Герметизированный от воздействия окружающей среды электрический соединитель, способ изготовления пружинного блока телефонного соединителя, пружинный блок телефонного соединителя, полевой соединитель и герметизированная вилка

 

Защищенный от воздействия окружающей среды узел электрической розетки и вилки сохраняет надежность в отношении окружающей среды в течение многократных соединений и рассоединений. Узел розетки и вилки включает в себя розетку, содержащую подводящие контакты и способную вмещать вилку, уплотнитель, защищающий от окружающей среды и как минимум частично наполняющий розетку, при этом уплотнитель частично смещается из розетки, когда в розетку вставляется вилка, а также эластомерную вмещающую диафрагму, имеющую глухое углубление, которое отклоняется наружу, чтобы разместить смещенный уплотнитель при установке вилки в розетку и подтолкнуть уплотнитель назад в розетку при вынимании вилки. 5 с. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Эта заявка является частичным продолжением заявки (порядковый номер 07/802.950, регистрационный номер поверенного 13009-8-2, поданной 3 декабря 1991 г. ), которая является частичным продолжением заявки (порядковый номер 07/791.749, регистрационный номер поверенного 13009-8-1, поданной 12 ноября 1991 г.), которая является продолжением заявки порядкового номера 07/584.325, поданной 17 сентября 1990 г., теперь патент США номер 5.111.497, на которых здесь делаются ссылки для разных целей.

Изобретение относится к электрическим соединителям, в особенности для телефонного коммуникационного оборудования, и более конкретно, к защищенным от воздействия окружающей среды модульным электрическим соединениям. Конкретнее всего, в одном примере своего осуществления изобретение создает способ и аппарат для защиты модульных телефонных гнезд от повреждений из-за влаги, загрязнителей из окружающей среды и коррозии, которые часто встречаются в прибрежных районах, на островах и т.п.

Соединения телефонных линий у помещений абонентов обычно делаются с помощью штепсельного соединителя типа RJ11. Эти соединители подвержены повреждениям от окисления, коррозии, влажности, соли и т.п., особенно при наличии напряжения на проводниках внутри соединителя.

Например, иногда бывает трудно установить и поддерживать адекватное уплотнение (герметизацию), защищающее от воздействий окружающей среды в съемной вилке RJ11, в особенности, когда провода выходят из вилки RJ11. Соответственно влага и другие загрязнители из окружающей среды могут проникать в такие вилки, приводя иногда к коррозии или/и неисправности штырьковых и кольцевых соединений и комбинации штепсельного соединителя. Розетки RJ11 аналогичным образом подвержены загрязнению влагой и коррозии, а кроме того, на них накапливается пыль. В жарком влажном климате, например, во Флориде и вдоль побережья залива в Техасе, неисправность может возникнуть в течение нескольких месяцев с момента установки. Сервисный ремонт таких неисправностей дорог для потребителя или телефонной компании.

Иногда проблемы возникали также в связи с тестовыми выходами для потребительского телекоммуникационного оборудования, такими как дистанционные терминалы в помещениях потребителя, описанные в предыдущей заявке, и т.п. Часто желательно оснастить соединитель RJ11 типа, хорошо известного специалистам, или другой подобный соединитель вне помещения абонента, например, в распределительной коробке, ведущей к дому, или удаленный терминал описанного выше типа. Ранее это обеспечивалось посредством установки розетки RJ11 в таких местах, которые обычно соединены с вилкой RJ11. Штырьковые и кольцевые провода (в числе других проводов в некоторых случаях) ведут от розетки RJ11 и соединяются со штырьковыми и кольцевыми соединителями в вилке RJ11, после чего ведут в помещение абонента. Когда желательно подсоединить тестовое оборудование к розетке RJ11, вилка снимается и другая вилка RJ11 вставляется в розетку, обеспечивая штырьковые и кольцевые соединения для тестового оборудования. Даже если оборудование может находиться в защитном корпусе, такие приспособления иногда подвержены совсем такой же деградации от влажности/коррозии.

Поэтому было бы желательным создать улучшенный способ и на его основе устройство для защиты от окружающей среды электрических соединителей вилки и розетки. В частности, особенно желательны стойкие к воздействию окружающей среды конструкции вилки и розетки RJ11, а также способ изготовления герметизированной вилки.

Излагаются улучшенный способ и устройство для защиты от окружающей среды электрических соединений, которые создают в различных примерах осуществления изобретения указанные выше желаемые признаки, а также многие другие, которые станут очевидными для обычного квалифицированного конструктора электрических соединителей после просмотра этого описания. Предпочтительный пример осуществления согласно одному аспекту изобретения предусматривает наличие защищенного от окружающей среды узла электрической розетки и вилки, который сохраняет электрическую стабильность и безопасность в отношении окружающей среды в течение всех неоднократных соединений и размыканий. Например, в случае RJ11 изобретение обеспечивает защиту от окружающей среды после неоднократных электрических соединений и рассоединений телефонного оборудования.

Обсуждается улучшенный электрический соединитель типа розетка и вилка и способ производства защищенной вилки.

Согласно одному аспекту изобретения электрический соединитель включает в себя розетку, содержащую электрический проводник, способную размещать в себе вставляемую в нее вилку, причем уплотнитель, защищающий от окружающей среды, как минимум частично заполняет розетку так, что уплотнитель как минимум частично смещается в розетке, когда в розетку вставляется вилка, и эластомерное вмещающее средство для размещения смещенного уплотнителя, когда вилка вставляется в розетку, и для подталкивания уплотнителя обратно в розетку, когда вилка вынимается.

Другой аспект изобретения направлен на телефонные соединители, такие как розетки типа RJ, в которых контакты розетки создаются модульным пружинным блоком, вставляемым в розетку. Такая розетка может защищаться от окружающей среды путем образования уплотнителя вокруг пружинного блока перед установкой пружинного блока в розетку.

Еще один аспект изобретения направлен на телефонные розетки типа RJ, в которых используется пружинный блок для обеспечения контактов розетки, и направлен на модификации корпуса розетки RJ для улучшения герметизирующих характеристик гелевого наполнителя. Такая модифицированная розетка типа RJ согласно этому аспекту изобретения имеет такую конфигурацию, чтобы помещать пружинный блок дальше от вставленной вилки типа RJ, и имеет более короткие зубцы во внутренней гребенчатой структуре для удерживания контактов пружинного блока; эти модификации создают лучшее прохождение геля-уплотнителя для его вытекания из розетки и втекания обратно в розетку, когда вилка вставляется и вынимается.

Другие примеры осуществления усовершенствованной розетки согласно этому аспекту изобретения имеют такую конфигурацию, которая позволяет размещать пружинный блок позади передней части розетки, при этом наполненный гелем "колодец" образуется в передней части пружинного блока, розетка имеет бороздку вдоль большей части края, ближайшего к пружинному блоку, отверстия для вилки RJ; причем эти модификации уменьшают сдвиг переднего края геля вставляемой вилкой и улучшают способность геля возвращаться и покрывать контакты розетки, когда вилка неоднократно вставляется и вынимается.

На фиг.1 показан вид сзади в аксонометрии примера осуществления изображения розетки со стенкой RJ; на фиг.2 - вид в поперечном разрезе розетки со стенкой RJ на фиг.1, по линии 2-2; на фиг.3 - изображение в аксонометрии с вырезом модульной розетки RJ согласно одному аспекту изобретения; на фиг.4 - вид в поперечном сечении модульной розетки на фиг.3 по линии 4-4; на фиг.5 - пример осуществления способа герметизирования пружинного блока гелем до вставления в корпус розетки согласно одному аспекту изобретения; на фиг.6 - конкретный пример осуществления заключенного в гелевую оболочку пружинного блока согласно одному аспекту изобретения; на фиг.7 - 8 - два конкретных примера осуществления заключенных в гелевую оболочку пружинных блоков, вставляемых в разные корпуса розетки; на фиг.9 - вид спереди корпуса розетки RJ11, модифицированного согласно одному аспекту изобретения для улучшенного уплотнения гелем; на фиг.10 - вид сбоку с вырезом корпуса розетки RJ11 на фиг. 9; на фиг. 11 - вид сбоку с вырезом корпуса розетки RJ11 на фиг.9 со вставленным заключенным в гелевую оболочку пружинным блоком; на фиг.12 - изображение в аксонометрии вилки RJ11 согласно одному аспекту изобретения; на фиг.13 - изображение в аксонометрии конкретного примера выполнения диафрагмы для крепления к тыльной стороне корпуса розетки RJ11.

Узел розетки со стенкой RJ11 10 согласно изобретению показан на виде сзади в аксонометрии на фиг.1. Узел розетки со стенкой 10 включает переднюю пластину 20 и задний корпус розетки 30. Только часть заднего корпуса розетки 30 видна на фиг.1, так как он преимущественно покрыт эластомерный вмещающей диафрагмой 40. Эластомерная диафрагма 40 выполнена с глухим углублением 50, разъясняемым ниже, и отверстием 60 для проводов, через который проходят телефонные провода 70.

На фиг. 2 показано поперечное сечение с частичным вырезом розетки со стенкой RJ11 на фиг. 1, причем разрез сделан по линии 2-2. Как показано, провода 70 прикрепляются к пружинному блоку или гнезду 80, которое содержит проводящие контакты 85. Вилка 90 RJ11 показана вставленной в розетку 100 до упора в перемычку 110, чтобы образовать электрическое соединение с контактами 85. Под перемычкой 110 показан проход 120, который связывает розетку 100 с задней полостью 130, образованной корпусом розетки 30 и эластомерной вмещающей диафрагмой 40.

Для того чтобы защитить электрические контакты от влаги и других корродирующих веществ, уплотнитель 140, защищающий от окружающей среды, размещен внутри розетки 100, связывающего прохода 120 и полости 130. Уплотнителем, защищающим от окружающей среды, является предпочтительно гидрофобный диэлектрик, предназначенный исключить попадание влаги и изолировать провода и контакты. Гели предпочтительны, а самыми предпочтительными являются силиконовые гели. Предпочтительные гели имеют способность к сцеплению, превышающую их прихватку (адгезию к другим поверхностям), так что, когда вилка вынимается из розетки, гель отпустит вилку, а не отделится от основной массы геля внутри розетки. Однако гель требует достаточной адгезии для образования требуемого уплотнения вокруг контактов, проводов и других частей конструкции, которые нуждаются в защите от окружающей среды.

Уплотнитель должен иметь твердость, достаточную для обеспечения длительной защиты от загрязнителей из окружающей среды. С другой стороны, уплотнитель должен быть достаточно мягким, чтобы его могла сместить вилка и чтобы соответствовать форме узла розетки и адекватно уплотнять ее. Твердость геля также определяет потребительские качества: слышимость щелчка, когда вилка RJ11 полностью вставлена и защелкивается в розетке RJ11. Если уплотнитель слишком неэластичный, этот щелчок будет приглушенным.

Упругость уплотнителя также является важной характеристикой, поскольку позволяет уплотнителю возвращаться в защищающее положение, когда вилка вынута.

Для этого использования имеются самые разнообразные уплотнители, включая, например, эластичные плавящиеся при нагревании материалы, консистентные смазки и гибкие эпоксиды. Предпочтительным уплотнителем является диэлектрический гель, например, расширенные нефтью или пластификатором алифатические уретановые гели, карбамидные гели, силиконовые гели и термопластические гели, такие как стирен-этилен-бутилен-стирен или стирен-этилен-пропилен-стирен или другие мягкие гели, имеющие требуемые ниже свойства, будь то расширенные нефтью или пластификатором или нет, включая описанные в патентах США NN 4634207, 4600261, 4643924, 4865905, 4662692, 4595635, 4680233, 4716183, 4718678, 477063 и 4942270. Еще один предпочтительный гель это гель Dow Sylgard.

Предпочтительные гели, используемые в сочетании с изобретением, относятся к числу тех, которые имеют значение проникновения конуса от приблизительно 50 до приблизительно 350·10^-1 мм, более предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 300·10^-1 мм и наиболее предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 250·10^-1 мм. Предпочтительные гели имеют также критическое удлинение как минимум около 50%, более предпочтительно как минимум от приблизительно 100 до 200% и наиболее предпочтительно от приблизительно 400 до 800%. В качестве альтернативы проникновения конуса другим измерением твердости является твердость Воланда. Твердость по Воланду обычно измеряется в аппарате анализатора текстуры Воланда. Твердость по Воланду от приблизительно 15 г до как минимум приблизительно 50 г приемлема для геля, причем предпочтительные гели имеют твердость по Воланду от приблизительно 20 до приблизительно 40 г.

В примере осуществления изобретения на фиг.1 и 2 предпочтительным уплотнителем, защищающим от окружающей среды, является силиконовый гель, имеющий твердость по Воланду около 31+6 г, релаксацию напряжений около 28+10% и прихватку около 17+5 г. Полость 130, соединяющий проход 120 и любые внутренние пространства или полости вилки RJ11 90 предпочтительно в принципе полностью заполнять уплотнителем. Розетка 100 также предпочтительно должна быть заполнена уплотнителем 140 или по крайней мере заполнена достаточно, чтобы покрыть контакты 85, когда вилка RJ11 не вставлена.

Когда вилка 90 вставляется в розетку 100, она сместит некоторую часть уплотнителя 140. Смещенный уплотнитель протекает через соединяющий проход 120 в полость 130. Давление смещенного уплотнителя заставляет глухое углубление 50 отклонятся наружу и вмещать в себя дополнительный уплотнитель. Вмещаемая диафрагма 40 предпочтительно выполнена из гибкого материала, такого как резина, наиболее предпочтительно - из сантопреновой резины, изготовляемой фирмой MonSanto Corp. К числу других приемлемых материалов относится гибкая пластмасса, пропитанная резиной ткань или в принципе любой гибкий материал, который можно сформировать в диафрагму или мембрану. Вмещающая диафрагма 40 достаточно гибка, чтобы дать место для уплотнителя, смещенного вставлением вилки RJ11 90, но при этом она также достаточно неэластична, чтобы создать усилие, толкающее уплотнитель назад в розетку 100, когда вилка 90 вынута, позволяя уплотнителю покрывать и защищать контакты 85. Это усилие также создает давление на уплотнитель при вставлении вилки 90, что помогает не допускать корродирующие загрязнители.

Предпочтительно диафрагма 40 имеет твердость по Шору А от приблизительно 20 до приблизительно 100 г, более предпочтительно - от приблизительно 45 до приблизительно 75 г и наиболее предпочтительна твердость от приблизительно 55 до приблизительно 65 г. Диафрагма 40 также работает совместно с уплотнителем для создания уплотнения вокруг проводов 70 в месте, где они выходят из узла розетки. Многие предыдущие системы с трудом уплотняли в такой ситуации даже один провод, не говоря уже о четырех, а комбинация диафрагмы и геля герметизирует до восьми и большего числа проводов. Этого уплотнения проводов можно было бы также достичь посредством диафрагмы в сочетании с каким-либо другим уплотнителем, защищающим от окружающей среды, таким как консистентная смазка, а не гель, однако такое уплотнение ведет себя хуже после неоднократных повторных вставлений.

Другой чертой изобретения, позволяющей улучшить уплотнитель, окружающий и предохраняющий контакты 85, является размещение на части контактов 85 покрытия 150, имеющего химическое сродство по образованию связей с уплотнителем. Контакты 85 предпочтительно покрыты золотом, а уплотнители обычно плохо прилепляются к золоту. Покрытие 150 наложено на переднюю часть контактов 85 и образует сильную связь с контактами 85 и также является клейким по отношению к уплотнителю 140. Для гелей пригодным материалом является липкий или клейкий основной компонент геля. Таким образом, когда вилка 90 вставляется, часть геля остается прикрепленной к передней части контактов 85; гель растягивается, основная часть его проталкивается вперед вилкой 90, но тонкие жилки остаются прикрепленными. Когда вилка 90 затем вынимается, гель будет сокращаться и втягиваться назад к передней части контактов 85, тем самым защищая их.

Достаточная часть контактов 85 должна быть свободной от покрытия, чтобы контакты 85 могли образовывать электрические соединения с любыми соответствующими контактами в вилке 90. В предпочтительном примере осуществления покрытие 150 - это адгезив из силиконовой резины, который наносится на контакты 85; это может быть силиконовая резина RTV производства фирмы Dow Corning, продаваемая силиконовая резина Silastic T, которая, по сообщениям фирмы Dow Corning, имеет твердость 20.

Предпочтительно нанесение покрытия 150 на контакты 85 на предварительной стадии конструирования, например, до вставления пружинного блока 80 в корпус розетки 30 и его затвердение. Затем позже узел розетки можно заполнить силиконовым гелем. Гель в ходе своего отверждения будет образовывать связи с покрытием. Конечно, в принципе любой материал, образующий хорошие связи как с контактами, так и с уплотнителем, можно использовать для покрытия. Покрытие также выполняет полезную функцию уплотнения отверстий контактов 85 с их пластмассовым держателем. Для этой цели покрытию не нужно образовывать связи с гелем.

Еще одной чертой, показанной на фиг.2, является нагруженный пружиной противопыльный кожух 160 (частично показанный), который вращается по оси вокруг винта 170, чтобы накрывать розетку 100 при вынутой вилке 90.

Дополнительный пример осуществления показан на фиг.3 и 4, на которых соответствующие ссылочные номера указывают на признаки, соответствующие признакам фиг.1 и 2. Фиг.3 - это аксонометрия с частичным вырезом модульного корпуса 30' розетки RJ11. Как показано, корпус 30' имеет два крепежных фланца 200 и 210 для защелкивания корпуса 30' розетки в переднюю пластину розетки (не показана). Также показано, что корпус 30' розетки имеет гребешок 220, который помогает закреплять диафрагму 40'. Фиг.4 - это вид в поперечном сечении модульной розетки по сечению 4-4 на фиг.3. На этом виде показано, что крепежный фланец 210 представляет собой удлиненный элемент, который может отклоняться, позволяя корпусу 30' розетки плотно защелкнуться в передней пластине розетки.

Уплотнение может быть создано путем наполнения корпуса розетки, как говорилось выше, или путем окружения пружинного блока уплотнителем до вставления пружинного блока в корпус розетки. Последнее упрощает как изготовление, так и снижает себестоимость и показано на фиг.5. Как показано на фиг.5, А, обойма для отверждения геля 300 имеет ряд прямоугольных гнезд 310 для пружинного блока. Пружинный блок, укомплектованный проводами и контактами, вставляется в гнездо 310, которое затем наполняется гелем. Когда гель отвердел и прикрепился к пружинному блоку, последний извлекается, что приводит к заключению пружинного блока в оболочку из геля, которая обозначена позицией 320. Можно также использовать гнезда иной формы, как на фиг.5,В, где показана обойма для отверждения геля 300', имеющая ряд цилиндрических формующих гель гнезд 310' для пружинного блока. Размеры формы для геля как минимум приблизительно на 10% превышают размеры вилки и предпочтительно как минимум на 25% превышают размеры вилки и наиболее предпочтительно примерно на 50% больше размера вилки, но не имеют более крупных размеров, которые могут препятствовать вставлению вилки.

Из-за больших колебаний формы существующих в настоящее время корпусов розеток наиболее подходящие внешние размеры помещенных в гель пружинных блоков тоже будут колебаться. Предпочтительная общая форма помещенного в гель пружинного блока показана на фиг. 6,А,В, которые дают вид спереди и вид сбоку соответственно помещенного в гель пружинного блока 330.

Помещенный в гель пружинный блок 330 обычно имеет форму бруска, с верхней передней покатой поверхностью 331, доходящей до задней стенки, с нижней передней покатой поверхностью 332, доходящей до половины расстояния до задней стенки, а также с передней плоской поверхностью 333. Пружинный блок полностью помещен в гель, и поэтому его элементы не показаны, хотя следует понимать, что контакты проходят спереди, снизу и по направлению назад. В некоторых примерах осуществления верхняя передняя покатая поверхность 331 сопряжена с нижней передней покатой поверхностью 332 по кромке без наличия передней плоской поверхности 333.

Помещенный в гель пружинный блок 330 может в этом случае характеризоваться в основном своей высотой h, шириной w, длиной L, вертикальной протяженностью s1 поверхности 331, вертикальной протяженностью s2 поверхности 332, вертикальной протяженностью s3 поверхности 333 и протяженностью в продольном направлении s4 поверхности 332. Для большинства корпусов розеток RJ11 подходящими размерами для помещенного в гель пружинного блока будут высота в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,8 дюйма, ширина в диапазоне от приблизительно 0,3 до 0,65 дюйма, длина в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,73 дюйма, s1 в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,3 дюйма, s2 в диапазоне от приблизительно 0,27 до приблизительно 0,45 дюйма, s3 в диапазоне от приблизительно 0,0 до приблизительно 0,23 дюйма и s4 в диапазоне от приблизительно 0,18 до приблизительно 0,33 дюйма. Для силиконового геля, имеющего описанные выше наиболее предпочтительные диапазоны параметров, это приводит к тому, что около 1,6+0,05г геля герметизирует пружинный блок.

Фиг. 7-8 показывают два конкретных примера выполнения помещенных в гель пружинных блоков, вставляемых в разные корпуса розеток. На фиг.7,А показан вид сзади помещенного в гель пружинного блока 350, вставляемого в розетку 360 RJ11; на фиг. 7,В - вид спереди розетки 360 RJ11 со вставленным в нее помещенным в гель пружинным блоком 350. На фиг.8,А показан вид сзади помещенного в гель пружинного блока 370, вставляемого в модульную розетку 380 RJ; на фиг. 8,В - вид спереди модульной розетки 380 RJ со вставленным в нее помещенным в гель пружинным блоком 370.

Фиг. 9 - вид спереди корпуса розетки RJ11, модифицированной согласно одному из аспектов изобретения для улучшенного уплотнения гелем. Корпус розетки RJ11 400 показан с отверстием 405 для вилки RJ, обращенным вперед. Отверстие розетки 405 было модифицировано так, что нижний его край 410, примыкающий к пружинному блоку и контактирующий с ним во вставленном положении блока, имеет центральную бороздку 415, проходящую по большей части его длины и имеющую глубину около 0,035 дюйма, что оставляет угловые прокладки 420. В немодифицированной розетке RJ, наполненной гелем, гель имеет тенденцию прижиматься к нижнему краю 410 отверстия 405 так, что установка вилки будет сдвигать гель от края 410. Когда гель сдвигается, повторные вставления вилки будут иметь тенденцию толкать его назад, не давая эластичного соединения геля с передней частью пружинного блока, что заставляет гель "откатываться назад" и не возвращаться в свое защищающее положение над передней частью контактов пружинного блока после вынимания вилки. Наличие бороздки 415 с прокладками 420 для удерживания вставленной вилки в ее стандартном положении обеспечивает промежуток между вилкой и краем корпуса, что понижает сдвигающее воздействие на гель и улучшает его работу в ходе многократных вставлений и выниманий вилки.

На фиг. 9 показана также внутренняя гребенчатая структура 425 с зубцами 430, которые сохраняют на месте контакты вставленного пружинного блока. Зубцы 430 укорочены до длины около 0,05 дюйма, чтобы обеспечить лучшее прохождение геля, вытекающего из розетки и обратно втекающего в розетку при вставлении и вынимании вилки. Количество зубцов также уменьшено. Для количества проводов n необходимо только n + 1 зубцов, чтобы удерживать их на месте. Уменьшение количества зубцов имеет такой же эффект, как их укорачивание, а именно, улучшает прохождение геля.

Фиг.10 - вид сбоку с вырезом корпуса розетки RJ11 на фиг.9. На этом виде показана прокладка 435 боковой стенки корпуса розетки для поддержания днища вставленного пружинного блока и прорезь 440 в боковой стенке корпуса розетки для сцепления с боковым гребнем пружинного блока. Эти элементы управляют подъемом вставленного пружинного блока и изменены таким образом, что они расположены примерно на 0,05 дюйма ниже, чем обычно. Прорезь для провода 445 прорезана сзади в верхней стороне корпуса 400 розетки, чтобы удерживать провода, идущие от вставленного пружинного блока. Также на фиг. 10 показана защелка 450 пружинного блока, которая по сравнению с предыдущими конструкциями модифицирована таким образом, что представляет собой бороздку, а не просто ступеньку, и поэтому она направляет поступательное и возвратное движения вставляемого пружинного блока, а не просто предотвращает обратное движение вставленного пружинного блока.

Значение этих модификаций показано на фиг.11, которая представляет собой вид сбоку с вырезом корпуса 400 розетки RJ11, в который вставлен пружинный блок 455, герметизированный гелем. Укороченные зубцы 430 гребенчатой структуры 425 совместно с более низким положением пружинного блока 455 создают проход 465, через который может протекать гель, когда вставляется или вынимается вилка. Кроме того, бороздка 450 размещена так, чтобы дистанцировать пружинный блок 455 от передней части корпуса 400 розетки, что создает "колодец" 470, наполненный гелем. Этот "колодец" с гелем помогает поддерживать упругое соединение между гелем у передней части пружинного блока 455 с гелем, который был оттолкнут назад вставляемой вилкой так, что, когда вилка вынимается, смещенный гель втягивается в место над контактами 475. Глубина "колодца" 470 колеблется от приблизительно 0,1 до 0,2 дюйма, а самая предпочтительная глубина составляет около 0,12 дюйма.

На фиг. 12 показана вилка RJ11 для образования завершенного телефонного соединения согласно одному аспекту изобретения. Вилка 500 RJ11, имеющая контакты 505, наполнена гелем, который затем может затвердеть. До затверждения геля либо после него вставляются провода 510 и прикладывается давление в точке сгиба 515, чтобы закрепить провода 510 внутри вилки 500. Вилка 500 RJ11 имеет три точки, которые нужно уплотнить, чтобы создать защиту от окружающей среды: контакты 505, место вхождения проводов 510 и точку сгиба 515. Наполнение вилки 500 гелем помогает уплотнить место входа проводов 510 и также уплотняет точку сгиба 515. Будучи вставлены в заполненную гелем розетку, контакты 505 также будут герметизированы, что создает полностью герметизированное от воздействий окружающей среды телефонное соединение.

На фиг.13 представлен альтернативный пример осуществления упругой диафрагмы для прикрепления к задней части корпуса розетки RJ11 согласно изобретению. Диафрагма 600 сделана из прямоугольной пластиковой рамки 605, на внутренней стороне которой прикреплена упругая мембрана 610.

Согласно предпочтительному примеру осуществления мембрана 610 это пенистая двухсторонняя лента, при прикреплении образующая связи как с рамкой 605, так и с корпусом розетки. Диафрагма 600 также имеет скользящую прорезь, которую можно подгонять под прорезь для проводов в корпусе розетки для закрепления и уплотнения проводов. Диафрагма 600 может также иметь внутренние гребни, которые соединяются с гребнями на сторонах корпуса розетки, чтобы надежно удерживать ее на месте.

Изобретение обеспечивает принципиально улучшенный способ и устройство для защиты от окружающей среды электрических розеточных соединений. Следует понимать, что приведенное выше описание предназначено как иллюстрация и не ограничивает объема изобретения. Многие примеры осуществления изобретения станут очевидными для специалистов после просмотра вышеизложенного описания. Примеры использования изобретения были проиллюстрированы в основном в отношении телефонных розеток RJ11, однако изложенное здесь может применяться к другим телефонным розеткам RJ, таким как розетки RJ14 и RJ48, и к другим электрическим розеточным соединениям, таким как выходные электрические розетки, расположенные в местах высокой влажности, например, на буровых нефтяных вышках. В качестве еще одного примера в конкретных описанных здесь примерах осуществления использовались диафрагмы, окружающие по кругу периферию розетки и установленные непосредственно напротив места вхождения вилки, однако обе эти характеристики можно менять. В качестве еще одного примера конкретные соединители и роль розеток и вилок, описанных здесь, можно легко менять на обратные или изменять. Поэтому объем изобретения должен определятся не ссылками на приведенное описание, а ссылками на прилагаемую формулу изобретения вместе с полным набором эквивалентов, на которые в глазах обычного специалиста имеют право пункты формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Герметизированный от воздействия окружающей среды электрический соединитель, содержащий розетку, способную вмещать в себя электрическую вилку через первое отверстие и образовывать электрическое соединение с ней после установки вилки в розетку, отличающийся тем, что розетка выполнена с вторым отверстием и снабжена уплотнителем, защищающим ее от окружающей среды и расположенным внутри розетки, а также эластомерной диафрагмой, расположенной на розетке, при этом уплотнитель размещен с возможностью смещения при установке вилки и протекания через второе отверстие к диафрагме, которая выполнена с глухим углублением, отклоняющимся наружу для размещения смещенного уплотнителя и создания требуемого усилия против этого смещения, уплотняя вставляемую вилку.

2. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что уплотнитель, защищающий от окружающей среды, содержит силиконовый гель.

3. Соединитель по п.2, отличающийся тем, что силиконовый гель имеет твердость по Воланду от приблизительно 15 до приблизительно 40, а эластомерная диафрагма содержит сантопреновую резину, имеющую твердость Шора А от приблизительно 45 до приблизительно 75.

4. Соединитель по п.3, отличающийся тем, что розетка также содержит как минимум один электрический контакт, передняя часть которого покрыта адгезивом из силиконовой резины, причем этот контакт подсоединен как минимум к одному проводу.

5. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что уплотнитель, защищающий от окружающей среды, имеет твердость по Воланду от приблизительно 15 до приблизительно 50.

6. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что уплотнитель, защищающий от окружающей среды, имеет твердость по Воланду от приблизительно 25 до приблизительно 35.

7. Соединитель по п.6, отличающийся тем, что уплотнитель, защищающий от окружающей среды, имеет прихватку от приблизительно 12 до приблизительно 22.

8. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что уплотнитель, защищающий от окружающей среды, содержит материал, выбираемый из группы алифатических уретанов и стирен-этилен-бутилен-стиренов.

9. Соединитель по п.2, отличающийся тем, что как минимум один проводник содержит контакт, частично покрытый покрытием адгезива из силиконовой резины.

10. Соединитель по п. 1, отличающийся тем, что эластомерное вмещающее средство выполнено в виде эластомерной диафрагмы, имеющей твердость Шора А от приблизительно 45 до приблизительно 75.

11. Способ изготовления пружинного блока телефонного соединителя, преимущественно типа RJ для образования герметизированного от окружающей среды соединения после установки пружинного блока в корпус розетки типа RJ, при котором выполняют пружинный блок телефонного соединителя типа RJ, с рядом контактов, отличающийся тем, что после этого вставляют пружинный блок телефонного соединителя типа RJ в гелевую матрицу, наполняют форму гелевой матрицы незатвердевшим, невулканизированным гелем, покрывающим пружинный блок телефонного соединителя типа RJ, а затем осуществляют отверждение, вулканизацию геля и удаление пружинного блока телефонного соединителя типа RJ совместно с отвердевшим гелем из матрицы, образуя тем самым герметизированный пружинный блок телефонного соединителя типа RJ.

12. Пружинный блок телефонного соединителя, преимущественно типа RJ для образования герметизированной от окружающей среды телефонной розетки типа RJ, содержащий корпус, в котором установлен ряд контактов телефонной розетки типа RJ, и ряд проводов, электрически подсоединенных к этим контактам, отличающийся тем, что он снабжен некоторым количеством геля, герметизирующим корпус пружинного блока, и как минимум основную часть телефонных контактов типа RJ рядом с корпусом пружинного блока, причем герметизированный пружинный блок выполнен с возможностью оперативной установки в корпус телефонной розетки типа RJ для герметизирования ее от окружающей среды.

13. Полевой соединитель, содержащий сопрягающуюся розетку, имеющую как минимум два отверстия для размещения соответствующей вилки в каждом отверстии, отличающийся тем, что первая вилка герметизирована снаружи достаточным количеством геля, чтобы уплотнить ее внутри розетки и создать уплотнение для второй вилки после вставления ее в сопрягающуюся розетку.

14. Соединитель по п.13, отличающийся тем, что первая вилка представляет собой пружинный блок.

15. Соединитель по п.14, отличающийся тем, что вторая вилка представляет собой вилку RJ 11.

16. Соединитель по п.13, отличающийся тем, что первая вилка имеет ряд контактов, а розетка выполнена с внутренней гребенчатой структурой, имеющей ряд зубцов для удерживания контактов, причем зубцы имеют высоту от приблизительно 0,1 дюйма до приблизительно 0,2 дюймов, а розетка имеет конфигурацию, позволяющую удерживать первую вилку внутри первого отверстия для создания наполненного гелем "колодца" между концом первой вилки и концом первого отверстия, при этом этот "колодец" расположен как минимум приблизительно в 0,1 дюйме от конца первой вилки.

17. Герметизированная вилка, содержащая вилку, отличающаяся тем, что она герметизирована в достаточном количестве отформованного геля, имеющего относительное удлинение как минимум около 100% и твердость по Воланду приблизительно 15 - 50 г, при этом гель расположен вокруг вилки с возможностью уплотнения как минимум второй вилки после установки обеих вилок в сочленяющей розетке.

18. Вилка по п.17, отличающаяся тем, что объем отформованного геля совместно с вилкой как минимум приблизительно на 10% превышает объем вилки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13