DE68916076T2

DE68916076T2 - Abschaltender elektrischer Verbinder.

Info

Publication number: DE68916076T2
Application number: DE1989616076
Authority: DE
Inventors: Robert William Baker; Andrew Graham Meller
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1989-03-21
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2009-03-22
Also published as: EP0334609A1; DE68916076D1; EP0334609B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen ausreißbaren elektrischen Verbinder mit verbesserten Auslöseeigenschaften.
Ein solcher elektrischer Verbinder ist bei Anwendungen nützlich und fast zwingend notwendig, bei denen Notfallsituationen auftreten, die ein sofortiges Trennen der zusammengehörigen Verbinder mit einer nur kleinen, auf die zwei Kabel, die aus den Verbindern führen, aufgebrachten Zugkraft erfordern. Es ist ebenfalls zwingend notwendig, daß die zwei Verbinder in diesen Notfallsituationen während des Trennens nicht verspannt werden oder sich auf andere Weise verbinden, was das Trennen zwischen den zwei in Eingriff befindlichen Verbindern behindern oder verhindern könnte.
Eine solche Anwendung von ausreißbaren elektrischen Verbindern, die das Trennen im Notfall erfordert, ist bei einem Flugzeugpilotenhelm, bei dem typischerweise ein ausreißbarer Verbinder an der Basis des Flugzeugs angebracht ist und ein passender Verbinder mit dem Pilotenhelm durch Daten- und Energieversorgungskabel verbunden ist. Der Entwicklungsstand der Helme erfordert eine Vielzahl von Signal- und Energieversorgungskontakten, die innerhalb eines kleinen Verbindungspakets angebracht sind, wobei es jedoch erforderlich ist, daß die in Eingriff befindlichen Verbinder leicht getrennt werden können. Der Gesichtspunkt des Ausreißens des Verbinders ist dadurch kritisch, daß während des Ausschießens des Piloten im Notfall der Verbinder ohne unzulässige Bindung der zwei Verbinder freigegeben werden muß.
Eine weiteres Erfordernis des ausreißbaren Verbinders ist, daß der Verbinder in der getrennten Position senkrecht aufgerichtet ist, so daß der Verbinder immer senkrecht nach oben gewandt ist und der Pilot daher nur eine Hand benötigt, um die Hälfte mit seinem oder ihrem Helm zu verbinden oder von diesem zu trennen. Dies ist natürlich eher ein ergonomischer Gesichtspunkt als ein Sicherheitsgesichtspunkt aber dennoch ein wichtiger Gesichtspunkt, wenn man die beengten Räumlichkeiten in Militärflugzeugen betrachtet. Mit einem an der Basis des Flugzeugs angebrachtem Verbinder würde dem Piloten eine unzulässige Belastung und Unannehmlichkeit auferlegt werden, wenn es für ihn oder sie erforderlich wäre mit der zweiten Hand hinüberzureichen, um die Verbindung zwischen dem Flugzeugverbinder und dem Helmverbinder herzustellen.
Ein ausreißbarer Verbinder ist in dem U.S. Patent 4,684,192 dargestelit, das einen Flugzeugverbinder, der mit der Basis des Flugzeugs verbunden werden kann, und eine Helmverbinderhälfte aufweist, die mit dem Pilotenhelm bereitgestellt wird. Der Flugzeugverbinder ist mit der Basis des Flugzeugs durch eine Reißleine verbunden, die den Flugzeugverbinder relativ zu der Basis des Flugzeugs beweglich macht, die es dem Verbinder jedoch nicht ermöglicht, zur Erleichterung der Verbindens und des Trennens in einer gegebenen Position aufgerichtet zu sein.
Ein elektrischer Verbinder, der ein Kugelgelenk aufweist, das als eine drehbare Verbindung für solche Kabel wie Telefonkabel genützt wird, die typischerweise nabelschnurförmiger Natur sind, um sich auszudehnen und zusammenzuziehen, ist in dem U.S. Patent 4,533,796 gezeigt. Das Kugelgelenk wird verwendet, um das Kabel zu drehen, um sicherzustellen, daß sich der Strang nicht verwickelt. Das Kugelgelenk wird zusammen mit unter Federspannung stehenden Kugeln in einer Laufbahn verwendet, die es dem inneren Kern ermöglichen sich zu drehen und dabei den Stromdurchgang zwischen inneren und äußeren elektrischen Anschlüssen aufrechtzuerhalten.
Mit diesen gegebenen Erfordernissen besteht die vorliegende Erfindung, gemäß einem Gesichtspunkt hiervon, aus einem ausreißbaren elektrischen Verbinder für schnelles Trennen von einem zugehörigen elektrischen Verbinder entlang einer Trennachse, wobei der ausreißbare Verbinder ein Gehäuse mit darin gesicherten elektrischen Anschlüssen für das Eingreifen mit elektrischen Anschlüssen des zugehörigen Verbinders und Mittel aufweist, um das Gehäuse an einer Basis zu montieren, so daß das Gehäuse in bezug auf diese beweglich ist; wobei die Montagemittel Mittel aufweisen, um ein Schwenken des ausreißbaren Verbinders zu erlauben, wodurch eine Längsachse des ausreißbaren Verbinders mit der Trennachse ausgerichtet wird; dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkmittel Mittel aufweisen, um den Verbinder federnd in eine vorbestimmte Position vorzuspannen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Mittel, die ein Schwenken des Verbinders erlauben, ein Kugelgelenk auf, wobei die Kugel einen Anschlag aufweist während die Muffe unter Federspannung steht, um den Verbinder in die vorbestimmte Position vorzuspannen.
Vorzugsweise ist die Führungsfläche des Verbinders relativ zu der Basis nach oben gewandt, wenn der Verbinder in einem getrennten Zustand ist.
Die Montagemittel können einen federnden Ringkörper aufweisen, der sich um die Trennachse erstreckt, um das Gehäuse gegen die Basis zu zwingen. Auf diese Weise sind das Kugelgelenk und die Anschläge durch ein einzelnes Element, nämlich den federnden Ringkörper, ersetzt, das dieselbe Funktion wie diese hat.
Der federnde Ringkörper kann, um selbstdämpfend zu sein, so daß er nach einem Trennvorgang so wenig wie möglich schwingt, die Form eines elastomeren Schuhs, oder falls es notwendig ist unter schweren Temperaturzyklen zu arbeiten, die Form einer schraubenförmigen Metallfeder haben. Vorzugsweise hat der federnde Ringkörper jedoch die Form einer mit einem elastomeren Material umkleideten schraubenförmigen Metallfeder, um so selbstdämpfende Eigenschaften zu haben.
Das Gehäuse kann einen Absatz haben, um mit einer Seite der Basis in Verbindung zu stehen, und einen Fuß haben, der die Form einer Kabelführung haben kann und von dem Absatz vorragt und den federnden Ringkörper für eine Verbindung mit der gegenüberliegen den Seite der Basis trägt, wobei der Fuß durch eine Öffnung in der Basis geht und den federnden Ringkörper beispielsweise auf einem Flansch, der von der Basis vorragt, trägt. Speziell wenn die Basis ein Druckschott ist, sollten der elastomere Schuh oder das elastomere Material, das die schraubenförmige Metallfeder umkleidet, sowohl mit dem Flansch als auch mit der gegenüberliegenden Seite der Basis druckdicht verbunden sein. Immer wenn der ausreißbare Verbinder und der zugehörige Verbinder mit zusammenwirkenden Keilen- und Keilnutenmitteln versehen sind, um sicherzustellen, daß sie in der der richtigen gegenseitigen Winkelbeziehung um die Trennachse eingreifen, sollte der federnde Ringkörper sowohl an dem Fuß als auch an der Basis befestigt werden, so daß der ausreißbare Verbinder nicht um die Trennachse rotieren kann.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt hiervon besteht die vorliegende Erfindung aus einem elektrischen Verbinder, wie er in Anspruch 9 festgelegt ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft in bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen folgendes dargestellt ist:
Fig.1 ist eine isometrische Ansicht des Verbinders eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig.2 ist eine isometrische Ansicht des Verbinders der Fig.1, die die Komponenten in auseinandergezogener Darstellung zeigt.
Fig.3 ist eine isometrische Ansicht der metallischen Schale des Verbinders.
Fig.4 ist eine Ansicht des Schnitts durch die Linien 4-4 der Fig.3.
Fig.5 ist eine isometrische Ansicht des vorderen Einsatzes, der in dem Verbinder verwendet wird.
Fig.6 ist eine Ansicht des Schnitts durch die Linien 6-6 der Figur 5.
Fig.7 ist eine isometrische Ansicht des hinteren Einsatzes des Verbinders.
Fig.8 ist eine Ansicht des Schnitts durch das Zentrum des Hochspannungseinsatzes des Verbinders.
Fig.9 ist eine isometrische Ansicht der hinteren Schwenkschale, die in dem Verbinder der Fig.1 verwendet ist.
Fig.10 ist der Schwenkblock, der in dem Verbinder verwendet ist.
Fig.11A ist eine isometrische Ansicht der Datenanschlüsse, die in den hier beschriebenen Verbindern verwendet sind.
Fig.11B ist eine isometrische Ansicht der Koaxialanschlüsse, die in den hier beschriebenen Verbindern verwendet sind.
Fig.11C ist eine isometrische Ansicht der Hochspannungsanschlüsse, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet sind.
Fig.12 ist eine isometrische Ansicht des zugehörigen Verbinders, der elektrisch mit dem Verbinder der Fig.1 verbunden werden kann.
Fig.13 ist eine Ansicht des Schnitts durch das Zentrum des Verbinders des vorliegenden Ausführungsbeispiels und durch das Zentrum des in Fig.11 gezeigten Verbinders, die die Verbinder teilweise in Eingriff miteinander zeigt.
Fig.13A ist gleich zu der in Fig.13 gezeigten Schnittansicht und verdeutlicht die Rückhaltung der Anschlüsse innerhalb der Hochspannungseinsätze.
Fig.14 ist die Schnittansicht der Fig.13 in der Position in vollständigem Eingriff.
Fig.15 zeigt den Verbinder der Fig.2 in einer aufgerichteten Position, die das Schwenken des Verbinders in gestrichelten Linien zeigt.
Fig.15A ist eine isometrische Ansicht eines alternativen Arretierfederbauteils.
Fig.16 ist eine isometrische Ansicht in auseinandergezogener Darstellung eines Teils eines ausreißbaren Verbinders eines zweiten Ausführungsbeispiels.
Fig.17 ist eine isometrische Ansicht, größer als Fig.16 gezeichnet, eines elektrischen Verbinders für den Eingriff mit dem ausreißbaren Verbinder.
Fig.18 ist eine bruchstückhafte Längsschnittansicht, die die Verbinder der Fig.16 und 17 teilweise in Eingriff zeigt und die elektrischen Anschlußanordnungen hiervon darstellt.
Fig.19 ist eine ähnliche Ansicht wie die der Fig.18, aber größer gezeichnet als Fig.18 und zeigt die Verbinder vollständig in Eingriff befindlich.
Fig.20 ist eine isometrische Ansicht des ausreißbaren Verbinders des zweiten Ausführungsbeispiels, wenn dieser an einer Basis angebracht ist.
Fig.21 ist eine Ansicht eins axialen Schnitts des ausreißbaren Verbinders des zweiten Ausführungsbeispiels, wenn dieser an einer Basis angebracht ist, aber in der die elektrische Anschlußanordnung des ausreißbaren Verbinders nicht gezeigt ist.
Fig.22 ist eine ähnliche Ansicht wie die der Fig.21, die den ausreißbaren Verbinder in einer in bezug auf die Basis geneigten Position zeigt.
Fig.23 ist eine ähnliche Ansicht wie die der Fig.21, die aber eine Modifikation des ausreißbaren Verbinders zeigt.
Unter Bezugnahme auf jede der Fig.1 und 2 weist der Verbinder des ersten Ausführungsbeispiels im allgemeinen eine vordere metallische Schale 4 auf, in die ein vorderer Einsatz 30 und ein hinterer Einsatz 60 eingeführt sind, und bei der zwischen den den beiden Einsätzen 30, 60 eine Vielzahl von entfernbaren Anschlüssen eingeklemmt ist (Fig.11A-11C). Der Verbinder weist weiterhin eine hintere Schwenkschale 120 und zwei Schwenkblocks, wie zum Beispiel 140, auf. Unter Bezugnahme auf die Fig.3 und 4 wird die vordere metallische Schale nun genauer beschrieben werden.
Die vordere metallische Schale 4 weist eine vordere Radwand, wie zum Beispiel 6, mit einer zweiten Bohrung 10 auf, die einen kleineren Durchmesser hat als die vordere Radwand 6. Die metallische Schale 4 weist ebenfalls ein mit einem Gewinde versehenes Ende, wie zum Beispiel 14, an dem rückwärtigen Ende der metallischen Schale auf. Auf der inneren Umfangsfläche 10 ist eine Rippe oder ein Ring 12 angebracht, der in der Schale integriert ist und die innere Fläche 10 in Umfangsrichtung umgibt und einen nach vorne und einen nach hinten gewandten vorspringenden Absatz festlegt. Hinter der Rippe 12 und vor dem mit Gewinde versehenen Teil 14 ist eine Schnappringnut, beispielsweise 22, vorgesehen, deren Zweck nachfolgend genauer beschrieben wird. Der Verbinder umfasst eine Einraststruktur, die integrierte Blöcke 16 an diametral gegenüberliegenden Seiten der Metallschale 4 aufweist, und umfasst einen Federstift 20 und eine Rolle 21, die zwischen den Blocks angeordnet sind, was einen Teil der Rolle 21 in einem Fenster 18 anordnet, wobei ein Teil der Rolle 21 in die innere Struktur des Metallblocks vorragt, über oder innerhalb des inneren Umfangs der metallischen Schale, um mit einem zugehörigen Verbinder einzurasten.
Bezogen auf Fig.5 umfasst der vordere Einsatz 30 einen vorderen Trommelteil 32 für die Aufnahme der Vielzahl von Anschlüssen und umfasst drei Größen von Öffnungen 36, 44 und 50. Auf der Rückseite des Einsatzes 30 ist ein Absatz, wie beispielsweise 34. Unter Bezugnahme auf Fig.6 umfasst die Öffnung 36 eine vordere Bohrung, wie beispielsweise 42, eine innere Rippe, wie beispielsweise 38, die einen nach vorne und nach hinten gewandten Absatz definiert, und eine größere Bohrung an der Rückseite, die allgemein als 40 gezeigt ist. Die Öffnung 44 umfasst gleichermaßen eine Rippe, wie beispielsweise 46. Die Öffnung 44 umfasst jedoch eine Bohrung 48 auf jeder Seite der Rippe 46, die den gleichen Durchmesser haben. Die Öffnung 50 umfasst eine gleichbleibende, durchgehende Bohrung.
In bezug auf Fig.7 ist nun der hintere Einsatz 60 gezeigt, der Öffnungen 66 umfasst, die mit den Öffnungen 36 in dem vorderen Einsatz ausrichtbar sind, wobei die Bohrungsgröße der Öffnung 66 kleiner als die hintere Bohrung 40 der Öffnung 36 ist. Die Öffnungen 70 sind mit den Öffnungen 44 in dem vorderen Einsatz ausrichtbar, wobei der Durchmesser der Bohrungen 70 der gleiche wie der Durchmesser der Bohrung 48 ist. Die Öffnungen 78 sind mit den Öffnungen 50 in dem vorderen Einsatz 30 ausrichtbar, und eine längliche Vertiefung, wie beispielsweise 74, umgibt die Öffnungen 78, wodurch eine vordere Fläche 76 definiert wird. Ausgehend von den Fig.6 und 7 sollte bemerkt werden, daß die Einsätze 30 und 60 zusätzliche polarisierende Zapfen 47 und polarisierende Öffnungen 79 umfassen, die unterschiedliche Größe haben, um sicherzustellen, daß der Einsatz 60 gegen den Einsatz 30 so angeordnet wird, daß die Vertiefung 74 gegen die Rückfläche des Einsatzes 30 gewandt ist und um sicherzustellen, daß der Einsatz richtig gedreht ist. Obschon nur ein polarisierender Zapfen 47 in Fig.6 gezeigt ist, versteht sich, daß ein zweiter Zapfen in einer diametral gegenüberliegenden Position, bezogen auf den gezeigten Zapfen, angeordnet ist.
Unter Bezugnahme auf Fig.8 ist der Hochspannungseinsatz 90 gezeigt, der eine allgemein durch die Ziffer 92 festgelegte Öffnung umfasst, die sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende erstreckt, und die eine erste Bohrung 94 umfasst, die durchgehend mit einer zweiten Bohrung 96 ist, die eine sich verjüngende Einführung 102 zwischen den zwei Bohrungen 94 und 96 festlegt. Die Öffnung 92 umfasst weiterhin eine vordere Bohrung 100, die einen Absatz 98 zwischen den zwei Bohrungen 96 und 100 festlegt. Der Hochspannungseinsatz umfasst weiterhin zwei Dichtringnuten 106 und 108, die im allgemeinen gleichmäßig an dem vorderen Ende des Einsatzes 90 angeordnet sind. Der Hochspannungseinsatz 90 weist weiterhin einen Einrastring, wie beispielsweise 104 auf, der in einem Stück mit dem Einsatz geformt ist und sich in Umfangsrichtung um den Einsatz erstreckt.
Fig.9 zeigt die hintere Schwenkschale, die im allgemeinen einen mit Gewinde versehenen Sockel 122 mit äußeren Gewindegängen umfasst, die sich mit dem mit Gewinde versehenen Ende 14 der Metallschale 4, wie in Fig.4 gezeigt, ergänzen. Die hintere Schwenkschale umfasst weiterhin eine Schwenkkugel 124 mit einer V-förmigen Nut 126, die die Kugel um ihr Zentrum umgibt. Die hintere Schwenkschale umfasst weiterhin eine hintere Kabelklemme, wie beispielsweise 128, die eine Kabelzugentlastung definiert, wenn eine ergänzende Klemmenhälfte 129 (Fig.2) auf dem Klemmenblock 128 instaliiert ist. Ein durchgehendes Loch 130 für die Kabelaufnahme erstreckt sich durch die hintere Schwenkschale für die Aufnahme der Daten- und Energieversorgungskabel.
In bezug auf Fig.10 umfasst der Schwenkblock 140 im allgemeinen einen Flansch 142, der verwendet wird, um den Verbinder zu montieren. Der innere Teil des Blocks 140 umfasst eine ergänzende, profilierte Oberfläche 143, um die Kugel 124 der hinteren Schwenkschale 120 zu umgeben. Der Schwenkblock 140 umfasst weiterhin eine Oberfläche, wie beispielsweise 144, die die V-förmige Nut 126 der hinteren Schwenkschale 120 in Umfangsrichtung umgibt. Der Schwenkblock weist weiterhin eine Vielzahl von mit Gewinde versehenen Öffnungen auf, beispielsweise 146, die sich radial zum Zentrum der am Umfang befindlichen Fläche 144 erstrecken, um Arretierfederanordnungen 150 aufzunehmen, die einen mit Gewinde versehenen Sockel und eine unter Federspannung stehende Kugel, wie beispielsweise 152, aufweisen. Es versteht sich, daß in Gebrauch zwei solcher Schwenkblocks 140 verwendet werden, die Schalenhälften sind und die durch Ausrichtungsstifte 147 und Nuten 149 verriegelnd ineinander eingreifen.
Eine alternative Arretierfederanordnung ist in den Fig.15 und 15A als 150' gezeigt, die einen Ring 154' mit federnden Fingern 156' umfasst, die aus dem Material gestanzt sind, das den Ring bildet. Vier Arretierkugeln 152' sind mit enthalten, die mit den Fingern 156' zusammenwirken.
Bezogen auf die Fig.11A-11C sind die Anschlüsse gezeigt, die die elektrischen Verbindungen enthalten und die Stifte 160 und Buchsen 320 für die Übertragung von Datensignalen (Fig.11A), Koaxialstifte und Buchsen 190 und 330 für Datenübertragung (Fig.11B) und Hochspannungsstifte und Buchsen 310 und 220 (Fig.11C) aufweisen. Bezogen auf Fig.11A ist gezeigt, daß der Stift 160 einen Stiftteil 164, einen verwürgbaren Teil 166 und einen Bandringteil 162 aufweist, der einen größeren Durchmesser hat als der verwürgbare Teil, wodurch er einen nach vorne und einen nach hinten gewandten Absatz bildet. Eine Arretierschelle 170 ist ebenfalls gezeigt, die einen zylindrischen Teil 172 aufweist, der integrierte Arretierfinger 174 aufweist, die sich nach innen, zu dem Zentrum der Schelle hin erstrecken. Die Fig.11A zeigt ebenfalls eine Buchse 320, die identisch zu der Buchse 220 ist, die hierin beschrieben werden wird, und eine Aretierschelle 328, die identisch zu der Schelle 170 ist.
Unter Bezugnahme auf Fig.11B ist der Koaxialstift 190 gezeigt, der ein äußeres leitfähiges Gehäuse aufweist, das einen vorderen Radwandteil 200, einen zentralen, eingeschnürten Teil 196, einen aufgeweiteten oder zusammengezogenen Teil 198 und einen hinteren Endteil 202 umfasst. Eine Arretierschelle 206 mit Fingern 208 wird in und um den eingeschnürten Teil 196 geschnappt. Bezogen auf die Figur 16 ist gezeigt, daß das Innere des Koaxialanschlusses 190 einen Stiftabschnitt 192 mit einem verwürgbaren Teil 194 aufweist, wobei der Stiftteil 192 und der verwürgbare Teil 194 von dem äußeren Gehäusebauteil isoliert sind. In gleicher Weise umfasst die Koaxialbuchse 330 ein äußeres leitfähiges Gehäuse, das eine vordere leitfähige Schale 332, einen eingeschnürten Teil 334, einen aufgeweiteten Teil 336 und einen Endteil 338 einschließt. Die Koaxialbuchse 330 schließt weiterhin eine zu der Arretierschelie 206 identische Arretierschelle ein. Wie in Figur 16 gezeigt ist, weist das Innere der Koaxialbuchse eine Röhre 339 auf, die mit einer Koaxialleitung an dem hinteren Ende in Eingriff gebracht werden kann, und die mit dem Koaxialstift 192 an ihrem entgegengesetzten Ende in Eingriff gebracht werden kann.
Fig.11C zeigt die Hochspannungsanordnung, die den Einsatz 90, eine Buchse 220, eine Arretierschelle 112 und eine Arretiermanschette 110 umfasst. Die Buchse 220 ist identisch zu der Buchse 320 und umfasst einen verwürgbaren Teil 222, einen Buchsenteil 224 und einen zentralen Bandringteil 226. Das Innere der Manschette (Fig.13A) weist einen Absatz 113 auf, der kleiner als der Durchmesser der Arretiermanschette 112 ist. Der Stift 310 ist identisch zu dem Stift 160, der oben beschrieben wurde.
Um den Verbinder zu montieren, wird das Kabel zuerst durch die Öffnung 130 in den Schwenkblock eingeführt, und die einzelnen Leiter dann an ihre jeweiligen Anschlüsse angeschlossen. Beispielsweise können die Datenleiter 236 an die verwürgbaren Teile 166 der Anschlüsse 160 (Fig.11A) angeschlossen werden; die Koaxialleiter 234 werden an die verwürgbaren Teile 194 (Fig.13) angeschlossen; und die Hochspannungsanschlüsse werden vorbereitet, indem die Leiter der Kabel 238 innerhalb der verwürgbaren Enden 222 angebracht werden und die Leiter daran angewürgt werden.
Um die Anschlüsse 160 in ihren jeweiligen Öffnungen zu halten, wird das Verbindergehäuse vormontiert, indem der vordere Einsatz 30 innerhalb der metallischen Schale 4 angeordnet wird, die Arretierschellen innerhalb der Öffnungen 40 angeordnet werden und dann der hintere Einsatz 60 an seinen Platz innerhalb der metallischen Schale 4 montiert wird und in der Schale 4 an seinem Platz durch den Schnappring 230 arretiert wird. Die Arretierschellen 170 bleiben in den Öffnungen 40, da die Durchmesser der Öffnungen 66 in dem hinteren Einsatz 60 kleiner sind als die Durchmesser der Arretierschellen 170. Gleichzeitig werden die Arretierschellen 170 zwischen die vorderen Einsätze 30 und die hinteren Einsätze 60 geschoben und die Hochspannungseinsätze 90 werden ebenfalls zwischen die Einsätze 30 und 60 geschoben. Die Anschlüsse 160 sind dann durch die jeweiligen Öffnungen 60 und 40 einführbar, und werden in die in der Figur 13 gezeigte Position geschnappt.
Die Hochspannungsanschlüsse 220 werden in den Hochspannungseinsätzen 90 durch die Arretierschellen 112 und die Manschetten gehalten, und die Arretierschellen 112 und die Manschetten können entweder innerhalb der Hochspannungseinsätze 90 vormontiert werden, vor der Anordnung der Einsätze 90 zwischen den Einsätzen 30, 60, oder können vorteilhafterweise nach ihrer Anordnung montiert werden. In jedem Fall werden die Arretierschelle 112 und die Arretiermanschette 110 nach vorne in die Hochspannungseinsätze 90 verschoben, bis die vorderen Enden der Manschetten 110 an die Absätze 98 innerhalb der Hochspannungseinsätze 90 angrenzen (Fig.8 und 13A). Die Manschetten 110 werden kraftschlüssig in den Bohrungen 96 eingepasst und ein Werkzeug (nicht gezeigt) kann eine geschlitzte Hülse aufweisen, die über die Leiter 238 aufgenommen werden kann, um eine Kraft auf die Rückseite der Manschetten 110 aufzubringen, was wiederum die Arretierschellen in die Einsätze 90 bringt. Die Anschlüsse sind dann von der Rückseite des Verbinders einführbar und werden durch Federkraft an ihren Platz eingerastet, wie in Fig.13A gezeigt ist.
Die Koaxialstifte 190 sind in ihren entsprechenden Öffnungen mittels der Befestigung dienenden Bauteilen 206 gehalten, die über den Durchmesser der Koaxialstifte 190 eingerastet sind. Die Koaxialstifte 190 und ihre der Befestigung dienenden Bauteile 206 können in die montierten Einsätze 30, 60 bis zu der festgehaltenen Position aufgenommen werden, die in Fig.16 gezeigt ist.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist ein Schnappring 230 in der Schale 4 innerhalb der Nut 22 angeordnet, der die die zwei Einsätze 30, 60 an ihrem Platz hält. Vorzugsweise ist das rückwärtige Ende des Einsatzes 90 mit einer geeigneten Vergußmasse vergossen, um ein Entladen/Funken vom rückwärtigen Ende der Hochspannungsanschlüsse zu verhindern. Zur Vervollständigung der Anordnung wird die hintere Schwenkschale 120 an das rückwärtige Ende der Schale 4 geschraubt und die zwei Schwenkblöcke 140 werden so befestigt, daß sie die Schwenkkugel 124 umgeben. Der Verbinder 2 kann daraufhin an der Basis eines Flugzeugs angebracht werden, um mit einem Verbinder verwendet zu werden, der an einem Helm eines Piloten befestigt ist.
Die Schale 120 ist schließlich an den mit Gewinde versehenen Abschnitt des Gehäuses 4 geschraubt und die Schwenkblockhälften 140 sind über den konturierten Kugelabschnitt 124 eingepasst und dort fixiert. Die Arretierfederbauteile werden daraufhin an den Schwenkblockhälften angeordnet. Falls die Federarretierer 150 (Fig.10) verwendet werden, wird jede Arretiervorrichtung einfach in eine zugeordnete, mit Gewinde versehene Öffnung 146 eingeführt und in die Öffnung 146 eingeschraubt, bis die Kugel 152 innerhalb der V-Nut 126 des Schwenkblocks 120 sitzt. Bei Verwendung des alternativen Federbauteils 150' (Fig.15 und 15A), sind die Arretierkugeln 152' in den Öffnungen 146 angeordnet und der Federbügel ist um den Umfang der Hälften 140 angeordnet, wobei die Finger ausgerichtet sind und in zugeordnete Öffnungen 146 vorragen, wodurch die Kugelbauteile unter Federspannung stehend in die V-Nut 126 gebracht werden.
Der Verbinder 2 kann mit einem ähnlichen Verbinder 250 in Eingriff gebracht werden, der in Fig.12 gezeigt ist, und der eine polarisierende Leiste 302 einschließt, die sich mit dem Ausschnitt 8 in der äußeren Schale 4 ergänzt, und der weiterhin Arretierungen 304 aufweist, die mit den Rollen 21 und Federstiften 20 in dem äußeren Gehäuse 4 zusammenwirken. Wie in Fig.12 gezeigt, weist der Verbinder 300 zugehörige Öffnungen 306 für die Aufnahme von Hochspannungseinsätzen auf, während die Stifte 320 und 330 von dem Verbinder 300 aus sich nach vorne zur Aufnahme in entsprechenden Öffnungen innerhalb des Verbinders 2 erstrecken.
Der oben beschriebene Verbinder löst das Problem, das bei herkömmlichen Verbindern nach dem Stand der Technik auftritt, da es dem Verbinder ermöglicht ist, relativ zu dem Flugzeug zu schwenken und der Verbinder in einer halbsteifen Position gehalten ist, wenn er nicht in Verwendung ist, was es für den Piloten leicht macht, die zwei passenden Verbinder unter Verwendung nur einer Hand zu verbinden. In bezug auf Fig.15 ist der Verbinder 2 in dem freien Zustand gezeigt, ohne an dem Verbinder angreifende äußere Kräfte, die den Verbinder veranlassen zu schwenken. Wenn eine Kraft den Verbinder veranlasst zu schwenken, beispielsweise wenn der Pilot herausgeschossen wird, erlaubt das Kugelgelenk dem Verbinder zu schwenken, wie in Fig.15 durch unterbrochene Linien dargestellt ist. Wenn die Kraft nicht mehr auf den Verbinder ausgeübt wird, stehen die Federarretierungen 150 oder 150' innerhalb der V-Nut 126 unter Federspannung gegen die V-Nut, wodurch sie den Verbinder zwingen in einen aufrechten Zustand zurückzukehren, bei dem die Arretierkugeln im Zentrum der V-Nut liegen. Es sollte bemerkt werden, daß dadurch, daß es dem Verbinder 2 ermöglicht ist zu schwenken, die vorliegende Erfindung jedes Sperren oder Verklemmen während des Trennens der zwei in Eingriff befindlichen Verbinder verhindert, wenn eine axiale Kraft oder eine Zugkraft auf den Verbinder 300 ausgeübt wird. Wenn keine Kraft auf die zwei Verbinder aufgebracht ist, kann der Pilot weiterhin dadurch, daß es dem Verbinder 2 ermöglicht ist in seine aufrechte Position zurückzukehren, den Verbinder 300 an dem Verbinder 2 mit nur einer Hand anbringen, da der der Verbinder immer nach oben zu ihm oder ihr gewandt sein wird.
Wie in Fig.16 gezeigt ist, weist ein zweites Ausführungsbeispiel eines ausreißbaren elektrischen Verbinders 401 ein Gehäuse in Form einer vorderen metallischen Schale 400 kreisformigen Querschnitts auf, worin ein vorderer dielektrischer Einsatz 402 und ein rückwärtiger dielektrischer Einsatz 404 in dem Gehäuse 400 durch einen Schnappring 406 gesichert sind. Wie in den Fig.18 und 19 gezeigt ist, wirken die Einsätze 402 und 404 wechselweise zusammen, um die elektrischen Anschlüsse 408, die Datenanschlüsse sind, in der Schale 400 zu sichern. In den Einsätzen 402 und 404 sind Hochspannungseinsätze 410 zur Energieversorgung gesichert, die Hochspannungsanschlüsse 412 zur elektrischen Energieversorgung tragen, wobei die Anschlüsse 408 und 412 an die elektrischen Leitungen L1 angewürgt sind. Die Schale 400 hat eine vordere Radwand 414 mit einer einrastenden oder polarisierenden Aussparung 418, und ist rückwärtig von der Radwand 414 mit Blockpaaren 420 an diametral gegenüberliegenden Seiten der Schale 400 versehen, von denen jedes einen Federstift 422 trägt, auf der eine Rolle 424 angebracht ist, die in die Schale 400 vorragt. Etwa an ihrem rückwärtigen Ende ist die Schale 400 mit einem sich um den äußeren Umfang erstreckendem Schraubengewinde 428 ausgebildet. Wie in den Fig.20 und 21 gezeigt, weist der ausreißbare Verbinder 401 weiterhin eine Kabeldurchführung 428 auf, die wie die Schale 400 einen kreisförmigen Querschnitt hat und aus Metall hergestellt ist. Die Durchführung 428 hat einen Aufsatzteil 430 und einen Fuß 431, der einen kegelstumpfförmigen Übergangsteil 432, der sich von dem Teil 430 aus verjüngt, und einen Kabelausführungsteil 434 aufweist, der sich von dem kleineren Ende des Teils 432 aus erstreckt. Die Teile 430 und 432 wirken zusammen, um einen ringförmigen Absatz 436 zu bilden, der von der Schale 400 weg gewandt ist. Die Kabeldurchführung 428 ist an die Schale 400 durch einen auf der Innenseite mit Schraubengewinde versehenen Ring 438 gekoppelt, der Griffstücke 440 für Finger aufweist (Fig.20), wobei der Ring 438 mit dem Schraubengewinde 426 der Schale 400 eingreift und einen rückwärtigen ringförmigen Flansch 440 hat, der mit einem ringförmigen vorderen Flansch 442 des Mündungsstücks 430 in Verbindung steht, um die Durchführung 428 an der Schale 400 zu sichern, wenn der Ring 438 festgeschraubt ist. Der Kabelausführungsteil 434 hat um sich herum und im wesentlichen rückwärtig von dem Übergangsteil 432 einen ringförmigen Stützflansch 444 angebracht, der zwischen einem kleineren ringförmigen Flansch 446, der in einem Stück mit dem Teil 434 geformt ist, und einem entfernbaren Stift 448 fest gesichert ist, der durch gegenüberliegende Öffnungen in dem Kabelausführungsteil 434 durchgeführt ist. Der Verbinder 401 weist weiterhin einen federnden Ringkörper in Form eines elastomeren Schuhs 450 auf, mit einem im allgemeinen rechteckigen, ringförmigen rückwärtigen Verbindungsteil 452, der in eine ergänzende Vertiefung 454 in dem Flansch 444 eingebunden ist, und einem vorderen ringförmigen, im allgemeinen rechteckigen Verbindungsteil 456. Der Schuh 450 hat am Umfang angeordnete ringförmige Rippen 457. Wie durch unterbrochene Linien in den Fig.20 bis 22 angedeutet ist, sind die Leitungen L1, die sich von den Anschlüssen 408 und 412 aus erstrecken, in eine Kabelhülle J eingeschlossen, die durch die Kabeldurchführung 428 geht.
Der ausreißbare Verbinder 401 wird an einer Basis B montiert, die bruchstückhaft in den Fig.20 bis 23 gezeigt ist, wobei der Flansch 444 und infolgedessen der Schuh 450 entfernt sind und die Kabeldurchführung 428 an der Schale 400 durch den Ring 438 gesichert ist. Der Kabelausführungsteil 434 wird durch eine Öffnung O in der Basis B, die in dem vorliegenden Beispiel der Boden eines Flugzeugkampfdecks oder ein vertikales Druckschott ist, das das Kampfdeck begrenzt, bis zu dem ringförmigen Absatz 436 in die Öffnung O eingeführt, die so dimensioniert sein muß, daß zwischen dem vorderen Teil und der Kante der Öffnung O ein Abstand vorhanden ist. Der Flansch 444 wird dann an den Teil 434 geschraubt, um an den Flansch 446 anzugrenzen, und der Stift 448 daraufhin durch die Öffnungen in dem Teil 434 gedrückt, um den Flansch 444 in seiner Position zu sichern. Der Teil 456 wird folglich an die gegenüberliegende Seite der Basis B angedrückt, das heißt ihre untere Seite in den Fig.20 bis 23.
Ein zugehöriger elektrischer Verbinder 460 für den ausreißbaren Verbinder 401 weist, wie in den Fig.17 bis 19 dargestellt ist, ein Gehäuse in Form einer metallischen Schale 462 auf, die eine vordere Radwand 464 zur Aufnahme in der Radwand 414 der Schale 400 aufweist und mit gegenüberliegenden Arretierungen 466 (von denen nur eine gezeigt ist) für das Zusammenwirken mit den Rollen 424 ausgeformt ist, um die Verbinder 401 und 460 in Eingriffsbeziehung zu halten. Rückwärtig von der Radwand 464 ist die Schale 462 mit einer Einrast- oder polarisierenden Leiste 468 ausgeformt, die sich mit der Aussparung 418 in der Radwand 414 ergänzt, so daß die Verbinder nur in ihrer richtigen relativen Winkelposition in Eingriff gebracht werden können. In der Schale 462 sind dielektrische Einsätze 470 und 472 gesichert, in denen wiederum elektrische Datenanschlüsse 474 für den Eingriff mit den Anschlüssen 408 in der Schale 400 gesichert sind. In den Einsätzen 470 und 472 sind Hochspannungseinsätze 476 gesichert, die Anschlüsse 477 für den Eingriff mit den Anschlüssen 412 in dem Gehäuse 400 tragen. Die Anschlüsse der Verbinder 460 sind an Leitungen L2 angewürgt, die sich durch eine kegelstumpfförmige rückwärtige Endkappe 476, die lösbar an der Schale 462 gesichert ist, in eine Kabelhülle J2 erstrecken, die sich wiederum rückwärtig von der Kappe 476 aus erstreckt und an der eine Reißleine LA befestigt ist, die mit dem Gurtzeug des Piloten des Flugzeugs verbunden ist. Die Leitungen L2 erstrecken sich zu dem Helm des Piloten, um darin befindliche elektrische Ausrüstung mit Energie und Daten zu versorgen.
Die Fig.18 zeigt den ausreißbaren Verbinder 401 und den zugehörigen Verbinder 460 in teilweiser Eingriffsbeziehung, wobei die Leiste 468 an der Schale 462 gerade dabei ist, in die Nut 418 der Radwand 414 einzutreten, wohingegen die Fig.19 die Verbinder 401 und 460 in der Position zeigt, in der sie sich vollständig in Eingriff befinden, bei der die Leiste 468 in der Nut 418 aufgenommen wird und die Rollen 424 in die Arretierungen 466 einrasten.
Wie aus den Fig.18 und 19 entnommen werden kann, ist die Schale 462 des zugehörigen Verbinders 460 in dem Zustand, in dem sich die Verbinder 401 und 460 voll in Eingriff befinden, tief in die Schale 400 des ausreißbaren Verbinders 401 eingerückt und ist an dieser lösbar durch die Rollen 424 und Arretierungen 466 gehalten. Die Verbinder 401 und 460 können daher nur entlang einer bestimmten Eingriffs- und Trennachse A-A in Eingriff gebracht und getrennt werden, die tatsächlich die zentrale Längsachse der zwei Verbinder ist.
Die Fig.21 zeigt das Gehäuse 400 in einer Position, in der es durch den federnden Ringkörper 450 ausgerichtet ist, so daß es sich normal zur Basis B erstreckt, wobei der Absatz 436 in vollständigem Oberflächenkontakt mit dieser auf ihr aufliegt. In dieser Position des ausreißbaren Verbinders 401 kann der Pilot leicht und mit einer Hand den Verbinder 460 mit dem Verbinder 401 entlang der Achse A-A in Eingriff bringen, da sich der Pilot der exakten Winkelposition des ausreißbaren Verbinders 401 bewußt ist. Sollte sich der Pilot ausschießen, wird eine Zugkraft auf den Verbinder 460 ausgeübt werden, da die Reißleine LA an dem Gurtzeug des Piloten befestigt ist, wobei diese Zugkraft eine im wesentlichen laterale Komponente hat. Durch das Federungsvermögen des Ringkörpers 450 und die Tatsache, daß der Teil 432 der Durchführung 428 in einem Abstand durch die Öffnung O in der Basis B geht, wird der ausreißbare Verbinder lateral, in dem Sinn der beispielsweise in der Fig.22 gezeigt ist, um den Absatz 438 gekippt, der mit der Basis B zusammenwirkt, um bereitzustellen, was in der Wirkung ein Gelenk ist, so daß der ausreißbare Verbinder in bezug auf die Basis B schwenkt, um dieses so mit der Achse A-A auszurichten. Der Verbinder 460 trennt sich folglich leicht von dem ausreißbaren Verbinder 401 ohne das Ausschießen des Piloten zu behindern, wobei der Ringkörper 450 in gewissem Maß als Stoßdämpfer wirkt. Der Abstand zwischen dem Teil 432 und der Kante der Öffnung O in der Basis B ist vorzugsweise so gewählt, daß der ausreißbare Verbinder um 60º kippen kann, das heißt um 30º in jede Richtung. Da der Ringkörper 450 sowohl an den Flansch 444 als auch an die Basis B gedrückt ist, kann der ausreißbare Verbinder nicht um seine eigene Achse rotieren, wodurch jedes Aufwickeln des Gurtzeugs des Piloten vermieden wird. Ebenso ist, wenn die Verbinder 401 und 460 in Eingriff gebracht werden solien, die Nut 418 stets in derselben Winkelposition um die Achse A-A ausgerichtet, was ebenfalls das leichte Zusammenführen der Verbinder durch den Piloten erleichtert.
Eine Metallfeder 480, wie in Fig.23 gezeigt, sollte von dem Ringkörper 450 umkleidet werden, wenn der ausreißbare Verbinder starken Temperaturschwankungen unterworfen werden soll, da die Wirkung einer Metallfeder dadurch geringer beeinträchtigt wird als die eines elastomeren Materials. Zur Vereinfachung kann der Ringkörper 450 weggelassen werden, und ein federnder Ringkörper in Form der schraubenförmigen Feder 480 so angeordnet werden, um zwischen dem Flansch 444 und der Basis B zu wirken, wobei diese vorzugsweise an beiden fixiert ist.

Claims

1. Ausreißbarer elektrischer Verbinder (2) für schnelles Trennen von einem zugehörigen elektrischen Verbinder (250) entlang einer Trennachse, wobei der ausreißbare Verbinder (2) ein Gehäuse (4) mit darin gesicherten elektrischen Anschlüssen (160, 190) für das Eingreifen mit elektrischen Anschlüssen (320, 330) des zugehörigen Verbinders (250) und Mittel (120, 140) aufweist, um das Gehäuse (4) an einer Basis zu montieren, so daß das Gehäuse (4) in bezug auf diese beweglich ist, wobei die Montagemittel Mittel (120, 140) aufweisen, um ein Schwenken des ausreißbaren Verbinders (2) zu erlauben, wodurch eine Längsachse des ausreißbaren Verbinders (2) mit der Trennachse ausgerichtet wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkmittel (120, 140) Mittel (126, 143, 144, 146, 150, 450) aufweisen, um den Verbinder (2) federnd in eine vorbestimmte Position vorzuspannen.

2. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die ein Schwenken des Verbinders erlauben, ein Kugelgelenk (124, 140) aufweisen.

3. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine zweiteilige metallische Hülle aufweist, deren erster Teil ein längliches Rohr (4) aufweist, das die Anschlüsse (160, 190) umgibt und dessen vorderes Ende (6) eine vordere Führungsfläche bereitstellt, wobei das rückwärtige Ende des länglichen Rohres einen zweiten Teil in der Form einer zweiten, hieran angehängten, metallischen Komponente (120) aufweist, die eine in einem Stück mit der zweiten metallischen Komponente (120) geformte Kugel (124) einschließt;

und daß die Montagemittel eine mit einem Flansch versehene Buchse (140) aufweisen, die die Kugel (124) umgibt, was es dem Gehäuse (4, 120) und der Kugel (124) erlaubt, in der Buchse (140) zu schwenken.

4. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (124) einen Anschlag (126) aufweist, der sich zumindest teilweise um diese herum erstreckt, und daß die Buchse (140) Federmittel (150) aufweist, die sich in dem Anschlag (126) befinden, um die Längsachse des ausreißbaren Verbinders (2) in eine vorbestimmte Richtung vorzuspannen.

5. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (140) Federbauteile (150 oder 156') aufweist, die zu dem Anschlag (126) hin vorragen.

6. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, um ein Schwenken des Verbinders (401) zu erlauben, einen federnden Ringkörper (450) aufweisen, der sich um die Längsachse erstreckt, um das Gehäuse (400, 428) gegen die Basis (B) zu zwingen.

7. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Ringkörper die Form eines elastomeren Schuhs (450), einer schraubenförmigen Metallfeder (480) oder einer mit einem elastomeren Schuh (450) umkleideten schraubenförmigen Metallfeder (480) hat.

8. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (400, 428) einen Absatz (436), um mit einer Seite der Basis (B) in Verbindung zu stehen, und einen Fuß (431) hat, der von dem Absatz (436) vorragt und den federnden Ringkörper (450) für eine Verbindung mit der gegenüberliegenden Seite der Basis (B) trägt.

9. An einer Basis angebrachter ausreißbarer elektrischer Verbinder (401) für schnelles Trennen von einem zugehörigen elektrischen Verbinder (460) entlang einer Trennachse (A), wobei der ausreißbare Verbinder (401) ein Gehäuse (400, 428) mit darin gesicherten elektrischen Anschlüssen (408, 410) für das Eingreifen mit elektrischen Anschlüssen (474, 477) des zugehörigen Verbinders (460) aufweist, wobei das Gehäuse (400, 428) an einer Basis (B) durch Mittel (450) angebracht ist, die ein Bewegen des Gehäuses (400, 428) in bezug auf diese erlauben;

dadurch gekennzeichnet, daß die Montagemittel einen federnden Ringkörper (450) aufweisen, der sich um eine Längsachse des ausreißbaren Verbinders erstreckt;

und daß das Gehäuse einen Absatz (438), der mit einer Seite der Basis (B) in Verbindung steht, und einen Fuß (431) hat, der mit Spielraum durch eine Öffnung (O) der Basis (B) vorragt, wobei der federnde Ringkörper (450) den Fuß (431) umgibt und zwischen dem Fuß (431) und der gegenüberliegenden Seite der Basis (B) fixiert ist, um dadurch den Verbinder (401) mit der Trennachse (A) auszurichten.

10. Ausreißbarer Verbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (431) Teil einer Kabelführung (428) bildet, die elektrische Leiter (L1) aufnimmt, die mit den Anschlüssen (408, 410) in dem Gehäuse (400, 428) verbunden sind, der federnde Ringkörper (450) auf einem entfernbaren, den Fuß (431) umgebenden, Flansch (444) getragen ist und die Kabelführung (428) entfernbar an dem Rest (400) des Gehäuses (400, 428) befestigt ist.