РАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Российский патент 2015 года по МПК H01R13/625 

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое изобретение относится к штекерному соединению для передачи электрической энергии с гнездовой частью и штекерной частью, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Из уровня техники известно множество штекерных соединений, предназначенных для соединения кабелей в области энергетики. Такие штекерные соединения служат, например, для соединения агрегата аварийного питания и ввода электропитания энергетического предприятия в здании в случае сбоя электропитания.

Обычно по подобным силовым кабелям протекают токи силой порядка нескольких сотен ампер. Для этого электрический провод обычно имеет сечение порядка 40-600 мм². Провода такого сечения, вследствие своей величины, довольно неудобны для пользователя, которому нужно состыковать штекерное соединение.

Штекерные соединения, известные из уровня техники, содержат, соответственно, штепсельную или штекерную часть и гнездовую часть, причем эти части могут соединяться между собой. Между электрическим проводом гнездовой части и электрическим проводом штекерной части предусмотрен контактный элемент, например, контактная ламель. Кроме того, между гнездовой частью и штекерной частью обычно располагается уплотнительный элемент, который препятствует проникновению влажности, пыли или даже воды в область контактного элемента.

При установлении штекерного соединения между гнездовой частью и штекерной частью пользователь должен приложить сравнительно большое усилие, чтобы ввести штекерную часть в гнездовую часть, причем приходится преодолевать соответствующие осевые силы сопротивления. Максимальная сила сопротивления обычно складывается из различных сил сопротивления. В качестве первой силы сопротивления можно назвать силу, которую необходимо приложить, чтобы преодолеть сопротивление контактного элемента между штекерной частью и гнездовой частью. Еще одну силу сопротивления необходимо приложить, чтобы преодолеть сопротивление возможного уплотнительного элемента. Следовательно, пользователю приходится прикладывать осевое усилие, чтобы преодолеть упомянутые силы сопротивления.

Обобщая сказанное, пользователю, который собирается состыковать штекерное соединение, очень неудобно то, что ему приходится прикладывать сравнительно большое усилие в направлении центральной оси, чтобы установить соединение между штекером и гнездом. В особенности в экстренной ситуации, например, при подключении аварийных генераторов в больнице, соединение штепсельной части и гнездовой части задерживает запуск аварийных генераторов, что может привести к очень тяжелым последствиям, а в наихудшем случае - к причинению вреда здоровью человека.

Раскрытие изобретения

Учитывая уровень техники, задачей изобретения является разработка штекерного соединения, которое будет лишено недостатков, присущих уровню техники. В частности, необходимо разработать штекерное соединение для электрического соединения, которое сократит усилие, прилагаемое для стыковки штекерного соединения в осевом направлении, в результате чего пользователю будет проще соединить гнездовую часть со штекерной частью.

Эта задача решается корпусом электрического разъема с признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения. Согласно этим признакам, штекерное соединение содержит корпус со стороны гнездовой части, по меньшей мере, с одним гнездовым элементом, проводящим электрический ток, корпус со стороны штепсельной части, по меньшей мере, с одним штепсельным элементом, проводящим электрический ток, и, по меньшей мере, один контактный элемент для установления электрического контакта между гнездовым элементом и штепсельным элементом. Гнездовой элемент и штепсельный элемент проходят, по существу, вдоль центральной оси. Корпус со стороны гнездовой части и корпус со стороны штепсельной части, то есть, гнездовой элемент и штепсельный элемент могут соединяться между собой при помощи вставного движения, так что в соединенном состоянии между гнездовым элементом и штепсельным элементом устанавливается электрический контакт. Контактный элемент противопоставляет вставному движению первую силу сопротивления, которую необходимо преодолеть для установления штекерного соединения. Кроме того, штекерное соединение содержит самостопорящийся фиксирующий элемент, который предназначен для фиксации штекерного соединения и противопоставляет вставному движению вторую силу сопротивления. Между корпусом со стороны гнездовой части и корпусом со стороны штепсельной части предусмотрены направляющие элементы, которые выполнены таким образом, чтобы крутящий момент, прикладываемый, по меньшей мере, к одному из корпусов, преобразовывался в поддерживающую силу, действующую в направлении вставного движения. Такая поддерживающая сила позволяет преодолеть, по меньшей мере, часть сил сопротивления.

Поскольку пользователь может приложить крутящий момент, ему становится удобнее состыковать штекерное соединение.

В особенно предпочтительном варианте применяется однополюсное соединение с единственным гнездовым элементом и единственным штепсельным элементом. Также возможно многополюсное соединение, причем в этом случае может быть предусмотрено несколько гнездовых элементов и несколько штепсельных элементов.

Предпочтительно, между корпусом со стороны гнездовой части и корпусом со стороны штепсельной части дополнительно расположен уплотнительный элемент, который герметизирует зазор между корпусом со стороны гнездовой части и корпусом со стороны штепсельной части относительно текучих сред, например, воды или воздуха, причем уплотнительный элемент противопоставляет вставному движению третью силу сопротивления.

Силы сопротивления действуют чаще всего (в зависимости от конструкции) в осевом направлении, то есть, в направлении центральной оси.

Предпочтительно, направляющие элементы выполнены таким образом, чтобы вставное движение на первом участке было направлено вдоль линии поступательного движения параллельно центральной оси, а на втором участке - вдоль линии вращательного движения или комбинации вращательного и поступательного движения.

Предпочтительно, направляющие элементы состоят из пар направляющий канал - направляющая гребенка, причем канал входит в направляющую гребенку. При этом направляющий канал расположен на корпусе, то есть, например, на корпусе со стороны гнездовой части или штепсельной части, а направляющая гребенка расположена на другом корпусе, то есть, на корпусе со стороны штепсельной или гнездовой части.

Предпочтительно, фиксирующий элемент имеет упор, в который при вставном движении упирается один корпус, причем этот упор поступательно сдвигает фиксирующий элемент вместе с корпусом, а вторая сила сопротивления противодействует вставному движению тогда, когда посредством корпуса сдвигается фиксирующий элемент.

Предпочтительно, направляющий элемент выполнен таким образом, чтобы он в подсоединенном состоянии препятствовал осевому смещению обоих корпусов, в то время как фиксирующий элемент предотвращал бы проворачивание обоих корпусов друг относительно друга.

Предпочтительно, фиксирующий элемент при достижении подсоединенного состояния самостоятельно перемещается в направлении, противоположном направлению вставки, от корпуса, к которому прилегает фиксирующий элемент, к другому корпусу. При этом запирание фиксирующего элемента осуществляется путем поворота корпусов друг относительно друга, причем запирание осуществляется, в частности, упором, который входит в фиксирующую выемку.

Предпочтительно, фиксирующий элемент расположен таким образом, чтобы поддерживающая сила действовала тогда, когда необходимо преодолевать и вторую силу сопротивления, и/или уплотнительный элемент расположен таким образом, чтобы поддерживающая сила действовала тогда, когда необходимо преодолевать еще и третью силу сопротивления.

Когда действуют обе эти силы или одна из двух сил, полная сила сопротивления увеличивается по сравнению с первой силой сопротивления. Таким образом, особенно выгодно то, что компенсация крутящим моментом может быть применена тогда, когда сила сопротивления максимальна.

Предпочтительно, направляющий элемент содержит направляющий канал и, по меньшей мере, одну направляющую гребенку, входящую в направляющий канал, причем направляющий канал на первом участке проходит параллельно линии вставного движения, а на втором участке - под углом к линии вставного движения.

Предпочтительно, фиксирующий элемент соединен с корпусом со стороны гнездовой части или с корпусом со стороны штепсельной части с возможностью смещения в осевом направлении к соответствующему элементу, причем пружина развивает вторую силу сопротивления.

Прочие выгодные варианты исполнения раскрываются в зависимых пунктах формулы.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты исполнения изобретения описываются ниже на основании фигур, которые служат исключительно для иллюстрации изобретения и не носят ограничительного характера. На фигурах изображено:

Фигура 1: перспективный вид гнездовой стороны штекерного соединения.

Фигура 2: вид сбоку согласно фигуре 1.

Фигура 3: разрез согласно фигуре 1.

Фигура 4: перспективный вид штепсельной стороны штекерного соединения.

Фигура 5: вид сбоку согласно фигуре 4.

Фигура 6: разрез согласно фигуре 4.

Фигура 7: разрез штекерного соединения, причем гнездовая сторона, показанная на фигурах 1-3, соединена со штепсельной стороной, показанной на фигурах 4-6.

Фигура 8: перспективный вид штепсельной стороны и гнездовой стороны незадолго перед соединением.

Фигура 9: схема распределения сил во время процесса стыковки штекерного соединения.

Осуществление изобретения

На фигурах 1-8 показаны части штекерного соединения, предназначенного для установления электрического контакта между двумя силовыми кабелями. Обычно кабели имеют сечение от 40 до 600 мм², предпочтительно, от 100 до 450 мм², и служат для передачи электрической энергии, причем номинальное напряжение составляет порядка 1000 В~ или 1500 В=. Также возможны другие значения напряжения.

Штекерное соединение содержит, по существу, гнездовую сторону с корпусом 1 со стороны гнездовой части и токопроводящим гнездовым элементом 3, штепсельную сторону с корпусом 2 со стороны штепсельной части и токопроводящим штепсельным элементом 4, а также, по меньшей мере, один контактный элемент 5, предназначенный для установления электрического контакта между гнездовым элементом 3 и штепсельным элементом 4. Когда гнездовая сторона полностью входит в соединение со штепсельной стороной, штекерное соединение находится в подсоединенном состоянии, причем в этом случае установлен электрический контакт между гнездовым элементом 3 и штепсельным элементом 4. В подсоединенном состоянии корпус 1 со стороны гнездовой части соединен с корпусом 2 со стороны штепсельной части, а гнездовой элемент 2 соединен со штепсельным элементом 3.

Фиксирующий элемент 6 позволяет зафиксировать соединение корпуса 1 со стороны гнездовой части и корпуса 2 со стороны штепсельной части, в результате чего предотвращается нежелательное размыкание штекерного соединения.

Следовательно, фиксирующий элемент 6 воспринимает силу, действующую в осевом направлении.

На фигурах 1 и 2 показан корпус 1 со стороны гнездовой части. Корпус 1 со стороны гнездовой части проходит вдоль центральной оси М и имеет, по существу, форму полого цилиндра, причем боковая стенка 10 ограничивает внутреннее пространство 11. Во внутреннем пространстве 11 расположен электропроводящий гнездовой элемент 3 (см. ниже - разрез на фигуре 3).

Корпус 1 со стороны гнездовой части содержит направляющий участок 12, который служит для направления корпуса 2 со стороны штепсельной части. Спереди направляющий участок 12 ограничен плоскостью 16. К направляющему участку 12 примыкает опорный участок 13, который служит опорой для фиксирующего элемента 6. К опорному участку 13 примыкает участок 14 крепления кабеля, который может зажимать кабель, проложенный во внутреннем пространстве 11 через участок 14 крепления кабеля, с целью уменьшения растягивающего усилия. Кабель, проложенный во внутреннем пространстве 11, электрически соединяется во внутреннем пространстве 11 с гнездовым элементом 3, в результате чего устанавливается электрический контакт между гнездовым элементом 3 и жилой или жилами кабеля.

В области направляющего участка 12 корпус 1 со стороны гнездовой части содержит направляющие элементы 7, которые служат для направления корпуса со стороны штепсельной части в процессе стыковки штекерного соединения. В данном случае направляющие элементы 7 имеют форму первого направляющего канала 70 и второго направляющего канала 75, в которые может входить направляющая гребенка 71, расположенная на другом корпусе 2.

Направляющие каналы 70, 75, как хорошо видно на фигуре 1, содержат первый участок 72, который проходит вдоль центральной оси М. К первому участку 72 примыкает второй участок 73, расположенный под углом к центральной оси М. Предпочтительно, угол между первым участком 72 и вторым участком 73 составляет от 30° до 60°, особенно предпочтительно, около 45°. Ко второму участку 73 примыкает третий участок 74, который также расположен под углом к первому участку 72. Предпочтительно, третий участок 74 расположен под прямым углом к первому участку 72.

На фигуре 3 представлен разрез корпуса 1 со стороны гнездовой части. На основании этой фигуры ниже описывается гнездовой элемент 3 и его расположение во внутреннем пространстве 11 корпуса 1. Гнездовой элемент 3 содержит гнездовое отверстие 30, в которое в подсоединенном состоянии входит штепсельный элемент 4. Гнездовое отверстие 30 имеет, по существу, форму полого цилиндра круглого сечения. В гнездовом отверстии 30 по периметру выполнен паз 31, который служит для приема контактного элемента 5, который в данном случае имеет форму контактной ламели. Кроме того, в гнездовом отверстии 30 расположена направляющая оправка 32, которая, предпочтительно, проходит через все гнездовое отверстие 30, а в особенно предпочтительном варианте выступает из гнездового отверстия 30. Эта направляющая оправка 32 служит для направления штепсельного элемента 4 в подсоединенном состоянии или во время установления соединения. Передняя часть направляющей оправки окружена изолирующим колпачком 35, который изготовлен из материала, не проводящего электрический ток. Таким образом, пользователь не может соприкоснуться с электропроводящими элементами.

Напротив гнездового отверстия 30 расположен контактный участок 33, который находится в области участка 14 для крепления кабеля. Контактный участок 33 служит, по существу, для крепления электрической жилы кабеля, причем эта жила, например, при помощи зажимного соединения электрически соединяется с контактным участком 33 и, тем самым, с гнездовым элементом 3.

На фигуре 3 хорошо видно, что гнездовой элемент 3 расположен во внутреннем пространстве 11 корпуса 1 со стороны гнездовой части. При этом гнездовой элемент 3 расположен таким образом, чтобы пользователь снаружи не мог прикоснуться к нему. Кроме того, между контактным элементом 3 и корпусом 1 расположен уплотнительный элемент 34, который в данном случае имеет форму кольца круглого сечения и герметизирует промежуточное пространство между внутренним пространством 11 и гнездовым элементом 3. Благодаря этому влажность из участка 14 крепления кабеля не может попадать в область контактного элемента 5.

На внешней стороне за направляющим участком 12 в данном случае расположен уплотнительный элемент 8, который герметизирует промежуточное пространство между корпусом 1 со стороны гнездовой части и корпусом 2 со стороны штепсельной части. Уплотнительный элемент 8 в данном случае имеет форму кольца круглого сечения, укладывающегося в паз 80, заходящий в корпус 1 со стороны гнездовой части.

В области опорного участка 13 расположен фиксирующий элемент 6, причем фиксирующий элемент 6 полностью охватывает корпус 1 со стороны гнездовой части. Предпочтительно, фиксирующий элемент 6 окружен манжетой 63, за которую пользователь может удобно ухватить фиксирующий элемент 6. Фиксирующий элемент 6 служит, по существу, для крепления корпуса 1 со стороны гнездовой части к корпусу 2 со стороны штепсельной части в подсоединенном состоянии, причем фиксация, в частности, предотвращает проворачивание обоих корпусов 1, 2 друг относительно друга. Корпус 1 со стороны гнездовой части в области опорного участка 13 имеет кольцевую упорную поверхность 15, к которой прилегает нажимная пружина 61, отжимающая фиксирующий элемент 6 от этой упорной поверхности 15 к направляющему участку 12. При этом фиксирующий элемент 6 соединен с корпусом 1 со стороны штепсельной части таким образом, чтобы он имел ограниченную свободу перемещения из блокирующего положения в размыкающее положение вдоль центральной оси М. Фиксирующий элемент всегда отжимается нажимной пружиной 61 вперед к направляющему участку 12, что соответствует блокирующему положению. Во время процесса установления штекерного соединения нажимная пружина сжимается, то есть, фиксирующий элемент 6 смещается вправо в направлении стрелки Р (см. фиг.3). Когда корпус 1 со стороны гнездовой части и корпус 2 со стороны штепсельной части находятся в конечном положении, то есть, в подсоединенном состоянии, пружина 61 снова смещает фиксирующий элемент 6 в исходное положение в направлении, противоположном направлению Р. Наличие пружины 61 позволяет говорить об автоматическом фиксирующем элементе.

Фиксирующий элемент 6 содержит также оконечный элемент 62. Оконечный элемент 62 установлен в фиксирующем элементе 6 с возможностью вращения и может поворачиваться вокруг собственной оси на 180 градусов. Таким образом, оконечный элемент 62 примыкает к внешней кромке 17 корпуса 1 со стороны гнездовой части. Следовательно, фиксирующий элемент более не может смещаться относительно него в направлении стрелки Р.

Направляющая, не показанная на фигурах, позволяет направить фиксирующий элемент 6 к корпусу 1 со стороны гнездовой части таким образом, чтобы не допускалось проворачивание между корпусом 1 и фиксирующим элементом 6.

На фигурах 4-6 показан корпус 2 со стороны штепсельной части. Корпус 2 со стороны штепсельной части содержит боковую стенку 20, которая ограничивает внутреннее пространство 21. Во внутреннем пространстве 21 расположен штепсельный элемент 4. При этом форма внутреннего пространства 21 позволяет ему вмещать направляющий участок 12 корпуса 1 со стороны гнездовой части. Штепсельный элемент 4 проходит через внутреннее пространство 21 и, в подсоединенном состоянии, входит в гнездовое отверстие 30. Кроме того, корпус 2 со стороны штепсельной части содержит участок 22 для крепления кабеля, который, аналогично участку 14 для крепления кабеля корпуса 1 со стороны гнездовой части, служит для крепления кабеля, в электрическом контакте с которым состоит штепсельный элемент 4. Кроме того, корпус 2 со стороны штепсельной части окружен манжетой 29, за которую пользователь может ухватить корпус 2.

Штепсельный элемент 4, который хорошо виден на фигуре 6, содержит цилиндрический участок 40 штепселя, который входит в гнездовое отверстие 30. С задней стороны к участку 40 штепселя примыкает контактный участок 43, который служит для установления электрического контакта с кабелем. Кроме того, на участке 40 штепселя имеется центральное направляющее отверстие 42, которое служит для приема направляющей оправки 32 гнездового элемента 3. Кроме того, в передней части участка 40 штепселя имеется защитный элемент 45, который, предпочтительно, изготовлен из материала, не проводящего электрический ток. Штепсельный элемент 4 в области участка 40 штепселя полностью окружен корпусом 2 со стороны штепсельной части. Кроме того, на фигуре 6 показано, что уплотнение 24, в данном случае выполненное в виде кольца круглого сечения, герметизирует зазор между корпусом 2 и контактным элементом 4 в отношении текучих сред.

Кроме того, на фигуре 6 хорошо видно, что во внутреннем пространстве 21 расположена направляющая гребенка 71. При этом в каждом направляющем канале 70, 75, предпочтительно, расположено по одной направляющей гребенке 71. Направляющая гребенка 71 во время установления штекерного соединения и в подсоединенном состоянии входит в соответствующий направляющий канал. Сопряжение направляющих каналов 70, 75, в частности, третьего участка 74 и направляющей гребенки 71, позволяет осуществить осевую фиксацию двух корпусов 1, 2.

На фигуре 7 показано штекерное соединение в подсоединенном состоянии, причем в данном случае хорошо видно, как сторона гнездовой части соединяется со стороной штепсельной части. Выражение «сторона гнездовой части» и «сторона штепсельной части» относится к электропроводящим деталям, то есть, к гнездовому элементу 3 и штепсельному элементу 4.

На фигуре 9 схематично показан типичный график распределения сил во время процесса установления штекерного соединения. Во время процесса установления штекерного соединения корпус 1 со стороны гнездовой части стыкуется с корпусом со стороны штепсельной части, благодаря чему между гнездовым элементом 3 и штепсельным элементом 4 возникает электропроводящее соединение. Процесс установления штекерного соединения обычно осуществляется при помощи вставного движения, причем корпус 1 со стороны гнездовой части и корпус 2 со стороны штепсельной части смещаются друг относительно друга. Во время установления и размыкания штекерного соединения необходимо преодолевать эти силы сопротивления, противодействующие в осевом направлении, в результате чего обе части 1, 2 корпуса могут смещаться относительно друг друга. Во время процесса установления штекерного соединения необходимо также преодолеть разнообразные силы сопротивления, чтобы соединить обе части 1, 2 корпуса.

На фигуре 9 представлены преодолеваемые силы сопротивления в отношении процесса установления штекерного соединения. На оси Х откладывается путь вставного движения, а на оси Y - соответствующая сила сопротивления.

На первом участке пути до SR необходимо преодолеть лишь очень небольшую (по сравнению с другими силами сопротивления) силу FR трения между двумя корпусами 1, 2, гнездовым элементом 3 и штепсельным элементом 4, а также направляющей оправкой 32 и направляющим отверстием 25.

Когда штепсельный элемент 4 продвинется настолько, что он войдет в соприкосновение с контактным элементом 5, контактный элемент 5 противопоставит вставному движению первую осевую силу F1 сопротивления. Таким образом, на участке SR-S1 действует, по существу, сила F1 сопротивления, которую пользователю необходимо преодолеть, чтобы продолжить вставное движение.

На следующем этапе корпус, в зависимости от конструкции, входит в соприкосновение с подпружиненным фиксирующим элементом 6 и/или уплотнительным элементом 8, причем оба этих элемента также развивают силу сопротивления. Две этих осевых силы сопротивления представлены на фигуре 9 второй силой F2 сопротивления и третьей силой F3 сопротивления. Вторая сила F2 сопротивления по определению развивается фиксирующим элементом 6, а третья сила F3 сопротивления - уплотнительным элементом 8. При этом возможен вариант, в котором уплотнительный элемент в направлении вставки располагается перед фиксирующим элементом 6, причем в этом случае третью силу F3 сопротивления придется преодолевать перед второй. Также возможно расположение в обратном порядке. Кроме того, возможен вариант, в котором уплотнительный элемент 8 и фиксирующий элемент 6 будут расположены на одном уровне, то есть, их придется преодолевать единовременно.

На фигуре 9 показано, что пользователю для установления штекерного соединения необходимо преодолеть большую силу сопротивления, складывающуюся, по существу, из сил F1, F2, F3 сопротивления. С такой силой пользователю необходимо сводить оба корпуса 1, 2.

Ниже на основании фигур 1-8 описываются процессы, выполняющиеся при установлении штекерного соединения. На фигуре 8 оба элемента штекерного соединения показаны в исходном положении.

На первом этапе при установлении соединения корпус 1 со стороны гнездовой части и корпус 2 со стороны штепсельной части смещаются друг относительно друга вдоль линии S вставного движения в направлении центральной оси М. При этом направляющие гребенки 71 входят в соответствующий направляющий канал 70, 75. Кроме того, контактный элемент 5 в гнездовом элементе 3 входит в соприкосновение со штепсельным элементом 4, причем необходимо увеличить усилие вставки, чтобы преодолеть первую силу F2 сопротивления контактного элемента 5.

Если теперь корпус 2 со стороны штепсельной части упрется в упорный элемент 60 фиксирующего элемента 6, движению будет противодействовать вторая сила F2 сопротивления фиксирующего элемента 6. Направляющие гребенки 71 в это время находятся в области второго участка 73 направляющих каналов 70, 75. При вращении корпуса 1, на котором расположены направляющие гребенки 71, относительно корпуса, на котором расположены направляющие каналы 70, 75, направляющие гребенки 71 перемещаются вдоль расположенных под углом участков 73, причем крутящий момент за счет такого расположения под углом преобразуется в поддерживающую силу, действующую в направлении вставки. Таким образом, для вращения пользователю необходимо развить крутящий момент, который действует между двумя корпусами 1, 2. Соответственно, направляющие элементы 7 выполнены таким образом, чтобы при приложении крутящего момента, по меньшей мере, к одному из двух корпусов 1, 2 возникала поддерживающая сила в направлении вставного движения S. В результате эта поддерживающая сила позволяет преодолеть, по меньшей мере, часть сил F1, F2, F3 сопротивления. Однако предпочтительно, как предусматривается предлагаемым вариантом исполнения, все силы сопротивления преодолеваются на последнем участке движения за счет поддерживающей силы и, следовательно, крутящего момента.

Вращательное движение выгодно тем, что пользователю при совершении вращательного движения легче преодолевать осевые силы сопротивления, чем при совершении поступательного движения. Таким образом, вращательное движение эргономичнее и лучше соответствует ходу движения.

Вращательное движение или крутящий момент поддерживаться и дальше, в результате чего направляющие гребенки 71 заходят на третий участок 74. В этом положении выемка 23 корпуса 2 со стороны штепсельной части и упорный элемент 60 расположены друг относительно друга таким образом, чтобы упорный элемент 60 входил в выемку 23. Благодаря наличию пружины 61 фиксирующий элемент 6 сдвигается в направлении корпуса 2 со стороны штепсельной части, благодаря чему упорный элемент 60 входит в зацепление с фиксирующей выемкой 23 на боковой стенке 20. Это фиксирующее соединение не позволяет корпусу 1 со стороны гнездовой части проворачиваться относительно корпуса 2 со стороны штепсельной части. Поскольку проворачивание исключено, одновременно гарантируется, что направляющие гребенки 71 будут зафиксированы в участках 74 направляющих, ориентированных перпендикулярно центральной оси М, причем тем самым гарантируется, что оба корпуса 1, 2 не будут отодвигаться друг от друга в направлении центральной оси М.

Если теперь потребуется снова разомкнуть штекерное соединение, то придется сдвинуть фиксирующий элемент 6 назад (то есть, от корпуса 2 со стороны штепсельной части), преодолевая силу упругости пружины 61, в результате чего оба корпуса 1, 2 смогут проворачиваться друг относительно друга. Когда фиксирующее зацепление между упорным элементом 60 и фиксирующей выемкой 23 будет разомкнуто, противодействующая сила пружины 61 будет действовать на фиксирующий элемент 6, который, со своей стороны, воздействует через упор 60 на корпус 2 со стороны штепсельной части, способствуя размыканию соединения. Направляющие гребенки 71 под действием силы упругости прижимаются ко второму участку 72. Таким образом, при размыкании соединения необходимо преодолеть первую силу F1 сопротивления контактного элемента 5 и третью силу F3 сопротивления уплотнительного элемента 8, причем этому способствует сила упругости нажимной пружины 60. Кроме того, вращательное движение между двумя корпусами 1, 2 снова развивает поддерживающее усилие (см. выше), причем на этот раз это усилие способствует процессу размыкания.

После успешного установления штекерного соединения в качестве опции может быть задействован оконечный элемент, благодаря которому штекерное соединение будет защищено от непреднамеренного размыкания. Для этого оконечный элемент 62 поворачивается, предпочтительно, на 180°. Если пользователь хочет разомкнуть штекерное соединение, то оконечный элемент 62 снова проворачивается на 180° в обратную сторону, чтобы снять блокировку.

Здесь следует упомянуть, что направляющие каналы 70, 75 могут быть расположены на корпусе 2 со стороны штепсельной части, а направляющие гребенки 71 - на корпусе 1 со стороны гнездовой части, причем такая конструкция позволяет получить аналогичный эффект.

В области первого участка 72 направляющий канал 70 может содержать дополнительную боковую выемку 76, которая может служить, например, исполнительным элементом в некоторых вариантах исполнения.

Предпочтительно, корпус 1 со стороны гнездовой части и корпус 2 со стороны штепсельной части полностью изготовлены из материала, не проводящего электрический ток, например, пластмассы. В особенно предпочтительном варианте используется пластмасса из группы полиамидов.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 корпус со стороны гнездовой части

2 корпус со стороны штепсельной части

3 гнездовой элемент

4 штепсельный элемент

5 контактный элемент

6 фиксирующий элемент

7 направляющие элементы

8 уплотнительный элемент

10 боковая стенка

11 внутреннее пространство

12 направляющий участок

13 опорный участок

14 участок для крепления кабеля

15 упорная поверхность

16 поверхность

17 кромка

20 боковая стенка

21 внутреннее пространство

22 участок для крепления кабеля

23 фиксирующая выемка

24 уплотнение

29 манжета

30 гнездовое отверстие

31 паз

32 направляющая оправка

33 контактный участок

34 уплотнительный элемент

35 изолирующий колпачок

40 участок штепселя

42 направляющее отверстие

43 контактный участок

45 защитный элемент

60 упор

61 пружина

62 оконечный элемент

63 манжета

70 первый направляющий канал

71 направляющая гребенка

72 первый участок

73 второй участок

74 третий участок

75 второй направляющий канал

76 выемка

80 паз

М центральная ось

S линия вставного движения

F1 первая сила сопротивления (контактный элемент)

F2 вторая сила сопротивления (фиксирующий элемент)

F3 третья сила сопротивления (уплотнительный элемент)

Изобретение относится к штекерному соединению. Устройство содержит корпус (1) со стороны гнездовой части, по меньшей мере, с одним гнездовым элементом (3), проводящим электрический ток, корпус (2) со стороны штепсельной части, по меньшей мере, с одним штепсельным элементом (4) и, по меньшей мере, один контактный элемент (5) для установления электрического контакта между гнездовым элементом (3) и штепсельным элементом (4). В подсоединенном состоянии между гнездовым элементом (3) и штепсельным элементом (4) устанавливается электрический контакт. Штекерное соединение содержит самостопорящийся фиксирующий элемент (6). Между корпусами (1) и (2) со стороны штепсельной части предусмотрены направляющие элементы (7), которые выполнены таким образом, чтобы крутящий момент, прикладываемый, по меньшей мере, к одному из двух корпусов (1, 2), преобразовывался в поддерживающую силу, позволяющую преодолеть, по меньшей мере, часть сил (F1, F2) сопротивления. Техническим результатом является сокращение усилия, прилагаемого для стыковки штекерного соединения в осевом направлении. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Штекерное соединение, содержащее корпус (1) со стороны гнездовой части с, по меньшей мере, одним гнездовым элементом (3), проводящим электрический ток, корпус (2) со стороны штепсельной части с, по меньшей мере, одним штепсельным элементом (4), проводящим электрический ток, и, по меньшей мере, один контактный элемент (5) для установления электрического контакта между гнездовым элементом (3) и штепсельным элементом (4), причем гнездовой элемент (3) и штепсельный элемент (4) проходят, по существу, вдоль центральной оси (М), а корпус (1) со стороны гнездовой части и корпус (2) со стороны штепсельной части, тем самым, гнездовой элемент (3) и штепсельный элемент (4) могут быть соединены между собой посредством вставного движения (S), так что в соединенном состоянии между гнездовым элементом (3) и штепсельным элементом (4) установлен электрический контакт, при этом контактный элемент (5) создает первую силу (F1) сопротивления, противопоставленную вставному движению, отличающееся тем, что штекерное соединение содержит самостопорящийся фиксирующий элемент (6), который предназначен для фиксации штекерного соединения и создает вторую силу (F2) сопротивления, противопоставленную вставному движению (S), а между корпусом (1) со стороны гнездовой части и корпусом (2) со стороны штепсельной части предусмотрены направляющие элементы (7), которые выполнены таким образом, чтобы крутящий момент, прикладываемый, по меньшей мере, к одному из двух корпусов (1, 2), преобразовывался в поддерживающую силу, действующую в направлении вставного движения (S) и позволяющую преодолеть, по меньшей мере, часть сил (F1, F2) сопротивления.

2. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что между корпусом (1) со стороны гнездовой части и корпусом (2) со стороны штепсельной части дополнительно расположен уплотнительный элемент (8), который герметизирует зазор между корпусом (1) со стороны гнездовой части и корпусом (2) со стороны штепсельной части относительно текучих сред, например воды или воздуха, причем уплотнительный элемент (8) создает третью силу (F3) сопротивления, противопоставленную вставному движению.

3. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что направляющие элементы (7) выполнены таким образом, чтобы вставное движение на первом участке было направлено вдоль линии поступательного движения параллельно центральной оси (М), а на втором участке - вдоль линии вращательного движения или комбинации вращательного и поступательного движения.

4. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что фиксирующий элемент (6) имеет упор (60), в который при вставном движении (S) упирается один корпус (1, 2), причем этот упор поступательно сдвигает фиксирующий элемент (6) вместе с одним корпусом (1, 2), а вторая сила (F2) сопротивления противодействует вставному движению тогда, когда посредством корпуса (1, 2) сдвигается фиксирующий элемент (6).

5. Штекерное соединение по п.4, отличающееся тем, что фиксирующий элемент (6) при достижении соединенного состояния самостоятельно перемещается в направлении, противоположном направлению вставного движения (S), от корпуса (1, 2), к которому прилегает фиксирующий элемент (6), к другому корпусу (2, 1), причем запирание осуществляется путем поворота корпусов (1, 2) друг относительно друга, в частности, упором (60), который входит в фиксирующую выемку (23) на другом корпусе (2, 1).

6. Штекерное соединение по п.2, отличающееся тем, что фиксирующий элемент (6) расположен таким образом, чтобы поддерживающая сила действовала тогда, когда необходимо преодолевать и вторую силу (F2) сопротивления, и/или уплотнительный элемент (8) расположен таким образом, чтобы поддерживающая сила действовала тогда, когда необходимо преодолевать еще и третью силу (F3) сопротивления.

7. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что направляющий элемент (7) содержит направляющий канал (70) и, по меньшей мере, одну направляющую гребенку (71), входящую в направляющий канал (70), причем направляющий канал (70) на первом участке (72) проходит параллельно линии вставного движения, а на втором участке (73) - под углом к линии вставного движения.

8. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что фиксирующий элемент (6) соединен с корпусом (1) со стороны гнездовой части или с корпусом (2) со стороны штепсельной части и предусмотрена пружина (61) для приложения второй силы (F2) сопротивления.

9. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что фиксирующий элемент (6) имеет форму гильзы (61), причем фиксирующий элемент (6) соединен с корпусом (1) со стороны гнездовой части или с корпусом (2) со стороны штепсельной части и, по существу, полностью охватывает соответствующий корпус (1, 2).

10. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что фиксирующий элемент (6) защищен от проворачивания относительно соответствующего корпуса (1, 2).

11. Штекерное соединение по п.1, отличающееся тем, что предусмотрен оконечный элемент (62) для блокировки нежелательного проворачивания фиксирующего элемента (6).