ШТЕПСЕЛЬНЫЙ РАЗЪЕМ ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА

ШТЕПСЕЛЬНЫЙ РАЗЪЕМ ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА
Описание
Полезная модель относится к штепсельному разъему для измерительного прибора, задняя сторона которого закрыта крышкой, имеющей отверстие, обеспечивающее соединение контактных элементов прибора, по меньшей мере, с одним внешним штепселем.
Множество измерительных и счетных приборов, в частности если речь идет о встроенных приборах, сконструированы так, что различные функциональные узлы установлены на несущем сегменте корпуса или несущей раме и что предусмотрена крышка, закрывающая сегмент корпуса с задней стороны, например, колпакообразная деталь корпуса. Эта конструкция обеспечивает, правда, в отношении отдельных - 2 функциональных узлов удовлетворительный монтаж, возможность контроля и удобство обслуживания, однако имеет и недостатки в отношении предусматриваемых на задней стороне прибора контактных соединений для энергоснабжения, а также для входящей и выходящей информации о данных измерений, поскольку, в частности, в крупносерийном производстве затраты на неудовлетворительное качество щтепсельных присоединений относительно высоки.
Требование к сокращению затрат на подобные второстепенные сами по себе устройства в измерительном приборе до сих пор реализовывалось за счет того, что контакты прибора в виде контактных язычков были размещены непосредственно на печатной плате, жестко соединенной с несущей деталью корпуса, а штепсельные патроны с соответствующими контактным язычкам шлицам были выполнены в крьшке. Штепсельная система для использования в приборах такого типа известна из статьи Штепсельная система для подключения к сети в журнале IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.24, Nr.2, July 1981, p.p.1251, 1252,(P.J.Beadle et al.:Pluggable Power Connector System.)
Это чрезвычайно простое в отношении затрат решение применимо, однако, только там, где могут быть приемлемы значительные отклонения в размерах, возникающие за счет того, что контактные язычки соответствуют одной детали корпуса, а штепсельный патрон другой его детали, т.е. крышке, и тем самым допуски корпуса, и так поддерживаемые в серийном
Заменяющая страница
производстве грубо, отрицательно сказываются на штепсельных соединениях. Если, например, необходимо увеличить число полюсов штепселя и, кроме того, число штепселей, что требуется с возрастанием электронизации и обработки данных в измерительном приборе, причем, как правило, плош;адь оснаш;ения прибора контактными элементами должна быть как можно меньше, а, с другой стороны, пространство для размещения нескольких штепселей на задней стороне подобного измерительного прибора ограничено, то неизбежной является миниатюризация штепсельных присоединительных элементов в рамках, определяемых сечением проводников и возможностью доступа к корпусу внешнего штепселя.
Миниатюризация означает, однако, уменьшение толш;ины стенок деталей и, тем самым, их прочности, т.е. повышает, например, опасность деформации контактных элементов прибора при монтаже штепсельного разъема, так что миниатюризация должна приводить в целом к повышению качества производства за счет сужения полей допусков деталей.
В этих условиях, однако, отнесение штепсельных присоединительных элементов к двум различным деталям корпуса не является больше целесообразным. Поэтому конструкторы, как это уже было реализовано, вынуждены идти при изготовлении и монтаже значительно более сложным путем и закреплять штепсельный цоколь, в котором контактные элементы прибора подходяшз м образом закреплены или заделаны с
применением литья на несущей детали корпуса или на жестко соединенном с ней держателе узлов так, чтобы служащее для ввода щтепселя отверстие в крышке было, по меньшей мере, пыленепроницаемо закрыто посредством уплотнения. Известное в этой связи расположение за счет вставки или заделки контактов в штепсельном цоколе не только дорого. Ему присущ за счет индивидуального электрического монтажа контактов, например, на печатной плате или другом контактодержателе, также недостаток затруднительного и отнимающего много времени монтажа.
В основу настоящей полезной модели была поэтому положена задача создания штепсельного разъема для описанной конструкции измерительного прибора таким образом, чтобы затраты на производство и монтаж были значительно снижены по сравнению с названньпу последним известным решением, чтобы его можно было реализовать по сравнению с обычным, названным первым решением со значительно более высокой точностью и чтобы решение согласно полезной модели было пригодно как для миниатюризации, так и для машинного монтажа.
Решение этой задачи предусматривает, что контактные элементы прибора расположены непосредственно на закрепленной в измерительном приборе печатной плате, предусмотрен штепсельный цоколь, соответствующими всем контактным элементам, в котором отформован патрон с соответствуюш ми контактным элементам отверстиями, контуры стенок которого обеспечивают только одно положение
соединения штепселя и цоколя, при этом цоколь выполнен с одной стороны с возможностью фиксирующего соединения с печатной платой, а с другой стороны таким образом, что относительно края расположенного в крышке отверстия создается соединение с геометрическим замыканием.
Предпочтительный пример выполнения характеризуется тем, что в цоколе выполнено несколько патронов с неодинаковыми контурами стенок, при этом на цоколе с одной стороны выполнены позиционирующая цапфа, несколько распорок и по меньшей мере два фиксатора, а с другой стороны огибающее углубление, которое вместе с краем, подходяш 1м образом отформованным на отверстии крьш1ки, образует лабиринтное уплотнение.
Благодаря этому решению используется преимущество возможности монтажа контактных элементов прибора, что, в частности, целесообразно в крупносерийном производстве, в процессе машинного оснащения печатной платы. С другой стороны, соответствующий непосредственно контактным элементам штепсельный цоколь представляет собой конструктивный элемент корпуса измерительного прибора, в котором за счет взаимного охвата с зазором со всех сторон краев цоколя и соответствующего ему отверстия в крьш1ке обеспечивается компенсирующее допуски соединение с геометрическим замыканием с задней крьшкой прибора. Далее предпочтительно, что цоколь, в частности при его выполнении с несколькими патронами, можно
изготовлять не только без проблем и с высокой точностью, но и смонтировать простым, в том числе и машинным, способом путем насаживания и фиксации на печатной плате. Тем самым можно изготовлять контактный или штифтовой цоколь, образующий с печатной платой узел, в котором контактные элементы в значительной степени зашзхгщены, а паяные соединения контактных элементов с печатной платой разгружены за счет крепежной плоскости в штепсельном цоколе, находящейся по возможности на большом удалении от печатной платы. Особо следует упомянуть, что благодаря предложенному, независимому от допусков корпуса согласованию штепсельного цоколя с печатаной платой образованный функциональный узел может быть соединен уже на стадии предварительного монтажа с соответствуюшз ми готовому измерительному прибору, стандартными типами штепселей, и им можно манипулировать, а также можно проверить его в состоянии, идентичном встроенному положению, независимо от прибора.
Ниже предпочтительный пример выполнения полезной модели более подробно поясняется на чертежах, на которых показано:
фиг. 1: в перспективе конструктивные элементы, взаимодействуюш е между собой в штепсельном разъеме согласно полезной модели;
-фиг. 2: разрез штепсельного разъема на задней стороне измерительного прибора;
На фиг. 1 печатная плата 1 оснащена большим числом контактных элементов (один из них обозначен поз. 2), выполненных в виде контактных язычков. Точнее говоря, соответственно взаимодействующим с измерительным прибором стандартным восьмиполюсным штепсельным гнездам (из которых изображено одно и обозначено поз, 3), предусмотрено четыре группы контактных элементов 2, однако установлены только те контактные элементы 2, которые действительно необходимы для конкретного выполнения прибора. Полноты ради следует упомянуть, что для оптимизации производства, которая также из-за ограниченной плотности упаковки исключает приклепывание отогнутых контактных язычков к печатной плате 1, контактные язычки 2 монтируют вместе с электрическими элементами (не показаны) машинным путем посредством выстреливания в печатную плату 1 и вводят в контакт с соответствуюш ми токопроводящими дорожками. Эта предельно короткая длина зажима контактных язычков 2, обусловленная относительно малой  печатной платы, и относительно большая длина контактных язычков 2, обусловленная потребностью в пространстве для расположенных на одной стороне электрических элементов и необходимой глубиной зацепления, делает подобный, практически точечный крепеж контактных язычков 2 чрезвычайно восприимчивым к возникающим при установке штепселей изгибаюш;им моментам, обусловленным температурой и вибрацией, а также вызванным суммированием допусков.
и представляет собой в отношении паяных соединений контактных язычков 2 значительный риск вследствие большой длины плечей рычага. Этот риск уменьшается согласно полезной модели в значительной степени за счет того, что для группы контактных язычков предусмотрен один  для всех штепселей 3 штепсельный цоколь 4, а именно таким образом, что он закреплен непосредственно на печатной плате 1. В качестве крепежных органов служат позиционируюшая цапфа 5, которой соответствует отверстие 6 в печатной плате 1, и две зашелки 1, 8, охватываюшз е ее через отверстия 9, 10. Кроме того, соответствующие контактным язычкам 2 шлицы 12 в основании 1 цоколя выполнены с относительно жесткими допусками, так что основание 11, когда цоколь 4 смонтирован и установлен на печатной плате посредством выполненных на нем распорок 13, 14, 15, 16, а также соответствуюшего позиционируюшей цапфе 5 выступа 17, представляет собой по отношению к контактным язычкам 2 вторую крепежную плоскость. Тем самым паяные соединения контактных язычков 2 в значительной степени разгружены за счет укорочения рабочего плеча рычага.
Как видно из фиг. 2, в цоколе 4 выполнено четыре патрона 18, 19, 20, 21, стенки которых имеют на корпусах штепселей 3 направляюще-позиционируюшд е пазы 22, 23, 24, 25, 26. При этом в изображенном примере выполненные на узких сторонах патронов 18, 19, 20, 21 пазы 26, 27, 28, 29 расположены
неодинаково относительно примыкающих стенок патронов, с тем чтобы обеспечить соответствие штепселей 3 по своему патрону 18, 19, 20, 21. Отверстия 30, 31, 32, 33 служат для ввода отформованных на штепселях фиксаторов 34 в виде коромысла, которые после вставки штепселей 3 в соответствующие патроны 18, 19, 20, 21 фиксированы в поднутрениях цоколя 4. Кроме того, на цоколе 4 выполнено огибающее углубление 35 с ограничивающим его краем 36. В качестве образующего лабиринт ответного элемента на крьш1ке 37 измерительного прибора, имеющей соответствующее цоколю 4 отверстие 38, выполнен ограничивающий его край 38 и огибающее ребро 40 на таком же расстоянии от края 39.
Следует еще упомянуть, что оба клапана 42, 43, соединенные с корпусом штепселя 3 пленочным шарниром 41, снабжены направленными внутрь шипами, которые в фиксированном в корпусе состоянии клапанов 42, 43 входят в каналы для проводов (один из них обозначен поз. 44) и точечно фиксируют вставленные в штепсель, снабженные контактными гнездами концы проводов, так что концы проводов удерживаются в корпусе штепселя с возможностью изгибания и тем самым подгонки.
Изображенная на фиг. 2 конструкция измерительного прибора содержит, например, несущую деталь 45 корпуса, с которой посредством нескольких, прочно закрепленных на корпусе резьбовых пальцев 47, соответствуюшд х им распорных втулок 48 и гаек 49 прочно соединены монтажная плата 46, для простоты
10
показанная неоснащенной, и показанная также без деталей печатная плата 1. Как далее видно из фиг. 2, в фиксированный в печатной плате 1 цоколь 4 вставлено четыре штепселя 3, один из которых соединяет, например, токоподводящие провода, а другие соединяют различные входы и выходы для измеренных значений, а также провода для зависимых от данного измеренного значения сигналов, а один, например, соединяет провода для дополнительной информации, накопленных данных, сигналов переключения диапазонов измерений и т.п. Опломбированный гребенчатый кожух 50, закрепленный на крьшке 37, соединенной с несущей деталью 45 корпуса, служит штепселям 3 в качестве предохранителя от доступа, а также для образования пучка проводов. Поз. 51, 52 обозначены фиксированные в штепселе 3 контактные гнезда, а поз. 53 пoдxoдяш й уплотнитель ный материал, помещенный с геометрическим замыканием между крьш1кой 37 и цоколем 4.
В разрезе на фиг. 3, поясняющем форму цоколя 4, углубление 54 служит для блокировки фиксатора 34, в то время как шлицам 12, служащим для ввода и удержания контактных язычков 2, на основании 11 соответствуют относительно глубокие раззенковки 55, которые обеспечивают легкость монтажа цоколя 4 без повреждения контактных язычков 2.