СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ
CONNECTOR ASSEMBLY

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится, в общем смысле, к области электрических или волоконно-оптических соединителей, обладающих влаго- и водонепроницаемостью. Более конкретно, настоящее изобретение обеспечивает улучшенную уплотняющую способность уплотнения с помощью уплотнительного кольца рядом с литыми пластиковыми частями соединителя.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Термины "штекерный" и "гнездовой" для электрических соединителей не используются унифицированно в области техники. Некоторые соединители обозначаются "штекерными", так как их вставки размещаются в корпуса сопрягающихся соединителей, независимо от того, представляют ли собой их электрические контакты гнезда, штыри (или ножевые контакты и т.д.) или комбинацию гнезд и штырей. "Вставка", как используется здесь, обозначает ту часть соединителя, которая удерживает контакты на месте и электрически изолирует их друг от друга и от корпуса. Не требуется, чтобы вставка представляла собой отдельный разъемный компонент соединительного узла как в случае с множеством цилиндрических соединительных узлов, и она может включать в себя участок связанного единого соединителя, который выполняет такую же функцию. "Корпус" обозначает внешний кожух или внешнюю поверхность соединителя.
[0003] Другие соединители (например, соединители серии D-subminiture (D-sub)) обозначаются как "штекерные", так как их штыревые контакты размещаются в гнездовые контакты сопрягающихся соединителей, независимо от того факта, что корпуса штекерных соединителей размещают вставки гнездовых соединителей. Более того, пара соединителей может размещаться без нависания корпуса таким образом, что никакой корпус соединителя не размещает вставку сопрягающегося соединителя. Таким образом, обозначения "штекерный" и "гнездовой", как используются здесь, назначаются по предпочтению автора изобретения для различия между сопряженными соединителями в паре соединителей. Термины не подразумеваются использоваться каким-либо ограничивающим образом.
[0004] Другие обозначения типов соединителей также используются в области электрических соединителей, например термины "штепсель" и "розетка". Как используется в разговорной речи, при вставке "штепсель" размещается в корпусе "разъема". В области техники известно, что как штепсели, так и розетки имеют штыри, гнезда или комбинацию штырей и гнезд. Однако терминология "штепсель" и "розетка" также подвергается альтернативным значениям. Например, "штепсель" также определяется в качестве соединителя, который предназначен для завершения свободного конца кабеля или провода, и "розетка" определяется в качестве соединителя, который прикреплен к перегородке, стенке, шасси или панели. Другими словами, "штепсель" представляет собой подвижный соединитель, а "розетка" представляет собой неподвижный соединитель, независимо от того, какой штепсельный элемент размещается в каком корпусе, или какой соединитель имеет штыревые контакты, гнездовые контакты и т.д. Используя последнюю терминологию, когда соединяются два кабеля, соединитель "штепсельного типа" часто называется "штепселем", и "соединитель розеточного типа для соединения кабеля" часто называется "штепселем для соединения кабеля". Несмотря на вышеприведенные определения, как используются здесь, термин "штепсель" просто относится к тому участку вставки соединителя, который размещается в корпусе другого, и термин "розетка" просто относится к тому участку корпуса соединителя, который размещает вставку другого.
[0005] Когда имеет место требование соединения электрических проводников или оптических волокон, которые подлежат использованию под водой или во влажных окружающих средах, является предпочтительным использовать соединители, которые выполнены таким образом, чтобы обеспечивать простоту сопряжения и водонепроницаемость. Уплотнительное кольцо, прокладка или сальник типично используются для герметизации конца кабеля соединителя, когда ремонтопригодность или модифицируемость является необходимой характеристикой. В качестве альтернативы, соединитель может заливаться, адгезивно соединяться или формоваться поверх для создания уплотнения между оболочкой кабеля и соединителем, если не требуется повторный вход. Однако уплотнение интерфейса между двумя сопряженными соединителями традиционно было ограничено на использовании прокладок или уплотнительных колец, которые сжимаются таким образом, что они приспосабливаются к соседним поверхностям, тем самым создавая непроницаемый для текучей среды барьер или уплотнение, которое может многократно сопрягаться и отсоединяться.
[0006] Общий интерфейс между двумя соединителями наиболее часто герметизируется посредством только одного уплотнительного элемента, который сцепляется со сжатием для обеспечения уплотнения. Уплотнительный элемент может представлять собой отдельную и дискретную часть, которая образует соединитель, или он может представлять собой выполненную за одно целое часть единого литого соединителя. Пара соединителей, имеющая только один интерфейсный уплотнительный элемент, не обеспечивает резервирования уплотнения, таким образом дефектное уплотнение на интерфейсе соединителя, вероятно, нарушает целостность соединителя.
[0007] Пара соединителей по предшествующему уровню техники показана на фиг. 1 и описана в патенте US 7195505. На фиг. 1 показан штекерный соединитель, который включает в себя вставку, которая задает цилиндрический штепсель с внешней торцевой поверхностью и внешней боковой поверхностью. Штекерный соединитель включает в себя один или более электрических или волоконно-оптических контактов, например, гнезд или штырей. Штепсель штекерного соединителя отличается наличием первой кольцевой канавки, размещенной вокруг внешней боковой поверхности на первом продольном расстоянии от внешней торцевой поверхности, и первого кольцевого податливого уплотнительного элемента, выступающего вокруг внешней торцевой поверхности таким образом, что уплотнительный элемент наиболее отдален от внешней торцевой поверхности, чем канавка.
[0008] Гнездовой соединитель, показанный на фиг. 1, включает в себя корпус, который определяет розетку с внутренней торцевой поверхностью и внутренней боковой поверхностью. Гнездовой соединитель включает в себя один или более электрических или волоконно-оптических контактов, которые соответствуют контакту штекерного соединителя для целей сопряжения. Розетка гнездового соединения отличается наличием второго кольцевого податливого уплотнительного элемента, выступающего вокруг внутренней боковой поверхности, приблизительно на первом продольном расстоянии от внутренней торцевой поверхности, и второй кольцевой канавки, размещенной вокруг внутренней боковой поверхности, приблизительно на втором продольном расстоянии от внутренней торцевой поверхности. Другими словами, розетка предназначена и выполнена с возможностью разъемного размещения штепселя таким образом, что уплотнительный элемент штепселя размещается в канавку розетки, и наоборот, тем самым функционально соединяя контакты с резервированными уплотнениями.
[0009] Проблема может возникать в уплотняющей способности соединителя, где внешняя цилиндрическая поверхность поверхности штепселя взаимодействует с внутренней цилиндрической поверхностью вставки соединителя фиг. 1, таким образом образуются небольшие проходы для влаги в соединителе. Это явление особенно представляет собой проблему, когда соединитель подвергается воздействию водной окружающей среды высокого давления.
3. Определение целей изобретения
[0010] Главная цель изобретения заключается в обеспечении соединителя, который менее вероятно имеет протечку при водных условиях высокого давления.
[0011] Другая цель изобретения заключается в обеспечении мягкого пластикового сформованного поверх элемента для кабеля, подлежащего прикреплению к штекерному соединителю, где сформованный поверх элемент выполнен таким образом, чтобы окружать вставку, которая выполнена из твердого литого пластика, который не имеет существенных линий разъема литейной формы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] Изобретение относится к электрическому соединителю, который включает в себя литую вставку из твердого пластика и мягкий сформованный поверх элемент соединителя, которые изготовлены таким образом, что сформованный поверх элемент и вставка не имеют протечек.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Изобретение подробно описано в дальнейшем на основе вариантов осуществления, представленных на прилагаемых чертежах, на которых:
[0014] фиг. 1 представляет собой продольный разрез пары соединителей по предшествующему уровню техники, показывающий штекерный соединитель, имеющий один кольцевой возвышающийся уплотнительный элемент и одну размещающую уплотнительный элемент канавку, и гнездовой соединитель, имеющий одну комплементарную размещающую уплотнительный элемент канавку и один комплементарный кольцевой уплотнительный элемент;
[0015] фиг. 2 представляет собой вид сбоку штекерного участка соединения по изобретению с линиями А-А разреза штекерного участка, показанного на продольном разрезе на фиг. 6;
[0016] фиг. 3 представляет собой вид с торца штекерного участка соединителя с линиями В-В разреза штекерного участка, показанного на продольном разрезе на фиг. 7;
[0017] фиг. 4 представляет собой вид сбоку с задней части штекерного участка соединителя;
[0018] фиг. 5 представляет собой вид сбоку переднего участка штекерного соединителя;
[0019] фиг. 6 представляет собой продольный разрез штекерного соединителя, если смотреть по линиям А-А на фиг. 2;
[0020] фиг. 7 представляет собой продольный разрез штекерного соединителя, если смотреть по линиям В-В на фиг. 3;
[0021] фиг. 8 представляет собой вид сбоку штекерного соединителя и гнездового соединителя до сопряжения для соединения;
[0022] фиг. 9 представляет собой продольный разрез штекерного и гнездового соединителя, взятый по линиям А-А на фиг. 8;
[0023] фиг. 10 представляет собой вид сбоку штекерного и гнездового соединителей, когда соединены друг с другом и образуют соединение;
[0024] фиг. 11 представляет собой продольный разрез, взятый по линиям А-А на фиг. 10; и
[0026] фиг. 12 представляет собой продольный разрез, взятый по линиям В-В на фиг. 11.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0027] Перечень элементов со ссылочными позициями, использующимися в описании
1 соединительная гайка
2 штепсельный элемент соединителя
4 плечо
5 сформованный поверх элемент соединителя
6 кабель
7 соединительный штырь
8 блокировочная часть соединительной гайки
9 блокировочная часть гнездового участка
10 ссылочные линии на поверхности между сформованным поверх элементом и телом штепсельного соединителя
12 кольцевое пространство
13 штырь гнездового участка
14 уплотнительное кольцо
16 выравнивающие шпоночные канавки
18 гнездовой участок
20 штекерный соединитель
22 возвышающийся спиральный соединитель гнездового участка
24 возвышающийся спиральный соединитель соединительной гайки
30 гнездовой соединитель
40 соединение
[0028] Фиг. 2, 3, 4 и 5 представляют собой виды сбоку штекерного соединителя 20. Соединительная гайка 1 размещена вокруг внешней части штепсельного элемента 2 соединителя, который выполнен из твердого полиуретана. Сформованный поверх элемент 5 соединителя работает в качестве ограничителя сгибания и выполнен из мягкого полиуретана. Сформованный поверх элемент 5 размещен вокруг кабеля 6. Соединительная гайка 1 имеет латерально проходящую блокировочную часть 8 для стягивания соединительной гайки 1 с гнездовой соединительной частью (см. фиг. 11).
[0029] Фиг. 6 представляет собой разрез А-А, если смотреть от линий А-А фиг. 2 штекерного соединителя 20. Фиг. 7 представляет собой продольный разрез штекерного соединителя 20, если смотреть по линиям В-В фиг. 3. Следует отметить, что на фиг. 6 показана блокировочная часть 8 (см. фиг. 2), но фиг. 7 повернута на 180° относительно фиг. 6.
[0030] Когда сформованный поверх элемент 5 (выполненный из мягкого полиуретана) размещается вокруг кабеля 6 и штепсельного элемента 2 соединителя (выполненного из твердого полиуретана), является существенным, что поверхности, на которые делается ссылка посредством указывающих ссылочных линий 10-10 фиг. 6, соединены друг с другом в месте, где они встречаются, для поддержания прочности и защиты от проникновения воды. Штепсельный элемент 2 соединителя, выполненный из полиуретанового материала, отливается таким образом, чтобы не иметь возможности наличия линии разъема литейной формы. Поскольку как штепсельный элемент 2 соединителя, так и сформованный поверх элемент 5 выполнены из полиуретанового материала, они имеют аналогичные температуры плавления, даже где штепсельный элемент 2 соединителя выполнен из твердого полиуретана, а сформованная поверх часть 5 соединителя выполнена из мягкого полиуретана. Когда нагреваются во время соединения друг с другом, при изготовлении, возникает частичное повторное расплавление твердого уретана штепсельного элемента 2 соединителя, вызывая сплавление материалов вдоль линий 10-10 сформованного поверх элемента 5 соединителя и штепсельного элемента 2 соединителя.
[0031] Как показано на фиг. 6 и 7, сформованный поверх элемент 5 соединителя выполнен с возможностью взаимодействия со штепсельным элементом 2 соединителя для обеспечения канавки для уплотнительного кольца, т.е. кольцевого пространства 12, в котором размещается уплотнительное кольцо 14. На фиг. 7 и 9 показан соединительный штырь 7 во штепсельном элементе 2 соединителя, который сопрягается с соответствующим штырем 13 гнездового участка 18. (см. фиг. 12). Как показано ниже на фиг. 11 и 12, выравнивающие шпоночные канавки 16 контактируют с уплотнительным кольцом 14, тем самым обеспечивая "уплотнение" между штепсельным элементом 2 соединителя и гнездовым участком 18 для предотвращения проникновения воды в соединение. Соединение является особенно приспособленным для использования в связанных с водой системах. Соответственно, водонепроницаемое соединение является важным для его предполагаемого использования.
[0032] Фиг. 8 представляет собой вид сбоку штекерного соединителя 20 и гнездового соединителя 30, выровненных в некоторую ориентацию до вставки друг в друга. Блокировочная часть 8 соединительной гайки 1 и блокировочная часть 9 гнездового участка 30 выровнены и готовы для разъемного соединения. На фиг. 8 и 9 показаны внешний возвышающийся спиральный соединитель 22 гнездового участка 30 и возвышающийся спиральный соединитель 24 внутреннего участка соединительной гайки 1 штекерного соединителя 20.
[0033] На фиг. 10, 11 и 12 показано соединение со штекерным соединителем 20 и гнездовым соединителем 30, соединенными друг с другом, при этом на фиг. 10 показан вид сбоку образованного соединения, на фиг. 11 показан разрез соединения фиг. 10, если смотреть вдоль линий А-А, и на фиг. 12 показан разрез соединения, взятый по линиям В-В фиг. 11.
[0034] На фиг. 11 и 12 показана одна из трех электрических вилок (см. фиг. 7), сопряженных друг с другом. На фиг. 11 и 12 показано уплотнительное кольцо 14 в канавке для уплотнительного кольца, образованной между продольным концом сформованного поверх элемента 5 соединителя и плечом 4 штепсельного элемента 2 соединителя. Плечо 4 образовано между участками разных радиусов штепсельного элемента 2 соединителя.
[0035] Уплотнительное кольцо 14 захватывается в кольцевое пространство 12 для уплотнительного кольца (фиг. 6), когда штепсельный элемент 2 соединителя вставляется в гнездовой участок 18 и выравнивающие шпоночные канавки 16 контактируют с внешней частью уплотнительного кольца 14.
[0036] Сформованный поверх элемент 5 соединителя из мягкого уретана тверже материала уплотнительного кольца 14, тем самым обеспечивая поддерживающий элемент от деформации одной стенки кольцевого пространства 12. Твердость сформованного поверх элемента 5 составляет 90-95 единиц по Шору А. Уплотнительное кольцо 14, предпочтительно, не тверже 70 единиц по Шору А. Противоположная стенка во штепсельном элементе 2 соединителя кольцевого пространства выполнена из твердого материала, твердость которого больше твердости сформованного поверх элемента 5.