Штепсельный разъем Советский патент 1987 года по МПК H01R13/629 

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к штепсельным разъемам, и может быть применено для соединения электрических цепей объектов, особенно тех, в которых пр крайней мере один из них является транспортным средством и соединение ответных частей происходит в автоматическом режиме подхода транспортного средства к другому объекту, т.е. так как это осуществляется у транспортных тележек гибких производственных систем.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 изображены ответные части штепсельного разъема в несоединенном положении; на фиг. 2 - то же, в соединенном положении; на фиг. 3 - электрический контакт первой ответ- ной части; на фиг, 4 - расположение электрических контактов во второй ответной части. I

Штепсельный разъем содержит ответные части 1 и 2, первая из них, снабженная корпусом 3 с внутренним направляющим прямым круговым конусом,имеет размещенные на внутренней поверхности 4, коаксиально расположенные, электрические контактные элементы 5, рабочая поверхность 6 которых расположена на скосе боковой поверхности 7 геометрического конуса, основанием 8 обращенного к второй ответной части 2, снабженной наружным направляющим конусом 9 и жестко закрепленными электрическими контактами 10, расположенными с возможностью взаимодействия с электрическими контактными элементами 5 первой ответной части 1, снабженной консольно закрепленными и коаксиально расположенными гибкими стержнями 11, на свободном конце 12 каждого из которых закреплен электрический контактный элемент 5, а наружный направляющий конус 9 снабжен .коаксиально расположенными пазами 13 с колодками 14 из диэлектрического материала, снабженными пазом 15, выполненным в форме симметричного плос- 50 рическая пружина 22 деформируется докого клина, на дне 16 каждого из ко- торых закреплен электрический контакт 10, к большему основанию 17 со- осно гфисоединена наружная цилиндрическая направляющая 18, с возможностью взаимодействия с внутренней цилиндрической направляющей 19, жестко и соосно закрепленной между малым основанием 20 внутреннего направляющего

5

0

5

прямого кругового конуса 3 и электрическими контактами 5, причем ответные части 1 и 2 соединены эластичными элементами 21 и 22 с основаниями 23 и 24.

Штепсельный разъем работает следующим образом.

Перед соединением (фиг. 1) ответные части 1 и 2 могут име.ть как радиальное, так и угловое смещение одна относительно Другой в пределах до 35-50 мм и внутренний направляющий конус 9 при начале соединения касается с внутренним направляющим прямым круговым конусом 3 в точке. При этом эластичные элементы, выполненные в виде винтовых цилиндрических пружин 21 и 22, с помощью которых ответные части 2 и 1 соединены с электрически соединяемыми объектами, например автоматическая транспортная тележка и система управления нагружены только гравитационным весом отв етных частей 1 и 2.

По мере продвижения ответных частей 1 и 2 навстречу одна другой по крайней мере одна из винтовых цилиндрических пружин 22 под воздействием усилия взаимодействия внутреннего 3 и наружного 9 направляющих конусов изгибается, при этом поверхность контакта между ними уже является прямая линия. На первом этапе соединения ответных частей 1 и 2 электрические контактные элементы 10 (фиг. 4) не находятся во взаимодействии с внутренним направляющим прямым круговым конусом 3, так как он расположен в пазу 1.5 не на взаимодействующих на этом этапе поверхностях.

На этом этапе заканчивается устранение углового несоответствия между ответными частями 1 и 2. При дальней- 5 шем взаимном сближении ответных частей 1 и 2 наружный направляющий конус 9 вступает во взаимодействие с внутренней цилиндрической направляющей 19, в результате чего винтовая цилинд0

5

0

полнительно, а затем во взаимодействие с ней вступает.последовательно больщое основание 17 наружного направляющего конуса 9 и цилиндрической на- правляющей 19, т.е. заканчивается

первый этап грубого позиционирования - соединения ответных частей 1 и 2,при котором устраняется большая часть то- г о несоответствия положения электри

ческих контактных элементов 5 и 10 между собой, которая существовала перед началом соединения.

После этого этапа наступает еле

дующий, при котором производится устранение линейного несоответствия положения электрических контактов 5 и 10.

Вторая стадия соединения происходит ттри взаимодействии между наружно 18 и внутренней 19 цилиндрическими направляющими, при котором уже достигнута соосность внутреннего 3 и наружного 9 направляющих конусов.

Хотя стыковочная операция производится при скорости движения транспортной тележки 1-2 м/мин, во избежании заклинивания цилиндрических направляющих 18 и 19 между собой зазор целесообразно делать около 2,0-2,5 мм т.е. несколько меньше, чем ширина у малого основания наружного направляю .щего конуса 9, так как окончательное точное центрирование электрических контактных элементов 5 и 10 происходит при взаимодействии электрическог контактного элемента 5 с боковыми поверхностями паза 15.

Ввиду того, что система управлени установлена стационарно в производственном помещении, а автотележка двигается по трассе, строго ориентированная по отношению к оборудованию, радикальное взаимное смещение электрических контактных элементов 5 и 10 может быть только в рамках точности изготовления и монтажа ответных частей 1 и 2.

На третьей стадии соединения проис

ходит устранение несоответствия в радиальном положении электрических контактных элементов 5 и 10.

По мере дальнейшего продвижения ответной части 2 в ответной части 1 находящаяся на боковой поверхности 7 геометрического конуса рабочая поверхность 6 электрического контактног элемента 5 вступает во взаимодействие с электрическим контактным элементом 10 (фиг. 2). Возможность такого взаимодействия достигается за счет того, что электри)еские контактные элементы 5 закреплены на конце 12 гибкого стержня 11 и он может под воздействием двигающегося на него электрического контакта 10 и стенок паза 15 коло;1ки 14 беспрепятственно перемещаться в пространство (фиг. 3),

так как внутренняя поверхность

на

0

5

n

g

п

которой закреплены контактные элементы 5, расположена на большем радиусе, чем внутренняя цилиндрическая направляющая 19 (фиг. 2).

Для обеспечения надежного соединения электрических контактных элементов 5 и 10 длина их должна на 15-20% превышать допустимую погрешность при остановке автоматической транспортной тележки.

С целью устранения возможности жесткого удара паз 13 выполнен со скосом, являющимся продолжением контактной поверхности электрического контакта 10, т.е. в случае ошибки при остановке транспортной тележки, в результате которой ответная часть 2 продвигается в ответную часть больше нормы, электрические контактные элементы 5 беспрепятственно выдвигаются на наружную цилиндрическую направляющую 18 и происходит аварийное отклю- 5 чение системы управления.

При выполнении второй ответной части 2 из электропроводящего материала электрические контактные элементы 10 устанавливаются в пазах 13 в колодках 14 из диэлектрического материала. Если условия эксплуатации позволяют изготовить вторую направляющую из диэлектрического материала, то паз 13 выполняется в форме симметрического плоского клина, как выполнен паз 15 (фиг. 4) колодки 14,обеспечивающей электрическую изоляцию между второй направляющей и электрическим контактным элеме нтом 10.

Точность останова второй ответной части 2 обеспечивается программой движения автоматической транспортной тележки.

Если двигается только одна из ответных частей 1 и 2 штепсельного разъема, то на неподвижном объекте целесообразно закреплять вторую и ответную часть 2, так как при движении могут возникнуть резонансные колебания гибких стержней 11. Если предполагаемые радиальные смещения ответных частей невелики (до 10 мм), то первую ответную часть 1 можно закреплять жестко.

5

5

55

Если автоматическая стыковка может производиться с точностью до 4 мм зазора между наружной 18 и внутренней 19 цилиндрическими направляющими, то винтовые цилиндрические пружины 21 и

22 можно исключить и ответные части 1 и 2 закрепить жестко.

I

После смены или корректировки программы автоматическая транспортная тележка отъезжает от системы управления и вторая ответная часть 2 выходит из первой ответной части 1 в обратной последовательности.

Если использовать известный штепсельный разъем, то при рабочей скорости передвижения 1 м/с,точности останова + 10 мм и массе 1,5-2,0 тыс .кг необходимо программно снижать скорость транспортной тележки и вводить буферные устройства, предотвращающие жесткий удар ответных частей одну о другую при окончании их соединения.

Положительный эффект достигается за счет повышения надежности.

13

32А31 Ф

6

ормула изобретения

Штепсельный разъем, содержащий ответные части, соединенные с основанием, одна из которых состоит из цилиндрического корпуса с заходной конической частью и продольными пазами на наружной цилиндрической поверхности, в которых установлены контакт10 ные элементы, а другая состоит из корпуса, охватывающего первую, в полости которого консольно установлены ответные контактные элементы, отличающийся тем, что, с

15 целью повышения надежности, корпуса первой и второй ответных частей соединены с основанием с помощью эластичных элементов, контактные элементы второй части выполнены со скосом, а

2Q контактные элементы первой части

имеют скос, повторяющий скос на контактных элементах второй части.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть применено для соединения электрических цепей объектов, в которых по крайней мере один является транспортным средством. Целью изобретения является повьпиение надежности. Цель достигается тем, что корпус 3 первой ответной части 1 соединен с основанием с помощью эластичных элементов 5. По мере продвижения ответных частей 1 и 2 навстречу одна другой по крайней мере одна из винтовых цилиндрических пружин 22 под воздействием усилия взаимодействия внутреннего 3 и наружного 9 направляющих конусов изгибается, при этом поверхностью контакта между ними является прямая линия. 4 ил. 23 72/5 11 12 В 6 6 1 ;j 9 L ю 16 II II 19 20 17 15 14 Фиг.1 2

13 З.П 1 V 7 J9 2 / / / /

22

2

IJ Ю 18 20 3

Фиг.2

/2 5

Фиг.З

73

Редактор М. Бланар

Составитель Ю. Киселев Техред М.Дидык

Заказ 3842/50Тираж 625Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская набо, д. 4/3

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С, Шекмар