БЛОК ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ И КРЕПЕЖНАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК H05K5/00 H05K7/12 

Изобретение относится к электротехнике или радиотехнике и может быть использовано в электротехнической или радиоэлектронной аппаратуре с встроенными блоками, содержащими монтажные узлы с присоединенными на их торцах электрическими соединителями преимущественно прямоугольной формы.

Известен радиоэлектронный блок, содержащий корпус с разъемами на одной его панели, размещенный в корпусе набор параллельных субблоков с рамками и ответными частями разъемов, расположенными на одних сторонах рамок субблоков, и механизм последовательного подключения ответных частей разъемов субблоков с соответствующими разъемами панели корпуса (см. авт. св. СССР N 1598233, кл. Н 05 К 5/00, 1988).

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции, высокая металлоемкость и низкая плотность компановки печатных плат или монтажных узлов.

Известен радиоэлектронный блок, содержащий пакет параллельно установленных печатных плат с разъемами, механически соединенных между собой с помощью крепежных элементов, установленных в соосных печатных плат и дистанционных упоров, размещенных между смежными платами с возможностью взаимодействия их торцов с обращенными к ним поверхностями соответствующих печатных плат (см. авт. св. СССР N 1582368 кл. Н 05 К 5/00, 7/12, 1988), принятый за прототип.

Недостатком данного блока является сложная технология его изготовления, а также снижение прочности и, следовательно, надежности самих печатных плат.

Известно устройство для крепления печатных плат, содержащее направляющие с пазами для размещения печатных плат, установленные в отверстиях направляющих подвижные Г-образные штоки, узлы фиксации подвижных Г-образных штоков относительно направляющих, каждый из которых включает в себя винтовую пару и стопор (см. авт. св. СССР N 1072300, кл. Н 05 К 7/12, 1982).

Для данного устройства характерны сложность конструкции и высокая металлоемкость ее элементов.

Широко известно применение в качестве устройства для крепления монтажных плат и присоединения их к корпусу блока таких элементов, как рамы различных типов, обеспечивающих в соответствующей мере потребные жесткость и прочность конструкции в целом (см. , например, авт. св. СССР N 1531233, кл. Н 05 К 1/00, 1987, авт. св. СССР N 1598233, кл. Н 05 К 5/00, 1988).

Недостатками данного крепежного устройства является сложная технология изготовления блока в целом и высокая металлоемкость конструкции.

Наиболее близким крепежным элементом к предлагаемому устройству является крышка или панель с направляющими пазами для установки по их периметру своими соответствующими торцами печатных плат, установленных радиально относительно монтажной панели (см. авт. св. СССР N 1531235, кл. Н 05 К 5/00, 7/12, 1987).

Недостатком данного устройства является узкая область применения (только блоки цилиндрической формы), невозможность построения компактных модулей электротехнической или радиоэлектронной аппаратуры, относительно высокие требования к точности изготовления, сложность сборки блока в целом, а также специфические требования к изготовлению торцовых частей монтажных плат.

Целью изобретения является повышение технологичности, жесткости, прочности и надежности конструкции, сохраняющей работоспособность, в том числе и в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок, а также повышение плотности монтажа.

Цель достигается за счет новой конструкции крепежного элемента, повышения технологичности сборки блока в целом, а также реализации конструктивной силовой схемы блока с максимальным использованием прочностных характеристик всех его конструктивных элементов и возможности построения на его базе компактных модулей с использованием необходимого количества типовых блоков.

Указанный технический эффект достигается за счет того, что в блоке электротехнической аппаратуры или радиоэлектронном блоке, содержащем корпус и монтажные узлы или платы с присоединенными к ним на их контактных торцах электрическими соединителями в основном прямоугольной формы, установленные параллельно одной из стенок корпуса, монтажные платы с их торцовых частей соединены попарными крепежными панелями, установленными навстречу друг другу и с охватом своими пазами корпусов электрических соединителей с образованием конструктивно жесткого пакета монтажных плат и единым пакетом размещены в корпусе, который выполнен в виде коробки преимущественно прямоугольного сечения, и скреплены с ним.

Такой результат как образование компактных модулей из нескольких блоков достигается тем, что в корпусе размещены несколько пакетов монтажных плат, скрепленных по наружным граням с корпусом, а по внутренним - между собой с помощью крепежных средств.

Заявленный технический результат достигается также тем, что крепежная панель, содержащая пазы для размещения торцовых частей монтажных плат, выполнены в виде прямоугольной пластины с короткой отгибкой, под 90^o, на которой содержатся средства крепления к корпусу, а на длинной полке пластины выполнены вырезы или направляющие пазы, открытые с противоположной отгибке стороны и расположенные по осям, перпендикулярным линии отгибки, причем глубина вырезов не превышает ширины монтажной платы, форма вырезов аналогична форме соответствующей части внешних обводов корпусов соединителей, а число вырезов равно числу монтажных плат в пакете блока аппаратуры.

Для обеспечения большей жесткости и демпфирования колебаний конструктивных элементов в блоке (пакете) при воздействии на него вибраций крепежная панель выполнена с отбортовками по кромкам вырезов или направляющих пазов, к которым присоединены резиновые уплотнители или амортизаторы.

Для обеспечения большей жесткости крепежная панель выполнена с ребрами жесткости вдоль зубьев между пазами.

На фиг. 1 изображен блок, вид спереди и сбоку, состоящий условно из нескольких не полностью заполненных монтажными платами пакетов; на фиг. 2 - крепежная панель, вид спереди и сбоку.

Блок содержит (см. фиг. 1) монтажные платы 1 с присоединенными к ним на их контактных торцах электрическими соединителями 2 прямоугольной формы, установленные параллельно одной из стенок корпуса 3, монтажные платы с их торцовых частей соединены между собой попарными крепежными панелями 4, установленными навстречу друг другу с охватом своими пазами корпусов электрических соединителей с образованием пакетов 5, скрепленных с корпусом 3 и между собой крепежными средствами, например винтами.

Крепежная панель (см. фиг. 2) выполнена из прямоугольной пластины 7 с отгибкой 8 под 90^o, на которой содержатся элементы средств крепления к корпусу, например, в виде резьбовых отверстий 9, на длинной полке пластины выполнены фигурные вырезы или направляющие пазы 10 с отбортовками 11.

Блок работает следующим образом. Внешние силовые воздействия разного типа - растяжение, кручение, изгиб и т. п. - воспринимаются корпусом 3, далее нагрузки передаются на крепежные панели 4, затем перераспределяются на корпусы электрических соединителей 2 и через соединения контактов разъемов и плат на монтажные платы 1. Таким образом, при работе блока в условиях внешних воздействий жесткость конструкции в целом обеспечивается за счет жесткости и прочности всех его конструктивных элементов, что позволяет снизить металлоемкость предложенного устройства в сравнении с известными аналогами при обеспечении технологичности конструкции.

Пакет, собранный из монтажных плат с помощью только крепежных панелей, представляет уже собой единую жесткую конструкцию, способную эксплуатироваться и без корпуса, если возникает такая необходимость.

Приемлемые жесткостные характеристики блока для широкого диапазона условий работы достигаются за счет использования крепежной панели в простом конструктивном исполнении, т. е. пластины с одной отгибкой и пазами для зажима корпусов электрических соединителей.

В некоторых случаях возможны воздействия и диагональных внешних нагрузок. Жесткость и устойчивость в этом случае могут быть увеличены за счет ребер жесткости, выполняемых вдоль зубьев между пазами, или дополнительных боковых отгибок, а также отбортовок по кромке прямоугольных пазов крепежной панели.

Простая технология изготовления всех перечисленных вариантов крепежной панели позволяет оперативно проводить работу по унификации этого элемента для любых расчетных случаев, характеризующих условия эксплуатации блока или модулей, изготовленных на их основе.

Осуществимость предлагаемых технических решений вытекает из следующего.

Крепежная панель изготовляется, например, из стального листа методом штамповки. Толщина листа для панели, тип металла, расстояние между вырезами и между вершинами вырезов и линией отгибки выбираются из условий обеспечения потребностей жесткости крепежной панели и наиболее эффективной технологии ее изготовления. В районе вершины основного прямоугольного выреза выполняется, если необходимо, по оси симметрии выреза дополнительный узкий вырез для размещения крепежного элемента (резьбовой шпильки) электрического соединителя.

В качестве электрических соединителей используются разъемы, например, типа РП-15. Электрические соединители крепятся с торцов монтажных плат, причем к монтажной плате прикрепляются с торцов по одному или несколько соединителей.

При соединении монтажных плат с прикрепленными соединителями в пакеты посредством крепежных панелей имеют место следующие варианты: крепежные панели устанавливают с образованием зазора между зубьями крепежных панелей; крепежные панели устанавливают зубьями встык друг другу; крепежные панели устанавливают внахлест.

Корпус изготавливается из стального, дюралевого или другого листа методом гибки и может иметь один или два открытых торца. Возможно выполнение корпуса с одной или двумя продольными прорезями. Расположение прорезей на гранях корпуса определяется характером внешних нагрузок. В варианте корпуса с одним открытым торцом изготовление корпуса осуществляется из соответствующей заготовки листа или предусматривается дополнительная крышка.

Были изготовлены опытные образцы крепежных панелей и блоков, а также модулей на их основе.

При сборке конструктивные детали скреплялись, например, с помощью винтов, возможно и применение "винт-гайка". Возможно использование также для соединения контактной сварки и др. способов, например, замковых соединений различного типа.

Проверка опытных образцов крепежных панелей и блоков показала их высокие технологические свойства, низкую металлоемкость, высокие жесткостные и прочностные характеристики и широкие возможности для построения универсальных модулей различного назначения из отдельных пакетов монтажных узлов или монтажных плат.

Использование: изобретение решает задачу повышения надежности, технологичности, универсальности конструкции блоков или их модулей с обеспечением низкого уровня металлоемкости. Сущность изобретения: блок содержит монтажные платы с присоединенными к ним на их контактных торцах электрическими соединителями прямоугольной формы, установленные параллельно одной из стенок корпуса, монтажные платы с их торцовых частей соединены между собой попарными крепежными панелями с образованием жесткого пакета и скреплены с корпусом и между собой с помощью крепежных средств. Крепежная панель состоит из прямоугольной пластины с отгибкой под 90, на которой предусмотрены средства крепежных элементов, на длинной полке пластины выполнены параллельные фигурные вырезы, форма которых аналогична форме внешних обводов корпусов электрических соединителей, причем вырезы выполнены с отбортовками. 2 с и 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Блок электротехнической аппаратуры, содержащий корпус и монтажные узлы или платы с присоединенными к ним на их контактных торцах электрическими соединителями в основном прямоугольной формы, установленные параллельно одной из стенок корпуса, отличающийся тем, что монтажные платы с их торцевых частей соединены попарными крепежными панелями, установленными навстречу одна другой с охватом своими пазами электрических соединителей, с образованием конструктивно жесткого пакета монтажных плат, размещенного в корпусе и скрепленного с ним. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе размещено несколько пакетов монтажных плат, скрепленных по наружным граням с корпусом, а по внутренним - между собой с помощью крепежных средств. 3. Крепежная панель, содержащая пазы для размещения торцевых частей монтажных плат, отличающаяся тем, что она выполнена в виде прямоугольной пластины с имеющей средства крепления короткой отгибкой под 90^o на конце, противоположном расположению пазов, а пазы выполнены открытыми, глубиной не более ширины монтажной платы и формой аналогичной форме соответствующей части внешних обводов корпусов электрических соединителей. 4. Панель по п. 3, отличающаяся тем, что она выполнена с отбортовками по кромке пазов, к которым присоединены резиновые уплотнители или амортизаторы. 5. Панель по пп. 3 и 4, отличающаяся тем, что она выполнена с продольными ребрами, расположенными между пазами.