ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ РАЗЪЕМ, ОБОРУДОВАННЫЙ УСТРОЙСТВОМ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H01R13/52 

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к области электрических соединительных разъемов, содержащих штепсель, оборудованный первичными контактами, и цоколь, оборудованный вторичными контактами, выполненными с возможностью взаимодействия с первичными контактами. В частности, оно касается соединительных разъемов, используемых в авиации, например разъемов, которыми оборудуют электрические блоки управления реверсором тяги, генераторы переменного тока, электрические приводы или шасси.

Предшествующий уровень техники

Электрический блок управления реверсором тяги предназначен для управления реверсорами тяги авиационных гондол. Обычно такой блок содержит электронное вычислительное устройство, которое, будучи связанным с электронным усилителем мощности и с электрическим двигателем, позволяет управлять открыванием и закрыванием реверсора тяги при помощи электромеханических приводов.

Электрический блок управления содержит силовые или сигнальные электрические соединительные разъемы, которые обеспечивают его соединение, с одной стороны, с различными датчиками реверсора тяги и, с другой стороны, с полностью автономным электронно-цифровым контроллером двигателя (называемым также FADEC от Full Authority Digital Engine Control «автономная цифровая система управления двигателем»). Как известно, каждый такой электрический соединительный разъем содержит штепсель, снабженный первичными контактами, и цоколь, снабженный вторичными контактами, выполненными с возможностью взаимодействия с первичными контактами.

Учитывая особое местоположение электрического блока управления в реверсоре тяги гондол, некоторые цоколи соединительных разъемов содержат вторичные контакты, направленные в сторону действия силы тяжести. Однако когда противоположный штепсель такого соединительного разъема отсоединяется, с точки зрения надежности и срока службы соединительного разъема очень важно не допустить попадания загрязняющих посторонних веществ (таких как жидкости или пыль) в цоколь соединительных разъемов.

Краткое изложение существа изобретения

Основной задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка путем создания соединительного разъема, оборудованного устройством защиты от загрязнения.

Поставленная задача решена путем создания электрического соединительного разъема, содержащего в соответствии с настоящим изобретением клапан, закрепленный на цоколе и выполненный с возможностью поворота между закрытым положением, в котором он перекрывает доступ к вторичным контактам, и открытым положением, в котором он открывает доступ к вторичным контактам для обеспечения соединения штепселя с цоколем, и кольцевую муфту, закрепленную на электрическом кабеле, соединенном с штепселем, и выполненную с возможностью перемещения между двумя крайними положениями: нижним положением, в котором она закрывает клапан, когда штепсель и цоколь соединены, и верхним положением, в котором она открывает доступ к штепселю.

Клапан предназначен для предохранения вторичных контактов от попадания загрязняющих веществ, когда штепсель соединительного разъема отсоединяют от цоколя. Что касается муфты, то она позволяет изолировать клапан от любого контакта с загрязняющими веществами во время длительного пребывания в открытом положении (то есть, когда штепсель и цоколь соединены) и обеспечивает, таким образом, постоянное «собственное» закрывание клапана. Муфта предназначена также для удержания на месте клапана, когда он находится в открытом положении, чтобы избежать любого повреждения в результате вибраций. Таким образом, соединительный разъем абсолютно защищен от загрязнения при любых обстоятельствах.

Согласно конкретному варианту выполнения настоящего изобретения клапан установлен на поворотном пальце с осью, параллельной поперечной плоскости цоколя, таким образом, чтобы в закрытом положении клапан был по существу параллельным поперечной плоскости цоколя и в открытом положении клапан был по существу параллельным продольной плоскости цоколя, и вокруг поворотного пальца намотана пружина таким образом, чтобы клапан удерживался в закрытом положении в отсутствие действующего на него усилия. Благодаря наличию пружины клапан «автоматически» закрывает вторичные контакты как только штепсель отсоединяется от цоколя. Таким образом усиливается защита от загрязнения.

Согласно другому частному варианту выполнения настоящего изобретения клапан содержит силиконовую прокладку на своей внутренней стороне, обеспечивающую герметичное закрывание вторичных контактов цоколя, когда он находится в закрытом положении.

Согласно изобретению муфта имеет конструкцию в виде колокола, центрованного по продольной оси штепселя, и содержит систему разъемного крепления на одном из своих концов для обеспечения ее крепления на электрическом кабеле, соединенном со штепселем, при этом противоположный конец муфты является открытым и свободным, и муфта выполнена с возможностью перемещения скольжением от одного из своих крайних положений к другому. Предпочтительно такая муфта на уровне своего свободного конца содержит жесткое кольцо.

Согласно еще одному варианту выполнения настоящего изобретения муфта имеет сжимающуюся конструкцию, центрованную по продольной оси штепселя, причем один конец муфты закреплен на электрическом кабеле, соединенном со штепселем, а противоположный конец муфты является открытым и свободным, и муфта выполнена с возможностью сжиматься вдоль электрического кабеля, чтобы переходить из своего нижнего положения в свое верхнее положение.

Согласно еще одному варианту выполнения настоящего изобретения муфта имеет форму сильфона, центрованного вдоль продольной оси штепселя, причем один конец закреплен на электрическим кабеле, соединенном со штепселем, а противоположный конец муфты является открытым и свободным, и муфта выполнена с возможностью сворачиваться вдоль электрического кабеля, чтобы переходить из своего нижнего положения в свое верхнее положение.

Объектом настоящего изобретения являются также авиационная гондола и газотурбинный двигатель, содержащие, по меньшей мере, один описанный выше электрический соединительный разъем.

Краткое описание чертежей

Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют неограничительный пример выполнения и на которых:

Фиг. 1 и 2 изображают продольный разрез соединительного разъема в двух разных положениях, согласно первому варианту выполнения изобретения.

Фиг. 3А-3С - общий вид с частичным вырезом соединительного разъема в разных положениях, согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 4А и 4В - общий вид с частичным вырезом соединительного разъема в двух разных положениях, согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 5А и 5В - общий вид с частичным вырезом соединительного разъема в двух разных положениях, согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения.

Подробное описание различных вариантов выполнения изобретения

На фиг. 1, 2 и 3А-3С очень схематично показан электрический соединительный разъем согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения.

Соединительный разъем содержит штепсель 10 и цоколь (или основание) 12. Штепсель 10 соединен с электрическим кабелем (или электропроводом) 14. Что касается цоколя 12, то он предназначен для крепления к стенке 16 электрической коробки, например, блока управления реверсора тяги, используемого в авиации.

Штепсель 10 содержит полый корпус 18 по существу цилиндрической формы с продольной осью Х-Х, внутри которого установлен(ы) один или несколько первичных контактов 20. Цоколь 12 тоже содержит полый корпус 22 по существу цилиндрической формы с продольной осью Y-Y, внутри которого установлен(ы) один или несколько вторичных контактов 24, выполненных с возможностью взаимодействия с первичными контактами 20.

Под взаимодействием между первичными контактами 20 и вторичными контактами 24 следует понимать вхождение в контакт, позволяющее установить электрическое соединение, то есть обеспечивающее прохождение более или менее сильного электрического тока. Так, в примере выполнения, показанном на фиг. 1 и 2, первичные контакты 20 выполнены в виде продольных выступающих штырьков, а каждый из вторичных контактов 24 имеет полую трубчатую форму, в которую заходит штырек. Разумеется, можно предусмотреть любой другой тип первичных и вторичных контактов, позволяющих устанавливать электрическое соединение.

Чтобы избежать любого случайного разъединения между штепселем 10 и цоколем соединительного разъема, штепсель может также содержать кольцо 26, установленное с возможностью скольжения вокруг цилиндрического корпуса 18 штепселя и содержащее внутреннюю резьбу, при этом упомянутое кольцо завинчивают на соответствующей наружной резьбе 28 корпуса 22 цоколя после соединения штепселя и цоколя.

Согласно изобретению соединительный разъем дополнительно содержит клапан 30, закрепленный на цоколе 12. Клапан 30 выполнен с возможностью поворота между закрытым положением, в котором он перекрывает доступ к вторичным контактам 24 (фиг. 1 и 3А), и открытым положением, в котором он открывает доступ к вторичным контактам для соединения штепселя 10 с цоколем (фиг. 2, 3В и 3С).

В частности, клапан выполнен в виде по существу плоской крышки, имеющей диаметр, по меньшей мере, равный диаметру цилиндрического корпуса 22 цоколя 12. Клапан устанавливают на поворотный палец 32, шарнирно установленный вокруг оси 34, параллельной поперечной плоскости Р цоколя (фиг. 3А и 3В). Таким образом, в закрытом положении клапан 30 находится в плоскости, по существу параллельной поперечной плоскости Р цоколя и лежит на цилиндрическом корпусе 22 цоколя, закрывая этот корпус (фиг. 1 и 3А). В открытом положении, наоборот, клапан 30 повернут примерно на 90° по отношению к своему закрытому положению и, следовательно, находится в плоскости, параллельной продольной плоскости цоколя, позволяя произвести соединение штепселя с цоколем (фиг. 2, 3В и 3С). Перемещение клапана из закрытого положения в открытое положение осуществляют вручную.

Согласно предпочтительному отличительному признаку настоящего изобретения вокруг поворотного пальца 32 клапана 30 намотана пружина 36, один конец которой закреплен на клапане, а другой - на цоколе (фиг. 1, 2 и 3В). Пружина намотана вокруг поворотного пальца 32 таким образом, чтобы в положении покоя (то есть при отсутствии усилия, действующего на клапан) она удерживала клапан в закрытом положении. Когда клапан поворачивают в открытое положение, пружина наматывается вокруг поворотного пальца 32 и действует силой на поворотный палец, стремящийся закрыть клапан. Таким образом, клапан не может остаться случайно открытым, когда штепсель 10 и цоколь 12 соединительного разъема разъединяют.

Согласно другому предпочтительному отличительному признаку настоящего изобретения клапан 30 содержит также силиконовую прокладку 38 на своей внутренней стороне (фиг.1), которая в закрытом положении абсолютно герметично закрывает вторичные контакты 24 цоколя 12.

Согласно изобретению соединительный разъем содержит также кольцевую муфту 40, закрепленную на электрическом кабеле 14, соединенную с штепселем 10 и выполненную с возможностью перемещения между двумя крайними положениями: нижним положением, в котором она закрывает клапан 30 после соединения штепселя 10 и цоколя 12, чтобы предохранять цоколь от загрязняющих веществ (фиг. 2 и 3С), и верхним положением, в котором она открывает доступ к штепселю 10, чтобы произвести разъединение соединительного разъема (фиг. 1, 3А и 3В).

В первом варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на фиг. 1, 2 и 3А-3С, муфта имеет вид по существу конусного колокола, выполненного из мягкого или полужесткого материала, например, такого как эластомер.

В частности, колокол 40 центрован вдоль продольной оси Х-Х штепселя 10 и выполнен с возможностью перемещения скольжением вдоль электрического кабеля 14, чтобы переходить из одного своего крайнего положения в другое. Для этого колокол 40 удерживается одним из своих концов 42 на электрическом кабеле 14 при помощи разъемной системы крепления. Например, система крепления может быть выполнена в виде стяжного хомута 44, который можно ослабить. Другой конец 46 колокола остается открытым и свободным.

Диаметр свободного конца 46 колокола больше диаметра его конца 42, удерживаемого вокруг кабеля, чтобы он мог полностью закрывать клапан 30 после соединения штепселя и цоколя. Кроме того, когда штепсель и цоколь соединены, свободный конец 46 колокола предпочтительно может входить в контакт с кольцом 48, концентричным с корпусом 22 цоколя, закрепленным на стенке 16 и имеющим диаметр, немного меньший диаметра свободного конца 46 колокола. Такое кольцо позволяет избежать любого случайного смещения колокола относительно соединительного разъема.

Операция соединения штепселя 10 с цоколем вытекает из всего вышесказанного. Колокол 40 удерживается закрепленным на кабеле 14 в своем верхнем положении, открывая доступ к штепселю 10. Клапан 30 поворачивают из закрытого положения (фиг. 1 и 3А) в открытое положение и удерживают рукой в этом положении для подсоединения штепселя к цоколю (фиг.3В). После соединения штепселя и цоколя клапан отпускают, и он прижимается к штепселю под действием пружины 36 (фиг.2). Стяжной хомут 44 колокола 40 ослабляют и колокол перемещают скольжением вдоль кабеля 14 в его нижнее положение, при этом свободный конец 46 колокола заходит вокруг кольца 48 (фиг. 2 и 3С). После этого стяжной хомут колокола можно снова закрепить. Операцию разъединения осуществляют в обратном порядке.

Согласно предпочтительному отличительному признаку первого варианта выполнения, показанного на фиг. 1 и 2, на уровне своего свободного конца 46 муфта 40 содержит кольцо 50 из жесткого материала, например из металла. Такое кольцо 50 предназначено для обеспечения жесткости цилиндрической части муфты во время ее перемещений.

На фиг. 4А и 4В показан соединительный разъем согласно второму варианту выполнения настоящего изобретения. В этом варианте выполнения штепсель 10, цоколь 12 и клапан 30 идентичны описанному выше первому варианту выполнения.

Соединительный разъем тоже содержит муфту 40', закрепленную на электрическом кабеле 14, соединенную с штепселем 10 и выполненную с возможностью перемещения между двумя крайними положениями: нижним положением, в котором она закрывает клапан 30 после соединения штепселя 10 и цоколя 12, чтобы предохранять цоколь от загрязняющих веществ (фиг.4А), и верхним положением, в котором она открывает доступ к штепселю 10, чтобы произвести разъединение соединительного разъема (фиг.4В).

Во втором варианте выполнения муфта 40' имеет сжимающуюся конструкцию по существу цилиндрической формы, выполненную из мягкого или полужесткого материала, например, такого как эластомер.

Сжимающаяся конструкция 40' центрована вдоль продольной оси штепселя с концом 42', закрепленным вокруг электрического кабеля 14 при помощи крепления 44', при этом другой конец 46' остается открытым и свободным. Диметр свободного конца 46' сжимающейся конструкции 40' больше диаметра ее неподвижного конца 42', чтобы полностью закрывать клапан 30 после соединения штепселя и цоколя.

Кроме того, конструкция 40' выполнена с возможностью сжиматься вдоль электрического кабеля, чтобы переходить из своего нижнего положения в верхнее положение. Для этого, как показано на фиг. 4А и 4В, муфта может иметь известную конструкцию в виде сильфона, сжимающегося наподобие гармошки. В альтернативном варианте муфта может иметь телескопическую конструкцию. Операции по соединению и разъединению этого соединительного разъема идентичны операциям, описанным в отношении первого варианта выполнения.

На фиг. 5А и 5В показан соединительный разъем согласно третьему варианту выполнения настоящего изобретения. В этом варианте выполнения штепсель 10, цоколь 12 и клапан 30 идентичны описанному выше первому варианту выполнения.

Соединительный разъем тоже содержит муфту 40”, закрепленную на электрическом кабеле 14, соединенную с штепселем 10 и выполненную с возможностью перемещения между двумя крайними положениями: нижним положением, в котором она закрывает клапан 30 после соединения штепселя 10 и цоколя 12, чтобы предохранять цоколь от загрязняющих веществ (фиг.5А), и верхним положением, в котором она открывает доступ к штепселю 10, чтобы произвести разъединение соединительного разъема (фиг.5В).

В этом варианте выполнения муфта 40” имеет конструкцию в виде по существу конусного сильфона, выполненного из мягкого материала, например, такого как эластомер.

Эта конструкция 40” центрована вдоль продольной оси штепселя с концом 42”, закрепленным вокруг электрического кабеля 14 при помощи крепления 44”, при этом другой конец 46” остается открытым и свободным. Диметр свободного конца 46” сильфона 40” больше диаметра его неподвижного конца 42”, чтобы полностью закрывать клапан 30 после соединения штепселя и цоколя.

Кроме того, сильфон 40” выполнен с возможностью сворачиваться вдоль электрического кабеля 14, чтобы переходить из своего нижнего положения (фиг.5А) в верхнее положение (фиг.5В). Для этого материал, из которого выполнен сильфон 40”, должен быть достаточно мягким, чтобы иметь возможность сворачиваться, но вместе с тем должен обладать также определенной жесткостью, чтобы можно было удерживать без усилия в верхнем положении. Операции по соединению и разъединению этого соединительного разъема идентичны операциям, описанным в отношении первого варианта выполнения.

Объектом настоящего изобретения является электрический соединительный разъем, содержащий штепсель (10), снабженный первичными контактами (20), и цоколь (12), снабженный вторичными контактами (24), выполненными с возможностью взаимодействия с первичными контактами. Соединительный разъем дополнительно содержит клапан (30), закрепленный на цоколе и выполненный с возможностью поворота между закрытым положением, в котором он перекрывает доступ к вторичным контактам (24), и открытым положением, в котором он открывает доступ к вторичным контактам для обеспечения соединения штепселя с цоколем, и кольцевую муфту (40), закрепленную на электрическом кабеле (14), соединенном с штепселем (10), и выполненную с возможностью перемещения между двумя крайними положениями: нижним положением, в котором она закрывает клапан (30), когда штепсель и цоколь соединены, и верхним положением, в котором она открывает доступ к штепселю. Технический результат - повышение надежности и срока службы за счет предотвращения попадания загрязняющих посторонних веществ, таких как жидкости или пыль, в цоколь разъема. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Электрический соединительный разъем, содержащий штепсель (10), снабженный первичными контактами (20), и цоколь (12), снабженный вторичными контактами (24), выполненными с возможностью взаимодействия с первичными контактами, отличающийся тем, что дополнительно содержит
клапан (30), закрепленный на цоколе и выполненный с возможностью поворота между закрытым положением, в котором он перекрывает доступ к вторичным контактам (24), и открытым положением, в котором он открывает доступ к вторичным контактам для обеспечения соединения штепселя с цоколем, и
кольцевую муфту (40, 40′, 40′′), закрепленную на электрическом кабеле (14), соединенном с штепселем (10), и выполненную с возможностью перемещения между двумя крайними положениями: нижним положением, в котором она закрывает клапан (30), когда штепсель и цоколь соединены, и верхним положением, в котором она открывает доступ к штепселю.

2. Разъем по п.1, отличающийся тем, что
клапан (30) установлен на поворотном пальце (32) с осью (34), параллельной поперечной плоскости (Р) цоколя (12), так, что в закрытом положении клапан по существу параллелен поперечной плоскости (Р) цоколя, а в открытом положении клапан по существу параллелен продольной плоскости цоколя, и вокруг поворотного пальца (32) намотана пружина (36) таким образом, чтобы клапан (30) удерживался в закрытом положении в отсутствие действующего на него усилия.

3. Разъем по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что клапан (30) содержит силиконовую прокладку (38) на своей внутренней стороне, обеспечивающую герметичное закрывание вторичных контактов (24) цоколя (12), когда он находится в закрытом положении.

4. Разъем по п.1, отличающийся тем, что муфта (40) имеет конструкцию в виде колокола, центрованного вдоль продольной оси (Х-Х) штепселя (10), и содержит систему (44) разъемного крепления на одном из своих концов (42) для обеспечения ее крепления на электрическом кабеле (14), соединенном со штепселем, при этом противоположный конец (46) муфты является открытым и свободным,
при этом муфта (40) выполнена с возможностью перемещения скольжением вдоль электрического кабеля (14), так, чтобы переходить из одного из своих крайних положений к другому.

5. Разъем по п.1, отличающийся тем, что муфта (40) на уровне своего свободного конца (46) содержит жесткое кольцо (50).

6. Разъем по п.1, отличающийся тем, что муфта (40′) имеет сжимающуюся конструкцию, центрованную вдоль продольной оси (Х-Х) штепселя (10), причем один конец (42′) закреплен на электрическом кабеле (14), соединенном со штепселем, а противоположный конец (46′) муфты является открытым и свободным, и
при этом муфта (40′) выполнена с возможностью сжиматься вдоль электрического кабеля (14), чтобы переходить от своего нижнего положения в верхнее положение.

7. Разъем по п.1, отличающийся тем, что
муфта (40′) имеет форму сильфона, центрованного вдоль продольной оси (Х-Х) штепселя (10), один конец (42′′) закреплен на электрическим кабеле (14), соединенном со штепселем, а противоположный конец (46′′) муфты является открытым и свободным,
при этом муфта (40′′) выполнена с возможностью сворачиваться вдоль электрического кабеля (14), чтобы переходить от своего нижнего положения в верхнее положение.

8. Авиационная гондола, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, один электрический соединительный разъем по любому из пп.1-7.

9. Газотурбинный двигатель, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один электрический соединительный разъем по любому из пп.1-7.