ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ И МЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО МОДУЛЯ В КАРКАСЕ
ELECTRICAL AND MECHANICAL DEVICE FOR ELECTRONIC MODULE IN FRAME

Изобретение относится к области электрических и механических соединительных устройств для электронных модулей в каркасах, предназначенных для обеспечения надежного соединения. Предпочтительной областью применения является область авиации и, в частности, область приборных панелей летательных аппаратов, которые содержат ряд экранов отображения. Однако данное устройство может иметь множество применений, в частности, в областях профессиональной электроники, которые требуют надежных соединений.
В некоторых применениях оператор по ремонту и техническому обслуживанию должен уметь просто и надежно, не допустив ошибки, соединить и закрепить электронный модуль с другим элементом. Соединительная система должна также удовлетворять очень жестким стандартам и нормам. В области авиации основными ограничениями соединительного устройства являются:
- монтаж и демонтаж модуля без инструментов;
- очень высокая механическая прочность узла. В области авиации модуль должен быть способен выдерживать ударную нагрузку, соответствующую ускорению 11G в течение 6 мс, которая называется «аварийной надежностью»;
- устойчивость к воздействию неблагоприятных условий, таких как вибрация, экстремальные температуры и влажность;
- обязательная ручка для переноса;
- округлая геометрия механических сопряжений;
- использование немагнитных и негорючих материалов;
- хорошая видимость устройства для того, чтобы проверять, что монтаж осуществлен надлежащим образом;
- обязательная система поляризации;
- удобный доступ к средствам управления модуля, таким как ручки управления, если такие имеются в наличии;
- полная видимость изображения, если модуль представляет собой устройство отображения.
Для удовлетворения этих различных требований разработаны соединительные системы. Эти системы обычно содержат ручку для переноски электронного модуля и для фиксации, так называемого, «укладывания» электронного модуля в его каркас.
Так на фиг.1 показан первый вариант осуществления соединительного устройства в соответствии с известным уровнем техники. Электронный модуль 1, который представляет собой экран 10 отображения, оборудован многофункциональной ручкой 2 с фиксирующими кулачками 6. В задней части электронного модуля расположены соединения, которые на фиг.1 не видны. Соединение образовано посредством гнезда 3, оборудованного штырями 4, установленными на пружинах. Когда электронный модуль 1 вставляют в гнездо 3, воздействие на ручку 2 оттягивают штыри 4 посредством кулачков 6 и задвигают электронный модуль 1 в конец его перемещения, для того, чтобы осуществить соединение как электрическое, так и механическое. Полукруглая белая стрелка показывает перемещение фиксирующей ручки 2 при установке модуля.
На фиг.2 показан вариант предыдущего устройства. В данном соединительном устройстве гнездо 3 более компактное, а ручка 2 предыдущего устройства заменена выдвижной системой 7. Воздействие на данную выдвижную систему приводит в движение два захвата 8 для поворота и удерживания штырей 4 гнезда, установленных на пружинах. Когда выдвижная система 7 замыкается, осуществляется соединение. Прямая белая стрелка показывает перемещение выдвижной системы 7 при установке модуля 1.
Такие системы имеют ряд недостатков. Объем соединительного сопряжения является очень значительным. Данные системы также вызывают механические напряжения, обусловленные электропроводкой, расположенной в задней части электронного модуля. В первой системе, поскольку рычаг слабый, усилие, которое оператор должен прикладывать к ручке для того, чтобы установить электронный модуль, является значительным. Кроме того, данная ручка усилена, чтобы предотвратить любую деформацию. И наконец, поскольку сила натяжения не параллельна силе, требующейся для сопряжения соединителей, расположенных в задней части экрана, возникает случайное вращательное движение соединения, которое должно быть компенсировано прокладками. Все данные модификации сопряжены с дополнительными затратами.
Соединительное устройство в соответствии с изобретением не имеет упомянутых недостатков. По сравнению с устройствами известного уровня техники данное устройство содержит два важных новшества. Соединение всегда осуществляется посредством ручки, но последняя расположена в задней части модуля, совершенно освобождая переднюю поверхность модуля. И наконец, используемая соединительная система позволяет боковое соединение, параллельное передней поверхности, которое значительно уменьшает объем соединительной системы, а также уменьшает силу натяжения, которая теперь расположена на оси соединителей. Соединительная система или соединитель содержит соединительные штыри, которые являются либо охватываемыми, либо охватывающими. Все эти штыри ориентированы в определенном направлении. Боковое соединение следует понимать как соединительную систему, в которой направление штырей параллельно передней поверхности модуля, содержащего данную соединительную систему. Если это устройство отображения, то передняя поверхность представляет собой экран отображения.
Более конкретно, объект изобретения представляет собой электрическое и механическое соединительное устройство для электронного модуля в каркасе, модуль по существу параллелепипедной формы имеет переднюю поверхность, четыре стенки и заднюю поверхность, причем каркас содержит прямоугольное отверстие с размерами, близкими к размерам передней поверхности, причем электронный модуль содержит первый соединитель, а каркас содержит второй соединитель, дополняющий первый соединитель, отличающееся тем, что соединительное устройство содержит:
установленные на каркасе
- две одинаковые опоры, расположенные на каждой из двух сторон отверстия, причем второй соединитель установлен на упомянутых опорах со свободным вращением, и;
- первое крепежное средство;
на одной из сторон модуля
- выемку, содержащую первый соединитель, причем упомянутая выемка выполнена с возможностью приема второго соединителя, и;
- второе крепежное средство, дополняющее первое крепежное средство и расположенное так, что второй соединитель расположен в выемке электронного модуля, при этом второе крепежное средство блокирует упомянутый второй соединитель в модуле.
Предпочтительно, упомянутое устройство содержит:
- установленное на каркасе третье крепежное средство;
- установленное на передней поверхности модуля четвертое крепежное средство, дополняющее третье крепежное средство и расположенное так, что когда второй соединитель заблокирован в его выемке, четвертое крепежное средство блокирует модуль в каркасе.
Предпочтительно, первое крепежное средство представляет собой фиксирующую ручку с кулачками, также установленную со свободным вращением на опорах, причем каждый кулачок включает в себя, на уровне каждой опоры, отверстие, причем второе крепежное средство представляет собой два фиксирующих пальца, дополняющие отверстия двух кулачков. В положении фиксации фиксирующая ручка расположена вдоль задней поверхности модуля.
И наконец, каркас представляет собой каркас приборной панели летательного аппарата, а модуль представляет собой устройство отображения, причем передняя поверхность модуля представляет собой экран отображения.
Изобретение станет более понятным и другие преимущества станут очевидными после изучения приведенного ниже описания, приведенного в качестве неограничивающего примера, и прилагаемых фигурах, из которых:
Фиг.1, уже упоминаемая, изображает первое устройство в соответствии с известным уровнем техники.
Фиг.2, уже упоминаемая, изображает второе устройство в соответствии с известным уровнем техники.
Фиг.3, уже упоминаемая, изображает общий вид соединительного устройства в соответствии с изобретением до фиксации.
Фиг.4 изображает частичный вид соединительного устройства в соответствии с изобретением во время фиксации.
Фиг.5 изображает частичный вид соединительного устройства в соответствии с изобретением после фиксации.
В качестве неограничивающего примера на фиг.3 показан общий вид соединительного устройства в соответствии с изобретением перед фиксацией.
Модуль 1, который должен быть подсоединен в каркасе 20, является по существу параллелепипедным по форме и содержит переднюю поверхность, четыре стенки и заднюю поверхность. В данном случае данный модуль представляет собой устройство отображения, содержащее на передней поверхности экран 10 отображения, а каркас представляет собой приборную панель летательного аппарата. Электронный модуль содержит первый соединитель, расположенный сбоку в нижней части выемки 11. Выемка 11 расположена в одной из стенок модуля 1. Каркас также содержит два фиксирующих пальца 12, расположенных на двух противоположных стенках каркаса и на каждой стороне выемки 11.
Каркас 20, в который данный модуль установлен и подсоединен, содержит прямоугольное отверстие 21 с размерами, близкими к размерам передней поверхности 10. Он содержит второй соединитель 22, дополняющий первый соединитель модуля. Данный второй соединитель установлен в корпусе, который может отлично помещаться в выемке 11.
Каркас 20 также содержит две одинаковые опоры 23, расположенные на каждой из двух сторон отверстия 21, при этом второй соединитель 22 установлен на опорах 23 со свободным вращением на осях 27, соответствующих оси вращения хх, расположенной параллельно плоскости отверстия и параллельно одной из сторон отверстия 21. Эти опоры 23 могут быть либо выполнены за одно целое с каркасом, либо добавлены к и установлены на каркасе.
Наконец, каркас содержит установленную на этих же опорах 23 и этих же осях 27 фиксирующую ручку 24, содержащую два кулачка 25, причем каждый кулачок расположен на опоре 23. Данная ручка представляет собой рычажное устройство с эффектом зубчатого редуктора с вращением вокруг оси хх. Каждый кулачок 25 содержит отверстие 26, профиль которого рассчитан с возможностью приложения переменного и заданного усилия к фиксирующему пальцу 12 каркаса, когда он расположен в упомянутом отверстии 26 и когда фиксирующую ручку поворачивают вокруг ее оси вращения.
Соединительное устройство, в соответствии с изобретением, требует соединительной системы, размещенной сбоку на модуле, а не на задней поверхности модуля, как на модулях, показанных на фиг.1 и 2. В настоящее время соединительная система данного типа очень быстро совершенствуется. Это объясняется тем, что вследствие непрерывных технологических изменений плоские экраны отображения с годами становятся более совершенными. Исчезают соединители с задней части оборудования с возможностью размещения на стенках так, чтобы помещаться в пределах малой толщины экрана. Таким образом, соединительное устройство в соответствии с изобретением учитывает данную устойчивую тенденцию.
Способ монтажа и фиксации модуля в его каркасе является простым и включает описанные ниже три этапа.
На первом этапе электронный модуль 1 размещается пользователем в каркасе посредством поступательного перемещения, указанного белой стрелкой на фиг.3, таким образом, что второй соединитель каркаса входит в выемку 11 модуля. На данном этапе пользователь удерживает электронный модуль двумя руками. Когда первый и второй соединители соответствующим образом размещены, тогда для удерживания электронного модуля 1 достаточно одной руки. Затем верхний и нижний пальцы 12 модуля совмещаются с отверстиями верхнего и нижнего кулачков ручки.
На втором этапе, проиллюстрированном на фиг.4 и 5, пользователь поворачивает фиксирующую ручку. Эти фигуры представляют собой частичные виды и изображают положение ручки в двух моментах фиксации - в начале и в конце перемещения. В этих двух чертежах, для того, чтобы сделать их более понятными, каркас 20 и опора 23 показаны прозрачно точечными линиями для того, чтобы показать один из двух кулачков ручки. Вращение фиксирующей ручки 24 при помощи рычажного устройства с эффектом зубчатой передачи позволяет завершить соединение первого и второго соединителей. На этих фигурах вращение ручки показано полукруглой белой стрелкой. Во время данной операции пользователь прикладывает достаточное усилие, так что каждый фиксирующий палец 12 перемещается вдоль отверстия 26 кулачка 25. В конце данного второго этапа фиксирующая ручка упирается в заднюю часть модуля 1 в выемке, предусмотреннОЙ для этой цели. Затем второй соединитель блокируется и примыкает к его выемке. Тогда модуль может вращаться в каркасе посредством вращения вокруг оси хх.
На третьем и заключительном этапе пользователь вращает модуль вокруг оси хх вращения и прижимает модуль к каркасу так, чтобы передняя поверхность 10 была расположена вровень с отверстием 21. Когда электронный модуль 1 опирается на каркас, происходит фиксация, чтобы удерживать данное положение. Данная фиксация, например, может быть обеспечена посредством винтов 28 с накатанной головкой, как показано на фиг.3, или любой другой системы быстрой фиксации.
Соединительное устройство, в соответствии с изобретением, имеет множество преимуществ.
Система простая и легкая и имеет малый объем. Объем соединителей находится в пределах объема электронного модуля, таким образом делая всю заднюю часть электронного модуля доступной для других специальных соединительных систем. Применительно к приборной панели летательного аппарата экономия объема благодаря боковой соединительной системе составляет приблизительно 300 миллиметров по глубине приборной панели. Данная соединительная система совместима с новыми экранами отображения, которые содержат боковую соединительную систему. Кроме того, фиксирующая ручка расположена в задней части модуля и совершенно не видима, когда модуль установлен в его каркасе, что визуально очень предпочтительно.
Соединительное устройство обладает высокой электромагнитной совместимостью ввиду того, что соединитель изолирован в его выемке.
Кроме того, способ соединения прост в реализации. Он не требует инструментов. Он включает три простых этапа, а именно:
- перемещение, чтобы вставить соединитель каркаса в выемку модуля;
- воздействие на фиксирующую ручку, чтобы обеспечить надежное соединение между двумя соединителями;
- и наконец, вращение, чтобы разместить модуль впритык и гарантировать удерживание оборудования в рабочем положении.