СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОДИРОВКИ БЛОЧНЫХ КАРКАСОВ И СВЯЗАННЫХ С НИМИ ВСТАВНЫХ БЛОКОВ
METHOD FOR MECHANICAL CODING OF SUBRACKS AND ASSOCIATED INSETION PIECES

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и приборостроения, может быть использовано при проектировании блочных каркасов и связанных с ними вставных блоков для обеспечения быстрого, простого монтажа внутренних частей приборов без повреждения монтируемых частей приборов и без ошибок позиционирования.
Здесь и далее по тексту используются термины в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60297-3-101-2006.
При современном уровне развития радиоэлектронной техники вопрос быстрой и безопасной замены вышедших из строя вставных блоков, подключаемых к объединительной плате, является важной составляющей технического совершенства и коммерческого успеха изделия. Во избежание ошибок позиционирования вставных блоков в блочных каркасах существуют различные технические решения, одним из которых является система механического кодирования. Механическое кодирование позволяет избежать повреждения объединительной платы, которое может произойти, если, например, сервисный специалист случайно установит вставной блок в неподходящий проем. Ведь в случае, если объединительная плата не предполагает резервирования, и будет повреждена не только электроника вставного модуля, но и разъем объединительной платы, потребуется замена всей системы, а это повлечет за собой простой – серьезную проблему для эксплуатирующей организации и пользователей оборудования.
Известно технические решение – система ключей, регламентированная стандартом ГОСТ Р МЭК 60297-3-103-2006, представляющая собой способ механического кодирования вставных блоков и блочных каркасов (прототип). Схематичное изображение системы ключей в блочном каркасе и вставных блоках представлено на фиг.1, где:
1 – типовая вставная печатная плата;
2 – ключ, установленный на вставном блоке;
3 – ключ, установленный на блочном каркасе;
4 – типовая направляющая.
Комплектующие для реализации данного способа выпускаются разными компаниями, например, Heitec (режим доступа: https://www.rittal.com/ru-ru/content/ru/produkte/heitec_1/heitec_1.jsp, дата обращения: июль 2021г.). Для реализации данного технического решения ключи (режим доступа: https://elektronik.heitec.de/en/packaging/components-accessories/guide-rails/keys, дата обращения: июль 2021 г.) устанавливаются в гнезда на вставном блоке, у данного конкретного производителя в рукоятку инжектор-экстрактор (режим доступа: https://elektronik.heitec.de/en/packaging/components-accessories/front-panels-handles/handle-type-iv, дата обращения: июль 2021 г.) и блочный каркас, в данном случае кодируемые направляющие блочного каркаса (режим доступа: https://elektronik.heitec.de/en/packaging/components-accessories/guide-rails/keyable-guide-rails-plastic, дата обращения: июль 2021 г.). Таким образом, вставной блок полностью стыкуется разъемами с объединительной платой лишь в том случае, если комбинация ключей на направляющей блока и вставном блоке совпадают, что происходит только если блок устанавливается в корректный проем.
Недостатком данного технического решения является его высокая сложность, т.к. при его использовании необходимо комплектовать каждый радиоэлектронный блок специальными кодируемыми направляющими, ключами. Также потребуется специальный инструмент для установки ключей.
Технической проблемой настоящего изобретения является необходимость преодоления технических недостатков, присущих аналогу, а именно создание простого, легкого и надежного способа механической кодировки блочных каркасов и связанных с ними вставных блоков, позволяющего проводить монтаж вставных блоков в блочные каркасы без ошибок и без повреждений как разъемов, так и самих монтируемых элементов.
Технические результаты заявленного изобретения состоят в обеспечении простоты, легкости, а также повышении надежности способа механической кодировки блочных каркасов и связанных с ними вставных блоков, что в свою очередь обеспечит безошибочное позиционирование вставных блоков в проемах блочных каркасов при монтаже и позволит снизить количество повреждений как разъемов, так и самих блочных каркасов и связанных с ними вставных блоков.
Технические результаты изобретения достигаются тем, что на печатных платах вставных блоков предусмотрены ключи, представляющие собой выступы определенной геометрической формы и размера. На объединительной плате предусмотрены ответные отверстия под данные ключи. Причем геометрическая форма и размеры (длина и ширина) соответствующих ответных отверстий на объединительной плате идентичны форме и размерам (длине и ширине) ключей вставного блока, а места их расположения выбраны так, что ключи войдут в ответные отверстия лишь в том случае, если вставной блок устанавливать в предназначенный для него проем. При этом высота ключей выбирается таким образом, чтобы быть больше высоты разъемов, расположенных на объединительной плате и на печатных платах вставных блоков не менее чем на 1 мм, что позволяет защитить разъемы от повреждений при неправильном позиционировании, не допуская их стыковки.
Таким образом, варьируя количество ключей и ответных отверстий, их расположение и геометрическую форму, можно задать количество комбинаций механической кодировки, стремящееся к бесконечности, без применения дополнительных покупных элементов (упрощение и легкость способа кодировки).
На фиг. 2 представлен блок модульной конструкции прибора, монтаж которого осуществляется с применением способа механической кодировки блочных каркасов и связанных с ними вставных блоков, где:
5 – блочный каркас;
6 – направляющие;
7 – вставной блок;
8 – ключи печатной платы вставного блока;
9 – ответные отверстия для ключей на объединительной плате;
10 – объединительная плата.
Описание осуществления изобретения может быть использовано в качестве примера для лучшего понимания его сущности и изложено со ссылками на фигуру, приложенную к настоящему описанию. При этом приведенные ниже подробности призваны не ограничить сущность изобретения, а сделать ее более ясной.
Рассмотрим реализацию предлагаемого способа на примере осуществления способа механической кодировки блочных каркасов и связанных с ними вставных блоков в приборе «Концентратор сигналов датчиков».
Для осуществления механической кодировки блочного каркаса (5) и связанного с ним вставного блока (7) на вставном блоке (7) с торцевой стороны по краям от разъема печатной платы выполнены ключи печатной платы вставного блока (8), представляющие собой выступы прямоугольной формы. Каждый выступ прямоугольной формы имеет длину, ширину и высоту, причем длина и ширина у ключей отличаются, а высота у всех ключей одинакова.
На объединительной плате 10 выполнены ответные отверстия для ключей (9), причем их форма идентична форме соответствующих ключей (8). Размеры ответных отверстий (9) (длина и ширина) также идентичны размерам соответствующих ключей (8). Ключи печатной платы вставного блока (8) и ответные отверстия для ключей на объединительной плате (9) расположены таким образом, что ключи (8) войдут в ответные отверстия (9) лишь в том случае, если вставной блок (7) устанавливать в предназначенный для него проем, образованный верхней и нижней направляющими (6) на объединительной плате (10). При этом высота ключей (8) больше высоты разъемов, расположенных на объединительной плате и на печатных платах вставных блоков не менее чем на 1 мм, что позволяет защитить разъемы от повреждений при неправильном позиционировании, не допуская их стыковки.
Длина и ширина ключей варьируется, а высота выбирается исходя из высоты разъемов, расположенных на объединительной плате и на печатных платах вставных блоков, - больше наибольшей из этих высот не менее чем на 1 мм. Ответные отверстия на объединительной плате выполняются сквозными.
При установке вставного блока (7) в блочный каркас (5) он направляется между верхней и нижней направляющими (6), т.е. устанавливается в проем. При правильном позиционировании, т.е. если проем выбран корректно, ключи печатной платы вставного блока (8) попадают в ответные отверстия на объединительной плате (9), и происходит стыковка разъемов. При установке вставного блока (7) в некорректный проем, ключи печатной платы вставного блока (8) упираются в корпус объединительной платы (10), препятствуя стыковке разъемов и, соответственно, предотвращая неправильное позиционирование вставного блока в блочном каркасе.
Обеспечение простоты, легкости, а также повышение надежности способа механической кодировки блочных каркасов и связанных с ними вставных блоков достигаются тем, что на печатных платах вставных блоков предусмотрены ключи, представляющие собой выступы определенной геометрической формы и размера; на объединительной плате предусмотрены ответные отверстия под данные ключи. Причем геометрическая форма и размеры (длина и ширина) соответствующих ответных отверстий на объединительной плате идентичны форме и размерам (длине и ширине) ключей вставного блока, а места их расположения выбраны так, что ключи войдут в ответные отверстия лишь в том случае, если вставной блок устанавливать в предназначенный для него проем. При этом высота ключей выбирается таким образом, чтобы быть больше высоты разъемов, расположенных на объединительной плате и на печатных платах вставных блоков не менее чем на 1 мм, что позволяет защитить разъемы от повреждений при неправильном позиционировании, не допуская их стыковки.