ПРИВОДНАЯ СИСТЕМА
DRIVE SYSTEM

Изобретение относится к приводной системе, имеющей, по меньшей мере, одно приспособление для установки электрического штекера, включающее в себя гнездо и соединенную с ним поворотную соединительную крышку, в которой имеется отверстие для установки штекера в указанное гнездо.
Низковольтные разъемные соединения хорошо известны и широко используются в сочетании с различными приборами, устройствами и установками. В качестве примеров разъемов, которые обычно используются в приводных системах регулируемых предметов мебели, можно назвать традиционные разъемы типа TRS или DIN, а также более современные разъемы типа Minifit (торговая марка компании Molex). Обычно для фиксации штекеров в соединении используются только соединительные клеммы, благодаря чему штекер относительно легко устанавливается в гнездо. Однако недостатком такого соединения является то, что штекер может случайно полностью или частично выпасть из разъема. Это может произойти, например, при переносе кровати по неровной поверхности или при зацеплении кабеля за какой-либо предмет. Нередко бывает желательно, или даже необходимо, предотвратить легкое извлечение штекера из разъема. В случае кровати с электрическим механизмом регулировки, выпадающий штекер создаст массу неудобств, как для непосредственного ее пользователя, так и для медицинского персонала, поскольку при этом кровать теряет часть своих функциональных возможностей, например возможность регулировки опорной поверхности. Это также создаст дополнительную нагрузку на персонал, которому придется решать данную проблему. В худшем случае это может привести к фатальному исходу, например, если невозможно привезти в горизонтальное положение опорную поверхность кровати с пациентом, находящимся в шоковом состоянии. Кроме того, если штекер не закреплен в своем гнезде в корпусе, то во время проведения уборки возникает опасность проникновения воды и дезинфицирующих средств внутрь корпуса, что может привести к повреждению электроники и разъемных соединений. Возможно, что такое повреждение проявится не сразу, однако со временем может привести, например, к необъяснимым сбоям или полному выходу из строя управляющего устройства.
В документе ЕР 0660452, поданном компанией LINAK A/S, раскрыта соединительная крышка с фиксатором штекера, в котором соединительная крышка разделена на две части, при этом первая часть имеет форму почти замкнутого кольца, а вторая часть служит для замыкания этого кольца и охвата штекера с фиксацией штекера с помощью стопора на корпусе. Такое решение вполне применимо, однако не очень практично, поскольку соединительную крышку приходится закреплять после установки штекера в гнездо, после чего удерживать при помощи фиксатора. Поскольку кабель часто прокладывают уже после того, как управляющее устройство или привод установлены на предмете мебели, это приводит к значительным потерям времени. Кроме того, есть вероятность, что при большом количестве компонентов некоторые из них могут потеряться, и их отсутствие приведет к очевидным неудобствам.
Задачей изобретения является предложение простого решения обозначенной проблемы.
Согласно изобретению, эта задача выполняется в приводной системе, в которой приспособление для закрепления штекера в гнезде в корпусе содержит соединительную крышку, которая может удерживаться в соединении с отверстием гнезда, охватывая при этом штекер, как указано в п.1, при этом указанная соединительная крышка отличается тем, что форма поперечного сечения штекера вблизи соединительной крышки и форма отверстия в соединительной крышке подобраны таким образом, что когда соединительная крышка повернута в первое, нерабочее, положение, то форма отверстия соединительной крышки относительно поперечного сечения штекера такова, что штекер может быть свободно установлен в гнездо и извлечен из гнезда, а когда соединительная крышка повернута во второе, фиксированное положение, то форма отверстия соединительной крышки относительно поперечного сечения штекера вблизи соединительной крышки такова, что соединительная крышка препятствует установке и извлечению штекера.
Таким образом, обозначенная задача решается за счет того, что становится возможным удерживать штекер в гнезде, а, кроме того, приспособленная для этого соединительная крышка закреплена на гнезде и поэтому не может быть утеряна. Также устраняется необходимость проведения сложных монтажных операций, поскольку все, что требуется, это установить штекер, а затем повернуть соединительную крышку в фиксированное положение.
Кроме того, соединительная крышка будет защищена от случайного поворота обратно в нефиксированное положение благодаря тому, что фиксатор в виде стопора, расположенного на корпусе в непосредственной близости к гнезду, входит в зацепление с канавкой в боковой стенке соединительной крышки и удерживает соединительную крышку в фиксированном положении.
При помощи простого инструмента стопор можно вывести из зацепления через отверстие в боковой стенке соединительной крышки, расположенное в месте выполнения канавки на внутренней стороне боковой стенки соединительной крышки, повернуть соединительную крышку обратно, после чего извлечь штекер.
Реализация заявляемого фиксатора, удерживающего штекер в гнезде, отличается особенным удобством и простотой в использовании, поскольку фиксатор в виде соединительной крышки закреплен на гнезде в корпусе до установки штекеров. Гнездо выступает наружу из корпуса в форме патрона, на котором выполнен буртик, по длине которого защелкнута соединительная крышка. Внутренний диаметр соединительной крышки снабжен ответным буртиком, согласующимся с буртиком патрона. Таким образом, эти два буртика представляют собой согласованные средства защелкивания. После защелкивания соединительная крышка удерживается в зацеплении с патроном. Следовательно, отсутствуют незакрепленные детали, которые могли бы потеряться.
По той же причине устраняется необходимость проведения сложных монтажных операций, поскольку штекер надо просто установить через переднее отверстие соединительной крышки, затем повернуть соединительную крышку в фиксированное положение, в котором соединительная крышка предотвращает извлечение штекера из гнезда. Переднее отверстие соединительной крышки приспособлено под профиль штекера таким образом, что штекер может быть установлен с переднего торца соединительной крышки. Когда соединительная крышка находится в нефиксированном положении, механическое кодирование штекера соответствуют механическому кодированию гнезда. Кроме того, в этом положении штекер соответствует кодированию электророзетки, благодаря чему его можно установить до упора, создав электрическое соединение между штекером и гнездом. Когда штекер установлен, то, начиная непосредственно с высоты, соответствующей внутренней кромке переднего торца соединительной крышки, поперечное сечение штекера суживается, по крайней мере, от большого к малому радиусу поперечного сечения штекера. Когда соединительная крышка повернута, малый радиус ее переднего отверстия зафиксирует штекер по широкому радиусу поперечного сечения штекера. Кроме того, такое приспособление гарантирует, что фиксация штекера в гнезде с помощью соединительной крышки может быть осуществлена только при условии, что штекер будет до упора установлен в гнездо. Если требуется, чтобы соединительная крышка блокировала оба направления перемещения штекера, штекер может быть снабжен еще одним буртиком, находящимся напротив переднего торца соединительной крышки и, таким образом, предотвращающим более глубокое проталкивание штекера в гнездо. В другой реализации соединительная крышка может быть снабжена раздвоенным передним торцом, разделенным промежуточным пространством для буртика штекера, при этом соединительная крышка будет блокировать перемещение штекера по направлению как внутрь корпуса, так и наружу. Такое приспособление будет защищать электрическое разъемное соединение от повреждений, возникающих в результате ударов по штекерам.
Несмотря на то, что фиксатор, удерживающий штекер в гнезде, описан здесь как деталь, закрепленная на трубчатом патроне с возможностью вращения относительно этого патрона, ничто не мешает изготовить фиксатор с закрепляемой в гнезде и удерживаемой в гнезде заглушкой. Такая заглушка служит для того, чтобы закрывать неиспользуемое гнездо и, таким образом, защищать электронику и разъемные соединения от проникновения жидкости или пыли. Эта защитная заглушка может быть снабжена вышеописанным фиксатором, в котором соединительная крышка поворачивается между фиксированным и нефиксированным положением так, что в фиксированном положении защитная заглушка удерживается в гнезде. Аналогично соединительной крышке, фиксирующей штекер в гнезде, защитная заглушка удерживается в этом положении за счет того, что она снабжена средством защелкивания, согласующимся с аналогичным средством на гнезде. Как описано выше, функцию средств защелкивания могут выполнять буртики. Минимизацией совместного удерживающего усилия средств защелкивания гарантируется возможность извлечения заглушки в случае возникновения необходимости установки штекера в гнездо.
В особенно простой реализации соединительная крышка для фиксации штекера может удерживаться на входе в гнездо и принимать выполненный в виде защитной заглушки штекер. Целесообразно, если конструкция той части защитной заглушки, которая полностью утапливается в гнезде, соответствует конструкции применяемых электрических штекеров, обеспечивая в целом эффективную защиту от проникновения жидкости или пыли. Предпочтительно, чтобы штекер был снабжен накладкой или аналогичным элементом, за который можно будет ухватиться при извлечении защитной заглушки и освобождении гнезда для установки другого штекера.
Кроме того, предпочтительно, если штекер снабжен уплотнительным элементом, например, кольцевым уплотнением, перекрывающим промежуток между штекером и гнездом и препятствующим проникновению жидкости или пыли. Такая реализация будет также способствовать удерживанию штекера в гнезде, независимо от того, зафиксирован он или нет соединительной крышкой, в особенности, если где-либо на протяжении трубчатой части гнезда будет выполнена канавка для вмещения и позиционирования кольцевого уплотнения штекера. Хотя предпочтительным вариантом является фиксация соединительной крышкой, тем не менее при использовании не имеющего проводного соединения штекера с функцией защитной заглушки, для удержания заглушки в гнезде будет в большинстве случаев достаточно такой связи между трубчатой частью гнезда и кольцевым уплотнением защитной заглушки.
Фиксирующее приспособление для удержания штекера в гнезде может быть выполнено в соединении с корпусом линейного электрического привода, однако может использоваться и для корпусов управляющих устройств, блоков индикации, элементов управления, источников питания и корпусов электрического оборудования других типов, используемого в приводных системах.
Ниже подробно раскрывается реализация приводной системы согласно изобретению, со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:
на фиг.1 показан электрический привод, содержащий гнездо и соединительную крышку,
на фиг.2 показана часть корпуса с гнездом и соединительной крышкой для удержания штекера, при этом имеется выносной элемент в виде детального чертежа гнезда со штекером,
на фиг.3 представлен детальный чертеж соединительной крышки,
на фиг.4 показана часть корпуса, при этом имеется выносной элемент чертежа, изображающий буртик на гнезде и стопор,
на фиг.5 показана часть корпуса с гнездом и соединительной крышкой,
на фиг.6 показан электрический штекер со стороны одного из своих концов,
на фиг.7 показан штекер типа Minifit,
на фиг.8 показан вид сверху штекера в гнезде, при этом соединительная крышка находится в фиксированном положении,
на фиг.9 показана часть корпуса с детализированным разрезом штекера в гнезде, при этом соединительная крышка находится в фиксированном положении,
на фиг.10 показан корпус с гнездами, снабженными соединительными крышками для удержания штекера,
на фиг.11 показан пример поперечного сечения отверстия соединительной крышки,
на фиг.12 показан другой пример поперечного сечения отверстия соединительной крышки,
на фиг.13 показан третий пример поперечного сечения отверстия соединительной крышки.
На фиг.1 показан электрический привод 1, состоящий из корпуса 2 и исполнительного элемента в виде полого стержня 3, на котором закреплена передняя головка 4 для включения привода в состав механической конструкции с подвижной частью, например, больничной или иной кровати для ухода за больными. Другой конец привода 1 снабжен задней головкой 5, соединяемой с другой частью механической конструкции. Привод может регулировать положение подвижной части механической структуры, когда двигатель привода посредством передачи перемещает шпиндель относительно шпиндельной гайки, которая связана с исполнительным элементом и вращательное движение которой заблокировано.
На фиг.2 показана тыльная часть корпуса 2 привода, снабженная гнездом 6 для приема электрического штекера 7. На патроне гнезда располагается, охватывая отверстие, соединительная крышка 8 с фиксатором для удержания штекера 7 в гнезде 6 таким образом, чтобы имелось препятствие вытаскиванию штекера.
На переднем торце соединительная крышка 8 имеет отверстие 9, геометрическая форма которого соответствует наружной геометрической форме штекера так, что штекер 7 может проходить через отверстие 9 соединительной крышки 8 в гнездо 6. По всей длине внутренней окружности соединительной крышки 8 выполнен буртик 10, прерываемый в двух местах разделителями 11. На краю гнезда имеется стопор 12. Конструкция стопора 12 позволяет ему закрепляться в одном из разделителей 11 соединительной крышки, прерывающих буртик 10. Гнездо 6 трубчатой формы выступает наружу из корпуса, образуя, таким образом, патрон 13, на внешней стороне которого выполнен буртик 14, стопорящий соединительную крышку 8 в вертикальном направлении при защелкивании соединительной крышки на патроне 13. Таким образом, буртик 14 на патроне 13 и буртик 10 на внутренней стороне соединительной крышки 8 выступают как согласованные средства защелкивания, фиксирующие указанные детали друг относительно друга. Соединительная крышка 8 может свободно поворачиваться на патроне 13 вокруг отверстия гнезда, однако это вращение блокируется при вхождении стопора 12, выполненного на краю гнезда 6, в зацепление с соответствующим фиксатором в виде разделителя 11 на соединительной крышке 4.
На фиг.5 показана соединительная крышка 8, защелкнутая на патроне 13 гнезда. Легко увидеть, что буртик 14 на патроне и буртик 10 на внутренней стороне соединительной крышки представляют собой согласованные средства защелкивания, не дающие соединительной крышке свалиться с гнезда. Размеры согласованных средств защелкивания выбраны таким образом, что их совместного удерживающего усилия достаточно для того, чтобы простой рывок штекера 7 не приводил к отрыву соединительной крышки от гнезда, и последующему отпадению штекера и соединительной крышки. Поскольку боковая стенка соединительной крышки выполнена с раздвоением, то для того чтобы защелкнуть соединительную крышку на патроне 13 гнезда 6, надо деформировать меньшее количество материала, а следовательно, требуется меньшее усилие для приведения в зацепление согласованных средств защелкивания. Помимо этого, как показано на фиг.5, для обеспечения правильного позиционирования штекера 7 в гнезде 6, на участке 18а гнезда выполнено механическое кодирование. Как видно из фиг.6 и 7, соответствующее этому участку продольное углубление 18 на штекере является участком механического кодирования штекера. Следовательно, даже если соединительная крышка повернута в фиксированное положение, а штекер повернут так, что его можно установить через переднее отверстие 9 соединительной крышки 8, этого будет уже недостаточно для установки штекера 7 в гнездо 6.
Если требуется закрыть неиспользуемое гнездо, и тем самым защитить корпус от проникновения жидкости или пыли, в гнездо можно просто вставить защитную заглушку, заблокировав ее удаление при помощи соединительной крышки. В качестве такой заглушки может выступать защитная пробка. В другом, не показанном здесь варианте, соединительная крышка реализована на заглушке. В этом случае средства защелкивания в виде буртиков 10, 14, обеспечивающие крепление соединительной крышки 8 на гнезде 6, должны быть выполнены так, чтобы заглушка была закреплена, но при этом имелась возможность ее извлечения в случае необходимости установить штекер 7 в гнездо. Для надежного удерживания заглушки в гнезде целесообразно, если соединительная крышка, объединенная с защитной заглушкой, может быть зафиксирована поворотом.
Штекер, показанный на фиг.7, реализован в виде штекера многоконтактного электрического разъема типа Minifit. To есть в штекере могут быть установлены как силовые, так и сигнальные кабели. По всей окружности штекера 7 выполнен буртик 15. Форма переднего отверстия 9 соединительной крышки 8 такова, чтобы точно допускать прохождение буртика 15 штекера 7. Это означает, что форма переднего отверстия 9 соединительной крышки 8 совпадает с формой буртика 15, будучи при этом, однако, немного больше. Штекер 7 проходит через соединительную крышку 8 до тех пор, пока буртик 15 на штекере 7 не окажется полностью утоплен под материалом, образующим передний торец соединительной крышки 8. В отличие от буртика 15 штекера 7 соединительная крышка 8 имеет круглую форму, причем углубление на соединительной крышке образует круг, радиус которого превышает максимальный радиус корпуса штекера, при этом обычно немного превышая максимальный радиус указанного буртика 15. Когда соединительную крышку поворачивают для фиксации на девяносто градусов, отверстие 9, имеющее малый радиус на переднем торце крышки, станет располагаться за пределами буртика 15, где его радиус будет большим. Благодаря этому соединительная крышка 8 перекрывает своим передним торцом буртик 15 и удерживает штекер 7 в гнезде 6. На фиг.8 показан штекер, установленный в гнездо с закрепленной на нем соединительной крышкой 8, при этом соединительная крышка фиксирует положение штекера 7. Захваты волнообразного профиля 16 выполнены для того, чтобы пальцам руки было легче оперировать соединительной крышкой 8. Для отмены фиксации необходимо с помощью какого-нибудь инструмента надавить на стопор 12 через отверстие 17 сбоку соединительной крышки 8, при этом повернуть соединительную крышку 8 в обратную сторону. После этого будет возможно извлечь штекер 7.
Поскольку есть только один способ установки штекера в гнездо 6, следовательно, штекер можно установить только в том случае, если соединительная крышка 8 находится в нерабочем положении. Это связано с наличием механического кодирования, состоящего в том, что на штекере 7 имеется паз 18, согласующийся с соответствующим элементом внутри гнезда. Если нет необходимости в установке в гнездо 6 штекера 7, то в гнездо может быть вставлена защитная заглушка, фиксируемая впоследствии соединительной крышкой 8.
На фиг.9 показан поперечный разрез части корпуса, где штекер 7 установлен в гнездо 6. Соединительная крышка 8 зафиксирована на буртике 15 штекера так, чтобы крышку было нельзя снять. Допускается возможность снабжения штекера еще одним буртиком так, что нижний буртик фиксирует соединительную крышку под передним торцом, а верхний буртик фиксирует соединительную крышку над передним торцом так, что при повороте соединительной крышки в фиксированное положение штекер не может пройти глубже в гнездо. В альтернативном варианте соединительная крышка может быть снабжена раздвоенным передним торцом, в котором зазор между торцевыми кромками будет удерживать буртик штекера. При наличии такого приспособления электрическое соединение гнезда и штекера защищено от повреждений в результате возможных ударов по штекерам.
На фиг.10 показан корпус 19 управляющего устройства 20 для приводной системы. Легко увидеть, что гнезда здесь снабжены указанной соединительной крышкой 8 для фиксации штекера 7, установленного в гнездо 6. Таким образом, изобретение относится не только к фиксации штекеров 7 в гнезде 6 в связи с приводами 1 как таковыми, но и к фиксации штекеров в гнездах во всех видах корпусов устройств с электрическим соединением, образующих часть приводной системы, например, привода 1, средства ручного управления, датчика чистоты, пульта управления, лампы местного освещения или, как показано здесь, управляющего устройства 20.
Существует большая свобода в выборе поперечного сечения отверстия соединительной крышки 8 при условии, что штекер может пройти через это отверстие и, когда штекер полностью установлен в гнездо на участке, расположенном в продольном направлении штекера, начиная непосредственно из-под переднего торца соединительной крышки и заканчивая непосредственно над передним торцом соединительной крышки, его поперечное сечение меньше минимального радиуса отверстия при виде от центральной точки. Поэтому возможны и другие формы профиля отверстия, как, например, показано на фиг.11, где отверстие 9 выполнено в форме треугольника. Пунктирной линией показан профиль отверстия в соединительной крышке, повернутой относительно штекера 7. Аналогичным образом на фиг.12 показан квадратный профиль. Профиль с фиг.13 имеет овальную форму и наиболее сходен с профилем, известным из разъема Minifit. Если необходимо обеспечить возможность полного поворота соединительной крышки вокруг штекера, то во всех трех профилях максимальное поперечное сечение, которое может иметь штекер на высоте, соответствующей переднему торцу соединительной крышки 8, должно совпадать с наиболее узким поперечным сечением переднего отверстия. Существует большая свобода выбора геометрии той части штекера, которая не утапливается в гнездо и остается над передним торцом, так, например, она может соответствовать форме углового штекера. Та часть штекера, которая утапливается в гнездо 6, должна, разумеется, иметь такое поперечное сечение по всей своей длине, чтобы штекер 7 мог не только проходить через отверстие 9 в соединительной крышке 8, но и корректно устанавливаться в разъемное соединение с гнездом 6. Следует подчеркнуть, что три раскрытых примера могут быть дополнены множеством других примеров поперечных сечений. Во всех трех примерах поперечные сечения симметричны, но необходимо отметить, что ничто не мешает выполнению поперечного сечения асимметричной формы. Придание отверстию ассиметричной формы делает излишним механическое кодирование 18 штекера и согласованное с ним механическое кодирование 18а гнезда, так как в случае асимметричного сечения есть только один способ установки штекера в гнездо. Аналогично, переднее отверстие 9 соединительной крышки 8 не обязательно должно располагаться по центру переднего торца, и вполне может быть выполнено со смещением.