ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО С РАЗЪЕМНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкции разъемных соединений электронных устройств с коммутационными проводами (кабелями).
Как известно из современного уровня техники, современные электронные устройства (ЭУ) могут иметь как разъемное, так и безразъемное электрическое соединение, а иногда и комбинацию этих видов соединения. При безразъемном соединении коммутационные провода (кабели) припаиваются (привариваются) непосредственно к плате.
Преимуществом разъемного соединения является возможность легко отключать ЭУ для ремонта, замены, технического обслуживания и т.п., однако, имеются и недостатки:
увеличение стоимости, причем, чем выше рабочий ток, тем выше цена разъема;
увеличение габаритов, причем, чем выше рабочий ток, тем больше габариты;
потери на нагрев в месте контакта, причем, чем выше ток, тем выше потери;
ухудшение контакта при многократном замыкании/размыкании разъема;
сложность и дороговизна герметичных соединений.
Всех этих недостатков лишено безразъемное соединение, однако это перекрывается главным недостатком - сложностью присоединения/отсоединения ЭУ от коммутационных проводов. Фактически, каждое присоединение/отсоединение являются сложным и ответственным процессом коммутации проводников с применением специализированного инструмента (паяльника, пресс-клещей и т.п.) и изоляционных материалов, что делает невозможным оперативное и многократное присоединение/отсоединение и приводит к порче проводки.
Таким образом, в настоящее время сложилась практика, что ЭУ, которые требуется отключать хотя бы иногда, оснащают разъемным соединением той или иной конструкции. В разных отраслях приняты различные критерии необходимости оснащения ЭУ разъемными соединениями, в частности, в автомобилестроении подавляющее большинство ЭУ имеет разъемы. Связано это с принятыми в отрасли стандартами обслуживания и ремонта. Действительно, автомобиль эксплуатируется в тяжелых условиях и всегда существует вероятность выхода из строя тех или иных ЭУ. Ремонт же осуществляется способом узловой замены, и поэтому разъемные соединения являются предпочтительными для быстрого и качественного обслуживания. Если же для замены потребуется отсоединять проводку ЭУ от проводки автомобиля, то это займет значительное время и приведет к быстрому приведению в негодность проводки, ведь каждый цикл коммутации будет приводить к многочисленным изгибам проводов и, в ряде случаев, к уменьшению их длинны. Аналогичная ситуация наблюдается и в других отраслях, например, в машиностроении.
Например, в сфере защиты от угона автомобилей в настоящее время сформировалось следующая тенденция - безразъемные соединения имеют только дешевые или малогабаритные ЭУ. Как и описывалось выше, это связано с несколькими ключевыми факторами: ценой, габаритами и сложностью герметизации разъемных соединений. Последний фактор имеет важное значение для ЭУ, располагающихся в подкапотном пространстве. К таким ЭУ относятся, в частности: Кодовое реле StarLine R4 производства НПО Старлайн https://store.starline.ru/catalog/dopolnitelnoe_oborudovanie/starline_r4/.
Радиомодуль моторного отсека Pandora RHM-06 производства НПО Телеметрия https://alarmtrade.ru/production/radiomodul-motornogo-otseka-pandora-rhm-06/, Модуль GPS/ГЛOHACC-270 (герметичный) производства ТЭК электронике https://tecel.ru/catalog/dopolnitelnуe-ustroуstva-dlуa-okhrannykh-sistem/modul-gps-glonass-270/.
В автомобилестроении распространена конструкция разъемного соединения, когда часть разъема, предназначенная для установки на плату, совмещается с корпусом (частью корпуса) ЭУ. В частности, такая конструкция применяется в подкапотном модуле HCU-230 производства ООО «ТЭК электронике» https://tecel.ru/catalog/dopolnitelnye-ustroystva-dlya-okhrannykh-sistem/podkapotnyy-modul-hcu-230/. В качестве прототипа предложенной полезной модели выбран вышеуказанный подкапотный модуль HCU-230. Разъемное соединение по прототипу (фиг. 1) содержит верхнюю часть 1 корпуса, в которую вставляется ответная часть 2 разъема, к которой подсоединены провода 3, обжатые клеммами, печатную плату 4 с припаянными к ней контактами 5, установленную на нижней части 6 корпуса. На ответной части 2 разъема расположены герметизирующие уплотнители 7. Из конструкции исключена часть разъема, контактирующая с печатной платой. Данная конструкция позволяет немного сэкономить на стоимости одной части разъема, но не влияет на габариты и не решает проблему герметизации, для которой приходится решать вопросы герметизации корпуса, ответной части разъема и проводов.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является уменьшение материалоемкости и упрощение конструкции устройства.
Техническая проблема решается электронным устройством с разъемным соединением, содержащим разъемный полый корпус из двух частей, печатную плату с закрепленными на ней контактами, установленную в первой части корпуса, и провода с клеммами, при этом Особенностью конструкции электронного устройства является то, что вторая часть корпуса выполнена с отверстиями, расположенными напротив контактов, а клеммы проводов закреплены в отверстиях второй части корпуса.
В герметичном исполнении устройства части корпуса соединены друг с другом через уплотнитель, и провода с клеммами герметизированы относительно второй части корпуса посредством уплотнителей.
В предпочтительном варианте выполнения устройства вторая часть корпуса выполнена с выступающим посадочным местом, в котором образованы указанные отверстия.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности исключения из конструкции ответного разъема как отдельной детали за счет совмещения в одной детали корпуса проводной части разъема и части корпуса ЭУ.
Такая конструкция позволяет добиться снижения расхода материалов и, следовательно, стоимости ЭУ за счет отказа от всех частей разъема. Кроме того, достигается уменьшение габаритов ЭУ за счет исключения толщины верхней части корпуса ответной части 2 разъема, выступающего за край посадочного места верхней части 1 корпуса. Также достигается упрощение герметизации за счет отказа от уплотнителей 7 ответной части 2 разъема (фиг. 1).
На фиг. 1 представлен общий вид устройства по прототипу - подкапотный модуль HCU-230 в разобранном состоянии.
На фиг. 2 - общий вид предложенного устройства в разобранном состоянии.
Предложенное электронное устройство с разъемным соединением в герметичном исполнении содержит разъемный корпус, включающий две части - первая (нижняя) часть 8 и вторая (верхняя) часть 9 с отверстиями. В предпочтительном варианте вторая часть 9 корпуса имеет формованное упрощенное выступающее посадочное место 10, в котором образованы указанные отверстия для закрепления клемм проводов 11. Провода 11 с обжатыми клеммами вставляются вместе с уплотнителями 12.
На первой (нижней) части 8 корпуса установлена печатная плата 13, на которой установлены (припаяны) контакты 14, расположенные напротив посадочного места 10 с клеммами проводов 11. На первой части 8 корпуса установлен уплотнитель 15 для герметизации соединения частей 8 и 9 корпуса ЭУ. Если необходимость герметизации отсутствует, то из конструкции исключаются уплотнители 12 и 15.
Кроме двух основных частей 8 и 9 корпус может иметь дополнительные части, например, он может иметь съемную или откидную крышку для доступа, например, к SIM-карте или вставку из прозрачного материала для индикации (на чертеже не показаны).
При сборке ЭУ на производстве провода 11 вставляются в отверстия посадочного места 10, что формирует жгут (кабель). При подключении ЭУ, например, в автомобиле, провода 11 из жгута (кабеля) подключаются необходимым способом согласно технологии (пайка, обжим). Отключать проводку от ЭУ при этом не требуется.
Для отключения ЭУ от проводки (размыкания разъема) требуется снять вторую (верхнюю) часть 9 корпуса. Если отключение проводилось для замены ЭУ, то замене подлежит печатная плата 13 с контактами 14, тогда как корпус, включая подключенную проводку, остается.
Предлагаемая конструкция ЭУ с разъемным соединением может быть реализована на практике при имеющемся уровне развития техники. Более того, заявителем изготовлено и апробировано устройство Релейный модуль ТЕС-4540, которое доказывает возможность реализации предложенной конструкции.