Многоклеммный штепсельный модуль

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 466689 ьоюз Советских

Соцна истических

Рссиублик (61) Зависимый от патента

1 (51) M. Кл. Н 01г 23/ОО

Н Olr 23/2б

В 64с1 37/00 (22) Заявлено 27,12.72 (21) 1863432/40-23

1 (32) Приоритет — (31) (ЗЗ)

Опубликовано 05.04.75. Бюллетень № 13

Государс вемык комитет

Совета министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.545 (088.8) Дата опубликования описания 09.07.75 (72) Автор изобретения

Иностранец

Вильям Антони Кейлус (США) Иностранная фирма

«Банкер Рамо Корпорейшн» (США) (71) Заявитель (54) МНОГОКЛЕММНЫЙ ШТЕПСЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ

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 пробоя 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 термопластика, выдерживающего высокие температуры, предпочтительно из ароматического по лисульфона, могущего нести на себе тонкий металлический слой, который при температурах порядка 200 — 260 С не отстает от корпу5 са и не обнаруживает миграции серебра.

Предлагаемый модуль пригоден для двухконтактных клемм, имеющих экранированные или покрытые защитным слоем контакты, и в одном воплощении включает ряд двухконтакт10 ных 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

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

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

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

466689 б5 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 вкладыши 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 каким5

3О

60 либо 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—

50,8)(10 4 мм, а толщину до 25,4;х,10 — 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.

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 штепсельный узел. Изолирующий корпус, выполненный как один целый элемент из пластика, выдерживающего высокие температуры, формируется на наружной поверхности токопроводящего кольца наружного штепсельного узла и охватывает часть центрального контакта двухконтактной клеммы.

Металлическое покрытие наносится, по крайней мере, на часть изолирующего корпуса и служит для соединения между собой внешнего или второго контакта в двухконтактной клемме.

Модуль 1 (фиг. 1 — 5) содержит внешний штепсельный узел 2, расположенный вокруг внутреннего узла 3, смещенные штепсельные вилки 4 и 5, прокладки 6 и 7, в сборе располагающиеся между передним 8 и задним 9 вкладышем. В свою очередь, вкладыши 8 и 9 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 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

16 служат для крепления модуля 1 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 соответствующим герметичным модулем, укрепленным на стенке топливного бака самолета или другого бачка, содержащего жидкость.

Внешний 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 пла466689 стина 25 (см. фиг. 2) служит для соединения наружного кольца 19 с клеммой 26, хотя в ряде компоновок клемма 26 может быть подсоединена 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

28 или другого подходящего средства без подсоединения к общей шине.

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

29 как второй проводник и содержит плечо

33, передний торец которого 34 служит стопором для вкладыша 8.

Таким образом, контакты 29 и 31 имеют индивидуальные экраны, защищающие их от магнитных и электрических полей, наводимых внешними источниками энергии, а также соседними контактами. Кроме того, клеммы 20 расположены вокруг выреза в виде впачины

22 и служат для экранирования штепсельного узла и штепсельных вилок 4 и 5.

Вместе с соединительными пластинами 25 и

28 кольцо 19 служит для соединения контакта

29 с 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 противоположнчю клемму 26, направленную назад. Оставшаяся спереди клемма 35 подсоединена при помощи пласгины 28 к задней клемме 36. У кольца 19 может быть выполнено несколько вырезов 27, чтобы проложить две или более шины 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 штепсельного 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 шиной. Внутренние радиальные канавки 40 и 41 предусмотрены для уплотнения и для целей монтажа. В наружном штепсельном узле клеммы 20 и 26 без изолирующего корпуса 38 располагаются вокруг кольца 19 так, что создается полая внутренняя часть Внутренний контакт 30 впрессовывае ся в отверстие 42 в латунном кольце 19, и соединительные пластины 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 используется 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 уплотняюшего материала, свойства сохранять плоские формы, что особенно важно для штепселей, эксплуатируемых в условиях высоких темпер атур. Для изолирующего корпуса могут также использоваться смеси ароматического полисульфона с другими пластинками высоких температур, такими как «Тефлон».

Металлическое покрытие 48, армир юшее наружную поверхность 49 изолирующего корпуса 38, слтжит для соединения двоих или более контактов 30 и 32. Посколькч к рпчс 38 простирается над шиной, то металлическое покрытие 48 слчжит экраном над кольпом 19, защищающим против электрических наводок

4 на внутреннюю шину. Металлическое покрытие 48 состоит из одного или более материалов, которые могут вылерживать температуры порядка 200 — 260 С без отслаивания от ни>келе>кащего изолирующего корпуса 38 без

45 растрескивания, связанного с миграцией серебра при этих температурах, и без черезмерной коррозии. Это покрытие имеет внешний металлический слой, устойчивый против коррозии. такой как золото. никель и т. д.. а так >о же 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 внешнего слоя из золота (фиг. 6), наложенного по крайней мере на части внутреннего никелевого слоя. Никелевый и золотой слои в

60 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 мо65 гут быть легко удалены рукой, Преимущест466689

65 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 штепсельную 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 50, окружающую на некотором расстоянии контакт 29, образуя штепсельную розетку, прилегающую к покрытию 48, образуя металлическую втулку, служащую внешним контактом 30.

Внутри штепсельного блока 2 помещаготся внутренний узел 3, штепсельные вилки 4 и, 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 задием торце кольца 52. Вырез 54 сделан так, что одноконтактнгя клемма 56 штепсельной вилки 4 гложет 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 G имеет внутри отверстия 64 — бб для прохода контактов внутреннего штепсельного узла 3 и штепсельных вилок 4 и 5. Прокладка

6 выполнена в форме многогранного диска с вогнутыми гранями, с целью предотвращения перемещения относительно внешнего кольца штепсельного узла 2. В фигурном вырезе 67 прокладки 7 размещается кольцо штепсельного узла 3 так, что оно оказывается изолированным ат других металлических элементов модуля 1, Отверстия 68 — 70 предусмотрены 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 штеп. сельного 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 штепсельных 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 штепсельного 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), слу;кащие для соответствующего размещения прокладки во вкладыше 9. Последний также имеет спереди выступ, который входит в дополнительную канавку 77 узла

2 и прокладки 6.

Предмет изобретения

1. 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, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения термостойкости и уменьшения габаритов, корIIvc 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.

2. Модуль по и. 1, отличающийся тем, что, корпус выполнен из термопластика как один целый элемент, а металлическое покрытие нанесено на изолирующем корпусе 6е отслаивания при температуре 200 — 260 С.

466689

3. Модуль по и. 2, отличающийся тем, что в качестве термопластика используется ароматический полисульфон.

4. Модуль по и. 1, о Tл ич а Io щи йс я тем, что изолирующий корпус охватывает и несет в себе хотя бы часть второго контакта.

5. Модуль по и. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что второй контакт является продолжением металлического покрытия. б. Модуль по и. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что двухконтактные клеммы располо>кены спереди параллельно и образуют внутри свободное пространство, а изолирующий корпус охватывает вторые контакты вокруг свободного внутреннего пространства, металлическое покрытие нанесено на изолирующем корпусе в качестве экрана для внутренней части.

7. Модуль по п. б, отл и ч а ю щи и с я тем, что в нем выполнен внутренний штепсельный узел, расположенный во внутреннем свободном пространстве, экранированный ме-.гллическим покрытием и изолированньш от двухконтактных клемм.

8. Модуль по и. 1, отл ич а ющи и с я тем, что металлическое покрытие состоит ??з внутреннего никелевого слоя и наружного золотого слоя, нанесенного, по крайней мере„на части внутреннего слоя.

9. Модуль по и. 7, отличающийся тем, что в качестве средства для электрического соединения служит металлическое кольцо, вставленное, по крайней мере, между частью выше клеммы, расположенной спереди, и, по крайней мере, одной другой двухконтактной клеммой.

10. Модуль по и. 9, отл и ч а ю щи и ся тем, что металлическое кольцо имеет переднюю и заднюю поверхности, передние двухконтактные клеммы, расположенные вокруг, по крайней мере, части передней поверхности этого кольца, подсоединенного, по крайней мере, и части первых контактов, по крайней мере, одна другая двухконтактная клемма подсоединена к противоположной задней поверхности этого кольца ее первым контактом и направлена назад, каждый из вторых контактов имеет металлическую втулку, расположенную соосно вокруг каядого первого контакта, хотя бы на части первых контактов, раз.,?ещенных спереди и сзади и изолированных от кольца; изолирующий корпус включает в себя секцию, изолирующую часть каждого первого контакта от связанной с ним металлической втулки, металлический слой нанесен, по крайней мере, на части металлических втулок, включая втулки хотя бы двух располо>кенных спереди

Зо

55 клемм; соединенные электрически металлические втулки на передних клеммах располагаются на передней поверхности кольца, образуя внутреннюю полу?о часть; внутренний штепсельный узел включает в себя внутреннее тскопроводящее кольцо, расположенное внутри полой части и изолированное от наруянсгс кольца клемм металлического покрытия, при этом внутреннее кольцо имеет переднюю и задню?о поверхности, к передней поверхности этого кольца присоединяются спереди располояенные клеммы, и, по крайней мере. одна <лемма, расположенная со стороны задней поверхности этого кольца.

11. Модуль по и. 10, отлича?ощийся тс..?, что. по крайней мере, одна двухконтактная клемма, расположенная спереди, изолирована от металлического кольца, II., по крайней мсре, одна из расположенных сзади двухконтактных клемм, соединена с этой изолированной клеммой.

12 Модуль по и. 10, отлич ающийс я тем, ?тс секция изолирующего корпуса, которая соединяет и изолирует часть первого контакта От металлической Втулки, ВклIочает изолирующую гтулку, расположенную рядом с»ет",ë"".ëè÷oñêoé втулкой.

13. Модуль по и. 12, о тл ич а ющи и с я тем, что металлическая втулка является продолжением металлического покрытия.

14. Модуль по и. 10, отл и ч а ю щи и с я тем, что содержит изолирующую прокладку внутри свободного внутреннего пространства, включающую секцию, расположенную напротив части передней поверхности внешнего кольца, при этом прокладка имеет хотя бы одно отверстие, в которое входит каждая из задних клемм внутреннего токопрсводящего кольца.

15. Модуль по и. 14, о тл и ч а ю щи йс я тем, что в нем выполнена, по крайней мере, пара расположенных спереди и сзади клемм и расположенных спереди и сзади клемм и вторая прокладка, имеющая на своей передней поверхности onсрную секцию задней поверхности внутренне-о кольца, при этом каждая из

1?ap клемм включает посадочную секцию, расположенную меяду первой и второй прокладками.

1б. Модуль поп. 15, отл ич а ющи и с я тем, что он включает расположенный спереди вкладыш с отверстиями, оси которого сооснь, с осями металлической втулки, расположенной спереди клеммы на внутреннем кольце размещенного спереди контакта на парс клемм.

466689

Фиг. 5

Составитель Г. Портнов

Редактор В. Смирягина Техред Т. Курилко Корректор Н. Стельмах

Заказ 1653/19 Изд. № 660 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, SK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2