PL174319B1

PL174319B1 - Złącze elektryczne zwłaszcza złącze telefoniczne

Info

Publication number: PL174319B1
Application number: PL94309977A
Authority: PL
Inventors: Gerald L. Shimirak; Jackie Thomas; Miguel Morales; Yogendra S. Dhanik; Darcey Messner
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 1998-07-31
Also published as: US5601460A; NZ314036A; CZ183895A3; EP0892467B1; HU9502191D0; MY110174A; AU6026494A; CA2154273C; FI953528A7; ATE181178T1; DE69432532D1; NZ261496A; EP0892467A1; ES2193473T3; FI953528A0; ES2132381T3; CN1116884A; GR3030443T3; RU2118022C1; HUT72243A

Abstract

1. Zlacze elektryczne zwlaszcza zlacze telefoniczne zawierajace obudowe z gniazd- kiem przyporzadkowana wtyczce, tworzacy- mi razem polaczenie elektryczne, przy czym obudowa jest od tylu zamknieta oslona i jest wypelniona srodkiem izolujacym oraz posia- da przepust, znamienne tym, ze oslona (40, 40', 600) obudowy (30, 30', 400) ma elasty- czna zewnetrzna tylna sciane, a przepust (120, 465) rozciaga sie od wnetrza gniazdka (100) obudowy (30, 30', 400) w kierunku wewnetrznej powierzchni zewnetrznej ela- stycznej sciany oslony (40, 40', 600). FIG. 2 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest złącze elektryczne, zwłaszcza złącze telefoniczne stosowne szczególnie w połączeniach telefonicznych.

Połączenia linii telefonicznych w lokalu abonenta są zwykle realizowane przy pomocy wtyczki i gniazdka. Gniazdka i wtyczki stanowią przykład połączeń elektrycznych narażonych na uszkodzenia z powodu z utlenienia, korozji, osadzania wilgoci, soli itp. substancji, szczególnie w obecności napięcia w przewodach znajdujących się wewnątrz gniazda.

174 319

Czasami trudne jest uzyskanie i utrzymanie wymaganego zabezpieczenia połączeń elektrycznych od narażeń środowiskowych w wyjmowalnej wtyczce, szczególnie gdy przewody elektryczne prowadzą od wtyczki. Często wilgoć i inne zanieczyszczenia pochodzące ze środowiska mogą penetrować wnętrze takich wtyczek, co czasami powoduje korozję i/lub awarię połączenia. Gniazda są również podatne na zanieczyszczenia wywołane wilgocią i korozję, oraz na osadzanie się kurzu.

Znane jest złącze elektryczne zawierające umieszczone w obudowie gniazdo, które połączone jest z wtyczką. Przewody końcówki i pierścienia prowadzą od gniazda do połączeń końcówki i pierścienia we wtyczce, po czym prowadzą do obiektu.

Z opisu patentowego USA nr 4 186 986 znane jest izolowane przed wpływem otoczenia złącze służące do połączenia ze sobą na stałe dwóch przewodów elektrycznych. Złącze to zawiera rozdzielną obudowę wewnątrz której umieszczone są kostki i płytki służące do połączenia ze sobą końców przewodów. Wnętrze obudowy wypełnione jest środkiem izolującym .

Z opisu patentowego USA nr 4 425 017 znane jest izolowane przed wpływem otoczenia złącze zawierające wtyk i gniazdko. W gniazdku jest wykonana wnęka, w której umieszczony jest żel izolujący. Od strony wtyku wnęka jest zasłonięta ścianką z otworami na bolce wtyku. Po połączeniu wtyku z gniazdem ta przednia ścianka nieco się wybrzusza, aby umieścić żel wypchnięty przez bolce.

Z opisu patentowego USA nr 4 824 390 znane jest złącze dla telekomunikacji. Złącze zawiera wielokontaktowe gniazdo pokryte z wierzchu, od strony wtyku cienką warstwą zabezpieczającą przed wpływami atmosferycznymi. Warstwa ta ma własności nieco zbliżone do żeli. Włożone w gniazdo bolce wtyku powodują przerwanie tej warstwy i wypchnięcie jej materiału w wolną przestrzeń pomiędzy obudową gniazda i wtyku.

Z opisu patentowego USA nr 4 998 894 znane jest obudowa kabla. Obudowa ta składa się z, dwóch części wewnątrz których umieszczony jest kabel. Pusta przestrzeń obudowy jest wypełniona żelem zabezpieczającym przed wpływami atmosferycznymi. Zastosowanie tej obudowy umożliwia trwałe połączenie kabla ze złączem.

Z polskiego opisu patentowego nr 116 493 znane jest złącze wielostykowe do złączania i rozłączania w cieczach. W tym rozwiązaniu części obudów zarówno wtyku jak i gniazda są wypełnione olejem izolacyjnym. Bolce wtyku są umocowane przesuwnie w tulei otoczonej od strony tylnej membraną umieszczoną w sztywnej obudowie. Obydwie obudowy od strony skierowanej ku sobie są zamknięte uszczelkami. Dla połączenia wtyku z gniazdem, bolce wtyku wraz z obudową są przemieszczane w kierunku gniazda, przebijają uszczelki i zostają wsunięte w styki gniazda. W tym samym czasie olej izolacyjny zostaje przemieszczany z przedniej strony gniazda w tylną przestrzeń otoczoną membraną, umieszczoną wewnątrz sztywnej obudowy gniazda.

Z polskiego opisu patentowego nr 142 121 znane jest wielostykowe złącze wodoszczelne, w którym gniazdo i wtyk wbudowane są w zamkniętej szczelnie sztywnej obudowie, w którą wbudowana jest elastyczna nieprzewodząca przepona wyposażona w przepusty szpilkowe z drutu miedzianego. Te przepusty szpilkowe z jednej strony są połączone z wyprowadzeniami wtyku, a z drugiej strony z przewodem doprowadzeniowym.

Celem wynalazku jest opracowanie złącza elektrycznego i sposobu jego wytwarzania, mające zabezpieczenie połączeń elektrycznych gniazdka i wtyczki przed niekorzystnymi wpływami otoczenia.

Złącze elektryczne zwłaszcza złącze telefoniczne zwierające obudowę z gniazdkiem przyporządkowaną wtyczce, tworzącymi razem połączenie elektryczne, przy czym obudowajest od tyłu zamknięta osłoną i jest wypełniona środkiem izolującym oraz posiada przepust według wynalazku charakteryzuje się tym, że osłona obudowy ma elastyczną zewnętrzną tylną ścianę, a przepust rozciąga się o wnętrza gniazdka obudowy w kierunku wewnętrznej powierzchni, zewnętrznej elastycznej ściany osłony.

Korzystnie osłona ma na ściance zewnętrznej elastyczne wgłębienie skierowane na zewnątrz.

Korzystnie osłona zawiera ramę, po której wewnętrznej stronie jest przymocowana elastyczna membrana.

174 319

Korzystnie obudowajest wypełniona żelem silikonowym posiadającym twardość Volanda od około 15 gram do około 50 gram.

Korzystnie w obudowie gniazdka jest umocowany co najmniej jeden kontakt elektryczny o przedniej części pokrytej silikonową gumą adhezyjną i połączony przynajmniej z jednym przewodem.

Korzystnie żel silikonowy ma lepkość w zakresie od około 12 gram do około 22 gram.

Korzystnie osłona z elastomeru ma twardość Shore A od około 45 gram do około 75 gram.

Korzystnie w obudowie jest umieszczony blok sprężyn z wieloma kontaktami i obudowa posiada grzebień wewnętrzny z wieloma zębami podtrzymującymi kontakty bloku sprężyn, przy czym zęby mają wysokość od około 2,54 mm do około 5,08 mm, a między końcem bloku sprężyn i końcem otworu jest ukształtowana studnia wypełniona żelem i wystająca przynajmniej na około 2,54 mm od końca bloku sprężyn.

Korzystnie w obudowie jest umieszczony blok sprężyn zawierający wiele kontaktów zamontowanych na obudowie bloku sprężyn i połączonych elektrycznie z przewodami, przy czym obudowa bloku sprężyn i przynajmniej większa część kontaktów przylegających do obudowy bloku sprężyn jest otoczona żelem.

Korzystnie żel otaczający blok sprężyn posiada wydłużalność równą przynajmniej około 100% i twardość Volanda równa około 15-50 gram.

Korzystnie objętość ukształtowanego żelu plus bloku sprężyn przekracza objętość bloku sprężyn przynajmniej o 10%.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok z tyłu wersji naściennej złącza według wynalazku, fig. 2 przedstawia gniazdo naścienne w przekroju wzdłuż linii 2-2 z fig. 1, fig. 3 przedstawia częściowy przekrój perspektywiczny modułowego gniazdka według wynalazku, fig. 4 przedstawia modułowe gniazdo w przekroju wzdłuż linii 4-4 z fig. 3, fig. 5A i fig. 5B przedstawiają sposób umieszczania bloku sprężyn z żelem w obudowie gniazda, fig. 6A i 6B przedstawiają blok sprężyn otoczony żelem, fig. 7A, 7B, 7C i 7D przedstawiają dwa warianty bloków sprężyn w osłonie żelowej mocowanych w różnych obudowach gniazdek, fig. 8A przedstawia widok z przodu obudowy gniazdka hermetyzowanej żelem, fig. 8B przedstawia częściowy boczny przekrój perspektywiczny obudowy gniazda z fig. 8A, fig. 8C przedstawia częściowy boczny przekrój perspektywiczny obudowy gniazda z fig. 8A, z włożonym blokiem sprężyn otoczonym żelem, fig. 9 przedstawia perspektywiczny widok wtyczki według wynalazku, fig. 10 przedstawia perspektywiczny widok przesłony do przymocowania w tylnej części obudowy gniazda.

Zespół gniazdka naściennego 10 zawiera płytę czołową 20 i tylną obudowę 30 gniazdka 10. Na fig. 1 widoczna jest tylko część tylnej obudowy 30 gniazda 10, ponieważ najczęściej jest ona pokryta elastomeryczną osłoną 40 z pojemnikiem. Elastomeryczna osłona 40 zawiera wgłębienie 50 oraz kanał 60, przez który przeprowadzane są przewody 70 telefoniczne.

Na figurze 2 przedstawiono częściowy przekrój perspektywiczny gniazda naściennego z fig. 1, wzdłuż linii 2-2. Jak pokazano, przewody 70 przymocowane są do bloku 80 sprężyn, który zawiera kontakty 85 przewodów 70. Wtyczkę 90 przedstawiono w położeniu wsunięcia w gniazdko 100 do momentu oparcia się na mostku 110, w sposób umożliwiający utworzenie połączenia elektrycznego z kontaktami 85. Poniżej mostka 110 pokazano przepust 120 sprzęgający gniazdko 100 z tylną wnęką 130 utworzoną przez obudowę 30 gniazdka 10 i osłonę 40 z elastomeru z pojemnikiem na żel.

W celu zabezpieczenia styków elektrycznych od wilgoci i innych czynników powodujących korozję, wnętrze gniazdka 100, przepust sprzęgający 120 oraz wnęka 130 wypełniane są środkiem izolującym zwłaszcza żel 140, od wpływów otoczenia. W roli tego środka izolującego 140 zalecany jest hydrofobowy dielektryk umieszczany w celu izolacji od wilgoci przewodów i kontaktów. Preferowane są tu żele, a zwłaszcza żele silikonowe. Preferowane typy żelów mają spoistość większą niż zdolność przylegania do innych powierzchni, w wyniku czego, po wyjęciu wtyczki 90 z gniazdka 100 żel zwalnia wtyczkę 90, trzymając się spójnie w jednej bryle w gniazdku 100. Żel powinien jednak posiadać wystarczającą przylegalność, by mógł wytworzyć osłonę izolacyjną wokół kontaktów, przewodów i innych części urządzenia, które mają być zabezpieczone przed wpływami otoczenia.

174 319

Środek izolujący 140 powinien odznaczać się twardością wystarczającą dla zapewnienia trwałej ochrony przed zanieczyszczeniami z otoczenia. Z drugiej strony, środek izolujący powinien być wystarczająco miękki, by możliwe było jego przemieszczenie pod wpływem wsuwania wtyczki 90 i by mógł przybrać kształt dopasowany do kształtu wnętrza zespołu gniazdka 100, zapewniając hermetyczną osłonę. Na twardość żelu ma również wpływ preferencja użytkowników, a mianowicie pełne wsunięcie wtyczki 90 i zamknięcie zatrzasków w gniazdku 100 powinno wywołać słyszalny szczęk. Jeśli środek izolujący 140 jest zbyt sztywny, szczęk ten jest stłumiony.

Inną ważną cechą środka izolującego 140 jest jego elastyczność, od której zależy przemieszczenie środka 140 z powrotem do zbiornika, gdy wtyczka 90 jest wyjęta.

W tym celu dostępny jest szeroki asortyment środków izolujących 140, łącznie z, przykładowo materiałami elastycznymi topiącymi się w wysokiej temperaturze, smarami i elastycznymi masami epoksydowymi. Jako środek izolujący 140 preferowany jest jednak żel dielektryczny, taki jak alifatyczne żele mocznikowe, silikonowe, oraz termoplastyczne, jak styrenowo-etylenowo-butylenowo-styrenowy,lubstyrenowo-etylenowo-propylenowo-styrenowy, lub inne miękkie żele posiadające wymagane własności, podane poniżej, z lub bez dodatku oleju lub plastyfikatora.

Do preferowanych rodzajów żelów do wykorzystania w prezentowanym wynalazku należą te, których wartość penetracji stożka zawiera się w zakresie od ok. 50 do ok. 350 x 10⁴ mm, a jeszcze lepiej od ok. 100 do ok. 300 x 10-1 mm, zaś najlepiej od ok. 100 do ok. 250 x 10-1 mm. Preferowane są również żele odznaczające się największym wydłużeniem wynoszącym przynajmniej ok. 50%, ajeszcze lepiej przynajmniej od ok. 100% do 200%, zaś najlepiej, gdy wartość maksymalnego wydłużenia zawiera się w granicach od ok. 400% do ok. 800%. Innym sposobem pomiaru twardości, alternatywnym w stosunku do penetracji stożka, jest twardość Volanda. Twardość Volanda jest w ogólności mierzona na aparacie zwanym analizatorem tekstury Volanda. Możliwe do przyjęcia wartości twardości Volanda żelu zastosowanego w niniejszym wynalazku zawierają się w przedziale od ok. 15 gram do przynajmniej ok. 50 gram, zaś preferowane są żele posiadające twardość Volanda od ok. 20 do ok. 40 gramów.

W wersji wynalazku przedstawionej na fig. 1 i fig. 2 preferowanym środkiem izolującym jest żel silikonowy 140 o twardości Volanda równej ok. 31 +/- 6 gramów, relaksacji naprężeń równej ok. 28 +/-10% i lepkości równej ok. 17 +/- 5 gramów. Wnęka 130, sprzęgający przepust 120, oraz wszelkie wewnętrzne przestrzenie lub wnęki we wtyczce 90 powinny być całkowicie wypełnione środkiem izolującym 140, lub przynajmniej wypełnione w stopniu wystarczającym dla pokrycia kontaktów 85, gdy do gniazda 100 nie włożono wtyczki 90.

Włożenie wtyczki 90 do gniazdka 100 powoduje przemieszczenie pewnej ilości środka izolującego 140. Wypchnięty środek izolujący 140 przepływa przez sprzęgający przepust 120 do wnęki 130. Ciśnienie wypchniętego środka izolującego 140 powoduje odchylenie ścianki wgłębienia 50 do zewnątrz i przyjęcie przez nie nadmiarowej ilości środka izolującego 140. Osłona 40 ze zbiornikiem powinna być wykonana z materiału elastycznego, takiego jak guma, a najlepiej guma santoprenowa. Inne materiały, to elastyczny plastik, tkanina gumowana, lub przede wszystkim każdy materiał elastyczny, który można uformować w kształt przesłony lub membrany. Osłona 40 ze zbiornikiem musi być wystarczająco elastyczna, aby powstało w niej miejsce na środek izolujący 140 wypchnięty przez wprowadzenie wtyczki 90, lecz powinna również zachować wystarczającą sztywność dla wytworzenia siły wpychającej środek izolujący 140 z powrotem do gniazda 100, gdy wtyczka 90 została wyjęta, w taki sposób, by środek izolujący 140 pokrywał i chronił kontakty 85. Siła ta również wywiera ciśnienie na środek izolujący 140 w czasie wkładania wtyczki 90, zaś ciśnienie to dodatkowo pomaga w powstrzymywaniu dostawania się zanieczyszczeń powodujących korozję. Osłona 40 może charakteryzować się twardością Shore A w zakresie od ok. 20 gram do ok. 100 gram, jeszcze lepiej, gdy twardość leży w zakresie od ok. 45 gram do ok. 75 gram, a najkorzystniejsze są osłony 40 o twardości z zakresu od ok. 55 gram do ok. 65 gram. Osłona 40 pracuje również w połączeniu ze środkiem izolującym 140 wytwarzając hermetyczną osłonę wokół przewodów 70 w miejscu, gdzie wychodzą one z zespołu gniazda 100. W wielu wcześniejszych systemach w tej sytuacji występowały trudności w hermetycznym osłonięciu nawet jednego przewodu, nie mówiąc o

174 319 czterech, jednak zespół przesłony i żelu pozwala na zabezpieczenie do ośmiu, a nawet większej ilości przwodów. Takie zabezpieczenie przewodów 70 można również uzyskać w układzie osłony 40 w połączeniu z innym środkiem izolującym 140, takim jak smar, zamiast żelu lecz jakość takiego układu pogarsza się po wielu cyklach włożenia i wyjęcia wtyczki 90.

Inną cechą wynalazku, pozwalającą na poprawę jakości środka izolującego 140 otaczającego i chroniącego styki 85, jest powleczenie części styków 85 warstwą 150 posiadającą właściwość przyklejania środka izolującego 140. Godnym polecenia jest, aby styki 85 były powleczone złotem, jednak materiał izolujący niezbyt dobrze przylega do złota. Warstwa 150 nałożona jest na przednią część styków 85. Warstwa 150 powinna silnie przylegać do styków 85, oraz podobnie do środka izolującego 140. Dla żelów, odpowiednim materiałem jest lepki lub silnie przylegający komponent żelu. W ten sposób, po włożeniu wtyczki 90 do gniazdka 100, na przedniej części styków 85 pozostaje część żelu, chroniąc je przed szkodliwymi wpływami otoczenia. Pewna część powierzchni styków 85 musi być wolna od powłoki, by możliwe było utworzenie przez nie elektrycznego połączenia z każdymi z odpowiednich styków wtyczki 90. W preferowanej wersji zestawu jako warstwę 150 pokrywającą część styków 85 zastosowano adhezyjną gumę silikonową, charakteryzującą się twardością 20 (wg danych firmy Dow Corning).

Warstwa 150 powinna być nakładana na styki 85 na wstępnym etapie konstrukcji, np. przed wstawieniem bloku 80 sprężyn w obudowę 30 gniazdka 10. Po jej nałożeniu należy odczekać pewien czas, aby stwardniała. Następnie należy wypełnić zespół gniazdka 10 żelem silikonowym. Żel, tężejąc, wytwarza połączenie z warstwą 150. Oczywiście, jako warstwę 150 ochronną można zastosować w zasadzie każdy materiał, dobrze przylegający do kontaktów 85 i materiału izolującego. Warstwa 150 ochronna spełnia jeszcze użyteczną rolę wzmacniającą połączenie otworów w s tykach 85 z ich plastikowym podłożem. Do tego celu nie jest konieczne dobre przyleganie warstwy 150 ochronnej do żelu.

Jeszcze jedną cechą funkcjonalną omawianego rozwiązania, pokazaną na fig. 2 jest pokrywa 160 przeciw kurzowi zaopatrzona w sprężynę (widoczna częściowo), odchylająca się na śrubie 170 i pokrywająca gniazdko 100, gdy wtyczka 90 jest wyjmowana.

Inny przykład wykonania przedstawiono na fig. 3 i fig. 4. N tych fig. 3 i 4 odpowiadającymi numerami oznaczono elementy przedstawione również na fig. 1 i fig. 2. Fig. 3 przedstawia częściowy przekrój perspektywiczny obudowy 30' modułowego gniazdka. Obudowa 30' gniazdka posiada dwa wypusty mocuj ące pierwszy 200 i drugi 210, do zamontowania i unieruchomienia obudowy 30' gniazdka na płycie czołowej gniazdka (nie pokazanej). Na fig. 3 widoczny jest również grzbiet 220 obudowy 30' gniazdka, który pomaga w unieruchomieniu przesłony 40'. Na fig. 4 przedstawiono widok przekroju gniazdka modułowego z fig. 3 wzdłuż linii 4-4. Na tej fig. 4 widać, że wypust mocujący 210 może odchylać się, co pozwala na zamocowanie obudowy 30' do płyty czołowej gniazdka na zatrzask.

Środek izolujący można wprowadzić przez wypełnienie nim obudowy gniazdka, jak opisano wyżej, lub przez pokrycie nim bloku sprężyn przed zainstalowaniem go w obudowie 30' gniazdka. Ten ostatni sposób posiada dwie zalety w porównaniu z poprzednimi, a mianowicie upraszcza produkcję i ogranicza koszty. Sposób ten zilustrowano na fig. 5A i fig. 5B. Jak przedstawiono na fig. 5A podłoże 300 utwardzające żel posiada wiele prostokątnych wnęk 310 mieszczących bloki sprężyn. Kompletny blok sprężyn, wyposażony w przewody i kontakty, jest wkładany do wnęki 310, którą następnie wypełnia się żelem. Po stwardnieniu żelu i przylgnięciu go do bloku sprężyn, ten ostatni jest wyjmowany, przez co uzyskujemy zatopiony w żelu blok sprężyn 320. Możliwe jest również zastosowanie wnęk o różnych kształtach, jak pokazano na fig. 5B, przedstawiającym urządzenie 300' do kształtowania żelu wyposażone w wiele cylindrycznych form 310' do kształtowania żelowych osłon bloków sprężyn. Wymiary kształtki żelu są przynajmniej o 10%o większe niż wymiary wtyczki, w lepszym rozwiązaniu - około 25% większe od wymiarów wtyczki, a w przypadku idealnym - około 50% większe od wymiarów wtyczki. Jeszcze większe wymiary kształtki żelu nie pozwoliłyby na włożenie wtyczki do gniazdka.

Z powodu dużej różnorodności kształtów aktualnie istniejących obudów gniazdek, najdogodniejsze zewnętrzne wymiary bloków sprężyn zatopionych w żelu również są różne. Ogólny

174 319 kształt preferowanego bloku sprężyn zanurzonego w żelu zilustrowano na fig. 6A i 6B, przedstawiających odpowiednio widok z przodu i z boku zanurzonego w żelu bloku sprężyn 330. Zanurzony w żelu blok sprężyn 330 ma ogólnie kształt prostopadłościanu z nachyloną przednią górną powierzchnią 331 wysuniętą od przodu ku tyłowi i nachyloną dolną przednią powierzchnią 332 wysuniętą od przodu do punktu środkowego w kierunku tylnej części bryły. W niektórych wersjach przednia górna powierzchnia 331 spotyka się z przednią dolną powierzchnią 332 wzdłuż krawędzi, bez tworzenia płaskiej przedniej części 333.Zatopiony w żelu blok sprężyn 330 można w tym wypadku opisać ogólnie przez podanie jego wysokości h, szerokości w długości 1, rozpiętości pionowej s1 powierzchni 331, rozpiętości pionowej s2 powierzchni 332, rozpiętości pionowej s3 powierzchni 333, oraz rozpiętości wzdłużnej s4 powierzchni 332. W przypadku większości obudów gniazdek odpowiednie wymiary bloku sprężyn zanurzonego w żelu są następujące, wysokość w zakresie od około 12,7 mm do około 20,32 mm, szerokość od ok. 7,62 do 16,51 mm, długość od ok. 12,7 do ok. 18,54 mm, s1 od około 1,27 do ok. 7,62 mm, s2 od ok. 6,86 do ok. 11,43 mm, s3 od 0,0 do ok. 5,84 mm oraz s4 od ok. 4,57 mm do ok. 8,38 mm. Dla żelu silikonowego, którego parametry zawarte są w podanych tutaj najbardziej preferowanych zakresach, daje to w wyniku około 1,6 +/- 0,05 grama żelu otaczającego blok sprężyn.

Na figurach 7A, 7B, 7C i 7D przedstawiono dwa szczególne przypadki zatopionych w żelu boków sprężyn umieszczonych w różnych obudowach gniazd. Fig. 7A przedstawia widok z tyłu zatopionego w żelu bloku sprężyn 350, umieszczonego w gnieździe 360. Fig. 7B przedstawia widok z przodu gniazda 360 po umieszczeniu w nim zatopionego w żelu bloku sprężyn 350, fig. 7C przedstawia widok z tyłu zatopionego w żelu bloku sprężyn 370, umieszczonego w gnieździe modułowym 380, fig. 7D zaś przedstawia widok z przodu modułowego gniazda 380 po umieszczeniu w nim zatopionego w żelu bloku sprężyn 370.

Figura 8A przedstawia widok z przodu obudowy gniazda zmodyfikowanego pod kątem ulepszenia własności ochronnych żelu, zgodnie z ideą omawianego wynalazku. Na fig. 8A pokazano obudowę 400 gniazda z otworem 405 gniazda, przystosowanym do włożenia wtyczki w widoku od przodu. Otwór 405 gniazda został zmodyfikowany w taki sposób, że dolny skraj 410, po włożeniu wtyczki przylegający do bloku sprężyn i kontaktów, ma środkowy rowek 415 wystający na większej części swojej długości i głęboki na około 0,89 mm, pozostawiając w rogach odstępy 420. W nie zmodyfikowanym gnieździe wypełnionym żelem, żel posiada tendencję do wydostawania się w górę przez dolny skraj 410 otworu 405, w wyniku czego włożeni wtyczki powoduje powstanie tendencji do ścinania żelu przez krawędź 410. Przy ścinaniu żelu po wielu włożeniach wtyczki ma ona tendencję do odskakiwania w tył, bez wytwarzania elastycznego połączenia z żelem położonym w przedniej części bloku sprężyn, co powoduje, że po wyjęciu wtyczki żel przemieszcza się w tył, nie powracając do swojego właściwego położenia nad przednią częścią bloku sprężyn. Obecność rowka 415 i odstępu 420, utrzymujących włożoną wtyczkę w położeniu standardowym, powoduje powstanie wolnego miejsca między wtyczką i skrajem obudowy, ograniczającego efekt ścinania żelu i poprawiającego jego funkcjonowanie przy wielokrotnych włożeniach i wyjęciach wtyczki. Fig. 8A przedstawia również grzebień wewnętrzny 425 z zębami 430, utrzymującymi na miejscu kontakty włożonego bloku sprężyn. Zęby 430 zostały skrócone w porównaniu z innymi rozwiązaniami, do rozmiarów 1,27 mm, dla zapewnienia lepszego przepływu żelu z i do gniazdka przy wkładaniu i wyjmowaniu wtyczki. Również liczba zębów 430 została zmniejszona. Jeżeli liczba przewodów wynosi n, ich unieruchomienie wymaga tyko n + 1 zębów 430 grzebienia 425. Zmniejszenie ilości zębów 430 przynosi podobny efekt, co ich skrócenie i w dodatku poprawia przepustowość kanału, którym przepływa żel.

Figura 8B przedstawia częściowy boczny przekrój perspektywiczny obudowy gniazdka z fig. 8A. Na rysunku widać płytkę dystansową 435 ściany bocznej obudowy 400 gniazdka, podtrzymującą dno wmontowanego bloku sprężyn 455, oraz szczelinę 440 w ścianie bocznej obudowy 400 gniazdka, która powinna zaczepiać o grzbiet boczny bloku sprężyn 455. Cechy te pozwalają na regulowanie wysokości wsuniętego bloku sprężyn 455. W rozwiązaniu grubość płytki dystansowej 435 została zmodyfikowana w porównaniu z wersją standardową w ten sposób, że jest ona o około 1,27 mm mniejsza niż normalnie. Szczelina wprowadzająca 445 do

174 319 wyprowadzenia przewodu elektrycznego została wycięta w górnym odcinku tylnej części obudowy 400 gniazdka, służąc do wyprowadzenia przewodów wychodzących z wmontowanego bloku sprężyn 455. Na fig. 8B przedstawiono również zatrzask mocujący 450 blok sprężyn 455, który w porównaniu z poprzednimi rozwiązaniami przypomina raczej szczelinę, niż prosty schodek, dzięki czemu kontrolowany jest ruch włożonego bloku sprężyn 455 zarówno w przód, jak i w tył, zamiast po prostu blokować ruch bloku sprężyn w tył.

Znaczenie tych modyfikacji zilustrowano na fig. 8C, przedstawiającym częściowy boczny przekrój perspektywiczny obudowy 400 gniazdka z włożonym w nią blokiem sprężyn 455 zatopionym w żelu 460. Krótsze zęby 430 grzebienia 425, w połączeniu z obniżeniem położenia bloku sprężyn 455, tworzą kanał przepływowy 465, przez który może przepływać żel podczas wkładania i wyjmowania wtyczki w gniazdka. Poza tym, szczelina 450 jest położona w taki sposób, by oddalić blok sprężyn 455 od przedniej części obudowy 400 gniazdka, tworząc studnie 470 wypełnioną żelem. Ta studnia 470 z żelem pomaga w utrzymaniu elastycznego połączenia między żelem w przedniej części bloku sprężyn 455 i żelem, który został wepchnięty do tyłu przez włożenie wtyczki, dzięki czemu wyjęcie wtyczki powoduje wciągnięcie przemieszczonego żelu z powrotem na miejsce nad kontaktami 475. Głębokość studni 470 powinna zawierać się w przedziale od ok. 2,54 do 5,08 mm, a optymalnie powinna wynosić ok. 0,30 mm.

Na figurze 9 przedstawiona jest wtyczka 500 tworząca złącze telefoniczne. Wtyczka 500 ze stykami 505 została wypełniona żelem, który następnie stwardniał. Przed, lub po stwardnieniu żelu wprowadza się przewody 510 i w punkcie obciskania 515 przykładny jest nacisk dla unieruchomienia przewodów 510 wewnątrz wtyczki 500. Wtyczka 500 posiada trzy punkty, które muszą być zahermetyzowane dla zapewnienia ochrony przed wpływami otoczenia, są to styki 505, punkt wejścia przewodów 510, oraz punkt obciskania 515. Wypełnienie żelem wtyczki 500 służy do zahermetyzowania punktu wejścia przewodów 510 i dodatkowo uszczelnia punkt obciskania 515. Styki 505 zostają również zahermetyzowane przy umieszczaniu ich w gnieżdzie wypełnionym żelem, co gwarantuje pełne zabezpieczenie złącza telefonicznego przed wpływami środowiska.

Na figurze 10 przedstawiono inną wersję elastycznej osłony 600 do zamontowania w tylnej części obudowy gniazda. Osłona 600 jest wykonana z prostokątnej plastikowej ramy 605, po której wewnętrznej stronie przymocowano elastyczną membranę 610. W preferowanej wersji złącza membranę 610 stanowi dwustronna taśma piankowa, która łączy się zarówno z ramą 605, jak i z obudową gniazdka (po jej przymocowaniu). Osłona 600 posiada również szczelinę umożliwiającą jej wsunięcie, którą można dopasować do szczeliny w obudowie gniazda mieszczącej przewody, dla zabezpieczenia i zahermetyzowania przewodów. Osłona 600 może również posiadać wewnętrzne grzbiety zazębiające się z grzbietami na bokach obudowy gniazdka, utrzymując je w stabilnym położeniu.

Opisane tutaj specyficzne wersje złącz wykorzystująprzesłony otaczające obwód gniazdka i zamontowane bezpośrednio naprzeciw punktu wejściowego wtyczki, lecz obie te cechy można zmienić, czyli rola wtyczek męskich i żeńskich może równie dobrze być odwrócona łub zmieniona.

174 319

FIG. 3

FIG. 4

174 319

FIG. 5A

FIG. 5B

5>l

I

l· ^Ł

Fig. 6B

Fig. 6a

174 319

FIG. 7A

FIG. 7D

174 319

FIG. 8A

400

FIG. 8C flO*⁹

506

6<#

174 319

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Złącze elektryczne zwłaszcza złącze telefoniczne zawierające obudowę z gniazdkiem przyporządkowaną wtyczce, tworzącymi razem połączenie elektryczne, przy czym obudowajest od tyłu zamknięta osłoną i jest wypełniona środkiem izolującym oraz posiada przepust, znamienne tym, że osłona (40, 40', 600) obudowy (30, 30', 400) ma elastyczną zewnętrzną tylną ścianę, a przepust (120, 465) rozciąga się od wnętrza gniazdka (100) obudowy (30, 30', 400) w kierunku wewnętrznej powierzchni zewnętrznej elastycznej ściany osłony (40,40', 600).
2. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że osłona (40,40') ma na ściance zewnętrznej elastyczne wgłębienie (50) skierowane na zewnątrz.
3. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że osłona (600) zawiera ramę (605), po której wewnętrznej stronie jest przymocowana elastyczna membrana (610).
4. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowa (30, 30', 400) jest wypełniona żelem silikonowym (140) posiadającym twardość Volanda od około 15 gram do około 50 gram.
5. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowie (30, 30') gniazdka (100) jest umocowany co najmniej jeden kontakt (85) elektryczny o przedniej części pokrytej silikonową gumą adhezyjną i połączony przynajmniej z jednym przewodem (70).
6. Złącze według zastrz. 4, znamienne tym, że żel silikonowy (140) ma lepkość w zakresie od około 12 gram do około 22 gram.
7. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że osłona (40) z elastomeru ma twardość Shore A od około 45 gram do około 75 gram.
8. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że w obudowie (400) jest umieszczony blok sprężyn (455) z wieloma kontaktami i obudowa (400) posiada grzebień wewnętrzny (425) z wieloma zębami (430) podtrzymującymi kontakty bloku sprężyn (455), przy czym zęby (430) mają wysokość od około 2,54 mm do około 5,08 mm, a między końcem bloku sprężyn (455) i końcem otworu jest ukształtowana studnia (470) wypełniona żelem (460) i wystająca przynajmniej na około 2,54 mm od końca bloku sprężyn (455).
9. Złącze według zastrz. 1 albo 8, znamienne tym, że w obudowie (30, 30', 400) jest umieszczony blok sprężyn (80, 320, 330, 350,370, 455) zawierający wiele kontaktów zamontowanych na obudowie bloku sprężyn (80,320,330,350,370,455) i połączonych elektrycznie z przewodami (70), przy czym obudowa bloku sprężyn (80, 320, 330, 350, 370, 455) i przynajmniej większa część kontaktów przylegających do obudowy bloku sprężyn (80,320,330, 350, 370,455) jest otoczona żelem.
10. Złącze według zastrz. 9, znamienne tym, że żel otaczający blok sprężyn (80,320,330, 350,370,455) posiada wydłużalność równą przynajmniej około 100% i twardość Volanda równa około 15-50 gram.
11. Złącze według zastrz. 10, znamienne tym, że objętość ukształtowanego żelu plus bloku sprężyn (80, 320, 330, 350, 370, 455) przekracza objętość bloku sprężyn (80, 320, 330, 350, 370, 455) przynajmniej o 10%.