BR102014023831B1

BR102014023831B1 - Parte fêmea de uma unidade de conector e unidade de conector

Info

Publication number: BR102014023831B1
Application number: BR102014023831-0A
Authority: BR
Inventors: Richard LEWIN
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2022-01-04
Also published as: US20160204546A1; AU2014213569A1; EP3086414A1; EP2854234B1; US9787021B2; CN104518358B; BR102014023831B8; CN104518358A; US20150093921A1; US9287658B2; EP2854234A1; AU2014213569B2; EP3086414B1; BR102014023831A2

Abstract

unidade de conector e métodos para estabelecer e liberar uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea de uma unidade de conector. unidade de conector (10) para dois cabos (12), compreendendo macho (14, 14c), fêmea (16) e pistão vaivém (18, 18c), o pistão vaivém (18, 18c) compreendendo dispositivo de conexão magnética (20) com o auxílio de conexão magnética (22) do macho (14, 14c) e estrutura de engate (24) para conexão de força entre o pistão vaivém (18, 18c) e a fêmea (16); em que o macho (14, 14c) compreende o auxílio de conexão magnética (22) com o dispositivo de conexão magnética (20) do pistão vaivém (18, 18c) para conexão magnética entre o pistão vaivém (18, 18c) e o macho (14, 14c) e área de interação (26') para interação em modo de montagem de força com engate de apoio (28) da fêmea (16); e em que a fêmea (16) compreende o engate de apoio (28) para estabelecer conexão de montagem de força entre o pistão vaivém (18, 18c) e a fêmea (16) e ainda para interagir com a área de interação (26') do macho (14, 14c) em modo de força.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

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

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] No futuro próximo uma demanda crescente de comunicaçãosobre amplas distâncias, especialmente, por exemplo, entre continentes será necessária. Com isto, as infraestruturas, como os cabos marítimos e os conectores que conectam os cabos marítimos, que estão localizados e operados à prova de erro em ambientes severos, como submarino, serão essenciais. Os conectores do estado da técnica utilizam, por exemplo, um pino macho e um soquete fêmea para permitir a conexão. Para casar estas partes sob o mar o pino macho deve passar através de uma vedação do soquete fêmea sem permitir que a água do mar entre no interior do conector. É conhecido posicionar, por exemplo, um pistão vaivém carregado por mola que ajusta intimamente com uma ponta do pino macho (pino de receptáculo) e é acionado de volta através das vedações durante o casamento. Quando o conector é descasado, a mola mantém contato entre o pino macho (receptáculo) e o pistão vaivém assim impedindo a transmissão de água através da vedação. Esta solução requer uma mola com uma taxa de mola significativamente alta para impedir uma compressão acidental da mola. A alta taxa de mola significa que a força aumenta significativamente durante o casamento. Um pino de ida e volta carregado por mola também aumenta o comprimento do conector, fazendo-o ser mais longo do que poderia ser possível com um meio alternativo de manter a água fora do conector.

[0003] É um primeiro objetivo da presente invenção prover umaunidade de conector para conectar pelo menos dois cabos que pode ser operado com uma força mínima e pode ser construído mais curto em comprimento comparado com os conectores do estado da técnica. Mais ainda, a unidade de conector deve ser confiável e insusceptível a erros.

[0004] É um objetivo adicional da presente invenção provermétodos para estabelecer ou liberar, respectivamente, uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea da unidade de conector acima mencionada que proveem um casamento e/ou descasamento rápido, confiável e sem falhas das partes da unidade de conector. Estes objetivos podem ser resolvidos por uma unidade de conector e métodos de acordo com o assunto das reivindicações independentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção,uma unidade de conector para conectar pelo menos dois cabos, especialmente cabos submarinos, que compreende pelo menos uma parte macho, uma parte fêmea e um pistão vaivém está provida.

[0006] É proposto, que o pistão vaivém compreenda pelo menos umdispositivo de conexão magnética para estabelecer uma conexão magnética entre o pistão vaivém e pelo menos um auxílio de conexão magnética da parte macho e pelo menos uma estrutura de engate para estabelecer pelo menos uma conexão de montagem de força entre o pistão vaivém e a parte fêmea. Ainda, a parte macho compreende o auxílio de conexão magnética para interação com o dispositivo de conexão magnética do pistão vaivém para estabelecer a conexão magnética entre o pistão vaivém e a parte macho e uma área de interação para interação em um modo de montagem de força com pelo menos um engate de apoio da parte fêmea. Mais ainda, a parte fêmea compreende o engate de apoio para estabelecer a pelo menos uma conexão de montagem de força entre o pistão vaivém e a parte fêmea e ainda para interagir pelo menos com a área de interação da parte macho em um modo de montagem de força.

[0007] Devido ao assunto inventivo, um casamento e/oudescasamento das partes macho e fêmea da unidade de conector pode ser executado com um reduzido perigo de falha da unidade de conector, especialmente por água acidentalmente entrando na unidade de conector, em comparação com os sistemas do estado da técnica. Assim, uma unidade de conector confiável e à prova de erro pode ser provida, a qual oferece propriedades convincentes, especialmente para as aplicações submarinas. Mais ainda, as forças de casamento e descasamento são minimizadas e ocorrem somente durante o processo de conexão e/ou desconexão. Mais ainda, um comprimento da unidade de conector é reduzido em comparação com os conectores conhecidos. Este é o caso porque o pistão vaivém não é mais acionado pela mola, a qual precisa ser armazenada na posição casada (comprimida) o que tipicamente aumenta o comprimento de conectores conhecidos. Além disso, devido à conexão magnética altas forças de conexão podem ser providas.

[0008] Mesmo se os termos "cabo, parte macho, parte fêmea, pistãovaivém, dispositivo de conexão magnética, auxílio de conexão magnética, estrutura de engate, área de interação, engate de apoio, estrutura magnética, dispositivo de interação, seção, região, seção magnética, parte, superfície afetiva, área magnética, base, dispositivo de amortecimento, canal de fluxo, vedação, pino, ranhura, chanfro, contorno e ponta" (ver também abaixo) forem utilizados no singular ou em uma forma numérica específica nas reivindicações e na especificação o escopo da patente (pedido) não deve ser restrito ao singular ou na forma numérica específica. Deve também ficar dentro do escopo da invenção ter mais do que uma ou uma pluralidade da(s) estrutura(s) acima mencionada(s).

[0009] Uma unidade de conector pretende significar uma unidade aqual conecta fisicamente pelo menos dois cabos, de preferência cabos submarinos. Assim, esta é de preferência uma unidade de conector submarina. A unidade de conector pode ser utilizada em qualquer ambiente severo e pode ser incorporada como um conector elétrico e/ou penetrador ou de preferência como um conector casável molhado. Mais ainda, esta é de preferência empregada em uma aplicação de alta voltagem. Ainda, a unidade de conector inventiva poderia ser utilizada em qualquer conector ou mecanismo onde uma alta força de tração magnética é requerida mas acidentalmente colher objetos ferrosos seria perigoso.

[00010] Mais ainda, uma parte fêmea ou soquete ou plugue ou corpo de conector pretende significar uma parte da unidade com uma abertura, rebaixo ou furo para receber outra parte da unidade de conector, como a parte macho ou o pistão vaivém ou suas partes. Assim, uma parte macho ou pino de receptáculo pretende significar uma parte da unidade com um pino, extensão ou similar para acoplar ou ser inserida na abertura da parte fêmea. As partes fêmea e macho estão destinadas a estabelecer uma conexão elétrica no caso de casamento da parte macho e fêmea. As partes fêmea e macho cada uma pode ser envolvida em um revestimento ou um exterior de um cabo. Mais ainda, as partes macho e fêmea podem precisar ser travadas juntas uma vez totalmente casadas, por exemplo, por meio de uma trava ou grampo sobre a estrutura metálica externa.

[00011] Além disso, um pistão vaivém ou um pino vaivém pretende significar uma parte da unidade que suporta, facilita ou media a conexão entre a parte fêmea e a macho da unidade. Ainda, o pistão vaivém está destinado a prover um casamento seguro, vedado e no caso de um ambiente aquático, um casamento livre de vazamentos das partes macho e fêmea. O pistão vaivém compreende duas seções, uma seção dianteira e uma seção traseira. Estas estão dispostas basicamente axialmente uma com relação à outra, em que estas sobrepõem em suas partes adjacentes.

[00012] A seção dianteira está livre para mover sobre uma superfície externa da seção traseira. Um movimento da seção dianteira em relação à seção traseira está limitado por um batente de extremidade dianteira. A seção dianteira é empurrada para frente da seção traseira por uma mola de pistão vaivém de modo que, quando nenhuma outra força está atuando sobre o pistão vaivém, este repousa no seu estado totalmente estendido. A seção dianteira do pistão vaivém é usinada de uma única peça de aço de modo que a água do mar não pode fluir para dentro de um volume de óleo do pistão. Isto também tem a vantagem que existe uma superfície contínua, lisa para assegurar que as vedações dianteiras da parte fêmea através das quais o pistão vaivém passa, manterão uma boa vedação através de todo o processo de casamento / descasamento.

[00013] Uma característica adicional do pistão vaivém é um pequeno rebaixo na frente da seção dianteira o qual tem uma protuberância correspondente de uma frente da parte macho. Estas características são para auxiliar no alinhamento das duas estruturas. Mais ainda, o pistão vaivém compreende um pino central que estende através da seção dianteira e guia o dispositivo de conexão magnética. Mais ainda, o pistão vaivém compreende pelo menos uma mola, e de preferência um número de molas, as quais conectam o dispositivo de conexão magnética ou uma estrutura magnética (ver abaixo) no pistão vaivém ou na sua seção traseira, respectivamente. A(s) mola(s) pode(m) ser (a) mola(s) de força constante leve ou (b) mola(s) espiral(is) padrão / leve(s). Na realidade, foi mostrado, que as molas espirais padrão / leves podem ser vantajosas. Além disso, pode também ser possível utilizar uma combinação destes tipos de mola.

[00014] Um dispositivo de conexão magnética ou um auxílio de conexão magnética pretende significar um dispositivo que estabelece uma conexão removível entre a parte macho e o pistão vaivém e/ou atua com uma montagem de encaixe magnético durante o casamento / descasamento. O dispositivo de conexão magnética e o auxílio de conexão magnética estão adaptados para prover um engate mecânico entre a parte macho e o pistão vaivém durante o movimento da parte macho em relação à parte fêmea.

[00015] Mais ainda, uma estrutura de engate um engate de apoio pretende significar um dispositivo que estabelece uma conexão removível ou liberável entre a parte fêmea e o pistão vaivém e/ou atua com uma montagem de encaixe mecânico durante o casamento / descasamento ou durante a conexão / desconexão do auxílio de engate da parte macho com o dispositivo de conexão magnética do pistão vaivém, respectivamente. Assim a mobilidade do pistão vaivém e da parte macho pode ser construtivamente fácil e controlável provida pelo engate de apoio. A frase "pelo menos uma conexão de montagem de força"pretende significar que uma conexão de montagem de forma adicional entre a parte fêmea e o pistão vaivém pode ser provida. Realmente, uma combinação de uma conexão de montagem de força e uma conexão de montagem de forma seria preferida.

[00016] Ainda, um engate de apoio está provido para interação com a área de interação da parte macho e/ou do pistão vaivém em um modo de montagem de força durante um movimento da parte macho em relação à parte fêmea. O engate de apoio pode interagir com ambas as áreas de interação ao mesmo tempo ou primeiro com uma e subsequentemente com a outra. De preferência, o engate de apoio interage primeiro com a área de interação do pistão vaivém e segundo com aquela da parte macho. O engate de apoio e/ou a estrutura de engate pode ser qualquer estrutura factível por uma pessoa versada na técnica, como um pino, uma ranhura, um gancho, um material de atrito ou retenção, etc. De preferência, a interação entre a área de interação e o engate de apoio é somente uma conexão de montagem de força que permite, no entanto, um movimento deslizante do pino de engate de apoio sobre a área de interação.

[00017] Uma área de interação pretende significar uma área especificamente incorporada para prover uma conexão (apertada e segura) ou uma conexão de montagem de força entre pelo menos a parte macho e o engate de apoio da parte fêmea durante o movimento da parte macho em relação à parte fêmea. A modalidade específica pode ser qualquer modalidade factível por uma pessoa versada na técnica, como uma superfície especificamente usinada ou revestida, uma ranhura ou um pino, etc. Além disso, o pistão vaivém pode ser incorporado com uma área de interação similar ou igual. O engate de apoio pode interagir com ambas as áreas de interação ao mesmo tempo ou primeiro com uma e subsequentemente com a outra. De preferência, o engate de apoio interage primeiro com a área de interação do pistão vaivém e segundo com aquela da parte macho.

[00018] Com isto, a invenção propõe que o pistão vaivém seja "engatado" por sobre uma frente da parte macho / pino de receptáculo durante os estágios iniciais do processo de casamento. Isto significa que o movimento da parte macho / pino de receptáculo empurra o pistão vaivém para trás para dentro da parte fêmea / corpo de conector e puxa este de volta para fora novamente. O pistão vaivém é então "capturado" pelo engate de apoio, o que impede o pistão vaivém de mover adicionalmente e força o engate entre a parte macho / pino de receptáculo e o pistão vaivém para desacoplar.

[00019] Mais ainda, é provido que o dispositivo de conexão magnética compreenda pelo menos uma estrutura magnética. Devido a isto, uma conexão pode ser facilitada facilmente. Neste contexto magnético deve ser compreendido como a capacidade de uma estrutura reagir a um campo magnético ou a capacidade de uma estrutura produzir um campo magnético. Esta estrutura pode ser qualquer estrutura factível por uma pessoa versada na técnica, como uma superfície, uma superfície interna de um furo ou de preferência um pino.

[00020] Mais ainda, o auxílio de conexão magnética compreende pelo menos um dispositivo de interação que corresponde à estrutura magnética. Assim, a conexão pode ser estabelecida construtivamente fácil e com uma quantidade mínima de peças. O dispositivo de interação é também uma estrutura magnética e pode ser qualquer estrutura factível por uma pessoa versada na técnica, como uma superfície, uma superfície interna de um furo ou de preferência um pino.

[00021] É ainda provido, que a estrutura magnética compreenda um ímã encapsulado. Um único ímã encapsulado em um material de alta permeabilidade fornecerá a mais alta força de ligação entre o dispositivo de conexão magnética e o auxílio de conexão magnética. Desvantajosamente, um ímã encapsulado pode ter a maior faixa de interação (ou lance) para captar detritos magnéticos e sujeira. Assim, melhores resultados podem ser obtidos utilizando como uma modalidade exemplar alternativa da estrutura magnética uma que compreenda um conjunto de ímã. Os conjuntos de ímã terão uma força de ligação reduzida, mas o lance do campo magnético pode ser grandemente reduzido. De preferência, o conjunto de ímã compreende pelo menos duas seções com polos magnéticos diferentemente orientados. Utilizando polos magnéticos alternados para cancelar o campo em maiores distâncias do conjunto o efeito positivo de uma força de ligação reduzida e um lance minimizado do campo magnético pode ser melhorado. Consequentemente, o conjunto de ímã é um ímã de múltiplos polos. Se um único ímã encapsulado ou um conjunto de ímãs for utilizado dependerá da natureza da utilização do engate. Uma pessoa versada na técnica selecionaria estas especificações de acordo com o seu conhecimento da técnica.

[00022] As seções do conjunto magnético podem ser ou dispostas na direção radial ou na direção axial. Mas de preferência, mais do que duas seções são utilizadas, as quais foram dispostas tanto na direção radial quanto na axial. De preferência, as seções são incorporadas como anéis concêntricos, por exemplo, três, com orientação magnética ou polos alternados na direção radial ou direção axial. Mais ainda, por uma disposição tanto radialmente quanto axialmente pelo menos dois conjuntos de anéis radialmente concêntricos - dispostos em um modo como disco - podem ser dispostos axialmente um sobre o outro.

[00023] Provendo o dispositivo de interação do auxílio de conexão magnética em que este compreende um material de alta permeabilidade a parte não protegida da unidade de conector (parte macho) está protegida de aprisionar detritos magnéticos.

[00024] O ímã preferido seria um ímã de terra rara. Para uma temperatura de até 200°C o material preferido seria um ímã de Neodímio-Boro-Ferro (NdFeB). Se temperaturas mais altas fossem requeridas um ímã de Samário-Cobalto (SmCo) poderia ser utilizado. O material de alta permeabilidade preferido seria uma liga de Níquel-Ferro (exemplos comerciais incluem Supra50 (50% Níquel:Ferro), Invar (36% Níquel, 64% Ferro) ou Mu-metal (77% Níquel, 16% Ferro)). Ferro puro poderia também ser utilizado. É importante notar que qualquer que seja o material utilizado para o dispositivo de interação da parte macho ou ponta de pino de receptáculo este deve ter sido tratado termicamente e recozido pós-usinagem para torná-lo completamente magneticamente macio; isto é, que este não seja magnetizável e que sua magnetização líquida sempre retornará para zero quando um campo magnético externo for removido. Isto é para assegurar que o dispositivo de interação ou a ponta, respectivamente, não se torne magnetizado durante a operação o que subsequentemente permitiria atrair detritos magnéticos.

[00025] Assim, a conexão magnética ou engate opera através de uma interação entre um ímã ou um conjunto de ímã e uma massa de material de alta permeabilidade.

[00026] Vantajosamente, a estrutura magnética ou o ímã ou o conjunto de ímã, respectivamente, está disposto axialmente móvel dentro do pistão vaivém. Com isto, a posição da estruturam magnética pode ser ajustada de acordo com a sua função desejada. A estrutura magnética é colocada dentro da seção dianteira e está livre para mover para frente e para trás, guiada pelo pino central da seção dianteira. As molas (força constante leve) ligam a estrutura magnética e a seção traseira do pistão vaivém. Isto é assim de modo que quando nenhuma outra força está atuando sobre o pistão vaivém a estrutura magnética está na posição traseira. Isto ajuda a reduzir o campo na superfície do pino vaivém para impedir uma captura acidental de material magnético.

[00027] Em uma modalidade preferida o pistão vaivém compreende pelo menos uma região fora de um material de alta permeabilidade que está provida para acoplar um campo magnético de pelo menos uma seção magnética da estrutura magnética para reduzir o campo magnético da seção magnética. Com isto, o lance do campo magnético e assim o risco de atrair detritos interferentes, etc., pode ser vantajosamente adicionalmente reduzido. O termo "acoplar" deve ser compreendido como "proteger, interagir com, bloquear e/ou neutralizar". A proteção fora do material de alta permeabilidade reduz um campo de orla da seção magnética já que o campo que emerge da frente da estrutura magnética será de preferência atraído para dentro do material de proteção ao invés de saltar distante da estrutura magnética.

[00028] A ação do material de alta permeabilidade é especialmente útil quando a seção magnética está na posição traseira, não casada. Assim, a alta permeabilidade pode ser vista como uma proteção magnética para a seção magnética no conjunto não casado. Durante o casamento o material de alta permeabilidade é então removido para assegurar a máxima força de ligação possível entre a parte macho (auxílio de conexão magnética) e o pistão vaivém.

[00029] É adicionalmente provido, que a região fora de um material de alta permeabilidade é pelo menos uma parte de um pino inserível através de um furo da estrutura magnética (o ímã e/ou o conjunto de ímã). Por esta modalidade e disposição a proteção é a mais eficiente. Mais ainda, a região pode ser facilmente colocada em ação. A parte do pino pode ser uma superfície do pino especificamente selecionada, como uma camada especial (revestimento) fora de um material de alta permeabilidade ou um núcleo ou o pino todo pode ser usinado de um material de alta permeabilidade. O pino está montado na seção dianteira de pistão vaivém de modo que, conforme a seção dianteira é empurrada para trás em relação à seção magnética, o pino (núcleo) é removido da seção magnética.

[00030] Alternativamente e/ou além disso a região é uma cápsula disponível pelo menos parcialmente ao redor de uma circunferência da estrutura magnética (o ímã e/ou o conjunto de ímã). Devido a isto, uma grande área da estrutura magnética a qual emite um campo magnético pode ser protegida eficientemente quando necessário. De preferência, a cápsula está disposta concêntrica ao redor da seção magnética e está disponível ao redor de toda a circunferência da estrutura magnética. A cápsula pode estender ao longo de todo o comprimento axial da estrutura magnética ou somente ao longo de suas partes. A cápsula externa está montada sobre a seção traseira do pistão vaivém de modo que, conforme a estrutura magnética move para frente em relação à seção traseira, a cápsula é removida de seção magnética. Em uma modalidade vantajosa da invenção o conjunto de ímã compreende pelo menos uma superfície efetiva e/ou em que a superfície efetiva compreende pelo menos duas áreas magnéticas provendo quantidades iguais de força magnética, em que as forças magnéticas têm orientações magnéticas em sentido contrário. Em outras palavras, a superfície efetiva do conjunto de ímã é metade norte e metade sul ou a superfície efetiva tem uma área igual de norte e sul ou a área de superfície total de polos norte e sul sobre a superfície efetiva deve ser igual.

[00031] Assegurando que as áreas totais dos polos norte e sul expostos são iguais todo o fluxo magnético que emerge da superfície efetiva do conjunto de ímã está ligado a um polo oposto sobre a mesma face do conjunto de ímã. Esta ligação de fluxo aperfeiçoada aumentará uma força reativa para um material altamente permeável, por exemplo, o dispositivo de interação da parte macho, próximo da superfície efetiva para assegurar que os percursos de ligação somente passem através do material altamente permeável. Isto também aperfeiçoará a queda de campo já que o campo gerado por cada área magnética ou ímã, respectivamente, é oposto e cancelado pelo campo de seus vizinhos. Isto aumenta a força atrativa de curto alcance do conjunto de ímã enquanto reduzindo grandemente o alcance do campo magnético.

[00032] Neste contexto uma superfície efetiva pretende significar um somatório de todas as superfícies expostas do conjunto de ímã que emitem um campo magnético. Isto pode ser uma frente, uma traseira e os lados do conjunto. De preferência, é apenas a superfície dianteira do conjunto de ímã. Mais ainda, a superfície efetiva pode até variar de acordo com a posição do conjunto de ímã. No caso do conjunto de ímã estar na sua posição traseira o campo magnético da superfície lateral é acoplado pelo material de alta permeabilidade do pino de núcleo e da cápsula, por exemplo. Assim, somente a frente contribui para a superfície efetiva. Mais ainda, quanto mais áreas magnéticas ou polos, respectivamente, são colocados sobre a face do conjunto magnético, maior é a redução em lance e ao custo de reduzir a força de ligação atingível.

[00033] Para prover uma proteção axial, especialmente em umadireção que faceia afastando da parte macho, o conjunto magnético é colocado sobre pelo menos uma base fora de um material de alta permeabilidade. A base de alta permeabilidade parará qualquer campo de ser projetado atrás da estrutura magnética e também aumentará a força atrativa atingível pela estrutura magnética.

[00034] De acordo com uma modalidade vantajosa adicional da invenção a estrutura magnética compreende pelo menos um dispositivo de amortecimento hidráulico especialmente pelo menos um canal de fluxo para um lubrificante, para limitar a velocidade de movimento da estrutura magnética. Isto reduz os riscos de fraturar a estrutura magnética por choque mecânico consequentemente a falha da estrutura magnética pode ser minimizada. Para ajustar uma quantidade necessária de amortecimento um tamanho do canal de fluxo pode ser selecionado consequentemente. Uma pessoa versada na técnica selecionaria estas especificações de acordo com o seu conhecimento na técnica.

[00035] Em uma realização adicional da invenção o pistão vaivém compreende pelo menos uma vedação de sujeira que está montada dentro de uma abertura ou furo do pistão vaivém para impedir a entrada de sujeira, como sedimentos e areia, no pistão vaivém. A vedação de sujeira é para impedir que o material magnético entre na abertura onde este poderia interagir com o campo magnético. Com isto, a função apropriada da conexão magnética será assegurada e pode ajudar a certificar que o engate continue a operar, especialmente em água suja. A vedação de sujeira é um anel de borracha acionado para frente por uma mola leve. Uma abertura pretende significar um rebaixo, furo, folga, furo cego ou similar para acomodar uma seção da parte macho. A seção pode passar através da abertura ou apoiar dentro da abertura. Neste contexto, uma seção da parte macho pretende significar um pino, uma extensão, uma protuberância ou uma sua parte para acoplar ou ser inserida na abertura do pistão vaivém.

[00036] Em uma realização adicional da invenção o engate de apoio compreende pelo menos um pino carregado por mola (pino de engate) que está disposto basicamente radial em relação a um eixo geométrico da parte fêmea. Assim, uma construção confiável e de economia de espaço pode ser obtida. Mais ainda, a força de engate / desengate do engate de apoio pode ser selecionada facilmente escolhendo uma força de mola adequada. No escopo de uma disposição do pino como "basicamente radial" a um eixo geométrico da parte fêmea deve também ficar uma divergência da disposição estritamente radial de aproximadamente 30°. De preferência, o pino está orientado radial (90°) ou perpendicular ao eixo geométrico da parte fêmea. Geralmente, o eixo geométrico do pistão vaivém e aquele da parte macho e fêmea também está disposto paralelo a uma direção de movimento da parte macho. De preferência, o pino estende para dentro da abertura em uma superfície de mantel da abertura.

[00037] É adicionalmente provido, que o engate de apoio compreende uma pluralidade de pinos carregados por mola. Devido a isto um engate / desengate homogêneo pode ser conseguido. Ainda, mais pinos proveem uma maior redundância enquanto aumentando a complexidade. Os pinos podem estar dispostos em qualquer padrão adequado para uma pessoa versada na técnica, como randomicamente ou de preferência uniformemente distribuídos ao longo de uma circunferência interna da parte fêmea (superfície de mantel de uma abertura da parte fêmea) ou uma circunferência interna de um suporte de conjunto para os pinos, respectivamente. Por esta disposição as forças que atuam sobre o pistão vaivém são constantes sobre a circunferência resultando na falta de picos de pressão no pistão vaivém assim conservando a construção e o material do pistão vaivém.

[00038] De preferência, a estrutura de engate do pistão vaivém está incorporada como pelo menos uma ranhura que estende na direção circunferencial do pistão vaivém. Devido a isto a estrutura de engate pode ser construída facilmente. É adicionalmente preferido que o pino carregado por mola da parte fêmea esteja destinado a engatar com a ranhura do pistão vaivém, em que o(s) pino(s) prende(m) a ranhura e assim o pistão vaivém em uma posição axialmente fixa. Mais ainda, a pretendendo que a ranhura acomode o(s) pino(s) carregado(s) por mola em um modo de montagem de força e basicamente de montagem de forma, a conexão é robusta e axialmente fixa. Com isto, uma forte e estacionária conexão pode ser provida travando o pistão vaivém seguramente no lugar durante o casamento ou descasamento da parte macho. O termo acomodar deve ser compreendido como receber e/ou prender. Neste contexto a frase "em um modo basicamente de montagem de forma" deve ser compreendido que os contornos da ranhura e do pino correspondem em forma um ao outro por pelo menos 30% de preferência por pelo menos 50%.

[00039] Para construir o conjunto de engate de apoio cada pino de engate de apoio é inserido em um furo do prendedor de conjunto, provendo um canal que guia o pino, e uma mola é colocada dentro de um rebaixo atrás do pino. A mola e o pino são presos no lugar por uma base de mola de pino de engate, a qual é aparafusada dentro de uma rosca no suporte. A base é também utilizada para assegurar que a compressão correta seja aplicada na mola. Um flange escalonado no fundo do furo impede que o(s) pino(s) de engate de apoio mova(m) muito distante(s) dentro do furo. Pelo menos um dispositivo de lubrificação, como um canal de fluxo de óleo, pode ser provido para alimentar um lubrificante, como óleo, para pelo menos uma superfície de contato entre o pino carregado por mola e o canal que guia o pino. Isto pode impedir um travamento hidráulico do(s) pino(s) de engate de apoio.

[00040] Em uma modalidade preferida da invenção o engate de apoio compreende pelo menos um chanfro, destinado a suportar ou o desacoplamento ou o travamento da conexão entre o pistão vaivém a parte fêmea. No caso do desacoplamento o chanfro tem um ângulo de desacoplamento suave. Assim, a força de desacoplamento do engate de apoio pode ser selecionada facilmente escolhendo um chanfro adequado. Devido a um ângulo suave um atrito entre as partes durante o descasamento pode ser reduzido e assim a força necessária para o descasamento é minimizada. Neste contexto, suave deve ser compreendido como um ângulo com um valor entre 175° e 100°, de preferência 165° e 120°, mais de preferência 155° e 130° e especialmente de 150° com relação ao eixo geométrico da parte fêmea. O valor do ângulo pode ser sintonizado nesta região durante o projeto do engate de apoio de modo que a força de descasamento requerida seja conseguida. O chanfro provê um plano inclinado, assim um movimento de empurrar da parte macho para dentro do furo da parte fêmea é fácil e inicia a atuação do pino (compressão da mola de apoio).

[00041] Em geral poderia ser dito, que a força requerida para desacoplar cada pino de engate de apoio pode ser controlada considerando o ângulo de chanfro de desacoplamento e a rigidez e a compressão da mola de apoio. Maiores forças de desacoplamento podem ser obtidas aumentando o ângulo de chanfro e utilizando uma mola mais rígida sob maior compressão.

[00042] O chanfro para travamento tem um ângulo de travamento vertical ou além da vertical. Aqui um ângulo vertical ou além da vertical deve ser compreendido como um ângulo com um valor entre 90° e 135°, de preferência entre 95° e 120°, mais de preferência 95° e 120° e especialmente de 100° com relação ao eixo geométrico da parte fêmea. Este chanfro poderia também ser visto como um chanfro antiextrusão porque utilizando o ângulo vertical ou além da vertical o pistão vaivém não pode extrudar do corpo de conector (parte fêmea) sem cisalhar o(s) pino(s) de engate de apoio.

[00043] Mais ainda, a ranhura do pistão vaivém tem um contorno basicamente projetado correspondentemente a um contorno do pino carregado por mola do engate de apoio. Com isto, a ranhura do pistão vaivém tem o mesmo perfil que o pino de engate de apoio para assegurar um acoplamento e desacoplamento suaves. De acordo com um detalhe de construção adicional o pistão vaivém compreende um lábio que está, visto na direção de movimento da parte macho durante o processo de conexão, localizado adjacente à ranhura. Este lábio é ligeiramente rebaixado na direção radial na direção do eixo geométrico do pistão vaivém de modo que o lábio não interfira com nenhuma das outras características dentro do corpo de conector, por exemplo, moldagens de controle de tensão interna, um multilam no trabalho de cobre de contato do soquete fêmea, vedações ou similares, durante a inserção ou retirada do pistão vaivém e da parte macho.

[00044] Em uma modalidade vantajosa da invenção o pino carregado por mola do engate de apoio compreende pelo menos uma ponta ou extremidade arredondada. Com isto uma superfície de conexão lisa pode ser provida. De preferência, o pistão vaivém ou a parte macho ou ambos compreendem pelo menos uma superfície plana, em que a ponta arredondada do pino carregado por mola está destinado a acoplar a superfície plana em um modo de montagem de força. Consequentemente, o(s) pino(s) de engate de apoio não prenderá(ão) sobre a interface entre o pino de receptáculo (parte macho) e o pistão vaivém. De preferência, a superfície plana pode ser a área de interação da parte macho e do pistão vaivém.

[00045] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, um método para estabelecer uma conexão entre uma parte macho e uma parte fêmea de uma unidade de conector por meio de um pistão vaivém da unidade de conector é apresentado.

[00046] É proposto, que o método compreenda pelo menos asseguintes etapas: Empurrar ou mover pelo menos um auxílio de conexão magnética (pino) da parte macho contra uma parte móvel (seção dianteira) do pistão vaivém até que pelo menos uma conexão magnética entre o pistão vaivém e a parte macho seja estabelecida por um mecanismo magnético (através de um dispositivo de conexão magnética) do pistão vaivém, por meio disto provendo uma conexão fixa entre o pistão vaivém e a parte macho, em que o pistão vaivém está localmente fixo em pelo menos um modo de montagem de força, e de preferência adicionalmente um modo de montagem de forma, na parte fêmea por um engate de apoio da parte fêmea durante a conexão do auxílio de conexão magnética da parte macho e um dispositivo de conexão magnética do pistão vaivém; Mover a parte macho com o pistão vaivém conectado (em uma direção de movimento) em relação à parte fêmea e por meio disto desengatando pelo menos a conexão de montagem de força e de preferência a conexão de forma adicional entre a parte fêmea e o pistão vaivém (através do engate de apoio) até que a parte fêmea conecte pelo menos o pistão vaivém (ou a parte macho) em um modo de montagem de força (pelo engate de apoio), por meio disto provendo uma conexão fixa entre a parte macho e a parte fêmea.

[00047] Devido ao assunto inventivo, um casamento das partes macho e fêmea da unidade de conector pode ser executado com perigo reduzido de água acidentalmente entrar na unidade de conector em comparação com os sistemas do estado da técnica. Mais ainda, devido às forças de casamento minimizadas o processo de conexão / engate pode ser executado facilmente.

[00048] O movimento de empurrar ou movimento da seção da parte macho pode ser executado especialmente contra uma pressão de uma mola, em que a mola carrega a vedação de sujeira para impedir que a sujeira entre na abertura do pistão vaivém.

[00049] 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 vaivém da unidade de conector é apresentado.

[00050] É proposto, que o método compreenda pelo menos as seguintes etapas: Mover a parte macho com o pistão vaivém conectado (contra uma direção de movimento) em relação à parte fêmea até que pelo menos uma conexão de montagem de força, e de preferência adicionalmente uma conexão de montagem de forma, entre o pistão vaivém e a parte fêmea seja estabelecida por um engate de apoio da parte fêmea, por meio disto provendo uma conexão fixa entre o pistão vaivém e a parte fêmea, em que a parte macho está localmente fixa em pelo menos um modo magnético com o pistão vaivém por um mecanismo magnético (dispositivo de conexão magnética) do pistão vaivém durante o movimento da parte macho em relação à parte fêmea; Mover (puxar) a parte macho (contra a direção de movimento) em relação ao pistão vaivém (e a parte fêmea) até que pelo menos a conexão magnética entre o pistão vaivém e a parte macho estabelecida pelo mecanismo magnético (através do dispositivo de conexão magnética) do pistão vaivém seja desconectada, por meio disto desconectando a parte macho da parte fêmea.

[00051] Devido ao assunto inventivo, um descasamento das partes macho e fêmea da unidade de conector pode ser executado com perigo reduzido de água acidentalmente entrar na unidade de conector em comparação com os sistemas do estado da técnica. Mais ainda, devido às forças de descasamento minimizadas o processo de desconexão / desengate pode ser executado facilmente.

[00052] Após desconectar o mecanismo magnético da parte macho e o pistão vaivém a parte macho é removida do pistão vaivém e se uma vedação de sujeira for provida, esta é empurrada contra a direção de movimento pela mola pré-carregada, em que a vedação impede que a sujeira entre na abertura do pistão vaivém.

[00053] Mais ainda, a invenção refere-se a um pistão vaivém com as características acima descritas para uma utilização na unidade de conector inventiva e métodos. Assim, uma conexão entre a parte macho e a parte fêmea pode mais eficientemente ser suportada resultando em um processo de casamento e/ou descasamento suave e confiável.

[00054] As características, aspectos e vantagens acima descritas desta invenção e o modo no qual estas são conseguidas são claras e claramente compreendidas em conexão com a descrição seguinte de modalidades exemplares as quais são explicadas em conexão com os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00055] Os aspectos acima definidos e aspectos adicionais da presente invenção estão aparentes dos exemplos de modalidades a serem daqui em diante descritos e são explicados com referência aos exemplos de modalidades. A invenção será descrita em mais detalhes daqui em diante com referência a exemplos de modalidades mas os quais a invenção não está limitada.

[00056] Figura 1 mostra esquematicamente uma unidade de conector submarino inventivo com uma parte macho, uma parte fêmea e um pistão vaivém antes do casamento,

[00057] Figura 2 mostra esquematicamente a unidade de conector submarino da Figura 1 em uma posição casada,

[00058] Figura 3 mostra uma vista frontal de um prendedor de conjunto de um engate de apoio da parte fêmea da Figura 1,

[00059] Figura 4 mostra uma seção ao longo da linha IV-IV através do prendedor de conjunto da Figura 3,

[00060] Figura 5 mostra o prendedor de conjunto da Figura 3 em uma primeira vista tridimensional,

[00061] Figura 6 mostra o prendedor de conjunto da Figura 3 em uma segunda vista tridimensional,

[00062] Figura 7 mostra uma vista detalhada da seção através doprendedor de conjunto da Figura 4,

[00063] Figura 8 mostra uma seção através de um pino do engate de apoio da Figura 3,

[00064] Figura 9 mostra o pino da Figura 8 em uma vistatridimensional,

[00065] Figura 10 mostra o pistão vaivém da Figura 1 com umdispositivo de conexão magnética e uma estrutura de engate,

[00066] Figura 11 mostra uma vista frontal do pistão vaivém daFigura 10,

[00067] Figura 12 mostra uma vista lateral do pistão vaivém da Figura 10,

[00068] Figura 13 mostra o pistão vaivém da Figura 10 em uma vista tridimensional,

[00069] Figura 14 mostra uma seção através de um auxílio deconexão magnética da parte macho da Figura 1,

[00070] Figura 15 mostra uma vista de topo do conjunto de ímã dodispositivo de conexão magnética da Figura 10,

[00071] Figura 16 mostra uma seção ao longo da linha XVI-XVIatravés do conjunto de ímã da Figura 15,

[00072] Figura 17 mostra uma seção ao longo da linha XVII-XVIIatravés do conjunto de ímã da Figura 15.

[00073] Figura 18 mostra o conjunto de ímã da Figura 15 em uma vista tridimensional,

[00074] Figura 19 mostra um diagrama que apresenta um campomagnético axial predito para três diferentes configurações de ímã (um ímã nu, um ímã encapsulado e um conjunto de três ímãs),

[00075] Figura 20 mostra esquematicamente a arte macho e o pistão vaivém conectado na parte fêmea antes de casar a parte macho e o pistão vaivém,

[00076] Figura 21 mostra esquematicamente a parte macho com o pistão vaivém conectado após o casamento,

[00077] Figura 22 mostra esquematicamente a parte macho com o pistão vaivém conectado após o casamento e o desacoplamento da parte fêmea em um primeiro cenário de descasamento,

[00078] Figura 23 mostra esquematicamente a parte macho com o pistão vaivém conectado após o casamento e o desacoplamento da parte fêmea em um segundo cenário de descasamento,

[00079] Figura 24 mostra esquematicamente a parte macho com o pistão vaivém conectado após o reengate com a parte fêmea antes de um descasamento da parte macho do pistão vaivém,

[00080] Figura 25 mostra uma seção através de uma primeira estrutura magnética alternativa na forma de um ímã encapsulado,

[00081] Figura 26 mostra uma seção através de um primeiro conjunto de ímã alternativo,

[00082] Figura 27 mostra o conjunto de ímã da Figura 25 em uma vista tridimensional,

[00083] Figura 28 mostra um pistão vaivém alternativo com um dispositivo de conexão magnética, uma estrutura de engate e uma abertura com uma vedação de sujeira,

[00084] Figura 29 mostra uma vista frontal do pistão vaivém da Figura 28,

[00085] Figura 30 mostra uma vista lateral do pistão vaivém da Figura 28,

[00086] Figura 31 mostra uma seção através de um auxílio de conexão magnética de uma parte macho,

[00087] Figura 32 mostra esquematicamente uma parte macho com o auxílio de conexão magnética da Figura 31 e o pistão vaivém da Figura 28 conectado a uma parte fêmea antes do casamento da parte macho e o pistão vaivém,

[00088] Figura 33 mostra esquematicamente a parte macho com o pistão vaivém conectado após o casamento,

[00089] Figura 34 mostra esquematicamente a parte macho com o pistão vaivém conectado após o casamento e o desacoplamento da parte fêmea,

[00090] Figura 35 mostra esquematicamente a parte macho com o pistão vaivém conectado após o reengate com a parte fêmea antes de um descasamento da parte macho do pistão vaivém.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00091] As ilustrações nos desenhos são esquemáticas. É notado que em diferentes figuras, os elementos similares ou idênticos estão providos com os mesmos símbolos de referência.

[00092] A Figura 1 mostra uma unidade de conector 10 submarino de alta voltagem inventivo para conectar dois cabos submarinos 12, em que a unidade de conector 10 compreende uma parte macho 14 e uma parte fêmea 16 (dos cabos 12, somente as regiões de conexão estão ilustradas). Tanto a parte macho 14 quanto a parte fêmea 16 estão cada uma envolvidas em um alojamento 88, o qual será axialmente alinhado durante o processo de casamento ou descasamento das partes macho e fêmea 14, 16. A parte fêmea 16 está localizada em uma extremidade dianteira de plugue 90 de um cabo submarino 12 e compreende um furo que estende axialmente 92 com vedações 94 para impedir a entrada de água ou sujeira no interior da parte fêmea 16. A parte macho 14 está localizada em uma extremidade dianteira de receptáculo 96 do outro cabo submarino 12 e compreende um conjunto de pino de receptáculo 98.

[00093] Para um casamento das partes macho e fêmea 14, 16 o furo 92 e o conjunto de pino de receptáculo 98 serão dispostos verticalmente alinhados um na direção do outro, de modo que movendo o conjunto de pino de receptáculo 98 na direção da parte fêmea 16, no seguinte texto denominada direção de movimento 100, o conjunto de pino de receptáculo 98 pode entrar parcialmente no furo 92 da parte fêmea 16. Devido ao posicionamento apropriado do conjunto de pino de receptáculo 98 dentro do furo 90 da parte fêmea 16 uma conexão elétrica é estabelecida. Esta posição de casamento está esquematicamente mostrada na Figura 2.

[00094] A unidade de conector 10 ainda compreende um pistão vaivém 18 para suportar a conexão entre as partes fêmea e macho 14, 16. Mais ainda, o pistão vaivém 18 está projetado para manter a água fora da parte fêmea 16 da unidade de conector submarino de alta voltagem 10. O pistão vaivém 18 está inserido em uma extremidade dianteira 102 do furo 92 da extremidade dianteira de plugue 90 e conectado através de um plugue de pistão vaivém 104 com o interior da parte fêmea 16 (ver Figura 1 e 10). Na posição não casada uma frente do pistão vaivém 18 está nivelado com a frente da parte eletricamente fêmea 16. Para prender o pistão vaivém 18 dentro do furo 92 a parte fêmea 16 compreende um engate de apoio 28 para estabelecer uma conexão de montagem de força e uma conexão de montagem de forma entre o pistão vaivém 18 e a parte fêmea 16 (ver detalhes abaixo).

[00095] As Figuras 3 a 7 mostram um prendedor de conjunto 108 do engate de apoio 28 em várias vistas. O prendedor de conjunto 108 é construído como uma estrutura anular que estende, quando montada na parte fêmea 16, na direção circunferencial 74 do furo 92 da parte fêmea 16 (Figura 1). O engate de apoio 28 compreende uma pluralidade de pinos carregador por mola 68, os quais estão dispostos uniformemente distribuídos ao longo de uma circunferência 52 do prendedor de conjunto 108.

[00096] Como pode ser visto na Figura 7 que mostra uma seção através de uma parte inferior do prendedor de conjunto 108 ao longo da linha IV-IV na Figura 3 cada pino carregado por mola 68 está disposto no seu estado montado dentro da parte fêmea 16 basicamente radial com relação a um eixo geométrico 70 da parte fêmea 16 (ver Figura 1). Uma extremidade radialmente interna 110 do pino 68 estende na direção radial 112 através de uma folga 114 do prendedor de conjunto 108. Uma extremidade radialmente externa 116 do pino 68 estende dentro de um canal 118, guiando o pino 68, e apresenta um rebaixo 120 para acomodar uma mola 122 para tensionar o pino 68.

[00097] Para construir o conjunto cada pino de engate de apoio 68 é inserido no canal 118 do prendedor de conjunto 108 e a mola 122 é colocada dentro do rebaixo 118 atrás da extremidade interna 110. A mola 122 e o pino 68 são presos no lugar por uma base de mola de pino de engate 124 a qual é aparafusada em uma rosca (não mostrado em detalhes) no prendedor 108 A base 124 é também utilizada para assegurar que uma compressão correta seja aplicada na mola 122. Um flange escalonado 126 em um fundo radialmente interno do canal 118 impede que o pino 68 mova muito distante dentro do furo 92 da parte fêmea 16. O engate de apoio 28 ou o prendedor de conjunto 108 respectivamente, compreende um dispositivo de lubrificação 128 na forma de um canal de fluxo de óleo 128 para alimentar um lubrificante para uma superfície de contato 130 entre o pino carregado por mola 68 e o canal 118 que guia o pino carregado por mola 68 para impedir um travamento hidráulico dos pinos 68.

[00098] Na Figura 8 uma seção através do pino 68 está mostrada. O pino 68 do engate de apoio 28 compreende dois chanfros 76, 78 com ângulos α, β os quais são especificamente selecionados para as funções dos chanfros 76, 78. O ângulo α do chanfro 76 é um ângulo de desacoplamento suave com um ângulo de inclinação de aproximadamente 150° com relação ao eixo geométrico 70 da parte fêmea 16 (ver Figura 1). O ângulo β do chanfro 78 é um ângulo vertical ou além da vertical antiextrusão com um ângulo de inclinação de aproximadamente 100° com relação ao eixo geométrico 70 da parte fêmea 16. Em um estado montado do prendedor de conjunto 108 na parte fêmea 16 o chanfro 76 para desacoplamento faceia na direção da parte macho 14 e o chanfro 78 para travamento faceia na direção contrária. A função dos chanfros 76, 78 é permitir um casamento e descasamento do pistão vaivém 18 da parte fêmea 16 (ver detalhes abaixo). Assim, o engate de apoio 28 da parte fêmea 16 provê uma conexão liberável entre o pistão vaivém 18 e a parte fêmea 16. Além disso, o engate de apoio 28 é adicionalmente necessário para impedir que o pistão vaivém 18 extrudada para fora da parte fêmea 16 (contra a direção de movimento 100) e provenha uma força resistiva para permitir que a parte macho seja desconectada no final do processo de descasamento (ver abaixo).

[00099] A força requerida para desacoplar cada pino 68 pode ser controlada considerando o ângulo de chanfro de desacoplamento α e a rigidez e compressão da mola de apoio 122. Maiores forças de desacoplamento podem ser obtidas aumentando o ângulo de chanfro α e utilizando uma mola 122 mais rígida sob maior compressão. Utilizando este projeto o pistão vaivém não pode estruturar da parte fêmea 16 sem cisalhar os pinos de engate de apoio 68.

[000100] Ainda, o pino carregado por mola 68 do engate de apoio 28 ou da extremidade radialmente interna 110, respectivamente, compreende uma ponta arredondada 86 de modo que o pino 68 não prenderá nas interfaces 132, 132' entre duas seções 134, 136 do pistão vaivém 18 e entre a parte macho 14 e o pistão vaivém 18 (ver abaixo). A Figura 9 mostra o pino 68 em uma vista tridimensional.

[000101] A Figura 10 mostra o pistão vaivém 18 em uma vista em seção. Para interação com o engate de apoio 28 da parte fêmea 16 o pistão vaivém 18 compreende uma estrutura de engate 24 para estabelecer a conexão de montagem de força e montagem de forma entre o pistão vaivém 18 e a parte fêmea 16. Esta estrutura de engate 24 está incorporada como uma ranhura 72 que estende na direção circunferencial 74 do pistão vaivém 18. Na posição casada do pistão vaivém 18 e da parte fêmea 16 os pinos carregados por mola 68 da parte fêmea 16 estão engatados com a ranhura 72 do pistão vaivém 18 (ver Figura 1).

[000102] Portanto, a ranhura 72 tem um contorno 80 que está basicamente projetado correspondentemente a um contorno 82 (chanfros 76, 78) do pino carregado por mola 68 do engate de apoio 28 (ver Figura 8). Em outras palavras, a ranhura 72 tem o mesmo perfil que um pino de engate 68 para assegurar um acoplamento e desacoplamento suaves. Uma extremidade do pistão vaivém 18 na direção da parte fêmea 16 e localizada adjacente à ranhura 72 apresenta um lábio 138 que está radialmente rebaixo ligeiramente aproximadamente a distância D de modo que o lábio 138 não interfira com nenhuma outra característica, como as moldagens de controle de tensão interna ou um mutilam em um contato de soquete fêmea, dentro da parte fêmea 16.

[000103] Tanto o pistão vaivém 18 quando a parte macho 14 têm uma área de interação 26, 26', para interação em um modo de montagem de força com o engate de apoio 28 da parte fêmea 16. As áreas de interação 26, 26'estão incorporadas como superfícies planas 26, 26' em um tambor de cilindro radialmente externo 140 da parte macho 14 e o pistão vaivém 18. Após a conexão de um auxílio de conexão magnética 22 da parte macho 14 (ver abaixo) com o pistão vaivém 18 os tambores de cilindro 140 de ambas as peças terminam radialmente nivelados um com o outro. Com isto, a transição entre a superfície plana 26 do pistão vaivém 18 e a superfície plana 26' da parte macho 14 constroem a interface suave 132' (ver abaixo e Figura 21).

[000104] Após o desacoplamento dos pinos de engate de apoio 68 da ranhura 72 a ponta arredondada 86 do pino carregado por mola 68 primeiro acopla a superfície plana 26 do pistão vaivém 18 em um modo de montagem de força e conforme a parte macho 14 é adicionalmente movida na direção de movimento 100 para dentro da parte fêmea 16 a ponta arredondada 86 acopla a superfície plana 26' da parte macho 14 em um modo de montagem de força (ver Figuras 22 e 23). A conexão de montagem de força entre a ponta 86 do pino de engate de apoio 68 e as áreas de interação ou superfícies planas 26, 26', do pistão vaivém 18 e da parte macho 14, respectivamente, está incorporada de tal modo que um movimento deslizante da ponta 86 sobre a superfície plana 26, 26', é permitido ou facilmente possível. A conexão de montagem de força é especialmente agora uma ação de engate.

[000105] O principal da operação do engate de apoio é então:- Na posição normal, não casada, o pistão vaivém 18 é impedido de mover facilmente pelos pinos de engate 68 estando acoplados dentro da ranhura de pistão vaivém 72. A extrusão além da parte fêmea 16 seria impossível sem cisalhar todos os pinos de engate 68.- Para casar as partes macho e fêmea 14, 16 uma força grande o bastante deve ser aplicada de modo que os pinos 68 serão empurrados afastados pelo ângulo de chanfro de desacoplamento α.- Uma vez totalmente casado o engate de apoio 24 não interferirá com os movimentos da parte macho 14 ou do pistão vaivém 18 já que estes estarão totalmente recuados (ver abaixo).- Durante o processo de descasamento os pinos 68 serão empurrados para dentro da ranhura de pistão vaivém 72, travando o pistão vaivém 18 na posição original.

[000106] Como acima apresentado, o pistão vaivém 18 compreende as duas seções 134, 136, a saber a seção dianteira 134 e a seção traseira 136. Estas estão dispostas basicamente axialmente com relação uma à outra, em que estas sobrepõem em suas partes adjacentes. A seção dianteira 134 está livre para mover sobre uma superfície externa 142 da seção traseira 136. Um movimento da seção dianteira 134 em relação à seção traseira 136 está limitado por um batente de extremidade dianteira 144 montado na seção traseira 136 e estendendo com uma protuberância 146 dentro de um rebaixo 148 de um pino central 46 da seção dianteira 134. A seção dianteira 134 é empurrada para frente da seção traseira 136 por uma mola de pistão vaivém 150 que carrega o batente de extremidade dianteira 144 de modo que, quando nenhuma outra força está atuando sobre o pistão vaivém 18, este repousa no seu estado totalmente estendido. As Figuras 11 a 13 mostram o pistão vaivém 18 em várias vistas, em que a linha X-X na Figura 11 apresenta o corte para a vista em seção da Figura 10.

[000107] Para unir a parte macho 14 e o pistão vaivém 18 durante os processos de casamento e descasamento, o pistão vaivém 18 compreende um dispositivo de conexão magnética 20 para estabelecer uma conexão magnética entre o pistão vaivém 18 e o auxílio de conexão magnética 22 da parte macho 14. O dispositivo de conexão magnética 20 compreende uma estrutura magnética 30 que está colocada dentro da seção dianteira 134 do pistão vaivém 18 e está disposta axialmente móvel dentro do pistão vaivém 18 ou da seção dianteira, respectivamente. Assim, a estrutura magnética 30 está livre para mover para frente e para trás, guiada pelo pino central 46 da seção dianteira 134. Existe um número de molas de força constante leve 152 as quais ligam a estrutura magnética 30 e a seção traseira 136 do pistão vaivém 18. Isto é assim de modo que quando nenhuma outra força está atuando sobre o pistão vaivém 18 a estrutura magnética 30 está na posição traseira. Isto ajuda a reduzir o campo em uma superfície dianteira do pistão vaivém 18 para impedir uma captação acidental de material magnético. Alternativamente, seria possível utilizar molas de compressão leve (não mostradas).

[000108] De modo a proteger a estrutura magnética 30 ou o seu campo magnético, respectivamente, e assim reduzir o lance do campo magnético quando a estrutura magnética 30 está na posição traseira, não casada, o pistão vaivém 18 compreende duas regiões 42, 42' fora de um material de alta permeabilidade que está provido para acoplar um campo magnético de seções magnéticas 38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3 da estrutura magnética 30 para reduzir o campo magnético das seções magnéticas 38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3, (ver Figura 16).

[000109] A região 42 é uma parte 44, por exemplo, uma camada radialmente externa 154 do pino 46 que é, quando a estrutura magnética 30 está na posição traseira, inserido em um furo 48 estrutura magnética 30 (ver Figuras 15 e 16). Mais ainda, a região 42'é uma cápsula 50 isto é, quando a estrutura magnética 30 está na posição traseira disposta ao redor de uma circunferência 52 da estrutura magnética 30 (ver Figura 15). Como o pino de núcleo 46 está montado dentro da seção dianteira de pistão vaivém 134 de modo que, conforme a seção dianteira 134 é empurrada para trás em relação à estrutura magnética 30, o pino de núcleo 46 é removido da estrutura magnética 30. A cápsula externa 50 está montada sobre a seção traseira 136 de modo que, conforme a seção magnética 30 move para frente em relação à seção traseira 136, a cápsula 50 é removida da seção magnética 30 (ver detalhes abaixo).

[000110] Deve ser notado que o pino de alta permeabilidade 46 ou núcleo e cápsula 50 podem ser omitidos. Estes seriam somente incluídos se uma proteção magnética extra fosse requerida.

[000111] Além disso, o pistão vaivém 18 compreende o pequeno rebaixo 156 em uma frente do pino 46. Este rebaixo 156 tem uma protuberância 158 correspondente da frente da parte macho 14 (ver Figura 14). Estas características são para ajudar no alinhamento do pistão vaivém 18 e da parte macho 14.

[000112] A estrutura magnética 30 está incorporada como um conjunto de ímã 36 que está mostrado nas Figuras 15 a 18 em várias vistas, em que a Figura 16 mostra uma seção do conjunto de ímã 36 da Figura 15 ao longo da linha XVI-XVI, a Figura 17 ao longo da linha XVIIXVII e a Figura 18 mostra uma vista tridimensional. O conjunto de ímã 36 está colocado sobre uma base 60 fora de um material de alta permeabilidade para proteger uma região localizada na direção de movimento 100 após o conjunto de ímã 36 do campo magnético do conjunto de ímã 36. (ver Figura 1). A base 60 compreende um flange que estende axialmente 160 o qual acopla dentro da seção traseira 136 do pistão vaivém 18. Para conexão com a seção traseira 136 o flange tem dois furos 162 dentro dos quais as molas de força constante leve 152 acoplam (ver Figura 17). Mais ainda, a estrutura magnética 30 compreende um dispositivo de amortecimento hidráulico 62 na forma de diversos canais de fluxo 62 para um lubrificante, como um óleo, para limitar uma velocidade de movimento da estrutura magnética 30.

[000113] O conjunto de ímã 36 compreende três anéis 163, 163', 163", em que cada anel 163, 163', 163'' tem duas seções 38.1, 40.1; 38.2, 40.2; 38.3, 40.3. Os anéis 163, 163', 163''estão dispostos concêntricos um na direção do outro e na direção do eixo geométrico 70. As seções 40.1, 38.2, 40.3 constroem um primeiro conjunto 164 e as seções 38.1, 40.2, 38.3 constroem um segundo conjunto 164', em que os conjuntos 164, 164'estão modelados em um modo como disco. O segundoconjunto 164'está visto na direção de movimento 100 disposto axialmente após o primeiro conjunto 164. Os anéis concêntricos 163, 163', 163''têm orientações ou polos magnéticos alternados, em que o padrão de orientação das seções 40.1, 38.2, 40.3 do primeiro conjunto 164 é vice versa do padrão de orientação das seções 38.1, 40.2, 38.3 do segundo conjunto 164'.

[000114] Assim, o conjunto de ímã 36 compreende diversas seções 38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3 com polos magnéticos diferentemente orientados (por exemplo, as seções com 38 são polos norte; as seções com 40 são polos sul). Os três anéis magnéticos 163, 163', 163''estão dispostos de modo que a face exposta de cada seção magnética 38.1, 40.2, 38.3, 40.1, 38.2, 40.3 esteja oposta aos seus vizinhos. Isto aumenta a força atrativa de curto alcance do conjunto de ímã 36 enquanto grandemente reduzindo o alcance do campo magnético.

[000115] Na Figura 14 uma porta 166 da parte macho está mostrada. Na ponta 166 o auxílio de conexão magnética 22 está disposto. Este compreende um dispositivo de interação 32 que corresponde à estrutura magnética 30 ou ao conjunto de ímã 36, respectivamente. O dispositivo de interação 32 compreende uma massa 168 de material de alta permeabilidade para prover a conexão com o pistão vaivém 18. Como acima apresentado, esta conexão é suportada pela protuberância 158 na ponta 166 que acopla o rebaixo 156 na frente do pino 46 da seção dianteira 134. Mais ainda, a massa 168 está coberta com uma cápsula resistente à corrosão 170 para protegê-la da água do mar.

[000116] Falando geralmente, o engate entre a parte macho 14 e o pistão vaivém 18 opera através da interação entre o conjunto de ímã 36 e uma massa 168 de material de alta permeabilidade.

[000117] O ímã preferido da estrutura magnética 30 seria um ímã de terra rara. Para uma temperatura de até 200°C o material preferido seria um ímã de Neodímio-Boro-Ferro (NdFeB). Se temperaturas mais altas fossem requeridas um ímã de Samário-Cobalto (SmCo) poderia ser utilizado. O material de alta permeabilidade preferido seria uma liga de Níquel-Ferro (exemplos comerciais incluem Supra50 (50% Níquel:Ferro), Invar (36% Níquel, 64% Ferro) ou Mu-metal (77% Níquel, 16% Ferro)). Ferro puro poderia também ser utilizado. De acordo com uma modalidade preferida o pino de núcleo 46, a cápsula 50, a base e a massa 168, seriam feitos do mesmo material de alta permeabilidade. Em geral seria também possível utilizar diferentes materiais, os quais seria selecionados de acordo com as propriedades requeridas da parte específica.

[000118] Na Figura 19 um diagrama que apresenta um campo magnético axial predito para três diferentes configurações de ímã com um mesmo comprimento e diâmetro está mostrado. O eixo geométrico y refere-se à densidade de fluxo magnético em Tesla (T) e sobre o eixo geométrico x a distância da superfície de ímã em metros (m) está levantada. O gráfico A representa um ímã nu, o gráfico B um ímã encapsulado 34 (Figura 25) e o gráfico C o conjunto de ímã 36. Os gráficos A, B, C apresentam o campo magnético sobre um eixo geométrico de cada ímã (ímã nu, ímã encapsulado 34, conjunto de ímã 36).

[000119] O ímã nu (gráfico A) tem em seu centro a sua densidade de fluxo magnético mais alta mas é significativamente mais fraca em relação à sua força atrativa total devido a um longo comprimento de percurso de fluxo e uma fraca ligação de fluxo (não apresentado). Em contraste, a densidade de fluxo magnético mais alta para o ímã encapsulado 34 (gráfico B) e o conjunto de ímã 36 (gráfico C) não está sobre o eixo geométrico mas em alguma posição mais para fora através de uma superfície magnética. Como pode ser visto, o ímã encapsulado 34 (gráfico B) e o conjunto de três ímãs 36 (gráfico C) têm forças atrativas similares. Vantajosamente, como mostrado do gráfico C, o campo cai mais rapidamente de uma superfície 54 do conjunto de três ímãs 36 (ver Figura 16) em comparação com o ímã encapsulado 34 (gráfico B) e o ímã nu (gráfico A). Por exemplo, experimentos mostraram que, mesmo se a força de aderência do ímã encapsulado 34 e do conjunto de ímã 36 forem similares, o ímã encapsulado 34 captará material magnético por distâncias de até ~80 - 100 milímetros (mm) da superfície do ímã encapsulado 34 enquanto que o conjunto de ímã encapsulado 36 somente captará material que está mais próximo do que ~17 mm da superfície 54.

[000120] Geralmente, uma força máxima de um ímã é independente de sua ligação de fluxo com o polo norte ou sul do ímã. No caso do ímã encapsulado 34 um percurso de retorno de linhas de fluxo magnético que emergem de um polo norte do ímã para a traseira do ímã é completado através do encapsulamento de permeabilidade mais alta. No conjunto de ímã 36 a ligação de fluxo é aperfeiçoada já que as linhas de campo que emergem de um polo dianteiro do ímã não precisam fazer um loop ao redor da traseira do conjunto de ímã 36; as linhas de campo ligam de uma seção magnética 38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3 para a sua vizinha (por exemplo, da seção 38.1 para a seção 40.2 e daquela para a seção 38.3) e como as áreas norte e sul das seções magnéticas 38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3 são aproximadamente iguais todas as linhas de fluxo magnético podem ligar em uma extremidade. Isto fornecerá comprimentos de percurso curtos e assim aumenta a ligação de fluxo (não mostrado). Consequentemente, menos linhas de fluxo magnético passam através do objeto atraído (massa 168) em comparação com o ímã encapsulado 34. Isto está representado pela queda mais rápida do campo magnético do conjunto de ímã 36 (gráfico C) em comparação com o ímã encapsulado 34 (gráfico B).

[000121] Com isto, o conjunto de ímã 36 tem uma força magnética suficiente para atrair e aderir o material de alta permeabilidade a uma baixa faixa de distância da superfície 54 do conjunto de ímã 36, mas a faixa é suficientemente estreita para não atrair detritos.

[000122] Com base nas Figuras 20 a 24 um método para estabelecer a conexão entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 da unidade de conector 10 por meio do pistão vaivém 18 assim como um método para liberar a conexão entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 de uma unidade de conector 10 por meio do pistão vaivém 18 será explicado. A parte fêmea 16 está meramente representada pelo prendedor de conjunto 108 mostrado do engate de apoio 28. Mais ainda, para uma melhor apresentação a parte macho 14 está mostrada sem sombreamento

[000123] A Figura 20 mostra a situação não casada da parte macho 14 e do pistão vaivém 18. Nesta posição o pistão vaivém 18 é impedido de mover facilmente pelos pinos de engate de apoio 68 estando acoplados dentro da ranhura de pistão vaivém 72. A seção dianteira 134 é impedida de mover facilmente pela mola de pistão vaivém 150 e, se esta for pressionada acidentalmente, a mola 150 a retornará para a posição de repouso dianteira. O conjunto de ímã 36 é mantido na posição traseira pelas molas de força constante 152, reduzindo o campo magnético em uma superfície do pistão vaivém 18. A extrusão além da parte fêmea 16 (na direção da parte macho 14) seria impossível sem cisalhar todos os pinos de engate de apoio 68.

[000124] A ponta 166 da parte macho 14 está alinhada com a frente da seção dianteira 134 do pistão vaivém 18 de modo que a protuberância 158 acopla o rebaixo 156 do pino 46. Empurrando a ponta 166 com o auxílio de conexão magnética 22 na direção de movimento 100 contra a seção dianteira 134 do pistão vaivém 18 a seção dianteira 134 é empurrada para trás contra a mola de pistão vaivém 150, a qual será comprimida. Devido ao movimento do pino 46 a camada 154 fora do material de alta permeabilidade é removida do furo 48 do conjunto de ímã 36. Isto assegura a máxima força de adesão possível entre a parte macho 14 e o pistão vaivém 18.

[000125] A parte macho 14 é movida até que a conexão entre o pistão vaivém 18 e a parte macho 14 seja estabelecida ou o conjunto de ímã 36 seja trazido em contato com a massa de alta permeabilidade 168. Com isto uma conexão fixa entre o pistão vaivém 18 e a parte macho 14 é provida. Para assegurar um casamento apropriado durante a conexão do auxílio de conexão magnética 22 e o dispositivo de conexão magnética 20 o pistão vaivém 18 é localizado fixo em um modo de montagem de força e montagem de forma na parte fêmea 16 pelos pinos de engate de apoio 68 engatados da parte fêmea 16 na estrutura de engate 24 ou ranhura 72, respectivamente, do pistão vaivém 18 (ver Figura 21).

[000126] Em geral, seria também possível que o conjunto de ímã 36 fosse puxado para frente (contra a direção de movimento 100) pela força do material de alta permeabilidade. Este seria o caso quando a força magnética fosse mais forte do que a força de retenção da mola de força constante 152 (não mostrada).

[000127] Após a conexão do dispositivo de conexão magnética 20 com o auxílio de conexão magnética 22 a parte macho 14 com o pistão vaivém conectado é movida na direção de movimento 100 em relação à parte fêmea 16. Uma força maior permitirá que os pinos de engate de apoio 68 desacoplem da ranhura 72 e a parte macho 14 e o pistão vaivém 18 podem entrar na parte fêmea 16 seguramente presos juntos.

[000128] Isto está suportado pelo chanfro de desacoplamento 76 dos pinos 68 e uma parte do contorno 80 da ranhura 72, as quais estão incorporadas correspondentemente uma com relação à outra. Com isto, a conexão de montagem de força e montagem de forma entre a parte fêmea 16 e o pistão vaivém 18 desengata. Isto é possível porque os pinos 68 são capazes de recuar para dentro de seus canais 118 do prendedor de conjunto 108 por meio disto comprimindo a mola 122. Consequentemente, a parte fêmea 16 ou a ponta arredondada 86 de cada pino 68 conecta a superfície plana 26 do pistão vaivém 18 em um modo de montagem de força. Isto é também suportado por uma superfície inclinada que continua uma inclinação da ranhura 72 da seção dianteira 134 na interface 132 entre as seções dianteira e traseira 134, 136 (ver Figuras 10, 12 e 21).

[000129] Após o desengate do pistão vaivém 18 do engate de apoio 28 existem dois cenários ou configurações de casamento do pistão vaivém 18 possíveis. A diferença entre os cenários, os quais estão mostrados nas Figuras 22 e 23, vem do equilíbrio de forças entre as molas de força constante 152 e a mola de pistão vaivém 150.

[000130] No primeiro cenário (Figura 22) a mola de pistão vaivém 150 é mais forte do que as molas de força constante 152. Este seria o cenário preferido. Uma vez que a força restritiva do engate de apoio 28 fosse removida e como a mola de pistão vaivém 150 é mais forte do que as molas de força constante 152, o pistão vaivém 18 descomprimirá. Conforme o pistão vaivém 18 descomprime, como o conjunto magnético 36 e a ponta 168 da parte macho 14 estão ligadas juntas, o conjunto de ímã 36 moverá para fora do material de proteção da cápsula 50 ou não será mais protegido pela cápsula 50 da seção traseira 136. Devido ao material de alta permeabilidade removido a força de ligação possível máxima entre a parte macho 14 e o pistão vaivém 18 é assegurada. Estas ações levam à situação com um pistão vaivém 18 estendido com o conjunto de ímã 36 na posição dianteira. O pistão vaivém 18 permanecerá nesta configuração estendida até que o pistão vaivém 18 reacople com o engate de apoio 28 durante o processo de descasamento (ver abaixo).

[000131] No segundo cenário (Figura 23) a mola de pistão vaivém 150 é mais fraca do que as molas de força constante 152. Como as molas de força constante 152 são mais fortes do que a mola de pistão vaivém 150, o pistão vaivém 18 permanecerá na configuração comprimida, curta. Isto resultará no conjunto de ímã 36 permanecendo dentro do material de proteção da cápsula 50 enquanto o pistão vaivém 18 está na posição comprimida totalmente casada. O pistão vaivém 18 permanecerá comprimido até o processo de descasamento.

[000132] Empurrando a parte macho 14 adicionalmente para dentro do furo 92 da parte fêmea 16 a ponta arredondada 86 cruzará a interface 132' entre o pistão vaivém 18 e a parte macho 14, em que a ponta arredondada 86 então conecta a superfície plana 26' da parte macho 14 em um modo de montagem de força. Uma vez totalmente casado não haverá nenhum impedimento ao movimento da parte macho 14 e o pistão vaivém 18 de modo que estes permanecerão ligados juntos. Como um resultado desta sequência de casamento, uma conexão fixa entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 é provida. Esta situação está mostrada nas Figuras 22 e 23, as quais mostram a unidade de conecto 10 após o casamento da parte macho 14 com o pistão vaivém 18 de acordo com os dois cenários de casamento acima descritos e o desacoplamento da parte fêmea 16. Para prender a conexão entre a parte macho 14 e a parte fêmea 16 ou travá-las adicionalmente em seu estado totalmente casado a unidade de conector 10 pode compreender um meio de fixação, por exemplo, uma trava e/ou um grampo, provido, por exemplo, sobre a estrutura metálica externa (não mostrado).

[000133] Para desconectar a parte macho 14 da parte fêmea 16, a parte macho 14 com o pistão vaivém 18 conectado é movida ou puxada contra a direção de movimento 100 em relação à parte fêmea 16. O movimento do pistão vaivém 18 é parado pelo engate reacoplado entre os pinos 68 do engate de apoio 28 e a ranhura 72 do pistão vaivém 18. Isto é mediado pelo afrouxamento da mola 122 que empurra o pino 68 de volta para dentro da ranhura 72 radialmente. Ainda, o travamento é suportado pelo chanfro de travamento 78 dos pinos 68 e uma parte do contorno 80 da ranhura 72, os quais estão incorporados correspondentemente um na direção do outro. Assim, a conexão de montagem de força e de montagem de forma entre o pistão vaivém 18 e a parte fêmea 16 é restabelecida e por meio disto provendo uma conexão fixa entre o pistão vaivém 18 e a parte fêmea 16.

[000134] Como acima apresentado, a parte macho 14 está localmente fixa em um modo magnético com o pistão vaivém 18 por um mecanismo magnético do pistão vaivém 18 durante o movimento da parte macho 14 em relação à parte fêmea 16. Como acima apresentado o estado do pistão vaivém 18 (estendido ou comprimido) difere para os dois cenários acima descritos. Assim, a sequência de descasamento para ambos os cenários diferirá ligeiramente.

[000135] No segundo cenário o pistão vaivém 18 está na sua configuração comprimida. Após o reacoplamento do engate de apoio 18 a parte macho 14 é adicionalmente movida ou puxada contra a direção de movimento 100 em relação ao pistão vaivém 18 e assim à parte fêmea 16. Consequentemente, o conjunto de ímã 36 será puxado para frente para fora do material de proteção da cápsula 50. Ao mesmo tempo a mola de pistão vaivém 150 descomprimiria e com esta o pistão vaivém 18. Isto para quando o batente de extremidade dianteira 144 acopla a seção traseira 136. Isto também impedirá que o conjunto de ímã 36 mova adicionalmente contra a direção de movimento 100. Esta situação está mostrada na Figura 24, a qual apresenta a unidade de conector 10 após o reacoplamento do pistão vaivém 18 com a parte fêmea 16 antes do descasamento da parte macho 14 do pistão vaivém 18. Como o pistão vaivém 18 é movido no primeiro cenário no seu estado não comprimido, a Figura 24 também apresenta a situação do pistão vaivém 18 após o acoplamento com o engate de apoio 28 de acordo com o primeiro cenário.

[000136] Para desacoplar a conexão entre a parte macho 14 e o pistão vaivém 18 a parte macho 14 é movida ou puxada contra a direção de movimento 100 em relação ao pistão vaivém 18 e assim à parte fêmea 16. Isto será permitido, como acima apresentado, quando o batente de extremidade dianteira 144 alcança a seção traseira 136 de pistão vaivém. Quando uma grande força é aplicada a conexão magnética entre o pistão vaivém 18 e a parte macho 14 estabelecida pelo mecanismo magnético do pistão vaivém 18 pode ser desconectada e a parte macho 14 pode ser removida. Como um resultado desta sequência de descasamento a parte macho 14 é desconectada do pistão vaivém 18 ou da parte fêmea 16, respectivamente (agora mostrado em detalhes).

[000137] Uma vez que o conjunto de ímã 36 e o material de alta permeabilidade da parte macho 14 foram separados o pistão vaivém 18 será então travado na posição dianteira e as molas de força constante 152 puxarão o conjunto de ímã 36 de volta para dentro da proteção (pino de núcleo 46, cápsula 50). Isto retornará o sistema para a posição de partida (ver Figura 20).

[000138] As Figuras 25 a 35 mostram uma modalidade exemplar alternativa da estrutura magnética 30, do pistão vaivém 18 e da parte macho 14. Componentes, características e funções idênticos são denotados pelos mesmos números de referência. No entanto, para distinguir a modalidade exemplar da Figura 25 a 35 em relação àquela das Figuras 1 até 24 as letras 'a'até 'c' foram adicionadas aos números de referência dos componentes que são designados diferentemente na modalidade exemplar das Figuras 25 a 35. A descrição abaixo está substancialmente limitada a estas diferenças comparada com a modalidade exemplar das Figuras 1 a 24, em que referência é feita à descrição da modalidade exemplar nas Figuras 1 a 24 com relação a componentes, características, e funções idênticos.

[000139] A Figura 25 mostra uma primeira modalidade alternativa da estrutura magnética 30. A estrutura magnética 30a da Figura 25 difere da estrutura magnética 30 das Figuras 15 a 18 em que a estrutura magnética 30a compreende um ímã encapsulado 34.

[000140] As Figuras 26 e 27 mostram uma segunda modalidade alternativa da estrutura magnética 30. A estrutura magnética 30b das Figuras 26 e 27 difere da estrutura magnética 30 das Figuras 15 a 18 em que a estrutura magnética 30b compreende um conjunto de ímã avançado 36b. O conjunto de ímã 36b compreende uma superfície efetiva 54 que compreende duas áreas magnéticas 56, 58 que proveem quantidades iguais de força magnética, em que as forças magnéticas têm orientações magnéticas em sentido contrário. Nesta modalidade exemplar a área magnética 56 compreende as seções 38.1, 38.3 que têm uma orientação norte e a área magnética 58 compreende a seção 40.2 que tem uma orientação sul. Em outras palavras, a superfície efetiva 54 do conjunto de ímã 36b é metade norte e metade sul.

[000141] Mesmo, quando o conjunto magnético 36b está exposto de um pino e cápsula de material de alta permeabilidade e as superfícies radialmente internas e externas 172, 172' dos anéis 163, 163', 163''serão expostas à superfície efetiva 54 é inalterada. Este é o caso, porque os ímãs são magnetizados na direção axial de modo que as linhas de campo magnético dentro do ímã são todas paralelas a um eixo geométrico de ímã. Uma base 60 do conjunto de ímã 36b está incorporada sem um flange que estende axialmente. A base 60 compreende furos 162 para conectar as molas de força constante de um pistão vaivém (não mostrado).

[000142] Como acima apresenta, a área magnética 56 (seções magnéticas 38.1, 38.3 dos anéis 163, 163'') representa polos norte e a área magnética 58 (seção magnética 40.2 do anel 163') é um polo sul. Se o anel magnético 163'' tiver um furo 48 através do meio com um diâmetro de 10 mm e o anel magnético 163 tiver um diâmetro externo de 54 mm então, na distribuição mais simples de áreas 56, 58, as geometrias dos anéis magnéticos 163, 163', 163''são como segue:

[000143] Como pode ser visto, nesta modalidade exemplar, os anéis magnéticos 163 e 163''terão uma área de superfície dianteira 174 igual e suas áreas somadas fornecem a área de superfície 174' do ímã 163'.

[000144] No entanto, para reduzir de margem dos anéis magnéticos 163, 163', 163''é melhor se o anel magnético 163 tiver uma área 174 que é dobro daquela do anel magnético 163'' mas as áreas 174 dos anéis magnéticos 163 e 163'' devem ainda somar para serem iguais ao anel magnético 163'. Neste caso as geometrias de ímã são:

[000145] Qualquer que seja o caso utilizado a área de superfície total 56 dos polos norte e a área de superfície total 58 dos polos sul sobre a superfície efetiva dianteira 54 devem ser iguais.

[000146] Nas Figuras 28 a 35 uma primeira modalidade alternativa da parte macho 14 e do pistão vaivém 18 está mostrada. A parte macho 14c das Figuras 31 a 35 e o pistão vaivém 18c das Figuras 28 a 30 e 32 a 35 diferem da parte macho 14 das Figuras 1, 2, 14 e 20 a 25 e o pistão vaivém 18 das Figuras 1, 2, 10 a 13 e 20 a 25 em que estes proveem uma força de atração mais alta para disparar um movimento de um conjunto de ímã 36.

[000147] A Figura 28 mostra uma seção através do pistão vaivém 18c ao longo da linha XXVIII-XXVIII da Figura 29 que mostra uma vista frontal do pistão vaivém 18c, em que a Figura 30 apresenta uma vista lateral do pistão vaivém 18c. O pistão vaivém 18c compreende uma seção dianteira 134c incorporada como um tambor de cilindro 140 e uma seção traseira 136c que apresenta uma ranhura 72 de uma estrutura de engate 24 para estabelecer uma conexão liberável com uma parte fêmea 16 de uma unidade de conexão 10 (ver Figura 32). Mais ainda, a seção traseira 136c compreende um pino central 46 que estende axialmente para dentro do tambor de cilindro 140 e guia um conjunto de ímã 36, o qual está conectado na seção traseira 136c por molas de força constante leve 152.

[000148] O pino 46 compreende a região 42 fora de um material de alta permeabilidade, em que esta parte 44 é um núcleo axialmente móvel 176 do pino 46. O núcleo 176 está em uma configuração normal, não casada do pistão vaivém 18c tensionado por uma mola 150, 178 em cada um de seus lados. A mola 150 está disposta entre o núcleo 176 e um batente do pino 46 na traseira do pistão vaivém 18c. A mola 178 é uma mola de vedação de sujeira e está disposta entre uma vedação de sujeira 64 e o núcleo 176. A vedação de sujeira 64 está montada em uma abertura central 66 da extremidade dianteira do pino 46 e é utilizada para impedir a entrada de sujeira ou material magnético no pistão vaivém 18c, onde este poderia interagir com o campo magnético e o núcleo de alta permeabilidade 176 para reduzir o lance do campo magnético quando a unidade de conector 10 está descasada.

[000149] A Figura 31 mostra a parte macho 14c correspondente. Uma massa 168 de um material de alta permeabilidade em uma ponta 166 da parte macho 14c compreende um dedo 180 fora de um material de alta permeabilidade. O dedo 180 estende axialmente e é afinado. Mais ainda, para atingir uma espessura homogênea na direção vertical a parte afinada do dedo 180 assim como uma frente compreende uma cápsula resistente à corrosão 170. O propósito do dedo 180 é tal que este pode entrar na abertura 66 do pistão vaivém 18c e interagir com o campo magnético mais forte ou criar uma alta tração magnética fixando o conjunto de ímã 36 para frente, para fora da proteção (cápsula 50, núcleo 176) para ligar com uma grande massa ou volume 168 de material de alta permeabilidade.

[000150] Com base nas Figuras 32 a 35, uma sequência de casamento e descasamento da parte macho 14c e da parte fêmea 16 da unidade de conector 10 por meio do pistão vaivém 18c será explicada. A parte fêmea 18 está meramente representada pelo prendedor de conjunto 108 mostrado do engate de apoio 28. Mais ainda, para uma melhor apresentação a parte macho 14 está mostrada sem sombreamento.

[000151] A Figura 32 mostra a situação não casada da parte macho 14c e do pistão vaivém 18c. Nesta posição o pistão vaivém 18c é impedido de mover facilmente pelos pinos de engate de apoio 68 estando acoplados dentro da ranhura de pistão vaivém 72. O conjunto de ímã 36 é mantido na posição traseira pelas molas de força constante 152, reduzindo o campo magnético em uma superfície do pistão vaivém 18. A vedação de sujeira 64 é mantida na posição dianteira impedindo que detritos magnéticos entrem na abertura 66 do pistão vaivém 18c onde estes podem interagir com o campo magnético mais forte. A extrusão além da parte fêmea 16 (na direção da parte macho 14c) seria impossível sem cisalhar todos os pinos de engate de apoio 68.

[000152] Conforme a parte macho 14c começa o casamento o dedo 180 entra na abertura de pistão vaivém 66, empurrando a vedação suja 64 e o núcleo de alta permeabilidade 176 para trás por meio disto comprimindo ambas as molas 150, 178 (ver Figura 33). Aqui o dedo 180 interagirá com o campo magnético e a força resultante empurrará o conjunto de ímã 36 para frente contra as molas de força constante 152 assim como contra a direção de movimento 100 e para fora de uma cápsula 50 fora do material de alta permeabilidade assim como afastando do núcleo de alta permeabilidade 176. Uma vez na frente do pistão vaivém 18c o conjunto de ímã 36 puxara para a grande massa 168 de material de alta permeabilidade, ligando a parte macho 14c e o pistão vaivém 18c juntos (vera disposição de conjunto de ímã 36 na Figura 34).

[000153] Uma maior força na direção de movimento 100 permitirá que o engate de apoio 28 desacople e a parte macho 14c com o pistão vaivém 18c pode entrar na parte fêmea 16 seguramente ligados juntos. Uma vez casado não haverá impedimento para o movimento da parte macho 14c com o pistão vaivém 18c e assim estes permanecerão ligados juntos. Esta situação está mostrada na Figura 34.

[000154] Durante o processo de descasamento o engate de apoio 24 reacoplará, parando o movimento para frente do pistão vaivém 18c. Uma grande força contra a direção de movimento 100 pode então ser aplicada para desacoplar o conjunto de ímã 36 e remover a parte macho 14c. O pistão vaivém 18c será então travado na posição dianteira e o conjunto de ímã 36 moverá para trás, impelido pelas molas de força constante 152. A vedação de sujeira 64 e o núcleo de alta permeabilidade 176 moverão para frente devido à descompressão das molas 150, 178 retornando o sistema para a posição de partida.

[000155] Deve ser notado que o termo "compreendendo"não exclui outros elementos ou etapas e "um" ou "uma"não exclui uma pluralidade. Também os elementos descritos em associação com diferentes modalidades podem ser combinados. Deve também ser notado que os símbolos de referência nas reivindicações não devem ser considerados como limitando o escopo das reivindicações. Apesar da invenção ser ilustrada e descrita em detalhes pelas modalidades preferidas, a invenção não está limitada pelos exemplos descritos, e outras variações podem ser derivadas destas por uma pessoa versada na técnica sem afastar do escopo da invenção.

Claims

1. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), caracterizada pelo fato de que compreende:- um pistão vaivém (18, 18c), em que o pistão vaivém (18, 18c) compreende- pelo menos um dispositivo de conexão magnética (20) para estabelecer uma conexão magnética entre o pistão vaivém (18, 18c) e pelo menos um auxílio de conexão magnética (22) de uma parte macho (14, 14c) da unidade de conector (10), em que o dispositivo de conexão magnética (20) compreende pelo menos uma estrutura magnética (30, 30a, 30b),em que a estrutura magnética (30, 30b) compreende um conjunto de ímã (36, 36b) e em que o conjunto de ímã (36, 36b) compreende pelo menos duas seções (38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3) com polos magnéticos diferentemente orientados.

2. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o conjunto de ímã (36, 36b) compreende pelo menos uma superfície efetiva (54) e/ou em que a superfície efetiva (54) do conjunto de ímã (36b) compreende pelo menos duas áreas magnéticas (56, 58) que fornecem quantidades iguais de força magnética, em que as força magnéticas têm orientações magnéticas em sentido contrário.

3. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que pelo menos as duas seções (38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3) com polos magnéticos diferentemente orientados são incorporada como anéis concêntricos com orientação magnética alternada ou polos na direção radial e/ou na direção axial.

4. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que pelo menos duas seções (38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3) com polos magnéticos diferentemente orientados compreendem três anéis concêntricos dispostos na direção radial e têm orientação magnética alternada.

5. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os três anéis concêntricos compreendem um anel concêntrico interno e um externo tendo a mesma polaridade magnética e um anel concêntrico intermediário localizado entre o anel concêntrico interno e o externo e tendo a polaridade magnética oposta.

6. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos as duas seções (38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3) com polos magnéticos diferentemente orientados compreendem pelo menos dois conjuntos de anéis radialmente concêntricos que são preferivelmente dispostos axialmente um após o outro, em que preferivelmente, o padrão de orientação da orientação magnética dos anéis concêntricos do primeiro conjunto é vice-versa ao padrão de orientação dos anéis concêntricos do segundo conjunto.

7. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o conjunto de ímã (36) é colocado em pelo menos uma base (60) fora de um material de alta permeabilidade.

8. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o pistão vaivém (18, 18c) compreende pelo menos uma região (42, 42’) feita em um material de alta permeabilidade que é fornecida para acoplar um campo magnético de pelo menos uma seção magnética (38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3) da estrutura magnética (30, 30a, 30b) para reduzir o campo magnético da seção magnética (38.1, 38.2, 38.3, 40.1, 40.2, 40.3).

9. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a região (42) feita de um material de alta permeabilidade é pelo menos uma parte (44) de um pino (46) inserível através de um furo (48) da estrutura magnética (30, 30a, 30b) e/ou a região (42’) é uma concha (50) disposta pelo menos parcialmente ao redor de uma circunferência (52) da estrutura magnética (30, 30a, 30b).

10. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o pistão vaivém (18, 18c) compreende uma seção frontal (135), em que a seção frontal (135) é móvel com relação à estrutura magnética, em que a seção frontal preferivelmente compreende um pino central que guia o movimento.

11. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a estrutura magnética (30, 30a, 30b) está disposta axialmente móvel dentro do pistão vaivém (18, 18c) com relação a uma seção frontal (135) do pistão vaivém (18, 18c).

12. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a estrutura magnética (30, 30a, 30b) compreende pelo menos um dispositivo de amortecimento hidráulico (62), especialmente pelo menos um canal de fluxo (62) para um lubrificante, para limitar uma velocidade de movimento da estrutura magnética (30, 30a, 30b).

13. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o pistão vaivém (18, 18c) compreende, ainda,- pelo menos uma estrutura de engate (24) para estabelecer pelo menos uma conexão de montagem de força entre o pistão vaivém (18, 18c) e a parte fêmea (16), e - um engate de apoio (28) para estabelecer pelo menos uma conexão de montagem de força entre o pistão vaivém (18, 18c) e a parte fêmea (16) e ainda para interagir pelo menos com uma área de interação (26’) da parte macho (14, 14c) em um modo de montagem de força.

14. Parte fêmea de uma unidade de conector (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que uma interação do conjunto de ímã (36, 36b) da parte fêmea (16) com um auxílio de conexão magnética (22) da parte macho (14, 14c) da unidade de conector (10) fornece um engate entre o pistão vaivém (18) e a parte macho (14).

15. Unidade de conector, caracterizado pelo fato de que compreende,- uma parte fêmea (16) da unidade de conector (10) que é configurada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14; e- uma parte macho (14) da unidade de conector (10) que compreende um conjunto do pino receptáculo (98); um auxílio de conexão magnética (22) para interação com um dispositivo de conexão magnética (20) de um pistão vaivém (18, 18c) de uma parte fêmea da unidade de conector, de acordo com quaisquer reivindicações anteriores, para estabelecer uma conexão magnética entre o pistão vaivém (18, 18c) e a parte macho (14, 14c).

16. Unidade de conector, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o auxílio de conexão magnética (22) compreende pelo menos um dispositivo de interação (32) que corresponde a uma estrutura magnética (30, 30a, 30b) do dispositivo de conexão magnética (20) do pistão vaivém (18, 18c) da parte fêmea, em que preferivelmente, o dispositivo de interação (32) do auxílio de conexão magnética (22) compreende um material de alta permeabilidade.