BR102014023561B1

BR102014023561B1 - Unidade de conector, método para estabelecer uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea de uma unidade de conector e método para liberar uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea de uma unidade de conector

Info

Publication number: BR102014023561B1
Application number: BR102014023561-2A
Authority: BR
Inventors: Richard LEWIN; Christopher Plan; Christopher Burrow
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2021-11-16
Also published as: EP2854235B1; AU2014210641A1; BR102014023561B8; AU2014210641B2; EP2854235A1; US9343846B2; CN104518359A; BR102014023561A2; US20150093931A1; CN104518359B

Abstract

UNIDADE DE CONECTOR, MÉTODO PARA ESTABELECER UMA CONEXÃO ENTRE UMA PARTE MACHO E UMA PARTE FÊMEA DE UMA UNIDADE DE CONECTOR E MÉTODO PARA LIBERAR UMA CONEXÃO ENTRE UMA PARTE MACHO E UMA PARTE FÊMEA DE UMA UNIDADE DE CONECTOR. Unidade de conector (10) para cabos (12), compreendendo partes macho (14), fêmea (16) e pistão de transferência (18), onde este compreende abertura (20) para receber seção (22) da parte macho (14), dispositivo (24) ou estrutura (26) de travamento para estabelecer conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e parte macho (14) ou parte fêmea (16); onde parte macho (14) compreende seção (22) para inserção na abertura (20) do pino de transferência (18), assistente de trava (28) para estabelecer conexão de encaixe por força entre pistão de transferência (18) e parte macho (14) e área de interação (30) em forma de encaixe por força com trava de suporte (32) da parte fêmea (16) compreendendo trava de suporte (32) para estabelecer conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e parte fêmea (16) e adicionalmente interagir com parte macho (14) em forma de encaixe por força.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a uma unidade de conector para conectar pelo menos dois cabos compreendendo pelo menos uma parte macho, uma parte fêmea e um pistão de transferência e métodos para estabelecer ou liberar, respectivamente, uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea da unidade de conector mencionada acima.

Antecedente da Técnica

[0002] Em um futuro próximo, demandas cada vez maiores por comunicação através de grandes distâncias, especialmente, por exemplo, entre continentes, surgirão. Dessa forma, infraestruturas, como cabos marinhos e conectores conectando cabos marinhos, que estão localizados e operados à prova de erros em ambientes difíceis, como sob o mar, serão essenciais. Os conectores do estado da técnica utilizam, por exemplo, um pino macho e um encaixe fêmea para permitir a conexão. Para combinar essas partes debaixo d'água, o pino macho deve passar através de uma vedação do encaixe fêmea sem permitir que a água do mar entre nas partes internas do conector. É conhecido o desdobramento, por exemplo, de um pistão de transferência carregado por mola que encaixe intimamente com uma ponta do pino macho (pino de receptáculo) e é acionado para trás através das vedações durante a combinação. Quando o conector é solto, a mola mantém o contato entre o pino macho (receptáculo) e o pistão de transferência, impedindo, assim, a transmissão de água através da vedação. Essa solução exige uma mola com uma taxa de flexibilidade significativamente alta para impedir a compressão acidental da mola. Alta taxa de flexibilidade significa que a força aumenta de forma significativa durante a combinação. Um pino de transferência carregado por mola também aciona o comprimento do conector, fazendo com que o mesmo seja mais longo do que possível com meios alternativos de manutenção da água fora do conector.

[0003] É um primeiro objetivo da presente invenção fornecer uma unidade de conector para conectar pelo menos dois cabos que podem ser operados com uma força mínima e podem ser construídos de forma mais curta em comprimento em comparação com os conectores do estado da técnica. Ademais, a unidade de conector deve ser confiável e não suscetível a erros.

[0004] É um objetivo adicional da presente invenção fornecer métodos para o estabelecimento ou liberação, respectivamente, de uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea da unidade de conector mencionada acima que forneça uma combinação e/ou soltura rápida, confiável e à prova de falhas das partes da unidade de conector. Esses objetivos podem ser solucionados por uma unidade de conector e métodos de acordo com a presente invenção.

Sumário da Invenção

[0005] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, uma unidade de conector para conexão de pelo menos dois cabos, especialmente cabos submarinos, compreendendo pelo menos uma parte macho, uma parte fêmea e um pistão de transferência é fornecida.

[0006] É proposto que o pistão de transferência compreenda uma abertura para receber pelo menos uma seção da parte macho, pelo menos um dispositivo de travamento para estabelecer pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência e a parte macho e pelo menos uma estrutura de travamento para estabelecer pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência e a parte fêmea. Adicionalmente, a parte macho compreende a seção para inserção na abertura do pino de transferência, pelo menos um assistente de travamento para estabelecer pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência e a parte macho e uma área de interação para interação na forma de encaixe por força com pelo menos uma trava de suporte da parte fêmea. Ademais, a parte fêmea compreende a trava de suporte para estabelecer pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência e a parte fêmea e adicionalmente para interagir pelo menos com a área de interação da parte macho na forma de encaixe por força.

[0007] Devido à matéria inventiva, uma combinação e/ou soltura das partes macho e fêmea da unidade de conector pode ser realizada com um risco reduzido de falha da unidade de conector, especialmente pela entrada acidental de água na unidade de conector, em comparação com os sistemas do estado da técnica. Dessa forma, uma unidade de conector confiável e à prova de erros pode ser fornecida, que oferece propriedades convincentes, especialmente para aplicações submarinas. Ademais, as forças de combinação e soltura são minimizadas e ocorrem apenas durante o processo de travamento e/ou destrava mento. Adicionalmente, um comprimento da unidade de conector é reduzido em comparação com os conectores conhecidos. Esse é o caso visto que o pistão de transferência não é mais acionado pela mola, que precisa ser armazenada na posição combinada (comprimida) que aciona tipicamente o comprimento dos conectores conhecidos.

[0008] Mesmo se os termos "cabo, parte macho, parte fêmea, pistão de transferência, abertura, seção, dispositivo de travamento, estrutura de travamento, assistente de travamento, área de interação, trava de suporte, pino, dispositivo lubrificante, canal de fluxo, superfície de contato, chanfradura, sulco, contorno, vedação e ponta" (ver também abaixo) forem utilizados no singular ou em uma forma numeral específica na especificação, o escopo da patente (pedido) não deve ser restringido ao singular na forma numeral específica. Deve-se incluir no escopo da invenção mais de uma ou uma pluralidade das estruturas mencionadas acima.

[0009] Uma unidade de conector deve significar uma unidade que conecta fisicamente pelo menos dois cabos, preferivelmente cabos submarinos. Dessa forma, é preferivelmente uma unidade de conector submarino. A unidade de conector pode ser utilizada em qualquer ambiente difícil e pode ser consubstanciada como um conector elétrico e/ou penetrador ou preferivelmente como um conector que pode ser combinado molhado. Ademais, é preferivelmente empregado em uma aplicação de alta voltagem.

[00010] Adicionalmente, uma parte fêmea ou encaixe ou plugue ou corpo de conector deve significar uma parte da unidade com uma abertura, recesso ou orifício para receber outra parte da unidade de conector, como a parte macho ou pistão de transferência ou partes do mesmo. Dessa forma, uma parte macho ou pino de receptáculo deve significar uma parte da unidade com um pino, extensão ou similar para engatar ou ser inserida na abertura da parte fêmea. As partes fêmea e macho devem estabelecer uma conexão elétrica no caso da combinação de parte macho e fêmea. As partes fêmea e macho podem, cada uma, ser envolvidas em um envoltório ou uma parte externa de um cabo. Ademais, as partes macho e fêmea podem precisar ser travadas juntas uma vez totalmente combinadas, por exemplo, por meio de uma trava ou prendedor na estrutura metálica externa.

[00011] Adicionalmente, um pistão de transferência ou pino de transferência deve significar uma parte da unidade que suporta, facilita ou faz a mediação da conexão entre as partes fêmea e macho da unidade. Adicionalmente, o pistão de transferência deve fornecer uma combinação segura, vedada e, no caso de um ambiente molhado, uma combinação livre de vazamentos das partes macho e fêmea. O pistão de transferência possui um envoltório que é usinado a partir de uma peça única de aço de modo que exista uma superfície contínua, suave, para garantir que as vedações dianteiras da parte fêmea através das quais o pistão de transferência passa, sejam mantidas com uma boa vedação por todo o processo de combinação e soltura. Uma abertura deve significar um recesso, orifício, espaço, furo cego ou similares para acomodar uma seção da parte macho. A seção pode passar através da abertura ou se apoiar na abertura. Nesse contexto, uma seção da parte macho deve significar um pino, uma extensão, uma protuberância ou uma parte para engatar ou ser inserida na abertura do pistão de transferência.

[00012] Um dispositivo de travamento ou uma estrutura de travamento ou um assistente de travamento ou uma trava de suporte devem significar, cada um, um dispositivo que estabelece uma conexão removível entre a parte macho e o pistão de transferência ou a parte fêmea e o pistão de transferência, respectivamente, e/ou age com um encaixe por pressão durante o travamento. Pode ser qualquer estrutura vislumbrada pelos versados na técnica, como um pino, um sulco, um gancho, um material de fricção ou fixação, etc. Ademais, a estrutura de travamento e a trava de suporte são adaptadas para fornecer uma trava mecânica entre a parte fêmea e o pistão de transferência durante o engate ou desengate da parte macho e do pistão de transferência ou especificamente durante a inserção ou remoção da seção da parte macho dentro da abertura do pistão de transferência. O dispositivo de travamento e o assistente de travamento são adaptados para fornecer uma trava mecânica entre a parte macho e o pistão de transferência durante o movimento da parte macho com relação à parte fêmea.

[00013] O termo "pelo menos uma conexão de encaixe por força" deve significar que uma conexão de encaixe por forma adicional entre a parte macho e o pistão de transferência ou a parte fêmea e o pistão de transferência, respectivamente, possa ser fornecida. Na verdade, uma combinação de uma conexão de encaixe por força e uma conexão de encaixe por forma seria preferida.

[00014] Uma área de interação deve significar uma área especificamente consubstanciada para fornecer uma conexão (justa e segura) ou uma conexão de encaixe por força entre pelo menos a parte macho e a trava de suporte da parte fêmea durante o movimento da parte macho com relação à parte fêmea. A modalidade específica pode ser qualquer modalidade vislumbrada pelos versados na técnica, como uma superfície usinada ou revestida especificamente, um sulco ou um pino, etc. Preferivelmente, a interação entre a área de interação e a trava de suporte é apenas uma conexão de encaixe por força que permite, no entanto, um movimento deslizante do pino de trava de suporte na área de interação. Adicionalmente, o pistão de transferência de ser consubstanciado com uma área de interação similar ou igual. A trava de suporte pode interagir com ambas as áreas de interação ao mesmo tempo, ou primeiro com uma e subsequentemente com a outra. Preferivelmente, a trava de suporte interage primeiro com a área de interação do pistão de transferência e depois com a da parte macho.

[00015] De acordo com essa construção, é importante que a força de engate para o dispositivo de travamento e o assistente de travamento seja inferior à força de desengate da trava de suporte com a estrutura de travamento. Isso garantirá que a parte macho e o pistão de transferência sejam unidos antes de entrarem na parte fêmea.

[00016] Dessa forma, a invenção propõe que o pistão de transferência seja "travado" em uma frente da parte macho/pino de receptáculo durante os primeiros estágios do processo de combinação. Isso significa que o movimento da parte macho/pino de receptáculo empurra o pistão de transferência de volta para a parte fêmea/corpo de conector e puxe o mesmo de volta para fora. O pistão de transferência é então "capturado" pela trava de suporte, que impede que o pistão de transferência mova adicionalmente e força o desengate da trava entre a parte macho/pino de receptáculo e o pistão de transferência.

[00017] Adicionalmente, é fornecido que o dispositivo de travamento compreende pelo menos um pino carregado por mola (pino de trava) que é disposto basicamente de forma radial com relação a um eixo geométrico do pistão de transferência. Dessa forma, uma construção confiável e de economia de espaço pode ser obtida. Adicionalmente, a força de travamento/destravamento do dispositivo de travamento pode ser selecionada com facilidade pela escolha de uma força de mola adequada. No escopo de uma disposição do pino como "basicamente radial" para um eixo geométrico do pistão de transferência deve se encontrar também uma divergência da disposição estritamente radial de cerca de 30° . Preferivelmente, o pino é orientado de forma radial 90° ou perpendicular ao eixo geométrico do pistão de transferência. O eixo geométrico do pistão de transferência e da parte macho e fêmea também são dispostos em paralelo a uma direção de movimento da parte macho. Preferivelmente, o pino se estende para dentro da abertura em uma superfície da abertura.

[00018] É adicionalmente fornecido que o dispositivo de travamento compreenda uma pluralidade de pinos carregados por mola. Devido a isso, um travamento e destravamento homogêneos podem ser alcançados. Adicionalmente, mais pinos fornecendo uma maior redundância enquanto aumentam a complexidade. Os pinos podem ser dispostos em qualquer padrão adequado para uma pessoa versada na técnica, como distribuídos de forma aleatória ou preferivelmente de forma homogênea ao longo da circunferência interna do pistão de transferência (superfície de mantel). Por essa disposição forças agindo na seção da parte macho são constantes por toda a circunferência, resultando na falta de picos de pressão na parte macho, dessa forma, conservando a construção e o material da parte macho.

[00019] Para construir o conjunto, cada pino de trava é inserido em um furo/orifício em um retentor de conjunto fornecendo um canal que orienta o pino, e uma mola de suporte é colocada em um recesso atrás do pino. A mola e o pino são presos no lugar por uma base de mola de pino de trava, que é enroscada em uma rosca no retentor. A base também é utilizada para garantir que a compressão correta seja aplicada à mola. Adicionalmente, um flange escalonado impede que o pino de trava mova para muito longe dentro do furo e tem a mesma profundidade que o comprimento do percurso antecipado do pino de trava. Isso é, mesmo quando o pino é totalmente pressionado, um espaço não abre para permitir que sedimento penetre atrás do furo dos pinos. Uma seção radialmente externa do pino é enroscada para facilitar a inserção no envoltório de pistão de transferência.

[00020] Vantajosamente, o dispositivo de travamento compreende pelo menos um dispositivo de segurança, especialmente pelo menos um canal de fluxo que é equipado para portar água para impedir o travamento hidráulico do pino carregado com mola. Dessa forma, uma falha do pino pode ser convenientemente evitada, dessa forma, fornecendo uma combinação confiável e/ou soltura. O termo "equipado" deve significar especialmente fornecido e/ou projetado. No caso de água entrar em um canal, que está orientando o pino carregado com mola, durante a combinação da parte macho e do pistão de transferência e, dessa forma, bloqueando um movimento radial do pino carregado por mola, a água pode sair do canal através do dispositivo de segurança ou canal de fluxo, respectivamente.

[00021] Em uma modalidade preferida, o dispositivo de travamento compreende pelo menos uma chanfradura de combinação ou engate com um ângulo de engate suave com relação a um eixo geométrico do pistão de transferência. Consequentemente, a força de travamento ou combinação do dispositivo de travamento pode ser selecionada facilmente pela escolha de uma chanfradura adequada. Devido a um ângulo suave a fricção entre as partes durante a combinação pode ser reduzida e, dessa forma, a força necessária para combinação pode ser minimizada. Nesse contexto, suave deve ser compreendido como um ângulo com um valor entre 179° e 160°, preferivelmente entre 175° e 165°, mais preferivelmente entre 173° e 171° e especialmente de 172° com relação ao eixo geométrico do pistão de transferência. O ângulo de chanfradura coincidente é adaptado para suportar a combinação da parte macho e do pistão de transferência. Adicionalmente, a chanfradura coincidente contata uma parte da parte macho em sua posição combinada. A chanfradura fornece um plano inclinado, dessa forma, um movimento de impulsão da seção da parte macho para dentro da abertura do pistão de transferência é fácil e subsequentemente inicia a combinação das partes macho e fêmea (destrava mento de uma trava de suporte através de compressão de (a) molas de suporte de trava de suporte, ver abaixo).

[00022] É adicionalmente fornecido que o dispositivo de travamento compreenda pelo menos uma chanfradura de soltura com um ângulo de desengate íngreme com relação a um eixo geométrico de pelo menos um pistão de transferência. Dessa forma, a força de destravamento ou soltura do dispositivo de travamento pode ser selecionada com facilidade pela escolha de uma chanfradura adequada. Por meio de um ângulo íngreme a fricção entre as partes durante o desengate pode ser aumentado e, dessa forma, a força necessária para se soltar também é aumentada. Dessa forma, uma separação acidental dessas partes pode ser impedida ou não ocorre no estágio errado do processo de soltura, respectivamente. Essa força é escolhida para ser um equilíbrio entre a prevenção da separação enquanto ainda está baixa o suficiente para garantir que os componentes sejam facilmente separados quando necessário. Aqui, íngreme deve ser compreendido como um ângulo com um valor entre 30° e 85°, preferivelmente entre 40° e 60°, mais preferivelmente entre 45° e 55° e especialmente de 50°, com relação ao eixo geométrico do pistão de transferência. O ângulo de chanfradura de desengate é adaptado para suportar a soltura ou desengate da parte macho e do pistão de transferência. Ademais, a chanfradura de desengate contata uma parte da parte macho e sua posição combinada. A chanfradura fornece um plano inclinado, dessa forma, um movimento de retração da seção da parte macho para fora da abertura do pistão de transferência inicia o acionamento do pino (liberação da força de mola da mola de suporte).

[00023] A força necessária para engatar e desengatar cada pino pode ser controlada considerando-se os dois ângulos de chanfradura e a rigidez e compressão da mola de suporte. Forças maiores podem ser obtidas pelo aumento do ângulo de chanfradura e utilização de uma mola mais rígida sob compressão maior enquanto forças inferiores podem ser obtidas pelo processo oposto.

[00024] Preferivelmente, o assistente de travamento da parte macho é consubstanciado como pelo menos um sulco que se estende na direção circunferencial da parte macho. Assim, o assistente de travamento pode ser construído com facilidade. Ademais, pretendendo- se que o sulco acomode o pino carregado por mola de uma forma de encaixe por força e basicamente encaixe por forma, a conexão é robusta e axialmente fixada. O termo acomodar deve ser compreendido como receber e/ou reter. Nesse contexto, os termos "em uma forma de basicamente de encaixe por forma" devem ser compreendidos como contornos do sulco e pino correspondendo em formato um ao outro por pelo menos 30%, preferivelmente por pelo menos 50%. Depois do engate, os pinos retêm o sulco e, dessa forma, a parte macho em uma posição axialmente fixa.

[00025] Como mencionado acima, o sulco possui um contorno (chanfradura de desengate) projetado de forma basicamente correspondente ao contorno do pino, especificamente pelo menos um contorno do pino carregado por mola, especialmente a chanfradura de desengate. Dessa forma, o movimento de retração da seção da parte macho para fora da abertura do pistão de transferência é fácil. O contorno possui um ângulo de chanfradura íngreme para desengate do sulco e dos pinos (faixa de valor, ver abaixo). A parte macho possui um contorno adicional (chanfradura de combinação) projetado basicamente de forma correspondente ao contorno do pino e pelo menos um contorno do pino carregado por mola, especialmente a chanfradura de combinação. O contorno adicional da parte macho é localizado na seção ou protuberância e possui um ângulo de chanfradura suave para engate da protuberância e dos pinos (faixa de valores, ver acima).

[00026] Em uma modalidade vantajosa da invenção, o pistão de transferência compreende pelo menos uma vedação de sujeira que é montada na abertura do pistão de transferência para evitar a entrada de sujeira, como sedimento ou cascalho, no pistão de transferência. Consequentemente, uma interferência com uma operação dos pinos ou um bloqueio dos pinos pode ser impedido garantindo a função adequada do dispositivo de travamento e pode ajudar a garantir que a vedação contra sujeira seja um anel de borracha montado em um carrinho de aço e que é acionado para frente por uma mola leve. O anel de borracha deve ser flexível o suficiente para passar os pinos de trava, mas rígida o suficiente para permanecer reta na frente da abertura. O carrinho de vedação contra sujeira pode apanhar a chanfradura e desengate dos pinos de travamento para impedir que a vedação realize a extrusão além (contra a direção de movimento) da abertura do pistão de transferência.

[00027] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção a trava de suporte da parte fêmea fornece uma conexão liberável entre o pistão de transferência e a parte fêmea. Dessa forma, a capacidade de movimentação do pistão de transferência e a parte macho podem ser construtivamente fácil e controlável pela trava de suporte.

[00028] Em uma realização adicional da invenção, a trava de suporte compreende pelo menos um pino carregado por mola que é disposto basicamente de forma radial com relação a um eixo geométrico da parte fêmea. Dessa forma, uma construção confiável e de economia de espaço pode ser obtida. Adicionalmente, a força de travamento/soltura da trava de suporte pode ser selecionada facilmente pela escolha de uma força de mola adequada. Para a definição de basicamente radial ver a definição fornecida acima. Qualquer número de pinos pode ser utilizado, que pode ser disposto de forma aleatória ou igualmente distribuído ao longo de uma circunferência interna de um retentor de conjunto para os pinos. Uma pluralidade de pinos pode fornecer uma maior redundância enquanto aumenta em complexidade.

[00029] Preferivelmente, a estrutura de travamento do pistão de transferência é consubstanciada como pelo menos um sulco que se estende na direção circunferencial do pistão de transferência. Devido a isso a estrutura de travamento pode ser construída com facilidade. É adicionalmente preferido que o pino carregado por mola da parte fêmea deva ser travado com o sulco do pistão de transferência, onde os pinos retêm o sulco e, dessa forma, o pistão de transferência em uma posição axialmente fixa. Dessa forma, uma conexão forte e estacionária pode ser fornecida travando o pistão de transferência de forma segura no lugar durante a combinação ou soltura da parte macho.

[00030] Para construir o conjunto de trava de suporte, cada pino de trava de suporte é inserido em um furo no retentor de conjunto, fornecendo um canal que orienta o pino, e uma mola é colocada em um recesso atrás do pino. A mola e o pino são presos no lugar por uma base de mola de pino de travamento, que é enroscada em uma rosca no retentor. A base também é utilizada para garantir que a compressão correta seja aplicada à mola. Um flange escalonado no fundo do furo impede que os pinos de trava de suporte movam muito para dentro do orifício. Um dispositivo de lubrificação, como um canal de fluxo de óleo, pode ser fornecido para impedir o travamento hidráulico dos pinos de travamento de suporte.

[00031] Em uma modalidade preferida da invenção, a trava de suporte compreende pelo menos uma chanfradura, destinada a suportar o desengate ou o travamento da conexão entre o pistão de transferência e a parte fêmea. No caso do desengate a chanfradura possui um ângulo de desengate suave. Dessa forma, a força de desengate da trava de suporte pode ser facilmente selecionada pela escolha de uma chanfradura adequada. Nesse contexto, suave deve ser compreendido como um ângulo com um valor entre 175° e 100°, preferivelmente entre 165° e 120°, mais preferivelmente entre 155° e 130° e especialmente de 150° com relação ao eixo geométrico da parte fêmea.

[00032] Em geral, pode ser dito que a força necessária para desengatar cada pino de travamento de suporte pode ser controlada considerando-se o ângulo de chanfradura de desengate e a rigidez e compressão da mola de suporte. Forças de desengate maiores podem ser obtidas pelo aumento do ângulo de chanfradura e utilizando uma mola mais rígida sob a compressão maior.

[00033] A chanfradura para travamento possui um ângulo de travamento vertical ou além de vertical. Aqui, um ângulo vertical ou além de vertical deve ser compreendido como um ângulo com um valor entre 90° e 135°, preferivelmente entre 95° a e 120°, mais preferivelmente entre 95° e 110° e especialmente de 100° com relação ao eixo geométrico da parte fêmea. Essa chanfradura também pode ser observada como uma chanfradura antiextrusão visto que pela utilização do ângulo vertical ou além de vertical, o pistão de transferência não pode extrudar a partir do corpo de conector (parte fêmea) sem cisalhar os pinos de trava de suporte.

[00034] Ademais, o sulco do pistão de transferência possui um contorno basicamente projetado de forma correspondente a um contorno do pino carregado por mola da trava de suporte. Dessa forma, o sulco do pistão de transferência possui o mesmo perfil que o pino de trava de suporte para garantir um engate suave e desengate. De acordo com uns detalhes da construção adicional, o pistão de transferência compreende uma virola que é observada na direção de movimento da parte macho durante o processo de conexão localizada adjacente ao sulco. Essa virola tem recessos ligeiros na direção radial na direção do eixo geométrico do pistão de transferência de modo que a virola não interfira com qualquer uma das outras características dentro do corpo de conector, por exemplo, moldagens de controle de tensão internas, um multilam no trabalho de cobre de contato do encaixe fêmea, vedações ou similares, durante a inserção ou retirada do pistão de transferência e da parte macho.

[00035] Em uma modalidade vantajosa da invenção, o pino carregado com mola da trava de suporte compreende pelo menos uma ponta arredondada. Dessa forma, uma superfície de conexão suave pode ser fornecida. Preferivelmente, o pistão de transferência ou a parte macho ou ambos compreendem pelo menos uma superfície plana, onde a ponta arredondada do pino carregado por mola deve engatar a superfície plana na forma de encaixe por força. Consequentemente, os pinos de travamento de suporte não serão apanhados na interface entre o pino de receptáculo (parte macho) e o pistão de transferência.

[00036] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, um método para o estabelecimento de uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea de uma unidade de conector por meio de um pistão de transferência da unidade de conector é apresentado.

[00037] É proposto que o método compreenda pelo menos as seguintes etapas: impulsão ou movimentação de pelo menos uma seção da parte macho (pino) para dentro de uma abertura do pistão de transferência até pelo menos uma conexão de encaixe por força, e, preferivelmente, adicionalmente, uma conexão de encaixe por forma entre o pistão de transferência e a parte macho é estabelecida por um mecanismo de travamento (através de um dispositivo de travamento) do pistão de transferência, fornecendo, assim, uma conexão fixa entre o pistão de transferência e a parte macho, onde o pistão de transferência é fixado localmente pelo menos de uma forma de encaixe por força, e preferivelmente, adicionalmente, uma forma de encaixe por forma, na parte fêmea por uma trava de suporte da parte fêmea durante a inserção da seção da parte macho na abertura do pistão de transferência; movendo a parte macho com o pistão de transferência conectado (em uma direção de movimentação) com relação à parte fêmea e, dessa forma, destravando pelo menos a conexão de encaixe por força e preferivelmente a conexão de encaixe por forma adicional entre a parte fêmea e o pistão de transferência até que a parte fêmea conecte pelo menos o pistão de transferência (ou parte macho) de forma de encaixe por força (pela trava de suporte), fornecendo, assim, uma conexão fixa entre a parte macho e a parte fêmea.

[00038] Devido à matéria inventiva, uma combinação de partes macho e fêmea da unidade de conector pode ser realizada com o risco reduzido de água entrar acidentalmente na unidade de conector em comparação com os sistemas do estado da técnica. Ademais, devido às forças de combinação minimizadas o processo de trava pode ser realizado com facilidade.

[00039] A impulsão ou a movimentação da seção da parte macho pode ser realizada especialmente contra uma pressão de uma mola, onde a mola carrega a vedação de sujeira para evitar a entrada de sujeira na abertura do pistão de transferência.

[00040] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, um método para liberar uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea de uma unidade de conector por meio de um pistão de transferência da unidade de conector é apresentado.

[00041] É proposto que o método compreenda pelo menos as seguintes etapas: mover a parte macho com o pistão de transferência conectado (contra uma direção de movimento) com relação à parte fêmea até pelo menos uma conexão de encaixe por força, e preferivelmente, adicionalmente, uma conexão de encaixe por forma, entre o pistão de transferência e a parte fêmea ser estabelecida por uma trava de suporte da parte fêmea, fornecendo, assim, uma conexão fixa entre o pistão de transferência e a parte fêmea, onde a parte macho é fixada localmente pelo menos da forma de encaixe por força e, preferivelmente, adicionalmente, uma forma de encaixe por forma, em uma abertura do pistão de transferência por um mecanismo de travamento (dispositivo) do pistão de transferência durante o movimento da parte macho com relação à parte fêmea; mover (puxar) a parte macho (contra a direção de movimento) até pelo menos a conexão de encaixe por força, e, preferivelmente, a conexão de encaixe por forma adicional, entre o pistão de transferência e a parte macho estabelecida pelo mecanismo de travamento (através do dispositivo de travamento) do pistão de transferência ser destravada, desconectando, assim, a parte macho da parte fêmea.

[00042] Devido à matéria inventiva, uma soltura das partes macho e fêmea da unidade de conector pode ser realizada com o risco reduzido de água entrar acidentalmente na unidade de conector em comparação com os sistemas do estado da técnica. Ademais, devido a forças de soltura minimizadas o processo de destravamento pode ser realizado com facilidade.

[00043] Depois do destrava mento do mecanismo de travamento da parte macho e do pistão de transferência, a seção da parte macho é removida da abertura do pistão de transferência e a vedação de sujeira é empurrada contra a direção de movimento pela mola pré-carregada, onde a vedação impede que a sujeira entre na abertura do pistão de transferência.

[00044] Ademais, a invenção refere-se a um pistão de transferência com as características descritas acima para uso na unidade de conector e métodos inventivos. Dessa forma, uma conexão entre a parte macho e a parte fêmea pode ser mais eficientemente suportada resultando em um processo de combinação e soltura suave e confiável.

[00045] As características, os recursos e vantagens descritos acima dessa invenção e a forma na qual são alcançadas são claras e claramente compreendidas com relação à descrição a seguir das modalidades ilustrativas que são explicadas com relação aos desenhos.

Breve Descrição dos Desenhos

[00046] Os aspectos definidos acima e aspectos adicionais da presente invenção são aparentes a partir dos exemplos das modalidades a serem descritas posteriormente e são explicados com referência aos exemplos da modalidade. A invenção será descrita em maiores detalhes com referência aos exemplos da modalidade, mas aos quais a invenção não está limitada.

[00047] A FIGURA 1 ilustra de forma esquemática uma unidade de conector submarino inventiva com uma parte macho, uma parte fêmea e um pistão de transferência antes da combinação;

[00048] a FIGURA 2 ilustra de forma esquemática a unidade de conector submarina a partir da FIGURA 1 em uma posição combinada;

[00049] a FIGURA 3 ilustra uma vista dianteira de um retentor de conjunto de uma trava de suporte da parte fêmea da FIGURA 1;

[00050] a FIGURA 4 ilustra um corte ao longo da linha IV-IV através do retentor de conjunto da FIGURA 3;

[00051] a FIGURA 5 ilustra o retentor de conjunto da FIGURA 3 em uma primeira vista tridimensional;

[00052] a FIGURA 6 ilustra o retentor de conjunto da FIGURA 3 em uma segunda vista tridimensional;

[00053] a FIGURA 7 ilustra uma vista detalhada do corte através do retentor de conjunto da FIGURA 4;

[00054] a FIGURA 8 ilustra um corte através de um pino da trava de suporte da FIGURA 3;

[00055] a FIGURA 9 ilustra o pino da FIGURA 8 em uma vista tridimensional;

[00056] a FIGURA 10 ilustra o pistão de transferência a partir da FIGURA 1 com um dispositivo de travamento, uma estrutura de travamento e uma abertura com uma vedação de sujeira;

[00057] a FIGURA 11 ilustra uma vista dianteira de um retentor de conjunto do dispositivo de travamento da FIGURA 10;

[00058] a FIGURA 12 ilustra uma vista lateral do retentor de conjunto da FIGURA 11;

[00059] a FIGURA 13 ilustra o retentor de conjunto da FIGURA 11 em uma vista tridimensional;

[00060] a FIGURA 14 ilustra um corte ao longo da linha XIV-XIV através do retentor de conjunto da FIGURA 11;

[00061] a FIGURA 15 ilustra um corte através de um pino do dispositivo de travamento da FIGURA 10;

[00062] a FIGURA 16 ilustra o pino da FIGURA 15 em uma vista tridimensional;

[00063] a FIGURA 17 ilustra uma vista lateral de uma seção dianteira da parte macho da FIGURA 1 com um assistente de travamento;

[00064] a FIGURA 18 ilustra de forma esquemática a parte macho e o pistão de transferência conectados à parte fêmea antes da combinação da parte macho e do pistão de transferência;

[00065] a FIGURA 19 ilustra de forma esquemática a parte macho com o pistão de transferência conectado depois da combinação e desengate da parte fêmea; e

[00066] a FIGURA 20 ilustra de forma esquemática a parte macho com o pistão de transferência conectado depois do novo travamento com a parte fêmea e antes de uma soltura da parte macho do pistão de transferência.

Descrição Detalhada

[00067] As ilustrações nos desenhos são esquemáticas. É notado que em figuras diferentes, elementos similares ou idênticos são fornecidos com os mesmos sinais de referência.

[00068] A FIGURA 1 ilustra uma unidade de conector submarino de alta voltagem inventiva 10 para conectar dois cabos submarinos 12, onde a unidade de conector 10 compreende uma parte macho 14 e uma parte fêmea 16 (dos cabos 12 onde as regiões de conexão apenas são ilustradas). Ambas a parte macho 14 e a parte fêmea 16 são, cada uma, envolvidas em um alojamento 74, que estará axialmente alinhada durante um processo de combinação ou soltura das partes macho e fêmea 14, 16. A parte fêmea 16 é localizada em uma extremidade dianteira do plugue 76 de um cabo submarino 12 e compreende um orifício de extensão axial 78 com vedações 80 para impedir a entrada da água ou sujeira nas partes internas da parte fêmea 16. A parte macho 14 é localizada em uma extremidade dianteira do receptáculo 82 do outro cabo submarino 12 e compreende um conjunto de pino de receptáculo 84.

[00069] Para uma combinação das partes macho e fêmea 14, 16, o orifício 78 e o conjunto de pino de receptáculo 84 serão dispostos verticalmente alinhados na direção um do outro, de modo que pela movimentação do conjunto de pino de receptáculo 84 na direção da parte fêmea 16, no texto a seguir chamada de direção de movimento 88, o conjunto de pino de receptáculo 84 pode entrar parcialmente no orifício 78 da parte fêmea 16. Devido a um posicionamento adequando do conjunto de pino de receptáculo 84 no orifício 78 da parte fêmea 16, uma conexão elétrica é estabelecida. Essa posição de combinação é ilustrada de forma esquemática na FIGURA 2.

[00070] A unidade de conector 10 compreende adicionalmente o pistão de transferência 18 para suportar a conexão entre as partes fêmea e macho 14, 16. Ademais, o pistão de transferência 18 é projetado para manter a água fora da parte fêmea 16 da unidade de conector submarino de alta voltagem 10. O pistão de transferência 18 é inserido em uma extremidade dianteira 90 do orifício 78 da extremidade dianteira do plugue 76. Na posição não combinada, uma frente do pistão de transferência 18 é nivelada com a frente da parte fêmea eletricamente 14. Para prender o pistão de transferência 18 axialmente dentro do orifício 78, a parte fêmea 16 compreende uma trava de suporte 32 para estabelecer uma conexão de encaixe por força e encaixe por forma entre o pistão de transferência 18 e a parte fêmea 16 (detalhes abaixo).

[00071] As FIGURAS 3 a 7 ilustram um retentor de conjunto 92 da trava de suporte 32 em várias vistas. O retentor de conjunto 92 é construído como uma estrutura anular que se estende, quando montada na parte fêmea 16, na direção circunferencial 50 do orifício 78 da parte fêmea 16 (FIGURA 1). A trava de suporte 32 compreende uma pluralidade de pinos carregados por mola 60, que são dispostos igualmente distribuídos ao longo de uma circunferência 56 do retentor de conjunto 92.

[00072] Como pode ser observado na FIGURA 7 que ilustra um corte através de uma parte inferior do retentor de conjunto 92 ao longo da linha IV-IV na FIGURA 3, cada pino carregado por mola 60 é disposto em seu estado montado na parte fêmea 16 basicamente radial com relação a um eixo geométrico 36 da parte fêmea 16 (ver FIGURA 1). Uma extremidade radialmente interna 94 do pino 60 se estendem na direção radial 96 através de um espaço 98 do retentor de conjunto 92. Uma extremidade radialmente externa 100 do pino 60 se estende em um canal 42 e caracteriza um recesso 102 para acomodar uma mola 104 para orientar o pino 60.

[00073] Para construir o conjunto, cada pino de travamento de suporte 60 é inserido no canal 42 no retentor de conjunto 92 e a mola 104 é localizada no recesso 102 atrás da extremidade interna 94. A mola 104 e o pino 60 são presos no lugar por uma base de mola de pino de trava 106 que é enroscada em uma rosca (não ilustrada em detalhes) no retentor 92. A base 106 também é utilizada para garantir que a compressão correta seja aplicada à mola 104. Um flange escalonado 108 em um fundo radialmente interno do canal 42 impede que o pino 60 mova muito para dentro do orifício 78 da parte fêmea 16. A trava de suporte 32 ou o retentor de conjunto 92 respectivamente, compreende um dispositivo de lubrificação 38 na forma de um canal de fluxo de óleo 38 para alimentar um lubrificante para uma superfície de contato 40 entre o pino carregado por mola 60 e o canal 42 orientando o pino carregado por mola 60 para evitar o travamento hidráulico dos pinos 60.

[00074] Na FIGURA 8, um corte através de um pino 60 é ilustrado. O pino 60 da trava de suporte 32 compreende duas chanfraduras 64, 66 com ângulos y, δ que são especificamente selecionados para funções de chanfraduras 64, 66. O ângulo y da chanfradura 64 é um ângulo de desengate suave com um ângulo de inclinação de 150° com relação ao eixo geométrico 36 da parte fêmea 16 (ver FIGURA 1).

[00075] O ângulo δ da chanfradura 66 é um ângulo antiextrusão vertical ou além de vertical com um ângulo de inclinação de cerca de 100° com relação ao eixo geométrico 36 da parte fêmea 16. Em um estado montado do retentor de conjunto 92 na parte fêmea 16 a chanfradura 64 para desengate está voltada na direção da parte macho 14 e a chanfradura 66 para travamento voltado na direção contrária. A função das chanfraduras 64, 66 é permitir uma combinação e uma soltura do pistão de transferência 18 da parte fêmea 16 (detalhes abaixo). Dessa forma, a trava de suporte 32 da parte fêmea 16 fornece uma conexão liberável entre o pistão de transferência 18 e a parte fêmea 16. Adicionalmente, a trava de suporte 32 é adicionalmente necessária para impedir que o pistão de transferência 18 extrudem para fora da parte fêmea 16 (contra a direção de movimento 88) e para fornecer uma força de resistência para permitir que a parte macho 14 seja destacada no final do processo de soltura (ver abaixo).

[00076] A força necessária para desengatar cada pino 60 pode ser controlada considerando-se o ângulo de chanfradura de desengate y e a rigidez e compressão da mola de suporte 104. Forças de desengate maiores podem ser obtidas pelo aumento do ângulo de chanfradura y e utilizando uma mola mais rígida 104 sob maior compressão. Utilizando- se esse desenho o pistão de transferência não pode extrudar a partir da parte fêmea 14 sem cisalhar os pinos de trava de suporte 60.

[00077] Adicionalmente, o pino carregado por mola 60 da trava de suporte 32 ou a extremidade radialmente interna 94, respectivamente, compreende uma ponta arredondada 72 de modo que o pino 60 não seja capturado em uma interface 110 entre a parte macho 14 e o pistão de transferência 18 (ver abaixo). A FIGURA 9 ilustra o pino 60 em uma vista tridimensional.

[00078] A FIGURA 10 ilustra o pistão de transferência 18 em uma vista em corte. Para interação com a trava de suporte 32 da parte fêmea 16, o pistão de transferência 18 compreende uma estrutura de travamento 26 para estabelecer a conexão por encaixe por força e encaixe por forma entre o pistão de transferência 18 e a parte fêmea 16. Essa estrutura de travamento 26 é consubstanciada como um sulco 62 se estendendo na direção circunferencial 50 do pistão de transferência 18. Na posição combinada do pistão de transferência 18 e a parte fêmea 16 os pinos carregados por mola 60 da parte fêmea 16 são travados com o sulco 62 do pistão de transferência 18 (ver FIGURA 1).

[00079] Portanto, o sulco 62 possui um contorno 68 que é basicamente projetado de forma correspondente a um contorno 70 (chanfraduras 64, 66) do pino carregado por mola 60 da trava de suporte 32 (ver FIGURA 8). Em outras palavras, o sulco 62 possui o mesmo perfil que um pino de trava 60 para garantir um engate e desengate suaves. Uma extremidade do pistão de transferência 18 na direção da parte fêmea 16 e localizada adjacente ao sulco 62 caracteriza uma virola 112 que possui radialmente recessos ligeiramente em torno da distância D de modo que a virola 112 não interfira com qualquer uma das outras características, como moldagens de controle de tensão interna ou um multilam em um contato de encaixe fêmea, dentro da parte fêmea 16.

[00080] Ambos o pistão de transferência 18 e a parte macho 14 possuem uma área de interação 30 para interagir de forma de encaixe por força com a trava de suporte 32 da parte fêmea 16. As áreas de interação 30 são consubstanciadas com superfícies plana 30, 30', em um êmbolo de cilindro radialmente externo 114 da parte macho 14 e o pistão de transferência 18. Depois da inserção da seção 22 da parte macho 14 em uma abertura 20 do pistão de transferência 18 os êmbolos de cilindro 114 de ambas as peças terminam de forma radialmente nivelada uma com a outra. Dessa forma, a transição entre a superfície plana 30 do pistão de transferência 18 e a superfície plana 30' da parte macho 14 constrói a interface suave 110 (ver abaixo).

[00081] Depois do desengate dos pinos de trava de suporte 60 do sulco 62 a ponta arredondada 72 do pino carregado por mola 60 engata primeiro a superfície plana 30 do pistão de transferência 18 de forma de encaixe por força e à medida que a parte macho 14 é adicionalmente movida na direção de movimento 88 para dentro da parte fêmea 16, a ponta arredondada 72 engata a superfície plana 30' da parte macho 14 de forma de encaixe por força. A conexão de encaixe por força entre a ponta 72 do pino de trava de suporte 60 e as áreas de interação ou superfícies planas 30, 30' do pistão de transferência 18 e a parte macho 14, respectivamente, é consubstanciada de tal forma que um movimento de deslizamento da ponta 72 na superfície plana 30, 30' seja permitido ou facilmente possível. A conexão de encaixe por força é especialmente agora a ação de travamento.

[00082] O princípio da operação para a trava de suporte é então:- Na posição normal, não combinada o pistão de transferência 18 é impedido de mover com facilidade pelos pinos de trava 60 sendo engatados no sulco de pistão de transferência 62. A extrusão além da parte fêmea 16 seria impossível sem o cisalhamento de todos os pinos de trava 60.- Para combinar as partes macho e fêmea 14, 16, uma força grande o suficiente deve ser aplicada de modo que os pinos 60 sejam empurrados para longe pelo ângulo de chanfradura de desengate y.- Uma vez totalmente combinada a trava de suporte 32 não interferirá com os movimentos da parte macho 14 ou do pistão de transferência 18 visto que estarão totalmente retraídos (ver abaixo).- Durante o processo de soltura os pinos 60 serão empurrados para dentro do sulco de pistão de transferência 62, travando o pistão de transferência 18 para sua posição original.

[00083] Para unir a parte macho 14 e o pistão de transferência 18 durante os processos de combinação e soltura, o pistão de transferência 18 compreende a abertura 20 para o recebimento da seção 22, especificamente uma protuberância da parte macho 14. Para se estabelecer uma conexão segura entre o pistão de transferência 18 e a parte macho 14 o pistão de transferência 18 compreende um dispositivo de travamento 24 para estabelecer uma conexão de encaixe por força e encaixe por forma entre o pistão de transferência 18 e a parte macho 14. O dispositivo de travamento 24 é posicionado em uma extremidade dianteira 116 da abertura 20 do pistão de transferência 18. Para fornecer uma trava mecânica, pinos angulados carregados por mola 34 para produção do efeito de travamento são empregados.

[00084] As FIGURAS 11 a 14 ilustram um retentor de conjunto 118 do dispositivo de travamento 24 em várias vistas. O retentor de conjunto 118 é construído como uma estrutura anular que se estende quando montado no pistão de transferência 18, na direção circunferencial 50 da abertura 20 do pistão de transferência 18 (ver FIGURA 10). O dispositivo de travamento 24 compreende uma pluralidade de pinos carregados por mola 34, que são dispostos igualmente distribuídos ao longo de uma circunferência 56 do retentor de conjunto 118. A FIGURA 12 ilustra o retentor de conjunto 118 em uma vista lateral e a FIGURA 13 em uma vista tridimensional.

[00085] Como pode ser observado na FIGURA 14 que ilustra um corte através do retentor de conjunto 118 ao longo da linha XIV-XIV na FIGURA 11, cada pino carregado por mola 34 é disposto em seu estado montado no pistão de transferência 18 basicamente radial com relação a um eixo geométrico 36 do pistão de transferência 18 (ver FIGURA 10). Uma extremidade radialmente interna 94 do pino 34 se estende na direção radial 96 através de um espaço 98 do retentor de conjunto 118. Uma extremidade radialmente externa 100 do pino 34 se estende em um canal 42 e caracteriza um recesso 102 para acomodar uma mola 120 para orientar o pino 34.

[00086] Para construir o conjunto, cada pino de dispositivo de travamento 34 é inserido no canal 42 no retentor de conjunto 118 e a mola 120 é colocada no recesso 102 atrás da extremidade interna 94. A mola 120 e o pino 34 são presos no lugar por uma base de mola de pino de trava 106 que é enroscada em uma rosca (não ilustrada em detalhes) no retentor 118. A base 106 também é utilizada para garantir que a compressão correta seja aplicada à mola 120. Um flange escalonado 108 em um fundo radialmente interno do canal 42 impede que o pino 34 mova muito para dentro da abertura 20 do pistão de transferência 18. Adicionalmente, o flange escalonado 108 é igual em profundidade ao comprimento de percurso antecipado do pino de dispositivo de travamento 34. Isso ocorre de forma que, mesmo quando o pino 34 é totalmente pressionado, um espaço não possa ser aberto para permitir que o sedimento entre atrás dos pinos 34. O dispositivo de travamento 24 ou o retentor de conjunto 118, respectivamente, compreendem um dispositivo de segurança 38 na forma de um canal de fluxo 38 que é equipado para portar água para impedir o travamento hidráulico do pino carregado por mola 34. No caso de água entrar no canal 42 orientando o pino 34 durante a combinação da parte macho 14 e o pistão de transferência 18 e, dessa forma, bloqueando o movimento radial do pino 34, a água pode sair do canal 42 através do dispositivo de segurança 38 ou do canal de fluxo 38, respectivamente.

[00087] O retentor de conjunto 118 compreende adicionalmente uma parte axialmente traseira 122 que é, quando montada no pistão de transferência 18, orientada na direção da virola 112 e é utilizada para conexão com o pistão de transferência 18. Portanto, é enroscada para a inserção facilitada em um envoltório do pistão de transferência 124 (ver FIGURA 10). O envoltório do pistão de transferência 124 é usinado a partir de uma peça única de aço de modo que exista uma superfície contínua e suave para garantir que as vedações dianteiras 80 da parte fêmea 16 mantenham uma boa vedação por todo o processo de combinação e soltura.

[00088] Como pode ser observado na FIGURA 10, o pistão de transferência 18 compreende uma vedação de sujeira 58 que é montada na abertura 20 do pistão de transferência 18 para impedir a entrada de sujeira no pistão de transferência 18. A finalidade da vedação de sujeira 58 é impedir a entrada de sedimento e cascalho na abertura 20 do pistão de transferência 18 onde pode interferir com a trava.

[00089] A vedação de sujeira 58 é um anel de borracha 126 montado no carrinho de aço 128, compreendendo uma seção dianteira e uma seção traseira, acionadas para frente por uma mola leve 130 posicionada na abertura 20. O anel de borracha 126 deve ser flexível o suficiente para passar os pinos do dispositivo de travamento 34, mas rígido o suficiente para permanecer reto na extremidade dianteira 116 da abertura 20. O carrinho de vedação de sujeira 128 será capturado na parte traseira dos pinos do dispositivo de travamento 34 para impedir que a vedação 58 seja extrudada além da abertura 20 do pistão de transferência 18. A vedação de sujeira 58 garante que a trava continue a operar, por exemplo, na água suja.

[00090] Na FIGURA 15, um corte através de um pino 34 é ilustrado. O pino 34 do dispositivo de travamento 24 compreende uma chanfradura de combinação 44 e uma chanfradura de soltura 46 com ângulos α, β, que são especificamente selecionados para as funções das chanfraduras 44, 46. O ângulo α da chanfradura de combinação 44 é um ângulo de engate leve com um ângulo de inclinação de cerca de 170° com relação ao eixo geométrico 36 do pistão de transferência 18. O ângulo β da chanfradura de soltura 46 é um ângulo de desengate íngreme com um ângulo de inclinação de cerca de 55° com relação ao eixo geométrico 36 do pistão de transferência 18 (ver FIGURA 10). A FIGURA 16 ilustra o pino 34 em uma vista tridimensional.

[00091] Em um estado montado do retentor de conjunto 118 no pistão de transferência 18 a chanfradura de combinação 44 para engate está voltada para a parte macho 14 (para longe da virola 112) e a chanfradura de soltura 46 para desengate está voltada na direção contrária ou para a virola 112, respectivamente. A função das chanfraduras 44, 46 é para permitir uma combinação e soltura da parte macho 14 do pistão de transferência 18 (detalhes abaixo). Dessa forma, o dispositivo de travamento 24 do pistão de transferência 18 fornece uma conexão liberável entre o pistão de transferência 18 e a parte macho 14. A força necessária para engatar e desengatar cada pino 34 pode ser controlada considerando-se os dois ângulos de chanfraduras α, β e a rigidez e compressão da mola de dispositivo de travamento 120. Forças maiores podem ser obtidas pelo aumento dos ângulos de chanfradura α, β e utilizando uma mola mais rígida 120 sob maior compressão enquanto forças menores podem ser obtidas pelo processo oposto.

[00092] A FIGURA 17 ilustra a seção 22 da parte macho 14 na forma da protuberância em uma vista lateral. Para interação com o dispositivo de travamento 24 do pistão de transferência 18, a parte macho 14 compreende um assistente de travamento 28 para estabelecer a conexão de encaixe por força e encaixe por forma entre a parte macho 14 e o pistão de transferência 18. Esse assistente de travamento 28 é consubstanciado como um sulco 48 se estendendo na direção circunferencial 50 da parte macho 14. Na posição combinada da parte macho 14 e do pistão de transferência 18, o sulco 48 acomoda os pinos carregados por mola 34 em uma forma de encaixe por força e basicamente encaixe por forma ou os pinos carregados por mola 34 do pistão de transferência 18 são travados com o sulco 48 da parte macho 14, respectivamente.

[00093] Portanto, o sulco 48 possui um contorno 52 que é basicamente projetado de forma correspondente a um contorno 54 (chanfradura de soltura 46) do pino carregado com mola 34 do dispositivo de travamento 24 (ver FIGURA 15). Em outras palavras, o sulco 48 possui o mesmo perfil que um pino de dispositivo de travamento 34 para garantir um travamento adequado e um desengate suave. Adicionalmente, a seção 22 ou a protuberância, respectivamente, da parte macho 14 possui chanfraduras 132, 132' com ângulos correspondentes aos pinos do dispositivo de travamento 34 e especificamente ao ângulo de engate α da chanfradura de combinação 44.

[00094] Com base nas FIGURAS 18 a 20, um método para estabelecer a conexão entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 de uma unidade de conector 10 por meio do pistão de transferência 18 além de um método para liberação da conexão entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 de uma unidade de conector 10 por meio do pistão de transferência 18 será explicado. A parte fêmea 18 é meramente representada pelo retentor de conjunto ilustrado 92 da trava de suporte 32. Ademais, para uma melhor apresentação da parte macho 14 é ilustrada sem um travamento.

[00095] A FIGURA 18 ilustra a situação não engatada da parte macho 14 e do pistão de transferência 18. Nessa posição, o pistão de transferência 18 é impedido de mover com facilidade pelos pinos de trava de suporte 60 sendo engatados no sulco de pistão de transferência 62. A extrusão além da parte fêmea 16 (na direção da parte macho 14) seria impossível sem o cisalhamento de todos os pinos de trava de suporte 60. A vedação de sujeira 58 é carregada pela mola 120 na posição de avanço dentro do pistão de transferência 18 impedindo que a sujeira entre na abertura de pistão de transferência 20.

[00096] A seção 22 da parte macho 14 é empurrada na direção de movimento 88 para dentro da abertura 20 do pistão de transferência 18. O ângulo de engate suave α da chanfradura de combinação/engate 44 além de um ângulo de chanfraduras 132, 132' da seção 22 (ver FIGURA 17) permite que a seção 22 da parte macho 14 seja facilmente inserida na abertura de pistão de transferência 20. A parte macho 14 é movida até que o assistente de travamento 26 ou sulco 48 engate com os pinos 34 do dispositivo de travamento 24 e uma conexão de encaixe por força e encaixe por forma entre o pistão de transferência 18 e a parte macho 14 é estabelecida. Isso é possível visto que os pinos 34 podem retrair para dentro de seus canais 42 do retentor de conjunto 118 comprimindo, assim, a mola 120. Dessa forma, uma conexão fixa entre o pistão de transferência 18 e a parte macho 14 é fornecida.

[00097] Para garantir uma combinação adequada durante a inserção da seção 22 na abertura 20 o pistão de transferência 18 é localmente fixado em uma forma de encaixe por força e encaixe por forma na parte fêmea 16 pelos pinos de trava de suporte travados 60 da parte fêmea 16 na estrutura de travamento 26 ou sulco 62, respectivamente, do pistão de transferência 18. Ademais, é importante que a força de engate para o dispositivo de travamento 24 seja menor do que a força de desengate da trava de suporte 32. Isso garantirá que a parte macho 14 e o pistão de transferência 18 sejam unidos antes de entrarem no orifício 78 da parte fêmea 16 (ver abaixo).

[00098] Depois do travamento do dispositivo de travamento 24 com a estrutura de travamento 26, a parte macho 14 com o pistão de transferência conectado 18 é movido na direção de movimento 88 com relação à parte fêmea 16. Uma força maior permitirá que os pinos de trava de suporte 60 desengatem do sulco 62 e a parte macho 14 e o pistão de transferência 18 pode entrar na parte fêmea 16 unidos com segurança um ao outro. Isso é suportado pela chanfradura de desengate 64 dos pinos 60 e uma parte do contorno 68 do sulco 62, que são consubstanciados de forma correspondente com relação uma à outra. Dessa forma, a conexão de encaixe por força e encaixe por forma entre a parte fêmea 16 e o pistão de transferência 18 é desfeita. Isso é possível visto que os pinos 60 podem retrair para seus canais 42 do retentor de conjunto 92, comprimindo, assim, a mola 104. Consequentemente, a parte fêmea 16 ou a ponta arredondada 72 de cada pino 60 conecta a superfície plana 30 do pistão de transferência 18 em uma forma de encaixe por força.

[00099] Empurrando-se a parte macho 14 adicionalmente para dentro do orifício 78 da parte fêmea 16, a ponta arredondada 72 cruzará a interface 110 entre o pistão de transferência 18 e a parte macho 14, onde a ponta arredondada 72 então conecta a superfície plana 30' da parte macho 14 em uma forma de encaixe por força. Uma vez totalmente combinada, não há qualquer impedimento do movimento da parte macho 14 e o pistão de transferência 18 e de modo que permaneçam unidos. Como resultado dessa sequência de combinação, uma conexão fixa entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 é fornecida. Essa situação é ilustrada na FIGURA 19, que ilustra a unidade de conector 10 depois de combinar a parte macho 14 com o pistão de transferência 18 e seu desengate da parte fêmea 16. Para prender a conexão entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 ou travar as mesmas adicionalmente em seu estado totalmente combinado, a unidade de conector 10 pode compreender um meio de fixação, por exemplo, uma trava e/ou um prendedor, fornecido, por exemplo, na estrutura metálica externa (não ilustrada).

[000100] Para desconectar a parte macho 14 da parte fêmea 16 a parte macho 14 com o pistão de transferência conectado 18 é movida ou puxada contra a direção de movimento 88 com relação à parte fêmea 16. O movimento do pistão de transferência 18 é interrompido pela trava reengatada entre os pinos 60 da trava de suporte 32 e o sulco 62 do pistão de transferência 18. Isso é mediado pela soltura da mola 104 que empurra o pino 60 de volta para dentro do sulco 62 de forma radial. Adicionalmente, o travamento é suportado pela chanfradura de travamento 66 dos pinos 60 e uma parte do contorno 68 do sulco 62, que são consubstanciados de forma correspondente com relação um ao outro. Dessa forma, a conexão de encaixe de força e de encaixe de forma entre o pistão de transferência 18 e a parte fêmea 16 é restabelecida e, dessa forma, o fornecimento de uma conexão fixa entre o pistão de transferência 18 e a parte fêmea 16.

[000101] Como mencionado acima, a parte macho 14 é fixada localmente em uma forma de encaixe por força e encaixe por forma na abertura 20 do pistão de transferência 18 por um mecanismo de travamento do pistão de transferência 18 durante o movimento da parte macho 14 com relação à parte fêmea 16. Essa situação é ilustrada na FIGURA 20, que apresenta a unidade de conector 10 depois do reengate do pistão de transferência 18 com a parte fêmea 16 antecipadamente à soltura da parte macho 14 do pistão de transferência 18.

[000102] Para desengatar a conexão entre a parte macho 14 e o pistão de transferência 18, a parte macho 14 é movida ou puxada contra a direção de movimento 88 com relação ao pistão de transferência 18 e, dessa forma, a parte fêmea 16. Quando uma força grande é aplicada ao dispositivo de travamento, os pinos 34 desengatam do assistente de travamento 28 ou sulco 48, respectivamente, a partir da parte macho 14 e a última pode ser removida. Dessa forma, a conexão de encaixe por força e encaixe por forma entre o pistão de transferência 18 e a parte macho 14 destrava. Isso é possível visto que os pinos 34 são capazes de retrair para dentro de seus canais 42 do retentor de conjunto 118 comprimindo, assim, a mola 120. Isso é suportado pela chanfradura de desengate 46 dos pinos 34 e uma parte do contorno 52 do sulco 48, que são consubstanciados de forma correspondente com relação um ao outro. Como resultado dessa sequência de desengate, a parte macho 14 é desconectada do pistão de transferência 18 ou parte fêmea 16, respectivamente (agora ilustrado em detalhes).

[000103] O pistão de transferência 18 será então travado na posição de avanço na extremidade dianteira 116 e a vedação de sujeira 58 moverá para frente, impedindo que a sujeira entre na abertura 20 (ver FIGURA 18).

[000104] Deve-se notar que o termo "compreendendo" não exclui outros elementos ou etapas e "um", "uma", não excluem a pluralidade. Além disso, elementos descritos em associação com diferentes modalidades podem ser combinados. Deve-se notar também que sinais de referência não devem ser considerados limitadores do escopo da invenção.

[000105] Apesar de a invenção ser ilustrada e descrita em detalhes pelas modalidades preferidas, a invenção não é limitada pelos exemplos descritos, e outras variações podem ser derivadas a partir da mesma pelos versados na técnica sem se distanciar do escopo da invenção.

Claims

1. Unidade de conector (10), compreendendo pelo menos uma parte macho (14), uma parte fêmea (16) e um pistão de transferência (18), onde o pistão de transferência (18) compreende,- uma abertura (20) para receber pelo menos uma seção (22) da parte macho (14);- pelo menos um dispositivo de travamento (24) para estabelecer pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e a parte macho (14); e- pelo menos uma estrutura de travamento (26) para estabelecer pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e a parte fêmea (16);onde a parte macho (14) compreende,- a seção (22) para inserção na abertura (20) do pino de transferência (18);- pelo menos um assistente de travamento (28) para estabelecer pelo menos a conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e a parte macho (14);caracterizado pelo fato de que a parte macho (14) ainda compreende,- uma área de interação (30) para interação em uma forma de encaixe por força com pelo menos uma trava de suporte (32) da parte fêmea (16);e onde a parte fêmea (16) compreende,- a trava de suporte (32) para estabelecer pelo menos a conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e a parte fêmea (16) e adicionalmente para interagir pelo menos com a área de interação (30) da parte macho (14) em uma forma de encaixe por força.

2. Unidade de conector de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dispositivo de travamento (24) compreender pelo menos um pino carregado por mola (34) que é disposto basicamente de forma radial com relação a um eixo geométrico (36) do pistão de transferência (18).

3. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de travamento (24) compreende pelo menos um dispositivo de segurança (38), especialmente pelo menos um canal de fluxo (38), que é equipado para portar água para evitar o travamento hidráulico do pino carregado por mola (34).

4. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de travamento (24) compreende pelo menos uma chanfradura de combinação (44) com um ângulo de engate suave (α) com relação a um eixo geométrico (36) do pistão de transferência (18), onde o ângulo (α) possui um valor entre 179° e 160°, preferivelmente entre 175° e 165°, mais preferivelmente entre 173° e 171°, e especialmente igual a 172°.

5. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de travamento (24) compreende pelo menos uma chanfradura de soltura (46) com um ângulo de desengate íngreme (β) com relação a um eixo geométrico (36) do pelo menos um pistão de transferência (18), onde o ângulo (β) possui um valor entre 30° e 85°, preferivelmente entre 40° e 60°, mais preferivelmente entre 45° e 55°, e especialmente de 50°.

6. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizada pelo fato de que o assistente de travamento (28) da parte macho (14) é consubstanciado como pelo menos um sulco (48) que se estende na direção circunferencial (50) da parte macho (14), onde o sulco (48) deve acomodar o pino carregado por mola (34) em uma forma de encaixe por força e basicamente encaixe por forma.

7. Unidade de conector de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o sulco (48) possui um contorno (52) projetado basicamente de forma correspondente a pelo menos um contorno (54) do pino carregado por mola (34).

8. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de travamento (24) compreende uma pluralidade de pinos carregados por mola (34) que são dispostos igualmente distribuídos ao longo de uma circunferência interna (56) do pistão de transferência (18).

9. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o pistão de transferência (18) compreende pelo menos uma vedação de sujeira (58) que é montada em uma abertura (20) do pistão de transferência (18) para impedir a entrada de sujeira dentro do pistão de transferência (18).

10. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a trava de suporte (32) da parte fêmea (16) fornece uma conexão liberável entre o pistão de transferência (18) e a parte fêmea (16).

11. Unidade de conector de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a trava de suporte (32) compreende pelo menos um pino carregado com mola (60) que é disposto basicamente de forma radial com relação a um eixo geométrico (36) da parte fêmea (16) e/ou onde a estrutura de travamento (26) do pistão de transferência (18) é consubstanciada como pelo menos um sulco (62) que se estende na direção circunferencial (50) do pistão de transferência (18), onde o pino carregado com mola (60) da parte fêmea (16) deve travar com o sulco (62) do pistão de transferência (18).

12. Unidade de conector de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que a trava de suporte (32) compreende pelo menos uma chanfradura (64, 66) e onde o sulco (62) do pistão de transferência (18) possui um contorno (68) projetado basicamente de forma correspondente a um contorno (70) do pino carregado por mola (60) da trava de suporte (32).

13. Unidade de conector de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que o pino carregado por mola (60) da trava de suporte (32) compreende pelo menos uma ponta arredondada (72) e/ou onde o pistão de transferência (18) e/ou a parte macho (14) compreende pelo menos uma superfície plana (30, 30'), onde a ponta arredondada (72) do pino carregado por mola (60) deve engatar a superfície plana (30, 30') em uma forma de encaixe por força.

14. Método para estabelecer uma conexão entre uma parte macho (14) e uma parte fêmea (16) de uma unidade de conector (10) por meio de um pistão de transferência (18) da unidade de conector (10) caracterizado pelo fato de compreender pelo menos as etapas a seguir, - empurrar pelo menos uma seção (22) da parte macho (14) em uma abertura (20) do pistão de transferência (18) até pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e a parte macho (14) é estabelecida por um mecanismo de travamento do pistão de transferência (18), fornecendo assim uma conexão fixa entre o pistão de transferência (18) e a parte macho (14), onde o pistão de transferência (18) é fixado localmente em pelo menos uma forma de encaixe por força na parte fêmea (16) por uma trava de suporte (32) da parte fêmea (16) durante a inserção da seção (22) da parte macho (14) na abertura (20) do pistão de transferência (18);- mover a parte macho (14) com o pistão de transferência conectado (18) com relação à parte fêmea (16) e destravando, assim, pelo menos a conexão de encaixe por força entre a parte fêmea (16) e o pistão de transferência (18) até que a parte fêmea (16) conecte pelo menos o pistão de transferência (18) em uma forma de encaixe por força fornecendo, assim, uma conexão fixa entre a parte macho (14) e a parte fêmea (16).

15. Método para liberar uma conexão entre uma parte macho (14) e uma parte fêmea (16) de uma unidade de conector (10) por meio de um pistão de transferência (18) da unidade de conector (10), caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos as seguintes etapas,- mover a parte macho (14) com o pistão de transferência conectado (18) com relação à parte fêmea (16) até pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e a parte fêmea (16) ser estabelecida por uma trava de suporte (32) da parte fêmea (16), fornecendo, assim, uma conexão fixa entre o pistão de transferência (18) e a parte fêmea (16),onde a parte macho (14) é localmente fixada em pelo menos uma forma de encaixe por força em uma abertura (20) do pistão de transferência (18) por um mecanismo de travamento do pistão de transferência (18) durante o movimento da parte macho (14) com relação à parte fêmea (18);- mover a parte macho (14) com relação ao pistão de transferência (18)/parte fêmea (16) até pelo menos uma conexão de encaixe por força entre o pistão de transferência (18) e a parte macho (14) estabelecida pelo mecanismo de travamento do pistão de transferência (18) ser destravada, desconectando, assim, a parte macho (14) da parte fêmea (16).