреннему периметру розеточной части. Электрический кабель зафиксирован в отверстии для ввода кабеля при помощи профильной детали, полученной литьем под давлением из стойко-эластичной массы, призванной не допустить проникновения влаги с задней стороны вилочной части. Жилы кабеля закреплены в находящемся в вилочной части электрическом соединителе, который взаимодействует с соответственной ответной деталью в розеточной части. При помощи центрирующего отверстия в направляющей цапфе вилочной части и центрирующего штифта в розеточной части обеспечивается взаимное соединение вилочной части с розеточной частью или сочленение соответствующих электрических соединителей лишь в одном положении. Таким образом, посредством штепсельного соединения обеспечивается создание лишь предусмотренного электрического соединения. Пропускание кабеля в отверстие для ввода кабеля в вилочной части осуществляется аксиально относительно направляющей цапфы вилочной части. Для радиального подвода кабеля до настоящего времени используется другая конструкция электрического соединителя.

Задачей изобретения является такое конструктивное оформление розеточной части и вилочной части, чтобы при простом способе монтажа они обеспечивали максимальную герметизацию от попадания влаги и грязи, и при невысоких производственных затратах они явились бы стандартными элементами для серии различных штепсельных разъемов, позволяющих осуществлять как осевой подвод кабеля, так и радиальный подвод кабеля.

Эта задача решается за счет признаков изобретения, приведенных в п.1 формулы изобретения. Согласно изобретению наружная резьба на розеточной части и соответствующая внутренняя резьба накидной гайки выполнена как многозаходная резьба и/или на отверстии для ввода кабеля с задней стороны вилочной части предусмотрена корончатая часть с одним, по меньшей мере, радиальным приемным отверстием для кабеля. Благодаря многозаходной резьбе, при помощи которой накидная гайка фиксируется и навинчивается на розеточную часть, электрический соединитель может быть полностью смонтирован уже после одного с четвертью до полутора поворотов накидной гайки, в результате чего значительно упрощается монтаж электрического соединителя в условиях подземных горных разработок. Характеристика вилочной части как стандартного элемента для серии штепсельных разъемов обеспечивается за счет корончатой части на задней стороне, которая вместе с аксиальным вводом кабеля позволяет осуществить также радиальный ввод кабеля, причем соответствующее приемное отверстие делает невозможным отсоединения кабеля от вилочной части или нежелательное отсоединение формованной профильной детали от вилочной части.

В предпочтительном исполнении корончатая часть имеет несколько, в частности четыре расположенных со сдвигом друг к другу на 90° и/или открытых с краю приемных отверстий, посредством которых электрокабель радиально подводится к отверстию для ввода кабеля из четырех различных направлений с одновременной фиксацией кабеля в приемном отверстии. Для этого приемные отверстия могут быть выполнены, в частности, как радиальные отверстия на 3/4. Особенно предпочтительно, если вилочная часть и корончатая часть замоноличены и выполнены предпочтительно как металлическая вращающаяся деталь, в частности латунная вращающаяся деталь. Особенно прочное соединение между кабелем и вилочной частью достигается, когда кабель при радиальном подводе кабеля фиксируется в приемном отверстии при помощи зажимной гильзы, причем предпочтительно с зажимной гильзой соединена бронирующая или экранирующая оболочка кабеля или зажата между зажимной гильзой и приемным отверстием, так что растягивающие усилия, равно как и токи утечки или т.п., надежно отводятся через вилочную часть. Приемные отверстия в корончатой части дают также другое преимущество в том, что между ними может устанавливаться или на них может налагаться экран для повышения электромагнитного экранирования вилочной части и/или радиально ориентированные или вытянутые гильзы могут устанавливаться в приемных отверстиях, которые при аксиальном подводе кабеля дают дополнительную фиксацию кабеля от действующих на электрокабель растягивающих усилий.

Как известно, в случае использования в подземных горных разработках на вилочной части формуется заполняющая отверстие для ввода кабеля и корончатую часть, а также покрывающая кабель и корончатую часть, полученная литьем под давлением, стойко-эластичная профильная деталь. Для оптимальной герметизации от проникновения грязи и влаги вилочная часть может быть на участке стенки, прилежащем к отверстию для ввода кабеля, снабжена пазом под уплотнительное кольцо, которое обеспечивает дополнительную герметизацию на пограничной поверхности между металлической вилочной частью и заливочной массой, заполняющей отверстие для ввода кабеля.

В предпочтительной форме исполнения штепсельного соединения согласно изобретению наружная резьба на розеточной части и внутренняя резьба на вилочной части выполнены трехзаходными. Недорогостоящее и легко монтируемое устройство накидной гайки на вилочной части достигается предпочтительно благодаря стопорному граненому кольцу, который одной стороной входит в зацепление в канавку на направляющей цапфе вилочной части и другой стороной в канавку по замкнутому внутреннему контуру накидной гайки. Между кольцевым приливом канавки на стороне внутренней резьбы и внутренней резьбой накидной гайки может быть предусмотрен довольно большой зазор, обеспечивающий накидной гайке свободный ход или защиту от перекручивания, чтобы таким образом вилочная часть и розеточная часть могли соединяться с заранее определенным монтажным и демонтажным усилием. В альтернативном варианте возможно отказаться от зазора вплоть до обусловленной технологией изготовления выточки, так что в таком случае кольцевой прилив создает фиксацию в виде упора в собранном состоянии розеточной и вилочной частей. Это может быть преимуществом особенно если в смонтированном виде между передней стороной накидной гайки и упорным фланцем для накидной гайки на розеточной части установлено кольцевое уплотнение, в частности уплотнительное кольцо, которое сидит предпочтительно в пазу, простирающемся между наружной резьбой и упорной поверхностью розеточной части. Чрезмерное сжатие этого кольца исключается указанными выше мерами. Кольцевое уплотнение, с одной стороны, предотвращает металлическое зажатие накидной гайки со стороны розеточной части и, с другой стороны, противодействует коррозии между этими деталями, которая могла бы затруднить разъем штепсельного соединения. При свободном ходе кольцевое уплотнение может воспринять на себя осевое усилие для перестройки резьбы и тем самым облегчить демонтаж.

Другие преимущества и варианты штепсельного соединения вытекают из зависимых пунктов и из последующего описания представленных на чертеже примеров исполнения.

На чертеже показаны:

фиг.1 - штепсельное соединение с розеточной и вилочной частью согласно первой форме исполнения с осевым подводом кабеля, вид с разрезом;

фиг.2 - штепсельное соединение с вилочной частью согласно второй форме исполнения с радиальным подводом кабеля, вид в разрезе;

фиг.3 - вид в перспективе корончатой части вилочной части с фиг.2 до формования литой детали;

фиг.4 - вилочная часть согласно фиг.2 с осевым подводом кабеля и экраном, вид в разрезе.

На фиг.1 показана первая форма выполнения вилочной части 10, которая может быть объединена с розеточной частью 1 в штепсельное соединение. Розеточная часть 1 включает корпус розеточной части 2 из латуни, в котором находится соединитель 3, представляющий в собранном виде ответную часть соединителя 11 в вилочной части 10. По внутреннему контуру 4 корпуса 2 розеточной части предусмотрен, по меньшей мере, один круговой запорный паз 5, который в смонтированном виде лежит в том же осевом положении, что и расположенное в цилиндрической направляющей цапфе 12 вилочной части 10 переднее уплотнительное и запорное кольцо 13. Взаимное позиционирование электрических соединителей 3, 11 осуществляется посредством выступающего внутрь розеточной части 1 центрирующего штифта 7, который при надвигании вилочной части 10 взаимодействует с центрирующим пазом 14 на верхней стороне направляющей цапфы 12. На открытом конце для надвигания направляющей цапфы 12 вилочной части в корпусе 2 розеточной части предусмотрена наружная резьба 6, выполненная в виде многозаходной резьбы, предпочтительно трехзаходной. Между наружной резьбой 6 и обратным, обращенным к вилочной части 10 упорным фланцем 8 в соответствующем пазу 9 посажено кольцевое уплотнение 9А.

Показанная на фиг.1 вилочная часть 10 фиксируется на розеточной части 1 посредством накидной гайки 20, которая для этого помещается на вилочной части с возможностью свободного вращения и на переднем конце имеет трехзаходную внутреннюю резьбу 21. Возможность вращения и осевая фиксация накидной гайки 20 на направляющей цапфе 12 вилочной части 10 обеспечивается благодаря запорному кольцу или стопорному граненому кольцу 22, который своей внутренней кольцевой поверхностью сидит в узкой канавке 15 в направляющей цапфе 12 вилочной части 10, а своей внешней кольцевой поверхностью входит в зацепление в канавку 23 на внутреннем периметре накидной гайки 20. Кольцевой прилив 24 со стороны внутренней резьбы накидной гайки 20 отстоит от внутренней резьбы 21 на зазор 25, который в примере исполнения согласно фиг.1 в собранном виде (не показано) обеспечивает накидной гайке свободный ход как защиту при перекручивании, так как зазор 25 больше осевой длины наружной резьбы 6. Благодаря взаимодействию трехзаходной внутренней резьбы 21 на накидной гайке 20 и трехзаходной наружной резьбы 6 на корпусе 2 розеточной части вилочная часть 10 и розеточная часть 1 фиксируются уже после 1,25-1,5 поворота накидной гайки 20. Кольцевое уплотнение 9А на розеточной части 1 зажимается в собранном виде, т.е. с навинченной накидной гайкой 20, между последней и упорным фланцем 8, так что обеспечивает дополнительную защиту от попадания влаги, предотвращает коррозию между накидной гайкой 20 и корпусом 2 розеточной части и, кроме того, оказывает осевое воздействие на накидную гайку 20, которое позволяет при разборке перейти от внутренней резьбы 21 на многозаходную резьбу 6 на корпусе 2 розеточной части. В примере исполнения согласно фиг.1 вилочная часть 10 включает также второе, заднее кольцевое уплотнение 16, которое, по описанию в документе DЕ 20004566 U1, находится между корпусом 2 розеточной части и направляющей цапфой 12 и обеспечивает герметизацию от проникновения влаги и грязи.

Кабель 30 подается аксиально относительно направляющей цапфы 12 с задней стороны 17 вилочной части 10 в отверстие для ввода кабеля 18 вилочной части 10. Жилы 31 кабеля 30 закрепляются на электрическом соединителе 11 вилочной части 10. На задней стороне 17 вилочной части 10 выполнена замоноличенной корончатая часть 40, включающая четыре смещенные относительно друг друга на 90°, открытые с краю радиальные приемные отверстия 41А, 41В, 41С, выполненные как радиальное отверстие на 3/4. На фиг.1 кабель 30 аксиальной подачей протягивается через центральное отверстие в корончатой части 40, при этом он не связан с корончатой частью 40 ни растягивающим, ни крутящим усилием. Отверстие для ввода кабеля 18, жилы 31, кабель 30 и корончатая часть 40 заделываются в формованную профильную деталь 50 из стойко-эластичной заливочной массы, которая в конце монтажа кабеля 30 формуется в форме для литья под давлением (не показана) на вилочной части 2 и имеет гибкую шейку 51. Благодаря заливке обеспечивается блокировка кабеля 30 на проворот и его осевая блокировка, причем приемные отверстия обеспечивают также соответственно фиксацию профильной детали 50 с геометрическим замыканием на металлической вилочной части 10. В виде дополнительной преграды проникновению влаги между вилочной частью 10 из латуни и формованной деталью 50 во внутренней стенке отверстия 18 для ввода кабеля предусмотрен паз 19, в котором может помещаться кольцевое уплотнение 19А или по усмотрению что-либо подобное.

На фиг.2 показана вилочная часть 110 согласно второму примеру выполнения, которая может объединяться с ранее описанной розеточной частью 1 и фиксироваться посредством накидной гайки 120 и ее внутренней резьбы 121 на многозаходной наружной резьбе 6. Здесь также имеет место осевая блокировка и установка накидной гайки 120 с возможностью вращения на вилочной части 110 посредством запорного граненого кольца 122, который входит в зацепление в канавку 115 в направляющей цапфе 112 и в канавку 123 на внутреннем периметре накидной гайки 120. Между многозаходной внутренней резьбой 121 и обращенным к ней кольцевым приливом 124 находится лишь небольшая выточка, так что с навинченной накидной гайкой 120 на трехзаходную наружную резьбу 6 корпуса 2 розеточной части кольцевой прилив 124 создает упорную фиксацию на розеточной части 1. Кольцевое уплотнение 9А на розеточной части 1 в собранном виде зажимается между накидной гайкой 120 и упорным фланцем 8, так что оно создает дополнительную защиту от проникновения влаги и предотвращает коррозию между накидной гайкой 120 и корпусом 2 розеточной части. На направляющей цапфе 112 предусмотрена лишь одна единственная канавка под кольцевое уплотнение 113, которое в собранном виде заходит в запорный паз 5 и фиксирует вилочную часть 110 аксиально в корпусе 2 розеточной части. Между задней стороной 127 накидной гайки 120 и упорным фланцем 128 на вилочной части 110 установлено еще одно кольцевое уплотнение 126, которое предотвращает попадание какой-либо влаги и грязи в промежуточное пространство между накидной гайкой 120 и вилочной частью 110. Разумеется, в вилочной части 110 направляющую цапфу также можно снабдить двумя кольцевыми уплотнениями и/или можно использовать накидную гайку согласно фиг.1.

Как и в примере исполнения согласно фиг.1 вилочная часть 110 с задней стороны 117 включает корончатую часть 140 с четырьмя радиальными, открытыми с краю приемными отверстиями 141А, 141В и 141С, выполненными как отверстия на 3/4, причем в приемном отверстии 141С подведенный здесь сбоку кабель 130 прокладывается вместе с зажимной гильзой 134. Таким образом, кабель 130, несмотря на боковой подвод под углом, фиксируется на вилочной части 110 и блокируется от воздействия растягивающих и изгибающих усилий. После присоединения концов 131 кабеля к штепсельному разъему 111 формуется литьем под давлением деталь 150 из стойко-эластичной заливной массы, которая полностью заполняет или охватывает кабель 130, зажимную гильзу 134, корончатую часть 140 и отверстие 118 для ввода кабеля, так что даже при суровых условиях подземных горных разработок в штепсельное соединение не могут попасть с задней стороны вилочной части 110 ни влага, ни грязь. Армирующая или экранирующая оболочка кабеля 130 может зажиматься между зажимной гильзой 134 и внешней стороной кабеля 130, что обеспечивает хорошее электромагнитное экранирование, отводит токи утечки на вилочную часть 110 и позволяет воспринять на вилочную часть растягивающие нагрузки, которым подвергается кабель.

Исполнение корончатой части 140 с задней стороны вилочной части 120 особенно хорошо видно из фиг.3, на которой еще не формовалась литьем под давлением профильная деталь. На фиг.3 в дополнение к приемным отверстиям 141А, 141В, 141С представлено также четвертое приемное отверстие 141D. Так как приемные отверстия 141 А-D выполнены соответственно как отверстия на 3/4, то они фиксируют зажимную гильзу 134 и вместе с ней также кабель 130 на вилочной части 110. Надвинутая на оболочку кабеля 130 зажимная гильза 134 может быть продвинута только сбоку в приемное отверстие 141С, а также зафиксирована в нем. Короночная часть 140, в которой проделаны приемные отверстия 141 А-D, образует кольцевое или гильзообразное продолжение корпуса вилочной части. Снаружи на накидной гайке 120 предусмотрена накатка 129.

На фиг.4 показан третий пример выполнения, в котором вилочная часть 210 имеет конструкцию, идентичную вилочной части 110. Различия состоят в способе подвода кабеля 230, в исполнении профильной детали 250 и в гильзах 260А и 260С, вставленных в приемные отверстия 241А, 241С корончатой части 240 и радиально выступающих внутрь. Армирующая оболочка 235 кабеля 230, а также жилы 231 кабеля 230 пропущены через зазор между гильзами 260А, 260С, так что после формования литьем под давлением детали 250 кабель 230 хорошо зафиксирован относительно растягивающих усилий. Всего могут быть предусмотрены четыре гильзы, то есть по одной гильзе на каждое приемное отверстие; предпочтительным однако является решение с двумя расположенными напротив друг друга зажимными гильзами, так что свободные приемные отверстия при заделке могут быть снабжены дополнительной блокировкой от поворота для профильной детали 250. Установленный экран обеспечивает электромагнитное экранирование. В примере исполнения согласно фиг.4 заливочная масса полностью заполняет отверстие 218 для ввода кабеля.

Не представлена попадающая в область защиты зависимых пунктов форма выполнения, при которой кабель, предпочтительно вместе с зажимной гильзой, фиксируется в нескольких приемных отверстиях 141 А-D. Для специалиста понятно, что вилочная часть согласно предмету изобретения вместе с корончатым удлинением подходит как для аксиального, так и радиального подвода или отвода кабеля и что, благодаря трехзаходной резьбе, монтаж штепсельного соединения выполняется быстро, даже одной рукой.

Изобретение относится к штепсельному соединению для подключения кабеля в условиях подземных горных разработок. Розеточная часть аксиально соединена с вилочной частью, которая фиксируется на розеточной части посредством накидной гайки, и герметизируется от проникновения влаги и/или грязи при помощи, по меньшей мере, одного уплотнительного элемента. Технический результат - обеспечение при простом способе монтажа максимальной герметизации и обеспечение при невысоких производственных затратах стандартных элементов для серии штепсельных разъемов, позволяющих осуществлять как осевой подвод кабеля, так и радиальный подвод кабеля. Для этого наружная резьба на розеточной части и соответствующая внутренняя резьба накидной гайки выполнены как трехзаходная резьба, и/или на отверстии для ввода кабеля с задней стороны вилочной части предусмотрена корончатая часть, по меньшей мере, с одним радиальным приемным отверстием для кабеля. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Штепсельное соединение для подключения кабеля в условиях подземных горных разработок с розеточной частью (1) и аксиально соединяемой с ней, имеющей с задней стороны отверстие для ввода кабеля вилочной частью, которая фиксируется на розеточной части (1) посредством навинчиваемой на наружную резьбу (6) на розеточной части (1) и расположенной с возможностью вращения на вилочной части накидной гайки (20; 120), и герметизируется от попадания влаги и/или грязи при помощи, по меньшей мере, одного уплотнительного элемента, отличающееся тем, что наружная резьба (6) на розеточной части (1) и соответствующая внутренняя резьба (21; 121) накидной гайки (20; 120) выполнены как многозаходная резьба, и/или на отверстии (18; 118; 218) для ввода кабеля с задней стороны (17; 117; 217) вилочной части предусмотрена корончатая часть (40; 140; 240), по меньшей мере, с одним радиальным приемным отверстием (41; 141; 241;) для кабеля (30; 130; 230).2. Штепсельное соединение по п.1, отличающееся тем, что корончатая часть (40; 140; 240) имеет несколько, в частности четыре, расположенных со сдвигом друг относительно друга на 90° и/или открытых с краю приемных отверстий (41 А-Д, 141 А-Д; 241 А-Д).3. Штепсельное соединение по п.1 или 2, отличающееся тем, что корончатая часть (40; 140; 240) и вилочная часть (10; 110; 210) замоноличены и выполнены предпочтительно как металлическая вращающаяся деталь, в частности латунная вращающаяся деталь.4. Штепсельное соединение по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что при радиальном подводе кабеля кабель (130) фиксируется в одном из приемных отверстий (141 А-Д) при помощи зажимной гильзы (134), причем армирующая или экранирующая оболочка кабеля (130) соединена с зажимной гильзой (134).5. Штепсельное соединение по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что на приемные отверстия корончатой части укладывается или между ними устанавливается экран для повышения электромагнитного экранирования, и/или экран, или радиально ориентированные, установленные в приемных отверстиях гильзы (260А, 260С) обеспечивают дополнительную механическую фиксацию кабеля при аксиальном подводе кабеля.6. Штепсельное соединение по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что на вилочной части формуется литьем под давлением стойко-эластичная профильная деталь (50; 150; 250), закрывающая или наполняющая кабель, отверстие для ввода кабеля и корончатую часть, причем вилочная часть (10; 110) на участке стенки, граничащем с отверстием для ввода кабеля (18; 118) имеет паз (19) под кольцевое уплотнение (19А).7. Штепсельное соединение по одному из пп.1-6, отличающееся тем, что наружная резьба (6) на розеточной части (1) и внутренняя резьба (12; 121) на вилочной части (10; 110) выполнены трехзаходными.8. Штепсельное соединение по одному из пп.1-7, отличающееся тем, что накидная гайка (20; 120) на внутреннем периметре имеет круговую канавку (23; 123) под запорное граненое кольцо (22; 122) или т.п., обеспечивающее установку на вилочной части (10; 110) с возможностью вращения.9. Штепсельное соединение по одному из пп.1-8, отличающееся тем, что между кольцевым приливом (24; 124) канавки (23; 123) со стороны внутренней резьбы и внутренней резьбой (21; 121) предусмотрен довольно большой зазор (25), обеспечивающий накидной гайке (20) свободный ход или защиту от перекручивания.10. Штепсельное соединение по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что в смонтированном виде между передней стороной накидной гайки (20; 120) и упорным фланцем (8) для накидной гайки (20; 120) на розеточной части (1) установлено кольцевое уплотнение (9А), в частности уплотнительное кольцо, которое сидит предпочтительно в пазу (9), проходящем между наружной резьбой (6) и упорным фланцем (8).