RU2205484C2

RU2205484C2 - Automatically joined electrical-connector plug or socket

Info

Publication number: RU2205484C2
Application number: RU2000114214/09A
Authority: RU
Inventors: И.Б. Большаков; С.В. Колесников; В.Н. Кузьмичев; В.В. Соколов
Original assignee: Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2003-05-27

Abstract

FIELD: automatic joining and separation of connectors operating under vibrations, linear or impact thrusts. SUBSTANCE: plug or socket has flange and shroud with contact members disposed coaxially with respect to flange for axial, radial, and angular displacement relative to flange and to mating axis. Flange is disposed inside shroud for its engagement by rolling supporting members; shroud is attached to flange by means of spring through ball mounted in axial taper hole made in flange. Proposed design provides for reducing forces applied for joining connector mating parts and for retaining original position of floating part of plug or socket upon its separation from mating part. EFFECT: enhanced reliability. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматической стыковки и расстыковки электрических соединителей, работающих в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий. The invention relates to electrical engineering and can be used for automatic docking and undocking of electrical connectors operating in conditions of vibration, linear and shock effects.

Известен электрический разъем [1], состоящий из двух частей, каждая из которых содержит корпус с контактными элементами, панели, установленной на одном из корпусов и шарнирно соединенной с кареткой, расположенной на катящихся опорных элементах, пружинных стержней, расположенных между панелью и упомянутым корпусом, при этом в последнем выполнена полость, в которой установлена каретка. Known electrical connector [1], consisting of two parts, each of which contains a housing with contact elements, a panel mounted on one of the housings and pivotally connected to a carriage located on the rolling supporting elements, spring rods located between the panel and said housing, in the latter, a cavity is made in which the carriage is installed.

Сосредоточение на одной подвижной части соединителя панели с катящимися опорными элементами, шарнира, толкателей и возвратных пружинных стержней приводит к увеличению ее массы и, следовательно, инерционных сил при механических воздействиях. Инерционные силы подвижной части нагружают контактные элементы, что приводит к снижению надежности электрического соединения в условиях воздействия ударных и знакопеременных нагрузок. Focusing on one movable part of the panel connector with rolling supporting elements, the hinge, pushers and return spring rods leads to an increase in its mass and, consequently, inertial forces under mechanical stresses. The inertial forces of the moving part load the contact elements, which leads to a decrease in the reliability of the electrical connection under the influence of shock and alternating loads.

Упругие силы возвратных пружинных стержней, выполняющих функцию возврата подвижной части при расстыковке в исходное положение, становятся соизмеримыми с силами трения, что снижает точность возврата подвижной части в исходное положение. The elastic forces of the return spring rods, performing the function of returning the movable part when undocking to its original position, become commensurate with the friction forces, which reduces the accuracy of the return of the movable part to its original position.

Вышеперечисленные недостатки приводят к снижению надежности работы указанного аналога. The above disadvantages lead to a decrease in the reliability of the specified analogue.

Прототипом предлагаемого технического решения является розетка разъема для автоматической стыковки [2], содержащая фланец, снабженный с обеих сторон ребордами, корпус, расположенный коаксиально фланцу с возможностью перемещения относительно него в осевом, радиальном и угловом направлениях, пружину, внутри упомянутого корпуса расположены гнезда, а на корпусе жестко закреплен упор, взаимодействующий с фланцем, концы указанной пружины установлены в пазах, расположенных на внешних сторонах корпуса и одной из реборд, ограничитель с пазами, крестовину с консолями и втулкой, упомянутый упор выполнен так, что его поверхность, предназначенная для взаимодействия с фланцем, выполнена конической, указанный ограничитель установлен на другой реборде внутри розетки, упомянутые втулка и крестовина с консолями установлены коаксиально по отношению к корпусу и жестко закреплены на нем так, что втулка расположена между крестовиной и упором, а консоли крестовины размещены в пазах ограничителя с возможностью перемещения, при этом длина втулки больше глубины паза ограничителя. The prototype of the proposed technical solution is a socket connector for automatic docking [2], containing a flange equipped with flanges on both sides, a housing located coaxially with the flange with the ability to move relative to it in axial, radial and angular directions, a spring, nests are located inside the said housing, and a stop is fixed to the housing, interacting with the flange, the ends of the specified springs are installed in grooves located on the outer sides of the housing and one of the flanges, a stop with grooves, a spider with consoles and a sleeve, said emphasis is made so that its surface intended for interaction with the flange is tapered, said stopper is mounted on another flange inside the outlet, the said spider and a cross with consoles are mounted coaxially with respect to the body and are rigidly fixed to it so that the sleeve is located between the crosspiece and the stop, and the console of the crosspiece is placed in the grooves of the limiter with the possibility of movement, while the length of the sleeve is greater than the depth of the groove of the limiter.

Функциональный недостаток прототипа заключается в том, что появляющийся в процессе расстыковки зазор между конической поверхностью упора и взаимодействующей с ней цилиндрической кромкой фланца приводит к соударению их после завершения расстыковки контактных элементов. Это способствует интенсивному износу конструктивных элементов, участвующих в центрировании, что в свою очередь приводит к увеличению усилия стыковки и ухудшает условия самовозврата плавающей части под действием пружины в исходное положение после расстыковки. Проявление указанных негативных явлений особенно усугубляется при эксплуатации электрического соединителя в условиях с повышенными вибрационными, линейными и ударными воздействиями. The functional disadvantage of the prototype is that the gap that appears during undocking between the conical surface of the abutment and the cylindrical edge of the flange interacting with it leads to their collision after completion of the undocking of the contact elements. This contributes to the intensive wear of the structural elements involved in the centering, which in turn leads to an increase in the joining force and worsens the conditions for the self-return of the floating part under the action of the spring to its original position after undocking. The manifestation of these negative phenomena is especially aggravated during operation of the electrical connector in conditions with increased vibration, linear and shock effects.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в обеспечении автоматической стыковки и расстыковки соединителя в условиях вибрационных, линейных и ударных воздействий. The problem to which the claimed technical solution is directed is to provide automatic docking and undocking of the connector under vibration, linear and shock conditions.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности работы за счет снижения усилия стыковки и сохранения исходного положения плавающей части вилки или розетки после расстыковки с ее ответной частью. The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the reliability of operation by reducing the docking force and maintaining the initial position of the floating part of the plug or socket after undocking with its counterpart.

Для повышения надежности работы в вилке или розетке электрического соединителя для автоматической стыковки, содержащей фланец, корпус с контактными элементами, подпружиненный к фланцу и размещенный соосно с ним и с осью стыковки с возможностью осевого, радиального и углового перемещений относительно фланца, новым является то, что фланец размещен в сформированной в корпусе полости с возможностью взаимодействия с ним посредством катящихся опорных элементов, при этом корпус подпружинен к фланцу через шарик, установленный в осевом коническом отверстии, выполненном во фланце. To increase the reliability of operation in the plug or socket of an electrical connector for automatic docking, containing a flange, a housing with contact elements, spring-loaded to the flange and placed coaxially with it and with the axis of the dock with the possibility of axial, radial and angular movements relative to the flange, is new that the flange is placed in the cavity formed in the housing with the possibility of interaction with it by means of rolling support elements, while the housing is spring-loaded to the flange through a ball mounted in an axial conic com hole formed in the flange.

Этот технический результат получен за счет того, что осевое, радиальное и угловое перемещение корпуса с электрическими элементами в процессе стыковки и расстыковки вилки или розетки с ее ответной частью и его центрирование после расстыковки осуществляется неразрывной кинематической цепочкой, состоящей из фланца, шарика, установленного в коническом отверстии фланца, корпуса и пружины, которая одним концом закреплена на корпусе, а другим поджимает шарик. This technical result was obtained due to the fact that the axial, radial and angular movement of the housing with electrical elements during the docking and undocking of the plug or socket with its mating part and its centering after undocking is carried out by an inextricable kinematic chain consisting of a flange, a ball mounted in a conical the hole of the flange, housing and spring, which is fixed at one end to the housing and the ball is pressed by the other.

Исходное положение корпуса с электрическими элементами предопределено единственно возможным расположением подпружиненного шарика в осевом коническом отверстии, выполненном во фланце, и направляющей поверхностью для катящихся опорных элементов. The initial position of the housing with electrical elements is predetermined by the only possible arrangement of the spring ball in the axial conical hole made in the flange and the guide surface for the rolling supporting elements.

На чертеже изображены вилка или розетка электрического соединителя для автоматической стыковки в исходном состоянии и вид А. The drawing shows a plug or socket of an electrical connector for automatic docking in the initial state and type A.

Вилка или розетка состоит из фланца 1, подпружиненного к нему пружиной 2 корпуса 3 с контактными элементами 4. Корпус 3 размещен соосно фланцу 1 и оси стыковки с возможностью осевого, радиального и углового перемещений относительно него. Фланец 1 размещен в полости 5, сформированной в корпусе 3, с возможностью взаимодействия с ним посредством катящихся опорных элементов 6 и 7. Корпус 3 подпружинен пружиной 2 к фланцу 1 через шарик 8, установленный в осевом коническом отверстии 9, выполненном во фланце 1. Пружина 2 закреплена, например, винтами 10 на корпусе 3. The plug or socket consists of a flange 1, spring-loaded to it by a spring 2 of the housing 3 with contact elements 4. The housing 3 is placed coaxially with the flange 1 and the axis of the dock with the possibility of axial, radial and angular movements relative to it. The flange 1 is placed in the cavity 5 formed in the housing 3, with the possibility of interaction with it by means of rolling supporting elements 6 and 7. The housing 3 is spring loaded 2 to the flange 1 through a ball 8 installed in the axial conical hole 9 made in the flange 1. Spring 2 is fixed, for example, by screws 10 on the housing 3.

Катящиеся опорные элементы 6 и 7, выполненные, например, в виде шариков, конструктивно могут быть установлены на противоположных поверхностях 13, 14 фланца 1 или на обращенных к ним соответствующих поверхностях 11, 12 корпуса 3 с зазором 15: в первом случае - между шариками 7 и поверхностью 12 корпуса 3; во втором - между шариками 7 и поверхностью 14 фланца 1. Rolling support elements 6 and 7, made, for example, in the form of balls, can be structurally mounted on opposite surfaces 13, 14 of the flange 1 or on the corresponding surfaces 11, 12 of the housing 3 facing them with a gap of 15: in the first case, between the balls 7 and surface 12 of housing 3; in the second, between the balls 7 and the surface 14 of the flange 1.

Перемещение корпуса 3 в радиальных направлениях определено, например, зазором 16. The movement of the housing 3 in radial directions is determined, for example, by a gap 16.

Вилка или розетка электрического соединителя для автоматической стыковки работает следующим образом. The plug or socket of the electrical connector for automatic docking works as follows.

Процесс автоматической стыковки вилки или розетки с ответной частью осуществляется при их осевом перемещении навстречу друг другу. Необходимым условием осуществления автоматической стыковки является самовозврат корпуса 3 через подпружиненный шарик 8 в исходное положение. The process of automatic docking of the plug or socket with the counterpart is carried out with their axial movement towards each other. A prerequisite for automatic docking is the self-return of the housing 3 through a spring-loaded ball 8 to its original position.

Исходное положение вилки или розетки определяется соосным расположением корпуса 3 относительно фланца 1, в котором корпус 3 удерживается пружиной 2 через шарик 8, размещенный в коническом отверстии 9, выполненном по оси фланца 1, а также отклонением от перпендикулярности поверхности 11 или 13 относительно общей оси фланца 1 и корпуса 3, совпадающей с осью стыковки. The initial position of the plug or socket is determined by the coaxial arrangement of the housing 3 relative to the flange 1, in which the housing 3 is held by a spring 2 through a ball 8 placed in a conical hole 9 made along the axis of the flange 1, as well as a deviation from the perpendicularity of the surface 11 or 13 relative to the common axis of the flange 1 and housing 3, coinciding with the axis of the dock.

В процессе стыковки имеющиеся несоосности и перекосы компенсируются подвижностью корпуса 3:
в осевом направлении - зазором 15;
в угловом направлении - перемещением корпуса 3 вокруг шарика 8 на величину, которая регламентируется зазором 15;
в радиальном направлении - за счет имеющейся возможности перемещаться на катящихся опорных элементах 6, 7 по поверхностям 11, 13 или 12, 14 соответственно, и шарика 8 по конической поверхности отверстия 9, преодолевая усилия поджатия пружины 2.During the joining process, the existing misalignments and distortions are compensated by the mobility of the housing 3:
in the axial direction by a gap of 15;
in the angular direction - by moving the housing 3 around the ball 8 by an amount that is regulated by the gap 15;
in the radial direction - due to the existing ability to move on rolling supporting elements 6, 7 on the surfaces 11, 13 or 12, 14, respectively, and the ball 8 on the conical surface of the hole 9, overcoming the forces of the spring 2.

Процесс расстыковки осуществляется в обратном направлении и порядке. The undocking process is carried out in the opposite direction and order.

После разъединения вилки или розетки с ответной частью шарик 8 под действием пружины 2 перемещается по конусной поверхности отверстия 9 и занимает свое исходное положение, увлекая за собой на катящихся опорных элементах 6 корпус 3. After disconnecting the plug or socket with the counterpart, the ball 8 under the action of the spring 2 moves along the conical surface of the hole 9 and takes its initial position, dragging the housing 3 along with the rolling supporting elements 6.

Следовательно, необходимое условие осуществления автоматической стыковки выполнено. Therefore, the necessary condition for automatic docking is fulfilled.

Источники информации
1. Электрический разъем. Авторское свидетельство СССР. 543062 М. Кл.² H 01 R 13/60, опубликовано в БИ 2, 1977 год.Sources of information
1. Electrical connector. USSR copyright certificate. 543062 M. Cl. ² H 01 R 13/60, published in BI 2, 1977.

2. Розетка разъема для автоматической стыковки. Авторское свидетельство СССР 1792202 H 01 R 13/64, опубликовано в БИ 11, 1994 год. 2. Socket for automatic docking. USSR author's certificate 1792202 H 01 R 13/64, published in BI 11, 1994.

Claims

A plug or socket for an electrical connector for automatic docking, comprising a flange, a spring-loaded housing with contact elements arranged coaxially with the flange and the coupling axis with axial, radial and angular movements with respect to it, characterized in that the flange is housed in a cavity formed with the possibility of interacting with it by means of rolling support elements, while the housing is spring-loaded to the flange through a ball mounted in an axial conical hole made in the flange.