Многоклеммный штепсельный модуль Советский патент 1975 года по МПК H01R24/02 H01R13/533 

(54) МНОГОКЛЕММНЫЙ ШТЕПСЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ

1

Изобретение относится к штепсельным разъемам для присоединения различных датчиков к приборам для измерения и контроля измеряемых величин.

При измерении уровня топлива в баке самолета такие штепсельные разъемы используются для подсоединения многочисленных емкостных чувствительных элементов, расположенных внутри бака, к одному или более указателям количества топлива, установленным на самолете.

Известные штепсельные разъемы такого вида имеют большие габариты и при температуре порядка 200-260°С не обеспечивают нормальной работы из-за возможного нробоя изоляции.

Для повышения термостойкости и уменьшения габаритов в предлагаемом многоклеммном штепсельном модуле корпус выполнен термостойким, укреплен, по крайней мере, на части наружной поверхности и охватывает, по крайней мере, два вторых контакта клемм, связанных между собой, при этом металлическое покрытие нанесено, по крайней мере, в части изолирующего корпуса и соединяет между собой вторые контакты.

Изолирующий корпус выполнен из термонластика, выдерживающего высокие температуры, предпочтительно из ароматического по лисульфона, могуш.его нести на себе тонкий металлический слой, который при температурах порядка 200-260°С не отстает от корпуса и не обнаруживает миграции серебра.

Предлагаемый модуль пригоден для двухконтактных клемм, имеющих экранированные или покрытые защитным слоем контакты, и в одном воплощении включает ряд двухконтактных клемм, расположенных вокруг токосъемного кольца или другого элемента для соединения между собой части одного из контактов в каждой из двух или более клемм. Изолирующий корпус, выполненный конструктивно

как единый целый элемент, формуется по нарумшой новерхности контактного кольца и служит для изоляции внутреннего контакта от внешнего в каждой клемме и одновременно изолирует от внутреннего контакта смежную

с ним часть токосъемного кольца. Металлический слой армируется по наружной поверхности изолирующего корпуса и простирается между двумя и более наружными контактами клемм.

Это металлическое покрытие служит экраном как для токосъемного кольца, так и для части каждой из отдельных клемм. В некоторых случаях металлическое покрытие может

простираться вокруг каждого внутреннего контакта в виде индивидуального экрана и наносится на внутреннюю изоляционную втулку, которая выполнена предпочтительно из пластика, выдерживающего высокие температуры.

Двухконтактные экранированные клеммы преимущественно расположены на токосъемном кольце снаружи, образуя внутреннюю полость для момента одной или более дополнительных групп клемм. В этой компоновке наружная группа клемм образует посадочное место для монтажа клемм внутри, а также служит для их экранирования. Внутри этого полого пространства располагаются также плоские изолирующие прокладки в форме дисков, служащие для изоляции клемм и их монтажа.

Вокруг наружных и внутренних штепсельных узлов, прокладок и дополнительных клемм располагаются передние и задние вкладыщи с отверстиями, в которые входят передние и задние клеммы.

Преимуществом многоклеммных штепсельных разъемов предлагаемого модуля является то, что металлическое покрытие армировано в изолирующий корпус модуля и может также функционировать при этих температурах без отслаивания от корпуса.

Металлическое покрытие обеспечивает индивидуальное экранирование внешних клемм, а также служит экраном для внутренних клемм.

Кроме того, всем блокам в целом обеспечиваются посадочные гнезда для одно- и двухконтактных клемм, причем с относительно малым весом и габаритами.

На фиг. 1 представлен предлагаемый модуль, вид в перспективе на его элементы; на фиг. 2 - двухконтактные клеммы и наружное токосъемное кольцо, образующее наружный штепсельный узел, вид спереди; на фиг. 3 - двухконтактная клемма и связанная с ней часть токосъемного кольца до наложения металлического покрытия, разрез; на фиг. 4 - предлагаемый модуль, вид сбоку в разрезе; на фиг. 5 - то же, вид спереди; на фиг. 6 - схема компоновки клемм.

Модуль состоит из одной или более двухконтактных клемм, расположенных спереди его, и расположенных рядом с одной или более двухконтактных клемм, размещенных с обратной стороны модуля. Каждый контакт изолирован от другого и приспособлен для подсоединения к внешней проводке. Для связи между собой внутреннего или первого контакта двух или более клемм предусмотрено токопроводящее кольцо или другое средство, которое вставляется между рядом клемм, расположенных спереди и сзади модуля.

Изолирующий корпус, выполненный из изолирующего материала, выдерживающего высокие температуры, формуется, по крайней мере, на части наружной поверхности токопроводящего кольца, или крепится к нему какимлибо другим способом, и охватывает два или более вторых контактов, соединенных между собой клемм. Тонкое металлическое покрытие, армирующее, по крайней мере, часть изолирующего корпуса, служит для соединения вторых контактов двух или более клемм. Этот металлический слой имеет толщину 25,4- 50,8X10 мм, а толщину до 25, мм может нести два или более слоев экранирующего металла (никель или золото), который в комбинации выдерживает температуру до 200-260°С без отслаивания от корпуса и без миграции серебра при высоких температурах.

5 Модуль состоит из некоторого количества двухконтактных клемм, расположенных вокруг токопроводящего кольца, образуя таким образом наружный штепсельный узел, имеющий пустую внутреннюю часть, и некоторого

количества других клемм на внутреннем токопроводящем кольце, образующих внутренний щтепсельный узел. Изолирующий корпус, выполненный как один целый элемент из пластика, выдерживающего высокие температу5 ры, формируется на наружной поверхности токопроводящего кольца наружного штепсельного узла и охватывает часть центрального контакта двухконтактной клеммы. Металлическое покрытие наносится, по

0 крайней мере, на часть изолирующего корпуса и служит для соединения между собой внешнего или второго контакта в двухконтактной клемме. А1одуль 1 (фиг. 1-5) содержит внешний

5 штепсельный узел 2, расположенный вокруг внутреннего узла 3, смещенные щтепсельные вилки 4 и 5, прокладки 6 и 7, в сборе располагающиеся между передним 8 и задним 9 вкладыщем. В свою очередь, вкладыши 8 и 9

0 размещены внутри металлического стакана 10, выполненного из алюминия (см. фиг. 4) и имеющего внешнюю резьбу 11 для подсоединения ответного заднего корпуса и дополнительных клемм (не показаны) к тем клеммам

5 в модуле 1, контакты которых направлены назад.

Стакан 10 имеет внутри радиальные канавки 12 и 13 для уплотнения 14 и удерживающего кольца 15, которые вместе с уплотнением

0 16 служат для крепления модуля I внутри стакана 10 и удержания вкладышей 8 и 9, плотно прилегающих друг к другу. На переднем конце 17 стакана 10 выполнен радиальный буртик 18, служащий для сцепления с

5 соответствующим герметичным модулем, укрепленным на стенке топливного бака самолета или другого бачка, содержащего жидкость.

Впещний штепсельный узел 2 содержит наружное кольцо 19 и передние клеммы 20, плотно прижатые одна к другой на передней поверхности 21 кольца 19 так, что внутри остается впадина 22, и одну или более клемм, расположенных на задней стенке 23 прилегающих

к стенке 24 кольца 10. Соединительная пластина 25 (см. фиг. 2) служит для соединения наружного кольца 19 с клеммой 26, хотя в ряде компоновок клемма 26 может быть иодсоединена прямо к стенке 24.

Наружное кольцо 19 имеет вырезы 27 для того, чтобы одну или более клемм 20 можно было подсоединить к одной или более задних клемм с помощью соединительной пластины

28или другого подходящего средства без подсоединения к общей щине.

Каждая клемма 20 и 26 выполнена из сплава бериллия с медью и состоит из внутреннего защищенного центрального контакта 29 и внещнего, окружающего его защитного контакта 30 в клемме 20 и аналогичного внутреннего контакта 31 и его внещнего контакта 32 в клемме 26. Хотя на чертеже контакт 29 выглядит в виде щтепсельной силки, он может иметь форму щтыря или другую форму длинного контактного элемента. Наружный защитный контакт 30 расположен вокруг контакта

29как второй проводник и содержит плечо 33, передний торец которого 34 служит стопором для вкладыща 8.

Таким образом, контакты 29 и 31 имеют индивидуальные экраны, защищающие их от магнитных и электрических полей, наводимых внещними источниками энергии, а также соседними контактами. Кроме того, клеммы 20 расположены вокруг выреза в виде впадины 22 и служат для экранирования щтепсельного узла и щтепсельных вилок 4 и 5.

Вместе с соединительными пластинами 25 и

28кольцо 19 служит для соединения контакта

29с одним или более контактами например контактами 31 или их комбинацией.

Рядом с кольцом 19 находятся двенадцать передних параллельных клемм 20, одиннадцать подсоединены к кольцу 19 и посредством него выведены на одну противоположную клемму 26, направленную назад. Оставщаяся спереди клемма 35 подсоединена при помощи пластины 28 к задней клемме 36. У кольца 19 может быть выполнено несколько вырезов 27, чтобы проложить две или более щины для взаимного соединения между собой нескольких индивидуальных групп клемм.

Кольцо 19 выполнено из латуни и имеет наружную поверхность 37 и изолирующий корпус 38 из изоляционного материала, выдерживающего высокие температуры порядка 200- 260°С, ароматического полисульфона, и укрепленный, по крайней мере, на части поверхности 37 и охватывающий два или более внешних контактов клемм 20 и 26, связанных между собой кольцом 19. Предпочтительно, чтобы изолирующий корпус 38 охватывал все контакты 30 и 32 наружного щтепсельного узла.

Корпус 38 простирается в продольном направлении вместе с секцией 39, прилегая к контактам 30. в результате обеспечивается их изоляция и плотность соединения в месте контакта с щиной. Внутренние радиальные канавки 40 и 41 предусмотрены для уплотнения и для целей монтажа. В наружном щтепсельном узле клеммы 20 и 26 без изолирующего корпуса 38 располагаются вокруг кольца 19 так, что создается полая внутренняя часть. Внутренний контакт 30 впрессовывается в отверстие 42 в латунном кольце 19, и соединительные иластины 25 и 28 подсоединяются к кольцу 19 и контакту 31.

Формуемый пластик, выдерживающий высокие температуры, предпочтительно ароматический полисульфон, заливается в форму и впрессовывается между контактами 29 и 30 и 31 и 32, также вокруг поверхностей 37 и 43 кольца 19 и пластин 25 и 28.

После удаления сборки из формы отверстия 44 и 45, на которых устанавливается форма, заполняются пластиком, образуя штепсельные колодки 46 и 47. В предпочтительном воплощении модуля

пользуется ароматический полисульфон, имеющий в своем составе ароматические группы, как органическую часть полимера.

Свойства этого полимера сочетают в себе устойчивость к высоким температурам, стабильность в размерах, свойства уплотняющего материала, свойства сохранять плоские формы, что особенно важно для щтепселей, эксплуатируемых в условиях высоких температур. Для изолирующего корпуса могут также использоваться смеси ароматического полисульфона с другими пластинками высоких температур, такими как «Тефлон.

Металлическое покрытие 48, армирующее наружную поверхность 49 изолирующего корцуса 38. СЛУЖИТ для соединения ДВУХ или более контактов 30 и 32. Поскольку кпрпус 38 простирается над щиной, то металлическое покрытие 48 СЛУЖИТ экраном над кольцом 19, защищающим против электрических наводок

ца внутреннюю щину. Металлическое покрытие 48 состоит из одного или более материалов, которые могут выдерживать температуры порядка 200--260°С без отслаивания от нижележащего изолирующего корпуса 38 без

растрескивания, связанного с миграцией серебра при этих температурах, и без чрезмерной коррозии. Это покрытие имеет внещний металлический слой, устойчивый против коррозии, такой как золото, никель и т. д., а также имеет металлический экран против магнитных и электрических полей, выполненный из никеля и золота, меди и никеля, железа и золота и т. д. Для корпуса, выполненного из ароматического полисульфона, покрытие 48 состоит из внутреннего слоя никеля на корпусе 38 и внещнего слоя из золота (фиг. 6), наложенного по крайней мере на части внутреннего никелевого слоя. Никелевый и золотой слои в

комбинации действуют как экран против магнитных и электрических полей, а испытания, проведенные над покрытием, выполненным из композиции меди, серебра и золота, показали, что при высоких температурах кусочки его могут быть легко удалены рукой, Преимущест7

венно, что покрытие 48 покрывает часть контактов 30 и 32 в предпочтительном воплощении покрывает всю поверхность контактов.

В процессе формирования покрытия 48 поверхности изолирующего корпуса 38 и контакт 30 обрабатываются таким образом, чтобы можно было затем нанести на них один или несколько слоев металла. Обработка эта может включать в себя нанесение клея на поверхность 49 и раздельное нанесение слоев на поверхность пластика, а также на металлическую поверхность.

Поверхность пластика обрабатывается для нанесения металла электролитическим способом, а никель наносится таким же образом на поверхность 49, а также на часть металлического слоя. Золото затем наносится гальваническим способом на внутренний никелевый слой. Чтобы избежать нанесения этого слоя на контакт 29, сначала вставляют щтепсельную колодку (не показана) вокруг контакта 29 и поверхности корпуса 38.

Контакт 30 (фиг. 6) может быть выполнен путем протяжки металлического покрытия 48 над корпусом 38 вокруг контакта 29. В этом случае корпус 38 переходит в пластмассовую втулку 60, окружающую на некотором расстоянии контакт 29, образуя штепсельную розетку, прилегающую к покрытию 48, образуя металлическую втулку, служащую внещним контактом 30.

Внутри щтепсельного блока 2 поА1ещаются внутренний узел 3, щтепсельные вилки 4 и 5, прокладки 6 и 7 (из ароматического полисульфона). Узел 3 состоит из нескольких направленных вперед клемм 51 внутреннего кольца 52 и одной или более направленных назад клемм 53. Десять одноконтактных передних клемм 51 располагаются с одной стороны кольца 52 и посредством него подсоединяются к задней одноконтактной клемме 53, расположенной на противоположном задйем торце кольца 52. Вырез 54 сделан так, что одноконтактная клемма 56 штепсельной вилки 4 может пройти через него вперед, а прорезь 69 сделана для пропуска через нее одноконтактной клеммы 57 штепсельной вилки 5.

Штепсельные вилки 4 и 5 состоят из плоских пластин 58 и 59 для соединения между собой соответственно клемм 56, 60, 57, 61, расположенных с одной и другой стороны этих пластин. Последние монтируются в полостях 62 и 63 прокладки 6 так, что исключается их продольное и поперечное перемещение. Прокладка 6 имеет внутри отверстия 64-66 для прохода контактов внутреннего щтепсельного узла 3 и щтепсельных вилок 4 и 5. Прокладка 6 выполнена в форме многогранного диска с вогнутыми гранями, с целью предотвращения перемещения относительно внешнего кольца щтепсельного узла 2. В фигурном вырезе 67 прокладки 7 размещается кольцо штепсельного узла 3 так, что оно оказывается изолированным от других металлических элементов модуля L Отверстия предусмотре8

ны для пропуска через них задней клеммы 53 и передних клемм 56 и 57 штепсельных вилок 4 и 5. Прокладка 7 также выполнена в форме плоского многогранника с вогнутыми гранями 71 для исключения радиального перемещения в сборе модуля.

При сборе модуля внутри внешнего щтепсельного узла 2 помещаются штепсельные вилки 4 и 5, прокладки 6 и 7 и внутренний штепсельный узел 3. Передний 8 и задний 9 вкладыши (из ароматического полисульфона) собираются на внешнем штепсельном узле 2. Гнезда 72 вкладыша 8 служат для пропуска через них двенадцать двухконтактных клемм

20, узел 2 и двенадцать одноконтактных клемм узла 3 и вилки 4 и 5.

Во вкладыше 9 имеются отверстия 73 и 74, в которые входят две двухконтактные клеммы 26 узла 2 и три одноконтактные клеммы 53,

60, 61 узла 2 и щтепсельнь1х вилок 4 и 5. Клеммы 20 проходят через отверстия переднего вкладыша 8 и внутри подсоединяются через шину к задним клеммам 26. Подобным же образом клеммы 51 выведены через отверстия вкладыша 8 и внутренне подсоединены через шину к задним клеммам 51. Прокладки 6 и 7 служат для монтажа штепсельных вилок 4 и 5 и для их изоляции от внешнего щтепсельного узла 2 и внутреннего штепсельного узла 3. Для сбора прокладки 6 с вкладышем 9 прокладка имеет на своем заднем торце направляющие выступы 75 (фиг. 4), служащие для соответствующего размещения прокладки во вкладыще 9. Последний также имеет спереди выступ, который входит в дополнительную канавку 77 узла 2 и прокладки 6.

Предмет изобретения

I. Многоклеммный штепсельный модуль, содержащий установленные в корпусе, по крайней мере, одну расположенную спереди двухконтактную клемму, по крайней мере, одну другую,двухконтактную клемму, размещенную

рядом с передней клеммой, при этом каждая из клемм снабжена первым и вторым контактами, изолированными друг от друга и приспособленными для подсоединения к внешней электрической цепи, средство для соединения

между собой первых контактов, по крайней мере, двух клемм, наружную поверхность, отличающийся тем, что, с целью повыщения термостойкости и уменьшения габаритов, корпус выполнен термостойким, укреплен, по крайней мере, на части наружной поверхности и охватывает, по крайней мере, два вторых контакта клемм, соединенных между собой, металлическое покрытие нанесено, по крайней мере, в части изолирующего корпуса и соединяет

между собой вторые контакты,

отсдаивания при температуре 200-Я60°С.

9

10

клемм; соединенные электрически металлические втулки на передних клеммах располагаются на передней поверхности кольца, образуя внутреннюю полую часть; внутренний штепсельный узел включает в себя внутреннее токопроводящее кольцо, расположенное внутри полой части и изолированное от наружного кольца клемм металлического покрытия, при этом внутреннее кольцо имеет переднюю и заднюю поверхности, к передней поверхности этого кольца присоединяются спереди расположенные клеммы, и, по крайней мере, одна клемма, расположенная со стороны задней поверхности этого кольца.

12 Модуль поп. 10, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что секция изолирующего корпуса, которая соединяет н изолирует часть первого контакта от металлической втулки, включает изолирующую втулку, расположенную рядом с металлической втулкой.

размещенного спереди контакта на паре клемм.

2В -.

19

го

29

V /. /,, х

,

/5Я

V

26

0

39 Фиг. 3

ц

Ю

50