СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2023 года по МПК H01R12/70 

Изобретение относится к способам и устройствам электрических соединений многоконтактных разъемов внешнего ввода-вывода с печатной платой функционального устройства различных объектов и может быть использовано при создании различной радиоэлектронной аппаратуры.

Известно устройство электрических соединений (RU 132625), содержащее многоконтактные разъемы с трубчатыми хвостовиками контактов, монтажные проводники, подключенные на одном конце к хвостовикам контактов каждого разъема, а на другом конце - к печатной плате аппаратуры. Монтажные проводники выполнены в виде печатных полосковых линий с заданным волновым сопротивлением, сгруппированных для каждого разъема в плоский печатный шлейф, подключенный к трубчатым хвостовикам контактов разъемов через металлические стержни, закрепленные в хвостовиках.

К недостаткам данного устройства можно отнести использование многоконтактных разъемов только с трубчатыми хвостовиками контактов, подключение монтажных проводников к трубчатым хвостовикам контактов многоконтактных разъемов только через металлические стержни, закрепленные в хвостовиках, а также крепление монтажных проводников на печатную плату аппаратуры посредством пайки, что увеличивает габариты изделия из-за необходимости размещения монтажных проводников, а также приводит к ошибкам при пайке монтажных проводников и как следствие увеличивает количество бракованных изделий при производстве.

Известно устройство электрических соединений (RU 161458) которое содержит, по крайней мере, один многоконтактный разъем с хвостовиками контактов, монтажные проводники, подключенные на одном конце к хвостовикам контактов разъема, а на другом - к переходной печатной плате с малогабаритным разъемом. При этом малогабаритный разъем переходной печатной платы соединен с малогабаритным разъемом печатной платы аппаратуры. Габариты и геометрия поперечного сечения переходной печатной платы в части малогабаритного разъема вписаны в круг окна в стенке корпуса для размещения многоконтактного разъема. Диаметр окна выполнен соразмерным диаметру многоконтактного разъема.

К недостаткам данного устройства можно отнести необходимость использования пайки монтажных проводников для соединения переходной печатной платы с малогабаритным разъемом, что повышает сложность при осуществлении монтажа, которая приводит к ошибкам, снижает технологичность и увеличивает количество бракованных изделий при их производстве.

Известны способ и система встраивания переходных объединительных плат для облегчения разделения проводов (RU 2625915) включающие установку многомерной объединительной платы с установленными на ней соединителями, прикрепление соединителей оборудования к соответствующим соединителям на объединительной плате и многомерную объединительную плату, содержащую множество композитных слоев, множество гибких схемных слоев, содержащих электрические проводники, при этом гибкие схемные слои расположены между множеством композитных слоев, множество соединителей, прикрепленных к объединительной плате и содержащих контакты, выполненные с возможностью взаимодействия с конкретными контактами указанных электрических проводников, причем первая часть соединителей выполнена с возможностью прикрепления к ответным соединителям, связанным с проводами, а вторая часть соединителей выполнена с возможностью прикрепления к ответным соединителям, связанным с оборудованием.

К недостаткам указанного способа, предназначенного для трассировки сигналов между функциональными блоками и устройствами авиационного оборудования, можно отнести отсутствие стандартизованных внутренних кабелей (шлейфов) и использование для переноса сигналов непосредственно длинных гибко-жестких объединительных плат. В результате увеличиваются габариты и стоимость соединительных плат, что ограничивает область применения, снижает технологичность и экономичность указанного способа.

Задачей предлагаемого изобретения является создание технологичного способа соединения промышленного оборудования с внешними устройствами, исключающего монтаж проводов непосредственно на выводном соединителе разрабатываемого промышленного оборудования, с сохранением при этом всех преимуществ применения стандартных выводных соединителей.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в создании способа соединения промышленного оборудования при помощи компактного устройства трассировки сигналов промышленного оборудования за счет разработки надежного и виброустойчивого устройства узла подключения выводного соединителя, обеспечивающего компактность монтажа и высокую производительность монтажных работ, исключающих пайку монтажных проводников при монтаже многоконтактного разъема и печатной платы.

Полученный результат достигается тем, что предлагается способ соединения промышленного оборудования, включающий определение номенклатуры выводных соединителей для подключения внешних устройств и их размещение на установочной панели корпуса промышленного оборудования, проектирование и изготовление индивидуальных или сгруппированных узлов подключения соединительного устройства для подключения выводных соединителей внешних устройств с внутренними шлейфами промышленного оборудования, монтаж соединительного устройства при котором размещенные на корпусе промышленного оборудования выводные соединители устанавливаются в спроектированные и изготовленные узлы подключения и осуществляется установка внутренних шлейфов разрабатываемого промышленного оборудования и соединительное устройство, которое состоит из по меньшей мере одного узла подключения выводного соединителя, включающего стандартный промышленный соединитель и многослойную текстолитовую плату с узлом подключения выводного стандартного промышленного соединителя и узлом подключения соединителя внутреннего шлейфа промышленного оборудования, предназначенного для приема сигналов от внешних устройств, причем взаимное расположение, частотные и нагрузочные характеристики токовых линий многослойной текстолитовой платы выполнены с учетом известных номинальных параметров целевых расключаемых сигналов так, что обеспечивают надежную и независимую от типа внешнего соединителя трассировку сигналов непосредственно до узла подключения внутреннего шлейфа промышленного оборудования.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - корпус промышленного оборудования с установочной панелью;

Фиг. 2 - узел подключения соединительного устройства;

Фиг. 3 - монтаж соединительного устройства,

где:

1 - корпус промышленного оборудования,

2 - установочная панель,

3 - стандартный промышленный соединитель,

4 - выводные хвостовики промышленного соединителя,

5 - зона (узел) подключения стандартного промышленного соединителя,

6 - многослойная текстолитовая плата,

7 - соединитель внутреннего шлейфа промышленного оборудования,

8 - зона (узел) подключения соединителя внутреннего шлейфа промышленного оборудования.

Ключевым моментом предлагаемой технологии является применение многослойных текстолитовых плат, позволяющих осуществить эффективную трассировку непосредственно до зоны (узла) подключения сигналов. Надежный электрический и механический контакт обеспечивается методом пайки в отверстие и заливкой внутреннего объема выводного хвостовика при монтаже соединителя на плату. При этом из-за большого количества точек подпайки к плате соединительного устройства, отсутствует необходимость в его крепеже к несущим элементам корпуса, поскольку многослойная текстолитовая плата окажется надежно припаянной к соединителям, исключая возможность снижения качества электрического контакта и нарушения целостности конструкции по причине неконтролируемого самопроизвольного перемещения платы при воздействии на нее вибрации/удара/термоциклирования.

Несмотря на то, что соединители выводного монтажа не ориентированы на автоматизированный монтаж, в случае применения предлагаемого решения - происходит значительное снижение трудоемкости монтажа, что дает выигрыш по скорости установки соединителей в основном за счет отказа от времени на зачистку и залуживание проводников, отсутствия необходимости увязки и трассировки жгутов. Дополнительным преимуществом является техническая невозможность ошибки монтажа, а также высокая повторяемость изготавливаемого изделия (независимость от квалификации монтажника).

Подключенная к одному или нескольким (при необходимости) соединителям многослойная текстолитовая плата эффективно трассирует и, при необходимости, группирует сигналы подключаемых соединителей. Сформированные группы сигналов (сигнальные шины) далее посредством внутренних шлейфов подключаются к внутренним модулям в составе промышленного оборудования. При этом могут использоваться технологии соединения «плата-плата», либо «плата-кабель». Кроме того, использование многослойной текстолитовой платы обеспечивает также уникальную возможность трассировки согласованных высокочастотных сигналов.

Использование унифицированных типовых плат, ответных к конкретным типовым выводным соединителям позволит обеспечить высокую технологичность, полностью отказаться от монтажа проводов непосредственно на выводном соединителе разрабатываемого промышленного оборудования, но при этом сохранить все преимущества применения выводных соединителей, изначально рассчитанных на монтаж на провод, а также обеспечить унификацию подключения сигнальных шин внутри промышленного оборудования.

Изобретение относится к способам и устройствам электрических соединений многоконтактных разъемов внешнего ввода-вывода с печатной платой функционального устройства различных объектов. Технический результат заключается в обеспечении высокой производительности монтажных работ, исключающих пайку монтажных проводников при монтаже многоконтактного разъема и печатной платы. Разработаны электрическое соединительное устройство и способ соединения промышленного оборудования, использующие по меньшей мере один узел подключения, включающий стандартный промышленный соединитель, многослойную текстолитовую плату, соединенную с одной стороны с выводными хвостовиками стандартного промышленного соединителя методом пайки их в сквозные отверстия в плате с заливкой внутреннего объема выводного хвостовика, а с другой стороны соединенную с узлом подключения соединителя внутреннего шлейфа промышленного оборудования, предназначенного для приема сигналов от внешних устройств, причем токовые линии многослойной текстолитовой платы выполнены так, что обеспечивают трассировку сигналов от узла подключения стандартного промышленного соединителя непосредственно до узла подключения соединителя внутреннего шлейфа промышленного оборудования. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электрическое соединительное устройство, состоящее из по меньшей мере одного узла подключения, включающего стандартный промышленный соединитель и многослойную текстолитовую плату, соединенную методом пайки с узлом подключения выводного стандартного промышленного соединителя и узлом подключения соединителя внутреннего шлейфа промышленного оборудования, предназначенного для приема сигналов от внешних устройств, причем токовые линии многослойной текстолитовой платы выполнены так, что обеспечивают надежную и независимую от типа выводного стандартного промышленного соединителя трассировку сигналов от узла подключения выводного стандартного промышленного соединителя непосредственно до узла подключения внутреннего шлейфа промышленного оборудования.

2. Способ соединения промышленного оборудования, включающий определение номенклатуры выводных соединителей для подключения внешних устройств и их размещение на корпусе промышленного оборудования, проектирование, изготовление и монтаж соединительного устройства по п. 1 путем размещения на корпусе промышленного оборудования стандартных промышленных соединителей и установки их методом пайки в отверстия многослойной текстолитовой платы, установки и подключения к текстолитовой плате узлов соединителей внутренних шлейфов промышленного оборудования.