ШТЕПСЕЛЬНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ С ЗАМЫКАЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ
PLUG CONNECTOR WITH LOCK MECHANISM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к соединительной штепсельной вилке. Изобретение также относится к штепсельному соединителю, содержащему соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В патенте США 7 192 303 B2 описано устройство для соединения и поддержки электрических приборов. Устройство включает в себя электрическую штепсельную вилку, ответную электрическую розетку и узел соединительной защелки как для удержания штепсельной вилки в розетке, так и для механической установки арматуры на опорную поверхность или электрическую коробку. Штепсельная вилка снабжена концентрическими кольцевыми штыревыми соединителями, которые стыковочным образом принимаются внутри аналогичной формы гнезд в розетке, что позволяет арматуре поворачиваться в любой из множества или уста новочных ориентаций. Узел соединительной защелки управляется ходом простого нажимного рычага, управляемого большим пальцем или пальцем пользователя.
В заявке на патент Германии DE 10 2016 105 975 А1 описано замыкающее устройство для штепсельных соединителей. Замыкающее устройство содержит первое замыкающее средство и второе замыкающее средство. Два замыкающих средства могут быть сопряжены вместе и зацеплены друг с другом. По меньшей мере один блокирующий элемент предусмотрен для зацепления первого замыкающего средства со вторым замыкающим средством. Блокирующий элемент подходит для механического зацепления и может приводиться в действие и отпускаться посредством привода. Кроме того, другой привод расположен в первом замыкающем средстве или во втором замыкающем средстве для защиты от выхода из строя замыкающего устройства. Первое замыкающее средство и второе замыкающее средство предусмотрены для использования в штепсельной вилке и соответствующей ответной штепсельной вилке.
В международной публикации WO 2000/16442 А2 раскрыта комбинация розетки и штепсельной вилки для подачи электрической энергии и для механической поддержки электрического оборудования. Комбинация содержит: а) розетку, жестко прикрепляемую к стене или потолку, при этом розетка включает в себя по меньшей мере два разнесенные полые гнезда, соединяемые с источником электропитания, причем розетка также содержит первый элемент механического соединения; b) штепсельную вилку, жестко прикрепляемую и выполненную с возможностью механической поддержки электрического оборудования, при этом штепсельная вилка поддерживает по меньшей мере два выступающих штыря, зацепляемые с двумя полыми гнездами и соединяемые с проводниками для подачи электроэнергии в прибор; c) соединительное замыкающее средство, прикрепленное к комбинации, обеспечивающее удерживающее усилие между розеткой и штепсельной вилкой для поддержки электрического оборудования.
В заявке на патент США 2018/0323556 A1 описан многополярный соединитель. Соединитель содержит основание, по существу, цилиндрической формы и штепсельную вилку, соединяемую к основанию съемным образом, с основанием, в котором расположено множество контактов. Основание содержит проводящую поверхность, на которой или в которой расположена по меньшей мере одна проводящая дорожка, образующая по меньшей мере одну дугу окружности, центр которой, по существу, совпадает с центром проводящей поверхности; при этом указанная дорожка, кроме того, расположена таким образом, чтобы обеспечить механическое электрическое соединение с одним из указанных контактов.
В патенте США 8 764 473 B2 описан соединитель с шариковым замком. Отверстия для хранения шариков образованы в трубчатом элементе, а зацепляющие шарики содержатся в отверстиях для хранения шариков. Внутренняя втулка и наружная втулка расположены на внешней стороне трубчатого элемента, чтобы перемещаться в осевом направлении. Когда ответная деталь соединителя прикрепляется, каждый зацепляющий шарик перемещается из первого положения, в котором часть зацепляющего шарика выступает из внутренней периферийной поверхности трубчатого элемента, во второе положение, которое является близким к первой внутренней периферийной поверхности наружной втулки, при этом часть зацепляющего шарика не выступает из внутренней периферийной поверхности и после этого возвращается в первое положение. Когда ответная деталь соединителя отсоединяется, каждый зацепляющий шарик перемещается из первого положения в третье положение, которое является близким ко второй внутренней периферийной поверхности внешней втулки, причем часть зацепляющего шарика не выступает из внутренней периферийной поверхности, и после этого возвращается на первое положение. Таким образом, соединитель, который имеет относительно небольшой диаметр и который может быть плавно прикреплен или отсоединен, выполнен с низкой стоимостью.
ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является обеспечение соединительной штепсельной вилки и штепсельного соединителя, которые обеспечивают безопасное и принудительное соединение, обеспечивают удобство в обращении и особенно подходят для использования в области носимых технологий. Однако использование соединительной штепсельной вилки и штепсельного соединителя не ограничивается этой областью техники.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно изобретению, предусмотрена соединительная штепсельная вилка. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт, расположенный на поверхности соединителя соединительной штепсельной вилки, причем замыкающий штифт содержит по меньшей мере один запирающий элемент и ответную деталь, причем по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом второй части соединителя. Замыкающий штифт содержит пружинный элемент, выполненный с возможностью упругого прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента и ответной детали друг к другу. Ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента в радиальном направлении наружу и принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом.
В дополнение по меньшей мере к одному контактному элементу для установления электрических соединений, соединительная штепсельная вилка по настоящему изобретению дополнительно содержит замыкающий штифт, который подходит для установления безопасного и принудительного механического соединения со второй частью соединителя, когда соединительная штепсельная вилка сопряжена со второй частью соединителя. Замыкающий штифт содержит по меньшей мере один запирающий элемент, выполненный с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, когда соединительная штепсельная вилка и вторая часть соединителя сопряжены. Согласно настоящему изобретению, замыкающий штифт дополнительно содержит ответную деталь. Ответная деталь является дополнительным элементом замыкающего штифта, при этом ответная деталь и по меньшей мере один запирающий элемент, упруго прижимаются друг к другу. Ответная деталь выполняет две различные функции. Во-первых, из-за взаимодействия ответной детали по меньшей мере с одним запирающим элементом, запирающие элементы упруго прижимаются в радиально внешнем направлении замыкающего штифта. Таким образом по меньшей мере один запирающий элемент может упруго зацепляться с соответствующим ответным запирающим элементом. Во-вторых, ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления. В положении зацепления по меньшей мере один запирающий элемент входит в зацепление по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. Ответная деталь служит в качестве прижимного элемента и как замыкающий элемент, выполненный с возможностью замыкания зацепления по меньшей мере между одним запирающим элементом и по меньшей мере одним ответным запирающим элементом. Таким образом, гарантируется, что соединительная штепсельная вилка не может быть случайно отсоединена от второй части соединителя. Безопасное и принудительное соединение между соединительной штепсельной вилкой и второй частью соединителя устанавливается. Для стыковки соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя, соединительная штепсельная вилка просто прижимается ко второй части соединителя до тех пор, пока запирающие элементы не зацепятся.
Дополнительно, согласно изобретению предложена соединительная штепсельная вилка. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере с одним запирающим элементом, удерживающий элемент для удерживания по меньшей мере одного запирающего элемента и ответной детали, при этом по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом второй части соединителя, причем ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления. Удерживающий элемент по меньшей мере с одним запирающим элементом подвижно расположен в или на замыкающем штифте, а ответная деталь прикреплена к замыкающему штифту. Замыкающий штифт выполнен так, что в положении зацепления по меньшей мере одного запирающего элемента по меньшей мере один запирающий элемент может быть высвобожден путем перемещения удерживающего элемента относительно ответной детали.
В дополнение к контактному элементу, соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт для установления стабильного механического соединения со второй частью соединителя. Замыкающий штифт содержит удерживающий элемент. Удерживающий элемент представляет собой часть, которая выполнена для поддержки по меньшей мере одного запирающего элемента. Например, если в качестве запирающих элементов используются шарики, держателем является шариковый сепаратор. Запирающие элементы выполнены с возможностью защелкивания с соответствующими ответными запирающими элементами второй части соединителя. Замыкающий штифт дополнительно содержит ответную деталь, которая упруго прижимается к запирающим элементам. Согласно изобретению, ответная деталь выполнена в виде неподвижного компонента, который прикреплен к соединительному штифту, тогда как удерживающий элемент с запирающими элементами выполнен в виде подвижной части. Удерживающий элемент с запирающими элементами упруго прижимается против неподвижной ответной детали посредством пружинного элемента. Согласно изобретению, было обнаружено, что выгодно реализовывать ответную деталь в качестве неподвижного компонента, поскольку такая реализация обеспечивает более стабильное и принудительное замыкание запирающих элементов в положении зацепления. Особенно, в случае вибраций, неподвижная ответная деталь позволяет принудительно замкнуть соединение между соединительной штепсельной вилкой и второй частью соединителя.
Еще дополнительно, согласно изобретению, предусмотрен штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере с одним запирающим элементом и ответной деталью. Соединительная штепсельная вилка дополнительно содержит по меньшей мере один первый контактный элемент. Вторая часть соединителя содержит замыкающую втулку по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, причем замыкающая втулка выполнена с возможностью приема замыкающего штифта, когда соединительная штепсельная вилка сопряжена со второй частью соединителя, причем по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом замыкающей втулки. Вторая часть соединителя дополнительно содержит по меньшей мере один второй контактный элемент, выполненный с возможностью электрического контакта по меньшей мере с одним первым контактным элементом. Замыкающий штифт содержит пружинный элемент, выполненный с возможностью упругого прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента и ответной детали друг к другу. Ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента в радиальном направлении наружу и принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом.
Что касается соединительной штепсельной вилки, такие термины, как «передний конец», «задний конец», «передняя поверхность», «задняя часть», относятся к направлению сопряжения соединительной штепсельной вилки. Направление стыковки соединительной штепсельной вилки представляет собой направление, в котором соединительная штепсельная вилка вставляется во вторую часть соединителя. Что касается второй части соединителя, такие термины, как «передний конец», «задний конец», «передняя поверхность», «задняя часть», относятся к направлению сопряжения второй части соединителя, которое является противоположным направлению сопряжения соединительной штепсельной вилки. Соответственно, передний конец второй части соединителя является частью второй части соединителя, которая принимает передний конец штепсельной вилки первой. Такие термины, как «радиально внутреннее направление» и «радиально наружное направление», относятся к центральной оси соединительной штепсельной вилки в осевом направлении, которое соответствует направлению стыковки соединительной штепсельной вилки.
Дополнительно, согласно изобретению предложен штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере с одним запирающим элементом. Соединительная штепсельная вилка дополнительно содержит приводной элемент, подвижно установленный в или на замыкающем штифте и по меньшей мере один первый контактный элемент, расположенный вокруг замыкающего штифта. Вторая часть соединителя содержит замыкающую втулку по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, причем замыкающая втулка выполнена с возможностью приема замыкающего штифта, когда соединительная штепсельная вилка сопряжена со второй частью соединителя, причем по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом замыкающей втулки. Вторая часть соединителя дополнительно содержит по меньшей мере один второй контактный элемент, выполненный с возможностью электрического контакта по меньшей мере с одним первым контактным элементом. Замыкающий штифт и замыкающая втулка имеют форму и выполнены с возможностью принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. Кроме того, замыкающий штифт и замыкающая втулка имеют такую форму и выполнены так, что разъединение по меньшей мере одного запирающего элемента требует приведения в действие приводного элемента. Замыкающий штифт выполнен с возможностью введения в замыкающую втулку без приведения в действие приводного элемента.
Когда замыкающий штифт вставлен в замыкающую втулку по меньшей мере один пружинящий запирающий элемент или по меньшей мере один запирающий элемент, предварительно нагруженный пружинным усилием, толкают в радиально внутреннем направлении, и замыкающий штифт вставляется в замыкающую втулку до тех пор, пока по меньшей мере один запирающий элемент не входит в зацепление по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. Таким образом, стыковка соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя осуществляется без приведения в действие приводного элемента, и по этой причине соединение соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя является простым и интуитивно понятным.
Дополнительно, согласно изобретению предложен штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере с одним запирающим элементом, удерживающий элемент для удерживания по меньшей мере одного запирающего элемента и ответной детали. Вторая часть соединителя содержит замыкающую втулку по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, причем замыкающая втулка выполнена с возможностью приема замыкающего штифта, когда соединительная штепсельная вилка сопряжена со второй частью соединителя. По меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом второй части соединителя, причем ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления. Удерживающий элемент по меньшей мере с одним запирающим элементом подвижно расположен в или на замыкающем штифте, а ответная деталь прикреплена к замыкающему штифту. Замыкающий штифт выполнен так, что в положении зацепления по меньшей мере одного запирающего элемента по меньшей мере один запирающий элемент может быть высвобожден путем перемещения удерживающего элемента относительно ответной детали.
Дополнительно, согласно изобретению предложен штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере с одним запирающим элементом и ответной деталью. Вторая часть соединителя содержит замыкающую втулку по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, причем замыкающая втулка выполнена с возможностью приема замыкающего штифта, когда соединительная штепсельная вилка сопряжена со второй частью соединителя. По меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом второй части соединителя, причем ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления. По меньшей мере один ответный запирающий элемент и ответная деталь имеют такую форму и выполнены так, что в положении зацепления по меньшей мере одного запирающего элемента, сила, приложенная по меньшей мере к одному запирающему элементу по меньшей мере одним ответным запирающим элементом и ответной деталью не содержит силовую составляющую, подходящую для перемещения по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально внутреннем направлении.
В этом решении, геометрия ответных запирающих элементов и ответной детали является такой, что эти элементы не оказывают силу по меньшей мере на один запирающий элемент, которая включает в себя компонент силы для приведения запирающих элементов в направлении радиально внутрь. Соответственно, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, зацепление замыкается.
Еще дополнительно, согласно изобретению предложен штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере с одним запирающим элементом и ответной деталью. Соединительная штепсельная вилка дополнительно содержит по меньшей мере один первый контактный элемент. Вторая часть соединителя содержит замыкающую втулку по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, причем замыкающая втулка выполнена с возможностью приема замыкающего штифта, когда соединительная штепсельная вилка сопряжена со второй частью соединителя, причем по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом замыкающей втулки. Вторая часть соединителя дополнительно содержит по меньшей мере один кольцевой контактный элемент, выполненный с возможностью электрического контакта по меньшей мере с одним первым контактным элементом. Соединительная штепсельная вилка представляет собой угловой соединитель.
В этом решении, предусмотрен замыкающий механизм, содержащий замыкающий штифт и замыкающую втулку, для обеспечения безопасного и принудительного механического соединения. В этом решении, соединительная штепсельная вилка выполнена в виде углового соединителя. Угловой соединитель представляет собой соединитель, в котором ориентация кабеля ориентирована в направлении, которое отличается от осевого направления соединительной штепсельной вилки. Замыкающий механизм по настоящему изобретению особенно подходит для угловых соединителей. Для стыковки углового соединителя со второй частью соединителя, угловой соединитель просто прижимается ко второй части соединителя до тех пор, пока запирающие элементы не зацепятся. Из-за кольцевой формы контактных элементов, угловой соединитель может быть сопряжен со второй частью соединителя в любой угловой ориентации. Таким образом, манипулирование штепсельным соединителем упрощается
Дополнительно, согласно изобретению предложена соединительная штепсельная вилка. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере один запирающий элемент, причем по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом второй части соединителя. Соединительная штепсельная вилка дополнительно содержит по меньшей мере один контактный элемент, расположенный вокруг замыкающего штифта, и приводной элемент, подвижно расположенный в или на замыкающем штифте. По меньшей мере один запирающий элемент выполнен для зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом замыкающей втулки, причем по меньшей мере один запирающий элемент и по меньшей мере один ответный запирающий элемент, имеют форму и выполнены таким образом, что по меньшей мере один запирающий элемент принудительно замыкается, как только по меньшей мере один запирающий элемент входит в зацепление по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. По меньшей мере один запирающий элемент выполнен в виде по меньшей мере одного пружинящего запирающего элемента или по меньшей мере одного запирающего элемента, предварительно нагруженного силой пружины, причем по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью упругого прижатия в радиально наружном направлении от замыкающего штифта. Приводной элемент выполнен с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним запирающим элементом таким образом, что при приведении в действие приводного элемента по меньшей мере участки по меньшей мере одного запирающего элемента перемещаются в радиально внутреннем направлении и высвобождаются по меньшей мере от одного ответного запирающего элемента.
Еще дополнительно, согласно изобретению предложен штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя. Соединительная штепсельная вилка содержит замыкающий штифт по меньшей мере с одним запирающим элементом. Соединительная штепсельная вилка дополнительно содержит по меньшей мере один первый контактный элемент, расположенный вокруг замыкающего штифта, и приводной элемент, подвижно расположенный в или на замыкающем штифте. Вторая часть соединителя содержит замыкающую втулку по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, причем замыкающая втулка выполнена с возможностью приема замыкающего штифта, когда соединительная штепсельная вилка сопряжена со второй частью соединителя. По меньшей мере один запирающий элемент выполнен для зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом замыкающей втулки, причем по меньшей мере один запирающий элемент и по меньшей мере один ответный запирающий элемент, имеют форму и выполнены таким образом, что по меньшей мере один запирающий элемент принудительно замыкается, как только по меньшей мере один запирающий элемент входит в зацепление по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. Вторая часть соединителя дополнительно содержит по меньшей мере один второй контактный элемент, выполненный с возможностью электрического контакта по меньшей мере с одним первым контактным элементом. По меньшей мере один запирающий элемент выполнен в виде по меньшей мере одного пружинящего запирающего элемента или по меньшей мере одного запирающего элемента, предварительно нагруженного силой пружины, причем по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью упругого прижатия в направлении радиально наружу от замыкающего штифта. Приводной элемент выполнен с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним запирающим элементом таким образом, что при приведении в действие приводного элемента по меньшей мере участки по меньшей мере одного запирающего элемента перемещаются в радиальном направлении внутрь и отсоединяются по меньшей мере от одного ответного запирающего элемента.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предпочтительные признаки изобретения, которые могут применяться отдельно или в комбинации, рассматриваются ниже и в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предпочтительно, замыкающий штифт содержит удерживающий элемент, выполненный с возможностью удержания по меньшей мере одного запирающего элемента. Держатель и запирающие элементы могут быть, например, отдельными частями. Альтернативно, удерживающий элемент и по меньшей мере один запирающий элемент могут, например, быть выполнены за одно целое. Удерживающий элемент может, например, представлять собой каркас, выполненный с возможностью удерживания одного или нескольких запирающих элементов. Предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент выполнен в виде по меньшей мере одного пружинящего запирающего элемента или по меньшей мере одного запирающего элемента, предварительно нагруженного усилием пружины. Предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент выполнен для упругого прижатия в направлении радиально наружу от замыкающего штифта. Например по меньшей мере один запирающий элемент может удерживаться в удерживающем элементе так, что возможно радиальное перемещение по меньшей мере одного запирающего элемента.
Предпочтительно, замыкающая деталь содержит ответную деталь. Предпочтительно по меньшей мере одно из удерживающего элемента и ответной детали подвижно расположены в или на замыкающем штифте. Дополнительно, предпочтительно, удерживающий элемент и ответная деталь выполнены с возможностью быть подвижными относительно друг друга в осевом направлении замыкающего штифта. Например, удерживающий элемент и ответная деталь могут быть выполнены с возможностью упругого прижатия друг к другу. Таким образом, ответная деталь может воздействовать на запирающие элементы и толкать запирающие элементы в направлении радиально наружу от замыкающего штифта.
В предпочтительном варианте осуществления замыкающий штифт содержит пружинный элемент, при этом пружинный элемент выполнен с возможностью прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента и ответной детали друг к другу. Например, замыкающий штифт может содержать пружинный элемент, выполненный с возможностью упругого прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента и ответной детали друг к другу, причем ответная деталь имеет такую форму, что по меньшей мере один запирающий элемент упруго прижимается в радиально внешнем направлении ответной деталью. Ответная деталь может, например, иметь форму и выполнена с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним запирающим элементом и для упругого прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально наружном направлении.
Предпочтительно, ответная деталь имеет поверхность приближения. Дополнительно, предпочтительно, чтобы ответная деталь имела наклонную поверхность приближения. Наклонная поверхность приближения обеспечивает четко определенное взаимодействие с запирающими элементами. Предпочтительно, поверхность приближения ответной детали выполнена для взаимодействия по меньшей мере с одним запирающим элементом и для упругого прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально наружном направлении от замыкающего штифта.
В предпочтительном варианте осуществления соединительная штепсельная вилка содержит приводной элемент, причем приводной элемент выполнен с возможностью разблокировки при приведении в действие, зацепления по меньшей мере между одним запирающим элементом и по меньшей мере одним ответным запирающим элементом, и высвобождения по меньшей мере одного запирающего элемента.
В предпочтительном варианте осуществления приводной элемент выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении соединительной штепсельной вилки. Посредством приведения в действие приводного элемента в осевом направлении, зацепление между запирающими элементами и ответными запирающими элементами может быть разблокировано.
Предпочтительно, приводной элемент выполнен с возможностью приведения в действие путем вытягивания приводного элемента в осевом направлении соединительной штепсельной вилки. Дополнительно, предпочтительно, приводной элемент выполнен с возможностью приведения в действие путем вытягивания приводного элемента в направлении, противоположном направлению стыковки соединительной штепсельной вилки. Приводной элемент может, например, быть выполнен таким образом, что приведение в действие приводного элемента вызывает относительное перемещение по меньшей мере между одним запирающим элементом и ответной деталью в осевом направлении. Например, посредством приведения в действие приводного элемента, удерживающий элемент может быть отодвинут от ответной детали, и по меньшей мере один запирающий элемент высвобождается.
Согласно предпочтительному варианту осуществления удерживающий элемент по меньшей мере с одним запирающим элементом, подвижно расположены в или на замыкающем штифте, а ответная деталь прикреплена к замыкающему штифту. Ответная деталь служит замыкающим элементом для запирающих элементов. Посредством обеспечения неподвижной ответной детали, которая прикреплена к замыкающему штифту, достигается стабильное замыкание запирающих элементов в положении зацепления. Предпочтительно, ответная деталь представляет собой неподвижную куполообразную ответную деталь.
Предпочтительно, удерживающий элемент по меньшей мере с одним запирающим элементом подвижно расположен в или на замыкающем штифте, при этом замыкающий штифт выполнен таким образом, что в сцепленном положении по меньшей мере одного запирающего элемента по меньшей мере один запирающий элемент может быть высвобожден путем перемещения удерживающего элемента относительно ответной детали.
Предпочтительно, замыкающий штифт содержит пружинный элемент, причем пружинный элемент выполнен с возможностью нажатия удерживающего элемента в направлении ответной детали. В этом отношении, удерживающий элемент является подпружиненным удерживающим элементом. Предпочтительно, приводной элемент механически соединен с удерживающим элементом. Дополнительно, предпочтительно, приводной элемент выполнен с возможностью перемещения при приведении в действие удерживающего элемента от ответной детали против силы пружины пружинного элемента. Таким образом, при приведении в действие приводного элемента, запирающие элементы высвобождаются.
Согласно альтернативному предпочтительному варианту осуществления ответная деталь подвижно расположена в или на замыкающем штифте, а удерживающий элемент по меньшей мере с одним запирающим элементом прикреплен к замыкающему штифту. В этом варианте осуществления ответная деталь выполнена в виде подвижной части, тогда как удерживающий элемент является неподвижным.
Предпочтительно по меньшей мере один ответный запирающий элемент представляет собой по меньшей мере один из следующих элементов: выемку, канавку по меньшей мере одно углубление, кольцевую выемку, кольцевую канавку.
Предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент выполнен в виде по меньшей мере одного элемента качения. Дополнительно, предпочтительно, удерживающий элемент выполнен в виде сепаратора, выполненного для удержания по меньшей мере одного элемента качения. Благодаря реализации запирающих элементов как элементов качения, функциональные поверхности имеют изогнутые поверхности.
Предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент выполнен в виде по меньшей мере одного шарика. Дополнительно, предпочтительно, удерживающий элемент выполнен в виде шарикового сепаратора, выполненного для удержания по меньшей мере одного шарика. Шариковый замыкающий штифт такого типа обеспечивает стабильное механическое соединение между соединительной штепсельной вилкой и второй частью соединителя. Предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент представляет собой по меньшей мере один шарик, а удерживающий элемент представляет собой шариковый сепаратор, выполненный с возможностью удержания по меньшей мере одного шарика таким образом, чтобы по меньшей мере один шарик мог быть нажат в радиально внутреннем направлении.
Предпочтительно, стыковка соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя не требует приведения в действие приводного элемента. Запирающие элементы являются упруго поддерживаемыми и могут быть нажаты в радиально внутреннем направлении, и поэтому замыкающий штифт может быть введен в замыкающую втулку без приведения в действие приводного элемента. Предпочтительно, замыкающий штифт выполнен с возможностью введения в замыкающую втулку без приведения в действие приводного элемента до тех пор, пока по меньшей мере один запирающий элемент не зацепится по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. Предпочтительно, замыкающий штифт выполнен с возможностью введения в замыкающую втулку без необходимости приведения в действие приводного элемента. Отсюда, стыковка соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя, предпочтительно, осуществляется без приведения в действие приводного элемента. Например, стыковка соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя может быть даже осуществлена в случае, если пользователь нажимает на приводной элемент во время процесса стыковки. Например по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью упругого прижатия в радиально внутреннем направлении, когда замыкающий штифт вставлен в замыкающую втулку. Дополнительно, предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент выполнен с возможностью упругого прижатия в направлении радиально внутрь против упругого усилия, оказываемого ответной деталью. Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления расстыковка соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя требует приведения в действие приводного элемента.
Предпочтительно, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, зацепление замыкается. В этом отношении, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом по меньшей мере один запирающий элемент может, например, быть принудительно замкнут ответной деталью. Предпочтительно, после того, как по меньшей мере один запирающий элемент зацеплен по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, больше невозможно расстыковать соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя, прикладывая силу прижатия к соединительной штепсельной вилке.
Предпочтительно, ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально наружном направлении. Дополнительно, предпочтительно, ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. Еще дополнительно, предпочтительно, ответная деталь имеет форму и выполнена с возможностью прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально наружном направлении и принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. В этом отношении, ответная деталь выполняет двойную функцию. Ответная деталь, предпочтительно, служит как в качестве прижимного элементом, так и замыкающего элемента по меньшей мере для одного запирающего элемента. Ответная деталь может, например, содержать поверхность приближения, при этом поверхность приближения ответной детали имеет форму и выполнена с возможностью прижатия по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально наружном направлении и принудительного замыкания по меньшей мере одного запирающего элемента в положении зацепления, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом. В этом отношении, ответная деталь, предпочтительно, действует как замыкающий элемент, как только по меньшей мере один запирающий элемент зацепляется по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом.
Предпочтительно по меньшей мере один ответный запирающий элемент и ответная деталь имеют такую форму и выполнены так, что в положении зацепления по меньшей мере одного запирающего элемента, сила, приложенная по меньшей мере к одному запирающему элементу по меньшей мере одним ответным запирающим элементом и ответной деталью не содержит силовую составляющую, подходящую для перемещения по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально внутреннем направлении. В частности, в случае внешнего усилия, прикладываемого к соединительной штепсельной вилке, усилие, прикладываемое по меньшей мере на один запирающий элемент по меньшей мере одним ответным запирающим элементом и ответной деталью не содержит силовую составляющую, подходящую для перемещения по меньшей мере одного запирающего элемента в радиально внутреннем направлении. Силы, действующие по меньшей мере на один запирающий элемент, не подходят для отсоединения по меньшей мере одного запирающего элемента по меньшей мере от одного ответного запирающего элемента. Следовательно, зацепление замыкается, и замыкающий штифт не может быть вытащен из замыкающей втулки.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один ответный запирающий элемент и ответная деталь имеют такую форму и выполнены так, что в положении зацепления по меньшей мере одного запирающего элемента по меньшей мере один запирающий элемент защемлен по меньшей мере между одним ответным запирающим элементом и ответной деталью таким образом, что зацепление по меньшей мере одного запирающего элемента по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом является замкнутым. В положении зацепления замыкание происходит из-за особой формы ответного запирающего элемента и ответной детали.
Предпочтительно по меньшей мере один ответный запирающий элемент и ответная деталь имеют такую форму и выполнены так, что в случае зацепления по меньшей мере одного запирающего элемента по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом, и приложения усилия к соединительной штепсельной вилке по меньшей мере один запирающий элемент остается в замкнутом состоянии.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один ответный запирающий элемент выполнен в виде кольцевой канавки, содержащей вторую наклонную боковую поверхность. Дополнительно, предпочтительно, ответная деталь может иметь первую наклонную боковую поверхность, и запирающие элементы зажимаются между второй наклонной боковой поверхностью по меньшей мере одного ответного запирающего элемента и первой наклонной боковой поверхностью ответной детали. Дополнительно, предпочтительно, ответная деталь может иметь замыкающую поверхность, и запирающие элементы зажимаются между по меньшей мере одним ответным запирающим элементом и замыкающей поверхностью ответной детали. Предпочтительно, ответная деталь имеет первую наклонную боковую поверхность, причем по меньшей мере один ответный запирающий элемент выполнен в виде кольцевой канавки, содержащей вторую наклонную боковую поверхность, а угол второй наклонной боковой поверхности относительно осевого направления замыкающего штифта равен или больше, чем угол первой наклонной боковой поверхности относительно осевого направления. Дополнительно, предпочтительно, ответная деталь имеет замыкающую поверхность, при этом по меньшей мере один ответный запирающий элемент выполнен в виде кольцевой канавки, содержащей вторую наклонную боковую поверхность, причем угол второй наклонной боковой поверхности относительно осевого направления замыкающего штифта равен или больше чем угол замыкающей поверхности относительно осевого направления. Благодаря этой геометрии обеспечивается стабильное замыкание.
Согласно предпочтительному варианту осуществления разъединение замыкания требует приведения в действие приводного элемента, при этом приводной элемент выполнен таким образом, что приведение в действие приводного элемента отодвигает по меньшей мере один запирающий элемент от ответной детали и высвобождает по меньшей мере один запирающий элемент.
Согласно предпочтительному варианту осуществления приводной элемент выполнен таким образом, что посредством приведения в действие приводного элемента, удерживающий элемент по меньшей мере с одним запирающим элементом отодвигается от ответной детали и по меньшей мере один запирающий элемент высвобождается. Следовательно, посредством приведения в действие приводного элемента, зацепление между запирающими элементами и ответными запирающими элементами высвобождается. Предпочтительно, приводной элемент выполнен таким образом, что посредством приведения в действие приводного элемента по меньшей мере один запирающий элемент высвобождается и может перемещаться в радиально внутреннем направлении, и замыкающий штифт может быть извлечен из замыкающей втулки.
Предпочтительно, соединительная штепсельная вилка содержит по меньшей мере один первый контактный элемент. Дополнительно, предпочтительно, вторая часть соединителя содержит по меньшей мере один второй контактный элемент, выполненный для установления по меньшей мере одного электрического соединения по меньшей мере с одним первым контактным элементом соединительной штепсельной вилки.
Предпочтительно, замыкающий штифт расположен в центре поверхности соединителя соединительной штепсельной вилки. Дополнительно, предпочтительно, замыкающая втулка расположена в центре поверхности соединителя второй части соединителя.
Предпочтительно по меньшей мере один первый контактный элемент, расположен вокруг замыкающего штифта. Дополнительно, предпочтительно по меньшей мере один первый контактный элемент расположен радиально наружу от замыкающего штифта. Еще дополнительно, предпочтительно по меньшей мере один первый контактный элемент расположен на поверхности соединителя соединительной штепсельной вилки радиально наружу от замыкающего штифта. Предпочтительно по меньшей мере один второй контактный элемент расположен вокруг замыкающей втулки. Дополнительно, предпочтительно по меньшей мере один второй контактный элемент расположен на второй поверхности соединителя соединительной штепсельной вилки радиально наружу от замыкающего штифта. Еще дополнительно, предпочтительно по меньшей мере один второй контактный элемент расположен радиально наружу от замыкающего штифта.
Согласно предпочтительному варианту осуществления вторая часть соединителя содержит по меньшей мере один кольцевой контактный элемент. Дополнительно, предпочтительно, вторая часть соединителя содержит два или более кольцевых контактных элемента и кольцевые изолирующие участки, расположенные между смежными кольцевыми контактными элементами, соответственно.
Предпочтительно, кольцевые контактные элементы расположены концентрически относительно замыкающей втулки второй части соединителя. Дополнительно, предпочтительно, кольцевые контактные элементы и кольцевые изолирующие части расположены концентрически относительно замыкающей втулки второй части соединителя.
В предпочтительном варианте осуществления соединительная штепсельная вилка содержит по меньшей мере один контактный штырь, расположенный на поверхности соединителя соединительной штепсельной вилки. Дополнительно, предпочтительно, соединительная штепсельная вилка содержит множество контактных штырей, расположенных вокруг замыкающего штифта. Предпочтительно по меньшей мере один из контактных штырей соединительной штепсельной вилки расположен и выполнен с возможностью установления электрических контактов по меньшей мере с одним кольцевым контактным элементом второй части соединителя. Дополнительно, предпочтительно по меньшей мере один контактный штырь выполнен в виде подпружиненного контактного штыря.
Предпочтительно по меньшей мере два контактных штыря соединительной штепсельной вилки расположены и выполнены с возможностью установления электрического контакта с одним и тем же кольцевым контактным элементом второй части соединителя. Согласно предпочтительному варианту осуществления замыкающий штифт и замыкающая втулка не предназначены для установления электрического соединения. Согласно альтернативному предпочтительному варианту осуществления замыкающий штифт и замыкающая втулка выполнены с возможностью установления электрического соединения. Предпочтительно, часть штепсельного соединителя и вторая часть соединителя каждая содержит экранирующий контакт.
В предпочтительном варианте осуществления соединительная штепсельная вилка представляет собой угловой соединитель. Предпочтительно, ориентация кабеля соединительной штепсельной вилки находится под углом между 60 и 120 градусами относительно нормали к поверхности соединителя соединительной штепсельной вилки. Еще более предпочтительно, ориентация кабеля составляет угол около 90 градусов относительно нормали к поверхности соединителя соединительной штепсельной вилки.
В предпочтительном варианте осуществления соединительная штепсельная вилка выполнена с возможностью соединения со второй частью соединителя в любой угловой ориентации относительно осевого направления второй части соединителя. Согласно альтернативному предпочтительному варианту осуществления соединительная штепсельная вилка выполнена с возможностью стыковки со второй частью соединителя в любой угловой ориентации относительно осевого направления второй части соединителя.
Предпочтительно, вторая часть соединителя является осесимметричной. Согласно альтернативному предпочтительному варианту осуществления вторая часть соединителя является n-кратной осесимметричной.
Предпочтительно, штепсельный соединитель используется в области технологий носимых устройств. Дополнительно, предпочтительно, вторая часть соединителя выполнена с возможностью прикрепления к одежде. Предпочтительно, вторая часть соединителя является моющейся.
Согласно предпочтительному варианту осуществления вторая часть соединителя является герметично уплотненной использованием литейного компаунда. Дополнительно, предпочтительно, соединительная штепсельная вилка является герметично уплотненной использованием литейного компаунда. В предпочтительном варианте осуществления соединение между соединительной штепсельной вилкой и второй частью соединителя уплотняется О-образным кольцом.
Предпочтительно, кольцевые контактные элементы и кольцевые изолирующие участки образуют гладкую поверхность второй части соединителя. Предпочтительно, кольцевые контактные элементы и кольцевые изолирующие участки образуют вогнутую форму или воронкообразную поверхность второй части соединителя. Например, вогнутая форма или воронкообразная поверхность может быть выполнена для направления замыкающего штифта соединительной штепсельной вилки к замыкающей втулке второй части соединителя. Согласно предпочтительному варианту осуществления замыкающий штифт содержит колпачок на своем переднем конце. Предпочтительно, колпачок выполнен из материала, подходящего для предотвращения повреждения поверхности второй части соединителя. Предпочтительно, колпачок изготовлен из пластикового материала, Предпочтительно, замыкающая втулка полностью продолжается через вторую часть соединителя.
Соединительная штепсельная вилка по меньшей мере с одним пружинящим запирающим элементом или по меньшей мере одним запирающим элементом, предварительно нагружена пружинным усилием.
Согласно предпочтительному варианту осуществления по меньшей мере один запирающий элемент выполнен в виде по меньшей мере одной пластинчатой пружины.
Предпочтительно по меньшей мере одна пластинчатая пружина содержит по меньшей мере одну U-образную и/или омега-образную форму пластинчатой пружины. Дополнительно, предпочтительно, участки по меньшей мере одной пластинчатой пружины выполнены с возможностью зацепления по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом замыкающей втулки, когда замыкающий штифт вставлен в замыкающую втулку.
Предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент и по меньшей мере один ответный запирающий элемент, имеют форму и конфигурацию такую, что по меньшей мере один запирающий элемент принудительно замыкается, как только по меньшей мере один запирающий элемент входит в зацепление по меньшей мере с одним ответным запирающим элементом.
Предпочтительно по меньшей мере один запирающий элемент и по меньшей мере один ответный запирающий элемент, имеют форму такую, что по меньшей мере один запирающий элемент не может быть высвобожден от по меньшей мере одного ответного запирающего элемента приложением усилия к замыкающему штифту.
Предпочтительно по меньшей мере одна пластинчатая пружина и по меньшей мере один ответный запирающий элемент, имеют форму такую, что по меньшей мере один запирающий элемент не может быть высвобожден по меньшей мере от одного ответного запирающего элемента без приведения в действие приводного элемента.
Предпочтительно, приводной элемент подвижно расположен в или на замыкающем штифте таким образом, что приводной элемент является подвижным в осевом направлении замыкающего штифта относительно по меньшей мере одного запирающего элемента.
Предпочтительно, приведение в действие приводного элемента выполняется против усилия пружины пружинного элемента. Дополнительно, предпочтительно, приводной элемент выполнен с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним запирающим элементом таким образом, что при приведении в действие приводного элемента по меньшей мере участки по меньшей мере одного запирающего элемента перемещаются в радиально внутреннем направлении и отсоединяются по меньшей мере от одного ответного запирающего элемента. Дополнительно, предпочтительно, приводной элемент выполнен с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним запирающим элементом таким образом, что при приведении в действие приводного элемента по меньшей мере часть по меньшей мере одного запирающего элемента упруго деформируется.
Предпочтительно по меньшей мере одна пластинчатая пружина содержит по меньшей мере одну U-образную или омега-образную пластинчатую пружину, при этом приводной элемент содержит по меньшей мере один приводной рычаг, который продолжается преимущественно в осевом направлении, причем по меньшей мере один приводной рычаг выполнен с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одной пластинчатой пружиной, так что, когда приводной элемент приводится в действие, ножки по меньшей мере одной из U-образных или омега-образных пластинчатых пружин вытягиваются в радиально внутреннем направлении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение проиллюстрировано более подробно с помощью схематичных чертежей.
На чертежах схематично показано:
Фиг.1 показывает штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку и вторую часть соединителя.
Фиг.2А показывает задний конец соединительной штепсельной вилки.
Фиг.2В показывает передний конец соединительной штепсельной вилки.
Фиг.3А показывает передний конец второй части соединителя.
Фиг.3В показывает задний конец второй части соединителя.
Фиг.4 показывает сечение соединительной штепсельной вилки.
Фиг.5 показывает сечение второй части соединителя.
Фиг.6 показывает сечение соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя в сопряженном состоянии.
Фиг.7 показывает альтернативный пример ответной детали.
Фиг.8 показывает собой покомпонентный вид соединительной штепсельной вилки согласно второму варианту осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В последующем описании предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, идентичные ссылочные позиции обозначают идентичные или сопоставимые компоненты.
Фиг.1 показывает штепсельный соединитель, содержащий соединительную штепсельную вилку 1 и вторую часть 2 соединителя, причем соединительная штепсельная вилка 1 и вторая часть 2 соединителя могут быть сопряжены в осевом направлении 3. На фигурах 2А и 2В показаны задний конец и передний конец соединительной штепсельной вилки 1. Фигуры 3A и 3B изображают передний конец и задний конец второй части 2 соединителя.
Соединительная штепсельная вилка 1 выполнена в виде углового соединителя и содержит кабельный вывод 4 для кабеля 5, с кабелем 5, закрепленным крепежным кольцом 6. На заднем конце соединительной штепсельной вилки 1 расположен приводной элемент 7 с кольцом 8, причем указанный приводной элемент 7 может быть потянут в направлении, противоположном направлению стыковки соединительной штепсельной вилки, как показано стрелкой 9. Корпус соединительной штепсельной вилки 1 содержит первую часть 10 корпуса и вторую часть 11 корпуса.
Фиг.2В показывает поверхность 12 соединителя соединительной штепсельной вилки 1. В центре поверхности 12 соединителя расположен замыкающий штифт 13. Шарик 14, поддерживаемый шариковым сепаратором 15, служит в качестве запирающего элемента. На переднем конце замыкающего штифта 13 расположен колпачок 16, при этом колпачок 16 может, например, быть изготовлен из пластикового материала. Множество контактных штырей 17 расположены вокруг замыкающего штифта 13, при этом контактные штыри 17, предпочтительно, реализованы в виде подпружиненных контактных штырей.
Фиг.3А показывает поверхность 18 соединителя второй части 2 соединителя. В центре поверхности 18 соединителя расположена замыкающая втулка 19. Когда соединительная штепсельная вилка 1 состыковывается со второй частью 2 соединителя, замыкающий штифт 13 вставляется в соответствующую замыкающую втулку 19, чтобы защелкнуть и замкнуть соединительную штепсельную вилку 1 относительно второй части 2 соединителя. Поверхность 18 соединителя второй части 2 соединителя содержит множество кольцевых контактных элементов 20, которые расположены концентрически вокруг замыкающей втулки 19, с замыкающей втулкой 19, расположенной в центре. Следовательно, замыкающий штифт 13 и замыкающая втулка 19 выполнены с возможностью создания принудительного механического соединения между соединительной штепсельной вилкой 1 и второй частью 2 соединителя.
Контактные штыри 17 и кольцевые контактные элементы 20 выполнены с возможностью установки множества электрических соединений, когда соединительная штепсельная вилка 1 сопряжена со второй частью 2 соединителя. В частности, каждый из контактных штырей 17 выполнен с возможностью установления электрического контакта с соответствующим кольцевым контактным элементом 20. Для достижения принудительного электрического контакта между контактными штырями 17 и кольцевыми контактными элементами 20, для каждого кольцевого контактного элемента 20 предусмотрены два или более контактных штыря 17, так что электрическое соединение устанавливается через два или более контактных штыря 17. Таким образом, каждый из множества кольцевых контактных элементов 20 может электрически контактировать посредством соответствующих контактных штырей 17.
Поскольку кольцевые контактные элементы 20 расположены концентрично вокруг замыкающей втулки 19, соединительная штепсельная вилка 1 может соединяться со второй частью 2 соединителя в любой угловой ориентации соединительной штепсельной вилки 1 относительно второй части 2 соединителя в отношении осевого направления 3. Вторая часть 2 соединителя может, например, быть реализована как вращательно-симметричная часть соединителя. В альтернативных вариантах осуществления, количество возможных ориентаций соединительной штепсельной вилки относительно второй части соединителя может быть ограничено количеством предварительно определенных ориентаций.
Фиг.3В показывает задний конец второй части 2 соединителя. Можно видеть, что замыкающая втулка 19 полностью продолжается через вторую часть 2 соединителя. В альтернативном варианте, замыкающая втулка 19 может продолжаться только частично через вторую часть 2 соединителя. Кроме того, на задней стороне второй части 2 соединителя расположено множество соединительных штырей 21, причем указанные соединительные штыри 21 электрически соединены с соответствующими одними из кольцевых контактных элементов 20.
При стыковке соединительной штепсельной вилки 1 со второй частью 2 соединителя, замыкающий штифт 13 вставляется в замыкающую втулку 19 до тех пор, пока штифт и втулка не защелкнутся и не замкнутся. Стыковка соединительной штепсельной вилки 1 со второй частью 2 соединителя выполняется без приведения в действие приводного элемента 7. Стыковка соединительной штепсельной вилки и второй части соединителя может быть выполнена даже в том случае, если пользователь нажимает на приводной элемент 7 во время процесса стыковки. Как только замыкающий штифт 13 зацепляется с замыкающей втулкой 19, то уже невозможна расстыковка соединительной штепсельной вилки 1 и второй части 2 соединителя, при этом для разблокировки сцепления между замыкающим штифтом 13 и замыкающей втулкой 19 необходимо потянуть приводной элемент 7 в направлении, указанном стрелкой 9, например, потянуть кольцо 8. Теперь, зацепление между замыкающим штифтом 13 и замыкающей втулкой 19 разблокировано, замыкающий штифт 13 может быть вытянут из замыкающей втулки 19 и две части соединителя могут быть разделены.
Штепсельный соединитель типа, показанного на фигурах 1, 2A, 2B, 3A, 3B, например, может быть использован в области носимых технологий, например, для подключения различных электрических устройств, надетых на тело или встроенных в одежду. Например, вторая часть 2 соединителя может быть прикреплена к предмету одежды, например, к жилету. Таким образом, устройства, которые носят на теле, могут, например, быть соединены с устройствами, встроенными в шлем. Использование штепсельного соединителя, показанного на фигурах 1, 2A, 2B, 3A, 3B, однако, не ограничиваются областью носимых технологий. Штепсельный соединитель может также быть использован и в других технических областях.
Фиг.4 показывает сечение соединительной штепсельной вилки 1. Корпус соединительной штепсельной вилки 1 содержит первую часть 10 корпуса и вторую часть 11 корпуса. Замыкающий штифт 13 расположен в центре поверхности 12 соединителя, с множеством подпружиненных контактных штырей 17, расположенных вокруг замыкающего штифта 13. Колпачок 16 расположен на кончике замыкающего штифта 13. Контактные штыри 17 электрически соединены с токопроводящими дорожками монтажной платы 22. Проволочные жилы 23 кабеля 5 также соединены с токопроводящими дорожками монтажной платы 22, так что между проволочными жилами 23 и контактными штырями установлены электрические соединения. Литейный компаунд 24 может быть использован для изоляции монтажной платы 22 внутри соединительной штепсельной вилки 1 и для герметизации соединительной штепсельной вилки 1.
Запирающий и замыкающий механизм встроен в замыкающий штифт 13. Замыкающий штифт 13 содержит шаровой сепаратор 15 с шариками 14, которые подвижно расположены в замыкающем штифте 13, при этом шаровой сепаратор 15 является подвижным в осевом направлении. Замыкающий штифт 13 дополнительно содержит неподвижную ответную деталь 25 с первой наклонной боковой поверхностью 26.
В примере на фиг.4, замыкающий штифт 13 содержит спиральную пружину 27, выполненную с возможностью упругого прижатия шарикового сепаратора 15 с шариками 14 к ответной детали 25 в направлении 28 стыковки. Спиральная пружина 27 опирается на кольцевое углубление внутренней втулки 29 и выполнена с возможностью упругого прижатия шарикового сепаратора 15 с шариками 14 в направлении к ответной детали 25. Как следствие, первая скошенная поверхность 26 приближения ответной детали 25 воздействует на шарики 14 и прижимает шарики 14 в радиально наружном направлении.
Шариковый сепаратор 15 жестко соединен с приводным элементом 7 через промежуточную часть 30. В примере на фиг.4, промежуточная часть 30 соединена с шариковым сепаратором 15 посредством прессового соединения. Кроме того, запирающее соединение устанавливается между промежуточной частью 30 и приводным элементом 7. Прочное механическое соединение между шариковым сепаратором 15, промежуточной частью 30 и приводным элементом 7 также может быть реализовано другим способом. Например, шариковый сепаратор 15 и промежуточная часть 30 могут быть выполнены за одно целое. В качестве дополнительного примера, шариковый сепаратор 15, промежуточная часть 30 и приводной элемент могут быть выполнены за одно целое. Когда приводной элемент 7 тянется в направлении вверх, как указано стрелкой 31, шариковый сепаратор 15 перемещается против упругой силы, приложенной спиральной пружиной 27, в направлении от ответной детали 25.
При установке замыкающего штифта 13 в замыкающей втулке 19, шарики 14 прижимаются в радиально внутреннем направлении от стенки замыкающей втулки 19, и шариковый сепаратор 15 выталкивается вверх против упругой силы спиральной пружины 27. Таким образом, для вставки замыкающего штифта 13 в замыкающую втулку 19, не требуется приведение в действие приводного элемента 7. Нажатие на приводной элемент 7, когда замыкающий штифт 13 вставлен в замыкающую втулку 19, не нарушает процесс стыковки. Таким образом, даже если пользователь нажимает на приводной элемент 7 во время процесса стыковки, соединительная штепсельная вилка 1 и вторая часть 2 соединителя может быть сопряжена.
Соединительная штепсельная вилка 1 дополнительно содержит О-образное кольцо 32 для уплотнения соединительной штепсельной вилки 1 относительно второй части 2 соединителя, и О-образное кольцо 33, выполненное с возможностью уплотнения приводного элемента 7 относительно первой части 10 корпуса.
Фиг.5 показывает сечение второй части 2 соединителя. Вторая часть 2 соединителя содержит корпус 34. В центре поверхности 18 соединителя расположена замыкающая втулка 19. Замыкающая втулка 19 содержит кольцевую канавку 35, которая служит в качестве ответного запирающего элемента для шариков 14. Кольцевая канавка 35 содержит вторую наклонную боковую поверхность 36. Когда замыкающий штифт 13 вставлен в замыкающую втулку 19, шарики 14 зацепляются с кольцевой канавкой 35.
Внутри замыкающей втулки 19 расположено О-образное кольцо 37. Когда замыкающий штифт 13 вставлен в замыкающую втулку 19, О-образное кольцо 37 выполнено с возможностью создания уплотнения между замыкающим штифтом 13 и замыкающей втулкой 19.
Множество кольцевых контактных элементов 20 расположено концентрично с замыкающей втулкой 19. Между смежными кольцевыми контактными элементами 20 расположены кольцевые изолирующие слои 38 для обеспечения электрической изоляции между смежными кольцевыми контактными элементами 20. Кольцевые контактные элементы 20 продолжаются до поверхности 18 соединителя второй части 2 соединителя и выполнены с возможностью создания множества электрических контактов с контактными штырями 17 соединительной штепсельной вилки 1. Предпочтительно, кольцевые контактные элементы 20 расположены в концентрическом расположении вокруг замыкающей втулки 19. Предпочтительно, поверхность 18 соединителя имеет гладкую поверхность, которая образована кольцевыми контактными элементами 20 и кольцевыми изолирующими слоями 38. Дополнительно, предпочтительно, поверхность 18 соединителя выполнена в виде вогнутой поверхности или в виде воронкообразной поверхности. Таким образом, когда соединительная штепсельная вилка 1 состыковывается со второй частью 2 соединителя, замыкающий штифт 13 может скользить вдоль вогнутой поверхности, поверхности 18 соединителя и направляться к замыкающей втулке 19. На заднем конце второй части 2 соединителя расположено множество соединительных штырей 21, причем указанные соединительные штыри 21 электрически соединены с кольцевыми контактными элементами 20. Для герметичного уплотнения кольцевых контактных элементов 20 и кольцевых изолирующих слоев 38 относительно окружающей среды, может быть использован литейный компаунд 39. Вторая часть соединителя дополнительно содержит по меньшей мере один экранирующий контактный элемент 40, выполненный с возможностью электрического контакта с корпусом 34.
Фиг.6 показывает сечение соединительной штепсельной вилки 1 и второй части 2 соединителя после стыковки соединительной штепсельной вилки 1 и второй части 2 соединителя. Можно видеть, что замыкающий штифт 13 вставлен в замыкающую втулку 19, и шарики 14 сместились в радиально наружном направлении и находятся в зацеплении с кольцевой канавкой 35. В частности, можно видеть, что шарики 14 заблокированы и зажаты между первой наклонной боковой поверхностью 26 ответной детали 25 и второй наклонной боковой поверхностью 36 кольцевой канавки 35. Шарики 14 не только защелкиваются, но также замыкаются между ответной деталью 25 и кольцевой канавкой 35. В результате, замыкающий штифт 13 не может быть вытащен из замыкающей втулки 19. При применении силы к замыкающему штифту 13, ответная деталь 25, которая прочно прикрепляется к замыкающему штифта 13, прижимается против шариков 14, но эта сила, действующая со стороны первой наклонной боковой поверхности 26 не подвергает никакому движению шарики 14 в радиально внутреннем направлении. Фактически сила, действующая на шарики 14 первой наклонной боковой поверхностью 26 и второй наклонной боковой поверхностью 36, не содержит какого-либо компонента, который способен перемещать шарики 14 в радиально внутреннем направлении вдоль первой наклонной боковой поверхности 26, потому что угол между второй наклонной боковой поверхностью 36 и осью 3 больше или равен углу первой наклонной боковой поверхности 26 относительно оси 3. По этой причине, шарики 14 блокируются между второй наклонной боковой поверхностью 36 и первой наклонной боковой поверхностью 26, и зацепление шариков 14 с кольцевой канавкой 35 замыкается.
Для размыкания этого замыкания, требуется приведение в действие приводного элемента 7 посредством вытягивания кольца 8 в направлении, указанном стрелкой 31. Как следствие, шариковый сепаратор 15 отодвигается от ответной детали 25 против силы пружины, приложенной спиральной пружиной 27. Шарики 14 выталкиваются второй наклонной боковой поверхностью 36 в радиально внутреннем направлении. Таким образом, зацепление между шариками 14 и кольцевой канавкой 35 высвобождается, замыкающий штифт 13 может быть вытянут из замыкающей втулки 19, и соединительная штепсельная вилка 1 и вторая часть 2 соединителя могут быть разъединены. Для расстыковки двух частей соединителя необходимо потянуть приводной элемент 7 в направлении, противоположном направлению 28 стыковки. Таким образом, замыкающий механизм замыкающего штифта 13 обеспечивает безопасное и принудительное механическое соединение между соединительной штепсельной вилкой 1 и второй частью 2 соединителя.
В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.7, шарик 41 поддерживается шаровым сепаратором 42 и взаимодействует с ответной деталью 43. ответная деталь 43, показанная на фиг.7, содержит цилиндрическую замыкающую поверхность 44 и третью наклонную боковую поверхность 45. При установке замыкающего штифта в замыкающую втулку, шарик 41 препятствует перемещению в радиально внутреннем направлении, так как он упирается в цилиндрическую замыкающую поверхность 44. Следовательно, когда замыкающий штифт вставлен в замыкающую втулку, шарик 41 и шаровой сепаратор 42 прижимаются относительно ответной детали 43 против упругой силы спиральной пружины, как указано стрелкой 46. Как только шарик 41 достигает третьей наклонной боковой поверхности 45, он может двигаться в радиально внутреннем направлении. Теперь, замыкающий штифт может быть вставлен в замыкающую втулку.
Когда шарик 41 достигает ответного запирающего элемента замыкающей втулки, оно входит в зацепление с ответным запирающим элементом и двигается в радиально наружном направлении. Как только шарик 41 зацепляется с ответным запирающим элементом, шаровой сепаратор 42 с шариком 41 возвращается в исходное положение, как указано стрелкой 47. Теперь шарик 41 замкнут в зацепленном состоянии цилиндрической замыкающей поверхностью 44. Для высвобождения замыкания, необходимо привести в действие приводной элемент 7. После приведения в действие приводного элемента 7, шаровой сепаратор 42 с шариком 41 перемещается в направлении стрелки 46. Как только шарик 41 достигает третьей наклонной боковой поверхности 45, шарик 41 выходит из зацепления с ответным запирающим элементом и замыкающий штифт может быть вытянут из замыкающей втулки.
На фиг.8 показана соединительная штепсельная вилка согласно еще одному варианту осуществления изобретения. Фиг.8 показывает покомпонентный вид соединительной штепсельной вилки 48. Соединительная штепсельная вилка 48 содержит первую часть 49 корпуса, вторую часть 50 корпуса и изоляционный корпус 51, причем контактные штифты 52 и замыкающий штифт 53 прикреплены к изоляционному корпусу 51. Замыкающий штифт 53 содержит внутреннюю втулку 54, спиральную пружину 55 и приводной элемент 56, который подвижно расположен в замыкающем штифте 53, с двумя приводными рычагами 57, продолжающимися преимущественно в осевом направлении. Замыкающий штифт 53 дополнительно содержит пластинчатую пружину 58, предпочтительно пластинчатую пружину 58 U-образной или омега-образной формы, содержащую выступы 59, выполненные с возможностью зацепления с соответствующим ответным запирающим элементом, когда замыкающий штифт 53 вставлен в замыкающую втулку второй части соединителя. Замыкающий штифт 53 дополнительно содержит переднюю часть 60 и элемент 61 колпачка.
Соединительная штепсельная вилка 48 выполнена с возможностью соединения со второй частью соединителя. Вторая часть соединителя содержит замыкающую втулку в ее центре и множество угловых контактных элементов, расположенных вокруг замыкающей втулки. Замыкающая втулка содержит кольцевую канавку, которая служит в качестве ответного запирающего элемента для выступов 59 пластинчатой пружины 58. Когда замыкающий штифт 53 проталкивается в замыкающую втулку, выступы 59 пластинчатой пружины 58 упруго прижимаются в радиально наружном направлении и, следовательно, входят в зацепление с кольцевой канавкой. Выступы 59 и кольцевая канавка имеют такую форму и выполнены таким образом, что замыкающий штифт 53 не может освободиться от кольцевой канавки путем приложения силы к замыкающему штифту 53. В частности, кольцевая канавка замыкающей втулки не содержит наклонную боковую поверхность. Соответственно, невозможно расстыковать соединительную штепсельную вилку 48 и соответствующую вторую часть соединителя без приведения в действие приводного элемента 56. Для разъединения замыкания необходимо привести в действие приводной элемент 56 и потянуть приводной элемент 56 в осевом направлении. Приводной элемент 56 перемещается против упругой силы, приложенной спиральной пружиной 55. Приводные рычаги 57 взаимодействуют с ножками U-образной или омега-образной пластинчатой пружины 58 и тянут выступы 59 в радиально внутреннем направлении. В результате, выступы 59 выходят из зацепления с кольцевой канавкой, а замыкающий штифт 53 может быть вытянут из замыкающей втулки.
Признаки, описанные в приведенном выше описании, формуле изобретения и фигурах, могут иметь отношение к изобретению в любой комбинации. Их ссылочные позиции в формуле изобретения были просто введены, чтобы облегчить чтение формулы изобретения. Они никоим образом не предназначены для ограничения.
Список ссылочных позиций
1 соединительная штепсельная вилка
2 вторая часть соединителя
3 осевое направление
4 вывод кабеля
5 кабель
6 крепежное кольцо
7 приводной элемент
8 кольцо
9 стрелка
10 первая часть корпуса
11 вторая часть корпуса
12 поверхность соединителя
13 замыкающий штифт
14 шарик
15 шариковый сепаратор
16 колпачок
17 контактный штырь
18 поверхность соединителя
19 замыкающая втулка
20 кольцевой контактный элемент
21 соединительные штыри
22 монтажная плата
23 проволочная жила
24 литейный компаунд
25 ответная деталь
26 первая наклонная боковая поверхность
27 спиральная пружина
28 направление стыковки
29 внутренняя втулка
30 промежуточная часть
31 стрелка
32 О-образное кольцо
33 О-образное кольцо
34 корпус
35 кольцевая канавка
36 вторая наклонная боковая поверхность
37 О-образное кольцо
38 кольцеобразные изолирующие слои
39 литейный компаунд
40 экранирующий контактный элемент
41 шарик
42 шариковый сепаратор
43 ответная деталь
44 цилиндрическая замыкающая поверхность
45 третья наклонная боковая поверхность
46 стрелка
47 стрелка
48 соединительная штепсельная вилка
49 первая часть корпуса
50 вторая часть корпуса
51 изолирующий корпус
52 контактные штыри
53 замыкающий штифт
54 внутренняя втулка
55 спиральная пружина
56 приводной элемент
57 приводные рычаги
58 пластинчатая пружина
59 выступы
60 передняя часть
61 элемент колпачка