ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УЗЕЛ ДЛЯ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, СОДЕРЖАЩИЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАЖИМ
ELECTRICAL ASSEMBLY FOR MOTOR VEHICLE CONTAINING COAXIAL CABLE AND ELECTRIC CLAMP

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к общей области автомобильной электроники.
В частности, оно касается электрического зажима для заземления посредством обжатия на экране коаксиального кабеля, который предназначен для соединения с антенной автотранспортного средства и который выполнен с возможностью переноса электрического сигнала, передаваемого этой антенной.
Оно касается также электрического узла для автотранспортного средства, содержащего такой электрический зажим, по меньшей мере один коаксиальный кабель и/или устройство крепления и электрического соединения такого зажима на раме автотранспортного средства.
Наконец, оно касается автотранспортного средства, содержащего по меньшей мере одну антенну и такой электрический узел.
Уровень техники
В настоящее время автотранспортные средства содержат от одной до трех антенн, принимающих электромагнитные сигналы. Использование нескольких расположенных рядом друг с другом антенн, число которых обычно выбирают в зависимости от класса транспортного средства, позволяет повысить качество приема электромагнитных сигналов.
Транспортные средства содержат при этом от одного до трех коаксиальных кабелей, которые позволяют соединить каждую из этих антенн с электрическим прибором, как правило, с радиоприемником или с мультимедийным устройством воспроизведения звука и изображений в автотранспортном средстве.
Классически коаксиальный кабель содержит, изнутри наружу, проводящий сердечник, внутреннюю изолирующую оболочку, которая покрывает проводящий сердечник, проводящую оплетку массы (или «экран»), которая покрывает внутреннюю изолирующую оболочку, и наружную изолирующую оболочку, которая покрывает оплетку массы.
В настоящее время отмечается, что прием электрических сигналов на уровне радиоприемника не позволяет достичь желаемого качества, в частности, по причине электромагнитных помех, которые искажают сигналы, переносимые коаксиальными кабелями.
Раскрытие сущности изобретения
Для преодоления вышеупомянутого недостатка известного устройства настоящим изобретением предложено решение, позволяющее уменьшить эти электромагнитные помехи, но не требующее при этом добавления электронного компонента.
В частности, изобретением предложен электрический зажим, содержащий корпус из электропроводящего материала, который содержит по меньшей мере одну пару лапок, вырезанных в корпусе и выполненных с возможностью загиба с первой стороны указанного корпуса, образуя по меньшей мере одно обжимное гнездо, предназначенное для размещения оголенного участка по меньшей мере одного коаксиального кабеля, и средства соединения, выполненные с возможностью соединять электрически указанный корпус с точкой электрической массы указанного автотранспортного средства.
Заявитель установил, что электромагнитные помехи генерируют в коаксиальном кабеле остаточные токи, которые искажают сигналы, принимаемые радиоприемником. Он также установил, что, подключая на массу транспортного средства промежуточную часть оплетки массы (то есть часть оплетки массы, которая находится на расстоянии от концов коаксиального кабеля), можно значительно уменьшить электромагнитные помехи, возмущающие сигналы.
Таким образом, изобретение относится к электрическому узлу для автотранспортного средства, содержащему вышеупомянутый электрический зажим, лапки которого загнуты, и по меньшей мере один коаксиальный кабель, имеющий на расстоянии от своих концов оголенный участок, обжатый в обжимном гнезде между указанными лапками.
При помощи нескольких пар лапок зажим в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает «передачу массы» на экран нескольких коаксиальных кабелей, чтобы повысить качество сигналов, принимаемых в необходимых частотах.
Кроме того, конструкция зажима в соответствии с настоящим изобретением является очень простой, поэтому его выпуск можно легко наладить в промышленных масштабах при очень низкой себестоимости.
Использование по меньшей мере двух параллельных обжимных гнезд позволяет соединить по меньшей мере два коаксиальных кабеля с одним зажимом.
Применение метода обжатия для соединения экрана с зажимом обеспечивает также хорошее электрическое соединение, которое позволяет эффективно удалять паразитные токи к точке массы транспортного средства.
Обжатие коаксиального кабеля предпочтительно можно осуществлять при помощи полуавтоматического средства, такого как механизированные пассатижи, в последовательном режиме, чтобы контролировать равномерность обжатия каждого коаксиального кабеля.
Зажим в соответствии с настоящим изобретением имеет также следующие другие предпочтительные и не ограничительные признаки:
- в загнутом положении указанные лапки каждой пары загнуты вдоль двух параллельных сегментов и расположены в двух по существу параллельных плоскостях с точностью до 20 градусов;
- с двух сторон от по меньшей мере первой из двух лапок каждой пары указанный корпус содержит два язычка, вырезанные в указанном корпусе и выполненные с возможностью загиба с первой стороны указанного корпуса;
- в загнутом положении указанные язычки загнуты вдоль двух сегментов с осями, совпадающими с осью сегмента первой лапки;
- предусмотрены средства крепления на указанном автотранспортном средстве, вырезанные в указанном корпусе;
- предусмотрены точно три пары лапок, которые вырезаны в указанном корпусе и выполнены с возможностью загиба с первой стороны указанного корпуса, образуя другие обжимные гнезда, предназначенные для размещения оголенных участков других коаксиальных кабелей; и
- смежные обжимные гнезда имеют средние оси, отстоящие друг от друга на расстояние, составляющее от 10 до 30 миллиметров.
Объектом изобретения является также электрический узел для автотранспортного средства, содержащий вышеупомянутый электрический зажим, в котором средства соединения содержат отверстие, вырезанное в указанном корпусе, и устройство крепления и электрического соединения, содержащее, с одной стороны, штырь массы, пропускаемый через указанное отверстие для крепления и электрического соединения указанного электрического зажима с указанным устройством крепления и электрического соединения, и, с другой стороны, средства подгонки указанного зажима.
Наконец, объектом изобретения является автотранспортное средство, которое содержит, с одной стороны, по меньшей мере одну антенну, выполненную с возможностью улавливать электромагнитные волны для передачи электрического сигнала, и, с другой стороны, вышеупомянутый электрический узел, позволяющий переносить указанный электрический сигнал в автотранспортном средстве до электрического соединителя.
Осуществление изобретения
Изобретение и его выполнение будут более понятны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие не ограничительные примеры.
На прилагаемых чертежах:
Фиг. 1 - схематичный вид части рамы автотранспортного средства, на которой закреплен заявленный зажим.
Фиг. 2 - схематичный вид в разрезе коаксиального кабеля и части зажима, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3-5 - схематичные виды в плане зажима, показанного на фиг. 1, в котором закреплены соответственно один, два и три коаксиальных кабеля.
Фиг. 6 - схематичный вид в перспективе зажима, показанного на фиг. 1.
Фиг. 7 - схематичный вид в перспективе части крепления и электрического соединения, выполненной с возможностью установки на ней зажима, показанного на фиг.6.
Фиг. 8 - схематичный вид в перспективе варианта выполнения зажима, показанного на фиг. 1.
Фиг. 9 - схематичный вид в перспективе варианта выполнения части крепления и электрического соединения, показанной на фиг. 7.
Прежде всего необходимо отметить, что идентичные или подобные элементы различных вариантов выполнения, показанных на различных фигурах, имеют одинаковые обозначения, и их повторное описание будет опускаться.
Как правило, автотранспортное средство содержит радиоприемник и одну или несколько антенн для приема электромагнитных сигналов. Эти антенны позволяют преобразовывать улавливаемые электромагнитные сигналы в электрические сигналы, чтобы радиоприемник мог принимать радиопередачи на разных частотах, в частности, в диапазонах АМ (около 765 кГц), FM (от 87,5 до 108 МГц) и DAB (например, от 174 до 240 МГц).
Как правило, автотранспортное средство содержит одну, две или три антенны.
Чтобы предавать не только звук, но также изображения, или чтобы передавать цифровые данные при помощи мультимедийного прибора, число антенн может превышать три.
Каждая из этих антенн соединена с радиоприемником через коаксиальный кабель.
Как показано на фиг. 2, такой коаксиальный кабель 10 классически содержит, изнутри наружу, проводящий сердечник 11, внутреннюю изолирующую оболочку 12, которая покрывает проводящий сердечник 11, проводящую оплетку массы (или «экран 13»), которая покрывает внутреннюю изолирующую оболочку, и наружную изолирующую оболочку 14, которая покрывает экран 13. Этот коаксиальный кабель имеет наружный диаметр, составляющий от 2 до 4,8 миллиметров.
Как показано на фиг. 1, рассматриваемое в данном случае автотранспортное средство содержит металлическую раму 5 (которая образует массу транспортного средства) и три антенны (не показаны), соединенные с радиоприемником (не показан) через три идентичных и отдельных коаксиальных кабеля 10, 20, 30. Эти три коаксиальных кабеля 10, 20, 30 выходят из одного кожуха 4 и имеют, каждый, входной конец, соединенный с одной из антенн, и выходной конец, соединенный с клеммой 1А, 2А, 3А электрического соединения, выполненной на автотранспортном средстве. Каждая из этих клемм 1А, 2А, 3А соединена с радиоприемником напрямую или опосредованно через другую часть 1, 2, 3 антенного кабеля.
Для обеспечения удаления остаточных токов, проходящих в экране 13, настоящим изобретением предложено соединить промежуточную часть экрана каждого коаксиального кабеля 10, 20, 30 с металлической рамой 5 автотранспортного средства.
Под «промежуточной частью» следует понимать часть, находящуюся на расстоянии от концов рассматриваемого коаксиального кабеля. Положение этой промежуточной части выбирают, в частности, таким образом, чтобы ее расстояние до клемм 1А, 2А, 3А составляло от 50 мм до 500 мм.
Для облегчения удаления этих остаточных токов настоящим изобретением предложено зачистить наружную изолирующую оболочку каждого коаксиального кабеля на уровне промежуточной части и использовать электрический зажим 40, соединяя его с этой оголенной частью 15 (см. фиг. 2).
Соединяя с потенциалом массы участок экрана коаксиального кабеля, удаленный от антенны, изобретение позволяет расположить антенну на любой части транспортного средства из электроизолирующего материала без использования близкой металлической конструкции, например, на щитке приборов или на открывающейся части, например, на крышке багажника, выполненной из синтетического материала для облегчения транспортного средства и, следовательно, для снижения расхода топлива и соответственно уменьшения нежелательных выбросов газов. Подключение к потенциалу массы в промежуточной части позволяет также не пропускать остаточные токи, которые могут появляться в экране, слишком близко к соединению с электронным прибором-приемником, с которым соединен другой конец кабеля.
Пример выполнения зажима 40 детально показан на фиг. 6.
Как видно на этой фигуре, зажим 40 выполнен в виде единой детали из электропроводящего материала, например, из меди или из стали. В данном случае он выполнен посредством разрезания и сгибания металлической листовой заготовки.
Этот зажим содержит корпус 41, который соответствует тому, что остается от металлического листа заготовки после ее разрезания.
На фиг. 6 этот корпус 41 показан в загнутом состоянии. Разумеется, его можно поставлять в не загнутом (то есть в плоском) состоянии, и загибание осуществляет изготовитель автотранспортного средства или электромонтажник. Следует отметить, что моноблочная конструкция корпуса 41, показанного в данном случае для более чем одного кабеля, облегчает монтаж на транспортном случае, поскольку позволяет избегать манипулирования несколькими деталями. Моноблочная конструкция обеспечивает также лучшую электрическую непрерывность, необходимую, в частности, для приема высоких частот.
По отношению к этом корпусу 41 можно определить две стороны: переднюю сторону, находящуюся на первой из двух поверхностей 42 корпуса 41, и противоположную заднюю сторону.
Согласно наиболее предпочтительному отличительному признаку изобретения, этот корпус 41 содержит две основные части, а именно:
- средство 46 соединения, выполненное с возможностью электрически соединять корпус 41 с рамой 5 автотранспортного средства, и
- несколько пар лапок 51, 52, вырезанных в корпусе 41 и загнутых друг к другу с передней стороны, ограничивая между собой обжимное гнездо 50, предназначенное для размещения оголенного участка 15 коаксиального кабеля 10.
В данном случае, поскольку зажим 40 предусмотрен для использования с тремя коаксиальными кабелями 10, 20, 30, корпус 41 содержит три идентичные пары лапок 51, 52; 61, 62; 71, 72, которые ограничивают три обжимных гнезда 50, 60, 70. Каждое обжимное гнездо в данном случае ориентировано вдоль средней оси А50, А60, А70.
На практике, каждая лапка представляет собой прямоугольную пластинку, которая имеет три свободных края и четвертый край, соединенный с остальной частью корпуса 41.
Лапки 51, 52; 61, 62; 71, 72 каждой пары загнуты вперед по существу под прямым углом вдоль двух параллельных сегментов 53, 54; 63, 64; 73, 74.
До установки коаксиальных кабелей обе лапки каждой пары могут быть загнуты в положение ожидания в непараллельных плоскостях, образуя открытый в переднем направлении двугранный угол (что облегчает пропускание коаксиальных кабелей между лапками).
После установки коаксиальных кабелей обе лапки каждой пары загибают в по существу параллельных плоскостях с точностью до 20 градусов для обжатия оголенной части 15 каждого коаксиального кабеля 10, 20, 30.
В варианте выполнения, представленном на фиг. 6, корпус 41 содержит прямоугольную главную часть 43, которая имеет два отверстия, в которых вырезаны соответственно две из трех пар лапок 61, 62; 71, 72, и концевой край, на уровне которых вырезана третья пара лапок 51, 52. Предпочтительно главная часть 43 является моноблочной и является общей по меньшей мере для двух пар лапок 61, 62; 71, 72, чтобы обеспечивать лучшую эквипотенциальность между парами лапок.
Каждая пара лапок соединена с прямоугольным основанием 57, 67, 77, которое расположено в плоскости главной части 43, таким образом, что обе лапки имеют вместе со своим основанием поперечное сечение U-образной формы.
На фиг. 6 видно, что каждое основание 57, 67, 77 связано с главной частью 43 корпуса 41 зажима 40 через два плеча, которые имеют вместе с соответствующим основанием 57, 67, 77 U-образную форму.
В данном случае пары лапок 51, 52; 61, 62; 71, 72 распределены таким образом, что средние оси А50, А60, А70 обжимных гнезд 50, 60, 70 проходят по существу параллельно друг другу и средние оси смежных гнезд (А50, А60 и А60, А70) отстоят друг от друга на расстояние D1, составляющее от 10 до 30 миллиметров.
Выражение «по существу параллельно» значит, что оси являются либо строго параллельными и отдельными, либо наклонены под углом менее 20 градусов.
Для обеспечения лучшего направления коаксиальных кабелей 10, 20, 30 в их обжимные гнезда 50, 60, 70 корпус 41 содержит с двух сторон от по меньшей мере одной из лапок 51, 61, 71 каждой пары два язычка 55, 56; 65, 66; 75, 76, вырезанные в корпусе 41 и загнутые вперед под углом, меньшим угла наклона лапок 51, 61, 71.
Наружная изолирующая оболочка каждого коаксиального кабеля 10, 20, 30 может опираться на эти язычки 55, 56; 65, 66; 75, 76 (с двух сторон от оголенной части 15) таким образом, чтобы коаксиальные кабели не могли чрезмерно изгибаться, что позволяет избегать разрыва экрана 13.
Оба язычка 55, 56; 65, 66; 75, 76, расположенные сбоку каждой лапки, проходят, в частности, от соответствующего основания 57, 67, 77 и соединены с ним через сегменты с осями, совпадающими с осью сегмента 53, 63, 73 этой же лапки 51. Иначе говоря, лапка и расположенные сбоку от нее оба язычка загнуты по одной линии изгиба, что позволяет снизить расходы по изготовлению зажима 40.
Зажим 40 может быть поставлен отдельно изготовителю автотранспортного средства или может быть поставлен с одним или несколькими коаксиальными кабелями. Так, как показано на фиг. 3-5, зажим 40 может быть поставлен по выбору:
- с коаксиальным кабелем 10, промежуточная часть которого будет зачищена, затем обжата между двумя лапками зажима 40 и на конце которого будет установлен соединитель 10А, вставляемый в одну из вышеупомянутых клемм 1А, 2А, 3А (фиг. 3),
- с двумя коаксиальными кабелями 10, 20, каждый из которых имеет оголенную промежуточную часть, обжатую между одной из пар лапок зажима, и конец с установленным на него соединителем 10А, 20А, вставляемым в две из вышеупомянутых клемм 1А, 2А, 3А (фиг. 4),
- с тремя коаксиальными кабелями 10, 20, 30, каждый из которых имеет оголенную промежуточную часть, обжатую между одной из пар лапок зажима, и конец с установленным на него соединителем 10А, 20А, 30А, вставляемым в одну из вышеупомянутых клемм 1А, 2А, 3А (фиг.5).
Для облегчения крепления и электрического соединения зажима 40 с рамой 5 автотранспортного средства последняя содержит показанную на фиг. 7 часть 90 крепления и электрического соединения.
Эта часть 90 крепления и электрического соединения, называемая в дальнейшем «соединительной фишкой», как показано, содержит основание 91, контур которого имеет яйцевидную форму. На практике это основание принадлежит к раме, и форма контура соответствует произвольному вырезу рамы без реального существования, просто для лучшего понимания фигуры. Иначе говоря, часть 90 крепления и соединения может быть частью металлической рамы транспортного средства и не ограничивается показанным на фигуре контуром.
Эту соединительную фишку 90 можно, в случае необходимости, выполнить из металлического материала и покрыть изолирующей краской. В варианте для изготовления соединительной фишки 91 можно использовать другой материал.
Для крепления и электрического соединения зажима 40 соединительная фишка 90 содержит, с одной стороны, штырь 94 массы, вставляемый через отверстие 46, выполненное в корпусе 41 зажима 40, и, с другой стороны, средства 97, 98 подгонки, выполненные с возможностью взаимодействовать с соответствующими крепежными средствами 80 зажима 40.
В данном случае штырь 94 массы выполнен от передней поверхности 92 основания (то есть рамы) перпендикулярно к этой поверхности. Он имеет сужение сечения, то есть имеет нижнюю круглую цилиндрическую часть 96 первого диаметра и верхнюю круглую цилиндрическую часть 95 второго диаметра, меньшего, чем первый диаметр. Уступ между этими двумя частями ограничивает поверхность 99 упора кольцевой формы. Этот штырь 94 массы соединяют с рамой 5 транспортного средства при помощи операции запрессовки или сварки.
Соответственно, как показано на фиг. 6, главная часть 43 корпуса 41 зажима 40 имеет на одном из своих краев часть 44, которая выполнена с наклоном (или перпендикулярно) относительно главной части 43 и от конца которой отходит фланец 45. Этот фланец 45 расположен в плоскости, параллельной относительно плоскости главной части 43 корпуса 41. Расстояние между этими двумя плоскостями равно высоте нижней части 96 штыря 90 массы. В этом фланце 45 предусмотрено отверстие 46, которое сажают на штырь 90 массы. Оно расположено таким образом, что ось, проходящая через центр отверстия 46 и через центр лапок, является ортогональной к средним осям А50, А60, А70. Таким образом, после установки зажима 40 на устройстве 90 крепления и электрического соединения штырь 94 массы не препятствует прохождению коаксиальных кабелей 10, 20, 30. В данном случае отверстие 46 является круглым и имеет диаметр, равный, если не считать монтажного зазора, диаметру верхней части 95 штыря 90 массы.
В варианте, показанном на фиг. 8, это отверстие 46 может иметь вытянутую форму, и его ширина равна, если не считать монтажного зазора, диаметру верхней части 95 штыря 90 массы, а длина строго превышает этот диаметр (что требует меньшей точности при вырезании в зажиме 40 и, следовательно, позволяет уменьшить стоимость). В любом случае после посадки отверстия 46 на штырь 90 массы задняя поверхность фланца 45 прижимается к поверхности 99 упора штыря 90 массы, обеспечивая хорошее электрическое соединение между этими двумя элементами.
Как показано на фиг. 7, соединительная фишка 90 содержит в качестве «средств подгонки» два прямоугольных отверстия 97, 98, расположенные рядом друг с другом на одинаковом расстоянии от штыря 90 массы.
Как показано на фиг. 6, корпус 41 зажима 40 соответственно содержит в качестве «крепежных средств 80» два плеча 81, 83, которые проходят в противоположных направлениях от двух противоположных краев главной части 43 корпуса 41 зажима 40.
Каждое из этих двух плеч 81, 83 имеет плоский свободный конец 85, 86, расположенный в плоскости главной части 43 корпуса 41 зажима 40, часть 82, 84 общей U-образной формы, загнутую назад, которая образует подобие пластинчатой пружины, защелкиваемой в соответствующем отверстии 97, 98 соединительной фишки 90. Для этого загнутая часть 82, 84 каждого плеча 81, 83 соединена со свободным концом 85, 86 плеча и с главной частью 43 корпуса 41 зажима 40 через концы, загнутые друг к другу, причем эти концы образуют подобие крючков, выполненных с возможностью защелкиваться на задней поверхности 93 соединительной фишки 90.
На фиг. 8 видно, что плечи 81, 83 могут быть расположены не вдоль одной оси относительно друг друга, как в случае, показанном на фиг. 6, а параллельно друг другу вдоль главной части 43 корпуса 41 зажима 40.
В заключение необходимо отметить, что зажим 40 можно использовать на любом типе автотранспортного средства, независимо от числа его антенн. Он обеспечивает предварительное удержание коаксиальных кабелей 10, 20, 30 по оси клемм 1А, 1В, 1С, когда отверстие 46 сажают на штырь 94 массы. Он обеспечивает также хорошее крепление и хорошее электрическое соединение экрана каждого коаксиального кабеля на раме 5 автотранспортного средства.