ES2245762T3 - Conectores electricos acoplables que presentan capacidades de señal y potencia. - Google Patents
Conectores electricos acoplables que presentan capacidades de señal y potencia.Info
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Abstract
Conectores eléctricos acoplables que presentan capacidades de señal y potencia, que comprenden: a)por lo menos un conector hembra que incluye una carcasa aislante y por lo menos un contacto hembra (250), comprendiendo dicho contacto hembra (250): un cuerpo sustancialmente en forma de U eléctricamente conductor definido por tres caras abiertas y tres caras cerradas (254, 256, 258); b) un conector macho que comprende una carcasa aislante y por lo menos un contacto macho, caracterizados porque por lo menos una de las tres caras cerradas del conector hembra y/o del conector macho presenta una abertura de disipación de calor del contacto hembra en la misma, y dicho contacto macho (208) comprende: un cuerpo sustancialmente en forma de U eléctricamente conductor definido por tres caras abiertas y tres caras cerradas (214, 216, 218); c)únicamente un primer terminal sólido deformable (211) se extiende a partir de una cara (214) de las tres caras cerradas del contacto macho (208); y d)únicamente un segundo terminal sólido deformable (211) se extiende a partir de otra cara (216) de las tres caras cerradas del contacto macho (208).
Description
Conectores eléctricos acoplables que presentan
capacidades de señal y potencia.
La presente invención se refiere a conectores
eléctricos y, más particularmente, a conectores de potencia
electrónicos especialmente, útiles en sistemas de interconexión de
placas de circuitos impresos o tarjetas base, según la parte de
preámbulo de la reivindicación 1. Dichos conectores eléctricos
acoplables son conocidos por el documento
US-A-4 820 169.
Los diseñadores de circuitos electrónicos están
interesados generalmente en dos partes de circuito básicas, la parte
lógica o de señal y la parte de potencia. Al diseñar circuitos
lógicos, el diseñador por regla general no tiene en cuenta ninguna
variación en las propiedades eléctricas, tales como la resistencia
de los componentes de circuito, que esté provocada por las
variaciones en las condiciones, tales como la temperatura, debido a
que los flujos de corriente en los circuitos lógicos generalmente
son relativamente bajas. Sin embargo, los circuitos de potencia
pueden experimentar variaciones en las propiedades eléctricas debido
a los flujos de corriente relativamente altos, por ejemplo, del
orden de 30 amperios o más en un determinado equipo electrónico. Por
lo tanto, los conectores diseñados para su utilización en circuitos
de potencia deben poder disipar el calor (generado principalmente a
consecuencia del efecto Joule) de manera que se minimicen las
variaciones en las características de circuito debidas a la
variación del flujo de corriente. Los contactos macho convencionales
en los conectores de potencia eléctrica de placas de circuitos
impresos son generalmente de sección transversal rectangular (en
forma de hoja) o circulares (en forma de espiga). Estos diseños se
denominan diseños de "una única masa". En estas configuraciones
convencionales de hoja y espiga de una única masa, los contactos
hembra opuestos comprenden un par de terminales en voladizo forzados
hacia dentro y la hoja o espiga de acoplamiento se encuentra entre
el par de terminales. Dichas disposiciones resultan difíciles de
reducir en tamaño sin afectar de manera adversa las capacidades de
disipación de calor. Asimismo, éstas proporcionan únicamente una
flexibilidad mínima para variar las fuerzas normales de contacto
mediante el ajuste de la geometría del
contacto.
contacto.
El documento
US-A-4 820 169 da a conocer unos
conectores eléctricos acoplables que presentan capacidades de señal
y potencia, que comprenden por lo menos un conector hembra que
comprende una carcasa aislante y por lo menos un contacto hembra,
comprendiendo dicho contacto hembra un cuerpo sustancialmente en
forma de U, conductor eléctricamente, definido por tres caras
abiertas y tres caras cerradas, y un conector macho que comprende
una carcasa aislante y por lo menos un contacto macho.
Existe una necesidad de un contacto de
dimensiones reducidas que disipe eficazmente el calor y que presente
unas fuerzas normales de contacto fácilmente modificables.
Por lo tanto, un objetivo de la presente
invención consiste en proporcionar un conector eléctrico acoplable
según la técnica anterior, con el cual se aumente la disipación de
calor.
Dicho objetivo se alcanza con un conector
eléctrico acoplable según la reivindicación 1.
Las reivindicaciones subordinadas se refieren a
las características de formas de realización preferidas de la
invención.
La presente invención se refiere a conectores
eléctricos que comprenden un contacto hembra que presenta una
carcasa aislante y por lo menos un contacto hembra conductor que
comprende un par de paredes espaciadas que forman un espacio de
recepción de contacto macho. Una clavija de acoplamiento comprende
una carcasa aislante y por lo menos un contacto conductor que
presenta un par de paredes espaciadas que forman un resalte
acoplable en el espacio de recepción de clavijas del contacto
hembra. Los contactos utilizan un principio de "doble masa" que
proporciona una zona de superficie mayor disponible para la
disipación de calor, principalmente por convección, en comparación
con los contactos de "una única masa". Esta disposición
proporciona un recorrido de circulación de aire por las partes
espaciadas de los contactos de los conectores macho y hembra cuando
están acoplados.
La presente invención se describe con mayor
detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
contacto macho;
la figura 2 es una vista en alzado lateral del
contacto macho representado en la figura 1;
la figura 3 es una vista en perspectiva de un
contacto hembra;
la figura 4 es una vista en alzado del contacto
hembra representado en la figura 3;
la figura 5 es una vista en alzado frontal de un
conector macho;
la figura 6 es una vista en planta desde arriba
del conector macho representado en la figura 5;
la figura 7 es una vista de frente del conector
macho representado en la figura 5;
la figura 8 es una vista en perspectiva frontal
desde arriba del conector macho representado en la figura 5;
la figura 9 es una vista en perspectiva posterior
desde arriba del conector macho representado en la figura 5;
la figura 10 es una vista en alzado frontal de un
conector hembra;
la figura 11 es una vista en planta desde arriba
del conector hembra representado en la figura 10;
la figura 12 es una vista frontal del conector
hembra representado en la figura 10;
la figura 13 es una vista en perspectiva frontal
desde arriba del conector hembra representado en la figura 10;
la figura 14 es una vista en perspectiva
posterior desde arriba de otro conector hembra representado en la
figura 1;
la figura 15 es una vista en perspectiva frontal
de una segunda forma de realización del conector macho;
la figura 16 es una vista en perspectiva
posterior del conector macho de la figura 15;
la figura 17 es una vista isométrica de un
contacto macho utilizado en el conector de la figura 15, con el
contacto aún acoplado a una parte del material en forma de banda del
cual está formado;
la figura 18 es una vista en sección transversal
lateral del conector macho de la figura 15;
la figura 19 es una vista en perspectiva frontal
de un conector hembra acoplable con el conector macho de la figura
15;
la figura 20 es una vista en perspectiva
posterior del conector hembra representado en la figura 19;
la figura 21 es una vista isométrica de un
contacto hembra utilizado en el conector representado en la figura
19, con el contacto aún acoplado a una parte de la banda de metal de
la cual está formada;
la figura 22 es una vista en sección transversal
lateral del conector hembra representado en la figura 19;
la figura 22a es una vista en sección transversal
parcial por la línea A-A de la figura 22;
la figura 22b es una vista en sección transversal
parcial por la línea B-B de la figura 22;
la figura 23 es una vista en perspectiva frontal
de una tercera forma de realización del conector macho;
la figura 23a es una vista en sección transversal
de una disposición alternativa para fijar un contacto en una
carcasa;
la figura 24 es una vista en perspectiva frontal
de un conector hembra adaptado para su acoplamiento con el conector
macho de la figura 23;
la figura 25 es una vista en alzado frontal de
otra forma de realización del conector hembra;
la figura 26 es una vista en perspectiva inferior
del conector representado en la figura 25;
la figura 27 es una vista isométrica de un
contacto hembra utilizado en los conectores ilustrados en las
figuras 25 y 26;
la figura 28 es una vista en sección transversal
de un conector tal como se representa en la figura 25; y
la figura 29 es una vista en sección transversal
de una forma de realización que utiliza contactos superpuestos en
los conectores macho y hembra.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, en las
mismas se muestra un contacto macho 10 para su utilización en un
conector macho. Dicho contacto macho presenta dos paredes laterales
principales opuestas 12 y 14. Un resalte frontal, identificado en
general mediante el número de referencia 16, presenta una parte
superior 18 y una parte inferior 20. Cada una de estas partes
superior e inferior comprende un par de terminales voladizos
opuestos, presentando cada terminal una sección proximal convergente
hacia dentro 22, una sección de contacto arqueada 24 y una sección
distal 26. Las secciones distales opuestas 26 están dispuestas
preferentemente paralelas entre sí. Dichas secciones distales pueden
estar dispuestas ligeramente separadas cuando los terminales se
encuentran en posición relajada, pero se unen entre sí cuando dichos
terminales se desvían a medida que se introduce el resalte frontal
en un contacto hembra (tal como se describe a continuación). Esta
disposición proporciona una protección contra la sobrecarga para los
terminales durante el acoplamiento. Las paredes laterales también
pueden comprender unos paneles planos 28 y 30. Desde un borde del
panel 28 se extienden unos terminales 32, 34, 36 y 38. El terminal
40 se extiende desde el panel 30, conjuntamente con una pluralidad
de terminales similares (no representados). Los terminales 32 a 40
pueden comprender un orificio pasante, unas espigas para soldar a
una placa (tal como se representa), unas espigas de ajuste a presión
o derivaciones de montaje exteriores. Dichos paneles 28 y 30 están
unidos por unos elementos de puente arqueados superiores 42 y 44.
Entre dichos paneles 28 y 30 se define un espacio intermedio 46,
adaptado para la circulación de aire. El contacto 10 se estampa o
conforma de otra manera como una pieza única a partir de una banda
de materiales de contacto adecuados tales como las aleaciones de
bronce fosforoso o aleaciones de cobre de berilio.
Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, en las
mismas se muestra un contacto hembra 48. Dicho contacto hembra
presenta unas paredes laterales, preferentemente planas y paralelas
opuestas 50 y 52. Dichas paredes se extienden hacia delante en una
parte de resalte frontal 54, que forma un espacio de recepción de
clavija intermedio 56. La distancia entre las paredes 50 y 52 en la
parte 54 es tal que en el espacio de recepción de contacto macho 56
puede recibirse el resalte 16 del contacto macho 10, estando los
terminales elásticamente desviados hacia el plano central del
contacto 10. La desviación hace que los terminales desarrollen unas
fuerzas dirigidas hacia fuera, que presionan de este modo las partes
arqueadas 24 contra las superficies interiores de las partes 54 que
forman el espacio de recepción 56, para desarrollar una fuerza
normal de contacto adecuada. Las paredes laterales 50 y 52 también
comprenden, respectivamente, los paneles 58 y 60. Extendiéndose
desde el panel 58 están dispuestos unos terminales 62, 64, 66 y 68.
Extendiéndose desde el panel 60 está dispuesto el terminal 70 así
como otros diversos terminales (no representados). Dichos terminales
son esencialmente los mismos que los terminales anteriormente
descritos 32 a 40. Las paredes laterales 50 y 52 están unidas entre
sí por unos elementos de puente 72 y 74 generalmente arqueados.
Preferentemente, el contacto hembra también se estampa o conforma de
otra manera en una pieza única a partir de una banda de aleación de
bronce fosforoso o aleación de cobre de berilio.
Las figuras 5 a 9 ilustran un conector macho 75
que presenta una carcasa de clavijas aislante 76. Dicha carcasa de
clavijas 76 comprende un cara frontal 78 que presenta una pluralidad
de aberturas de contacto de potencia eléctrica 84 y 86. El resalte
frontal o parte de acoplamiento 16 (figs. 1 y 2) de los contactos
macho se dispone en las aberturas 84, 86. Los contactos macho 10 se
retienen en la carcasa 76 mediante un ajuste con apriete entre el
contacto y la carcasa. Este ajuste se consigue disponiendo la
dimensión H (fig. 2), la dimensión entre el borde inferior de la
pared 12 y el elemento de puente 42, ligeramente superior a la
dimensión de la cavidad de la carcasa 76 que recibe esta parte del
contacto macho 10. La cara frontal 78 puede comprender también una
abertura de disposición de espigas de señal 88 destinada a alojar
una disposición de espigas de señal designadas en general mediante
el número de referencia 90. La carcasa 76 comprende asimismo varias
divisiones verticales posteriores, tales como las divisiones 92 y
94, que forman las ranuras de retención de contactos de potencia
eléctrica 96 para alojar los contactos macho 98. Las divisiones
verticales centrales opuestas 100 y 102 forman entre ellas un
espacio de disposición de espigas de señal posterior 104 destinado a
alojar la parte posterior 106 de las espigas de señal. La carcasa 76
comprende asimismo unos soportes de montaje posteriores opuestos 108
y 110 que presentan respectivamente unas aberturas de montaje 112 y
114. Los contactos macho 10 presentan unos terminales 32, 34, 36, 38
y 40 que se extienden por debajo del borde inferior 80 de la carcasa
76. El borde 80 forma un interfaz de montaje, a lo largo del cual se
monta la carcasa en una placa de circuito impreso u otra estructura
en la cual se monta el conector.
Haciendo referencia a las figuras 10 a 14, en las
mismas se muestra un conector hembra 128. Dicho conector hembra 128
presenta una carcasa aislante 129 con un cara frontal 130 que
comprende una pluralidad de alvéolos 131 que presentan unas
aberturas de contacto, tales como las aberturas 136 y 138. La cara
frontal 130 forma una interfaz de acoplamiento del conector 128 para
su acoplamiento con el conector macho 75. Los alvéolos 131 están
configurados y dimensionados para su recepción en las aberturas 84,
86 del conector 75. Las partes frontales 54 (figs. 3 a 4) de los
contactos hembra se disponen dentro de los alvéolos 131 y las
aberturas 134, 136 están dimensionadas y configuradas para recibir
las partes superior e inferior 18 y 20 de los contactos macho 10.
Dicha cara frontal 130 presenta una zona de recepción de espigas de
señal 140 con unas aberturas de recepción de espigas de señal. La
carcasa 129 presenta también una pluralidad de divisiones
posteriores, tales como las divisiones 144 y 146, que forman las
ranuras de retención de contacto 148 para alojar los contactos
hembra 48. La carcasa de espigas de señal 152 recibe una disposición
de contactos hembra 154. Dicha carcasa 129 comprende asimismo unos
soportes de montaje posteriores opuestos 156 y 158 que presentan,
respectivamente, unas aberturas de montaje 160 y 162. Los terminales
de contacto hembra 62, 64, 66, 68 y 70 se extienden debajo de la
superficie 137, que forma el interfaz de montaje del conector hembra
128. La cara frontal 130 de la carcasa 128 también presenta una
pluralidad de espacios verticales 176 y 178, dispuestos entre los
alvéolos 131.
Los contactos hembra 48 se retienen en la carcasa
129 mediante un ajuste con apriete esencialmente de la misma manera
que se ha descrito anteriormente con respecto a los contactos macho
10. La retención de los contactos permite de esta manera que unas
partes sustanciales de las paredes 12, 14 del contacto macho y de
las paredes 58, 60 estén separadas de las partes circundantes de las
respectivas carcasas 76 y 129. Esto deja una parte importante de la
zona de superficie de ambos contactos (que comprende los contactos
de espiga) expuesta al aire, aumentando de este modo las capacidades
de disipación del calor, principalmente por medio de la convección.
Dichas capacidades de disipación de calor son convenientes para los
contactos de potencia eléctrica.
La figura 15 muestra otro conector macho 200 que
se incluye en la invención. En esta forma de realización, la carcasa
202, formada preferentemente a partir de un material polimérico
moldeado, presenta una cara frontal 204 que forma el interfaz de
acoplamiento del conector. La cara 204 comprende una pluralidad de
aberturas, tales como las aberturas 206, formadas en una disposición
lineal.
Haciendo referencia a la figura 16, el conector
macho 200 comprende una pluralidad de contactos macho 208. Los
contactos 208 se introducen desde la parte posterior de la carcasa
en las cavidades 212 que se extienden desde la parte posterior de la
carcasa hacia la parte frontal de la carcasa. Cuando los contactos
208 están completamente introducidos en la carcasa 202, las partes
de contacto 210 con los contactos 208 están dispuestas en las
aberturas 206.
Haciendo referencia a la figura 17, el contacto
macho 208 es similar en muchos aspectos a los contactos macho
representados en la figura 1. Este comprende las paredes en forma de
panel espaciadas 214, 216 que preferentemente son planas y
sustancialmente paralelas. Dichas paredes 214, 216 están unidas por
un elemento de puente frontal 218 y un elemento de puente posterior
220. En esta forma de realización, la sección de contacto 210 está
formada por dos terminales en voladizo 211 que se extienden desde
los bordes frontales de las paredes 214, 216. Preferentemente, cada
pared comprende una lengüeta de fijación 224 formada a lo largo de
una parte inferior del borde de la pared. Las paredes 214, 216
comprenden asimismo unos elementos de colocación laterales, tales
como las lengüetas curvadas 222, para centrar el contacto entre las
cavidades 212 en la carcasa 202. Cada pared comprende asimismo una
característica de colocación, tal como una orejeta elevada 234.
El elemento de puente frontal 218 comprende un
brazo de retención que se extiende hacia atrás 228 que está
dispuesto en voladizo en su extremo proximal del elemento de puente.
Dicho brazo 228 comprende una superficie de fijación 230 en su
extremo distal.
Unas conexiones, tales como las espigas para
orificio pasante 226, se extienden desde el borde inferior de cada
pared 214, 216. Dichas conexiones 226 pueden ser espigas para soldar
a una placa (tal como se representa) o pueden comprender terminales
de ajuste a presión u otros tipos de terminales.
Tal como puede apreciarse en la figura 17, los
contactos 208 pueden formarse a partir de chapa metálica, estampando
y conformando la pieza a partir de una banda de chapa metálica
adecuada para conformar contactos eléctricos. Los contactos 208
pueden retenerse en una banda de soporte S para su introducción
múltiple o separarse de la banda antes de su introducción en una
carcasa.
Haciendo referencia a la figura 18, el contacto
208 se introduce en la carcasa 202 desde la parte posterior en las
cavidades 212 (fig. 16). El contacto 208 se dispone (en el sentido
vertical de la figura 18) mediante el acoplamiento del borde
inferior 215 (fig. 17) contra la superficie 232 de la carcasa y
mediante el acoplamiento de los bordes superiores de las orejetas
234 con la nervadura 236 en la parte superior de la carcasa. El
contacto se mantiene centrado dentro de la cavidad 212 mediante las
lengüetas laterales 222 que se acoplan con las paredes laterales de
la cavidad 212. El contacto 208 se bloquea longitudinalmente en la
carcasa (en la dirección del acoplamiento de contacto) por medio del
brazo de resorte 228 que se desvía hacia abajo mediante la nervadura
236 de la carcasa durante la introducción y a continuación retrocede
elásticamente hacia arriba hasta colocar la superficie de tope 230
en su extremo distal contra la superficie frontal de la nervadura
236 o en la proximidad de la misma.
La lengüeta que se extiende hacia abajo 24 se
recibe preferentemente en una ranura 225 de la carcasa, siendo la
anchura de la ranura sustancialmente la misma que el espesor de la
lengüeta 224. Mediante la captura de la lengüeta 224 en la ranura
225, la deformación de la sección de pared, que podría tener lugar
cuando los brazos en voladizo 211 de la sección de contacto se
forzaran uno hacia el otro, se limita a la parte de las paredes 212,
216 dispuestas hacia delante con respecto a las lengüetas 224. Esto
mejora el control de las fuerzas normales de contacto generadas por
la desviación de los brazos en voladizo 211.
Tal como se muestra en la figura 18, las
conexiones 226 se extienden por debajo de la superficie inferior 238
de la carcasa 202, definiendo dicha superficie inferior un interfaz
de montaje del conector, a lo largo del cual dicho conector se monta
en una placa de circuito impreso.
Las figuras 19 y 20 muestran un conector hembra
para su acoplamiento con el conector macho ilustrado en las figuras
15 a 18. Los conectores hembra 240 comprenden una carcasa aislante
242 que incluye una disposición de alvéolos hembra 244. Las
superficies frontales 246 de los alvéolos son sustancialmente
coplanarias y forman un interfaz de acoplamiento del conector. Cada
alvéolo presenta una abertura 248 para recibir la sección de
contacto 210 de los contactos macho 208 del conector de
acoplamiento. La pluralidad de contactos hembra 250 se montan en la
carcasa 242, preferentemente mediante su introducción desde la parte
posterior en las cavidades 252. Tal como se muestra en la figura 20,
preferentemente la pared superior 254 de la carcasa no se extiende
totalmente hacia la parte posterior de la carcasa del conector,
dejando de este modo unas aberturas sustanciales en las cavidades
252.
El contacto hembra para el conector hembra 240 se
ilustra en la figura 21. El contacto 250 es similar en su forma
básica al contacto hembra 48 representado en las figuras 3 y 4. Este
comprende dos paredes opuestas 254, 256 que son con preferencia
sustancialmente planas y paralelas, formando de este modo entre las
mismas una recepción de contactos y un espacio para circulación de
aire. Las paredes 254, 256 están unidas mediante un elemento de
puente frontal 258 y un elemento de puente posterior 260. El
elemento de puente frontal 258 comprende un brazo de retención
elástico que está en voladizo en su extremo proximal del elemento de
puente 258 y soporta en su extremo distal la superficie de retención
o bloqueo 264. Tal como se ha descrito anteriormente, el contacto
hembra 250 puede conformarse en una única pieza unitaria, estampando
y conformando el contacto a partir de una banda. Como se ha
mencionado anteriormente, los contactos pueden introducirse en la
carcasa al tiempo que están acoplados a una banda de soporte S o una
vez se han separado de la misma.
La figura 22 es una vista en sección transversal
que muestra un contacto hembra 250 introducido en una carcasa 242.
Tal como se muestra, la lengüeta de fijación 266 se dispone con su
superficie frontal contra la superficie de posicionamiento 272 de la
pared inferior de la carcasa 242, disponiendo de este modo el
contacto en su posición más hacia delante. A medida que se introduce
el contacto en la carcasa, el brazo de retención 262 es forzado a
desviarse elásticamente hacia abajo cuando se acopla con la parte de
enclavamiento 278 de la carcasa. Cuando el brazo de retención 262
retrocede elásticamente hacia arriba después de pasar la sección de
retención 278, la superficie de bloqueo 264 se acopla con una
nervadura elevada 280 (fig. 22b) bloqueando de este modo el contacto
contra un movimiento hacia atrás con respecto a la carcasa. Las
conexiones 268 se extienden más allá de la superficie 270 que forma
el interfaz de montaje del conector 240.
Tal como se ilustra en las figuras 22a y 22b, las
partes frontales de las paredes 254, 256 están dispuestas a lo largo
de las paredes laterales interiores de los alvéolos 44. En la
superficie frontal 246 de cada alvéolo, está formada una abertura de
recepción de contacto macho 248. La abertura comprende un par de
labios 274 que son coplanarios con las superficies interiores de las
paredes 254, 256, o se extienden justo al pasar ligeramente las
mismas. Esta disposición proporciona la ventaja de unas fuerzas de
introducción iniciales inferiores cuando se acoplan los conectores
200 y 240. A medida que los alvéolos 244 se introducen en las
aberturas 206 (fig. 15), las secciones de contacto 210 formadas por
los brazos en voladizo 211 se acoplan primero a las superficies de
los labios 274. Debido a que el coeficiente de rozamiento entre los
brazos en voladizo 22 y los labios de plástico 274 es relativamente
inferior al coeficiente de rozamiento entre los brazos en voladizo y
las paredes metálicas 254, 256, la fuerza de introducción inicial se
minimiza.
La figura 23 muestra otra forma de realización
del conector macho 290. En esta forma de realización, la carcasa 292
presenta una abertura frontal única 294 en la que están dispuestas
las secciones de contacto 296 de los contactos macho. La carcasa
también comprende una pluralidad de aberturas 298 en la pared
superior de la misma. Tal como se muestra en la figura 23a, el
elemento de puente 218 y la orejeta de colocación 234 se acoplan con
la superficie superior 301 de la cavidad de recepción de contactos y
la superficie inferior 295 de la cavidad en un ajuste con apriete.
El brazo 228 se desvía hacia abajo a medida que se introduce el
contacto en la carcasa y se acopla con la parte 303. Cuando el brazo
228 pasa la parte 303, retrocede elásticamente hacia arriba hasta
colocar la superficie de tope 230 adyacente a la superficie 299,
bloqueando de este modo el contacto contra su retracción. Las
aberturas 298 se disponen encima de los brazos de retención 228
(fig. 18), para desplazar el brazo 228 de una posición de retención
y retirar los contactos de la carcasa. Esta disposición puede
conseguirse mediante la introducción de una herramienta adecuada (no
representada) por la abertura 298. Las aberturas 298 pueden
proporcionar asimismo unos pasos para la circulación de aire para
aumentar la disipación del calor.
La figura 24 ilustra un conector hembra 300
adaptado para su acoplamiento con un conector macho 290. El conector
hembra 300 utiliza una carcasa 230 que presenta una cara frontal
continua 304, en lugar de una pluralidad de alvéolos como en las
anteriores formas de realización. La cara frontal 304 completa del
conector 300 se recibe en la abertura 294, con las secciones de
contacto 296 introducidas en las aberturas 305 de dicha cara 304.
Las aberturas 306 de la pared superior de la carcasa permiten el
acceso a los brazos de retención de los contactos hembra (no
representados) como se ha descrito en la forma de realización
anterior.
La forma de realización de la figura 24 y
asimismo la forma de realización de las figuras 25 y 26 están
previstas para su utilización en una configuración vertical, en vez
de una configuración en ángulo recto. La carcasa 302 del conector
300 (fig. 24) presenta una cara inferior 307. Preferentemente, una
pluralidad de superficies separadoras 309 forman un interfaz de
montaje, a lo largo del cual la carcasa se monta en un sustrato, tal
como una tarjeta de circuito impreso. De manera similar, la carcasa
de conector 320 presenta una superficie inferior 321 con separadores
323. Se introducen unos contactos hembra apropiados 322 (fig. 7) en
las carcasas de los conectores 300 y 320 desde las caras inferiores
307 y 321, respectivamente.
La figura 27 muestra un contacto hembra 322 que
comprende un par de paredes paralelas preferentemente planas 324,
326 que forman entre ellas un espacio de recepción de contactos
destinado a recibir los contactos macho del tipo anteriormente
descrito. Dicho contacto presenta unos terminales 328 que se
extienden desde un borde posterior de cada una de las paredes. Tal
como se muestra en la figura 28, el contacto 322 se recibe en la
carcasa 330 de manera similar a la que se ha descrito anteriormente,
en que el brazo de retención elástico bloquea los contactos contra
su descenso (en el sentido del movimiento de la figura 28), mientras
que una superficie de posicionamiento 334 dispone el contacto en la
dirección opuesta con respecto a la carcasa. Los terminales 328 se
extienden más allá del plano del interfaz de montaje de la carcasa
del conector para su introducción en los orificios pasantes de la
tarjeta de circuitos impresos.
La figura 29 muestra una forma de realización que
utiliza dos series de contactos en cada posición, en una
configuración superpuesta. El conector hembra 340 presenta una
carcasa formada a partir de material aislante. La carcasa 342
comprende un interfaz de acoplamiento que presenta una pluralidad de
aberturas 341. Cada una de dichas aberturas 341 se abre hacia unas
cavidades en la carcasa, recibiendo dichas cavidades unos contactos
hembra sustancialmente idénticos 344a y 344b. Cada uno de los
contactos 344a y 344b es similar en su construcción general a los
contactos hembra anteriormente descritos, estando previsto un par de
dichos contactos en cada cavidad, alineados generalmente a lo largo
de sus paredes laterales, para formar un espacio intermedio entre
las secciones de placa generalmente paralelas 346. Las secciones de
placa 346 presentan dos bordes opuestos 348 y 350, presentando uno
de ellos una característica de retención, tal como un resalte de
apriete 352. Las secciones de contacto hembra 356 se retienen en la
carcasa mediante unos medios adecuados, tales como un ajuste con
apriete creado por el resalte 352. Cada sección de contacto 356
comprende una sección de pared generalmente coplanaria 354. Las
secciones de pared 354 están unidas por una sección de puente 355.
Unos terminales adecuados, tales como las terminales de ajuste a
presión 356 se extienden desde un borde la sección de pared 354, en
el caso en que el conector 340 deba utilizarse en una configuración
vertical.
El conector macho de acoplamiento 360 comprende
un cuerpo polimérico moldeado 361 que recibe un par de contactos
macho, tales como el contacto macho superior 362 y el contacto macho
inferior 376. Estos contactos macho están configurados generalmente
de la manera anteriormente descrita, es decir, formados a partir de
un par de secciones de pared espaciadas 364 y 368 unidas
respectivamente mediante unos elementos de puente que soportan unos
terminales de contacto opuestos 366 y 380 para acoplar las placas
hembra separadas 346. El contacto macho 362 comprende un único
elemento de puente 376, relativamente largo, o varios, relativamente
cortos que unen dos placas opuestas 364. El borde inferior 372 de
cada una de las placas 364 comprende una estructura de retención,
tal como un resalte de apriete 374. El contacto macho 362 se retiene
en su cavidad dentro de la carcasa 361 mediante un ajuste con
apriete entre los elementos de puente 376 y el resalte de apriete
374, aunque se considera que podrían utilizarse otros mecanismos de
retención. De forma similar, los contactos macho inferiores 376
comprenden un par de paredes o elementos de panel coplanarios 378
unidos por uno o varios elementos de puente 382. El borde inferior
384 de cada pared 378 comprende un resalte de apriete 386 que
funciona para crear un ajuste con apriete, tal como se ha descrito
anteriormente. Unos terminales adecuados 368 y 380 se extienden
desde cada uno de los paneles 364 y 368, fuera del interfaz de
montaje 363 de la carcasa 361, para asociar cada uno de los
contactos 362 y 376 con unos recorridos eléctricos en la tarjeta de
circuito impreso en la cual debe montarse la clavija 360.
Los contactos hembra y de clavija anteriormente
descritos pueden electrodepositarse o revestirse de otro modo con
materiales resistentes a la corrosión. Asimismo, los terminales de
contacto macho pueden curvarse ligeramente en la dirección
transversal para mejorar su acoplamiento con las superficies de
recepción de contacto de los contactos hembra.
La construcción de "doble masa" de los
contactos tanto de hembra como de hoja, que utiliza paredes
opuestas, relativamente delgadas, permite una mayor disipación del
calor en comparación con los diseños anteriores de "una única
masa". En comparación con los conectores de "una única masa"
de tamaño y capacidades de tratamiento de potencia similares, los
conectores de "doble masa", tal como se ha descrito presentan
aproximadamente una zona de superficie doble. De los contactos que
presentan una mayor zona de superficie disponible para la convención
de la circulación de calor, se obtienen como resultado unas
propiedades mejoradas de flujo de corriente y de disipación del
calor, particularmente por el centro de los contactos acoplados.
Debido a que los contactos macho presentan una configuración
abierta, puede tener lugar una pérdida de calor por convección de
las superficies interiores por el paso de aire en el espacio
intermedio entre dichas superficies.
Los contactos también contienen terminales hembra
mutuamente opuestos, dirigidos hacia fuera y hojas de acoplamiento
dobles, dispuestas periféricamente, en una configuración que puede
permitir una determinada flexibilidad en la modificación de las
fuerzas normales de contacto mediante el ajuste de la geometría de
los conectores de contacto. Esto puede conseguirse modificando los
elementos de puente para variar los radios de curva, el ángulo, o la
separación de las paredes de los contactos. Dichas modificaciones no
pueden conseguirse con unas configuraciones convencionales de
terminal/hoja de una única masa en las que los contactos hembra
opuestos están dirigidos hacia dentro, y la hoja de acoplamiento
está dispuesta en el centro de dichos terminales.
Dicha construcción de contactos dobles, opuestos,
planos también permite una introducción más fácil de unos terminales
de conexión de tarjeta de circuito impreso adicionales con una mayor
separación entre los mismos, en comparación con los diseños
voluminosos de "una única masa". La utilización de placas
relativamente mayores en los contactos macho y hembra ofrece la
oportunidad de proporcionar una pluralidad de terminales de tarjeta
de circuito impreso en cada parte de contacto. Dichas placas
disminuyen la reducción del flujo de corriente en la tarjeta de
circuito impreso, reduciendo de este modo la resistencia y
reduciendo la generación de calor.
La utilización de una sección de acoplamiento de
clavijas que no opone resistencia permite disponer los contactos
hembra en una posición protegida dentro de la carcasa polimérica
moldeada con el fin de obtener más seguridad. Esta característica
resulta además ventajosa debido a que permite la minimización de la
cantidad de material polimérico utilizado en la fabricación de la
carcasa. Este hecho reduce los costes de material y aumenta la
disipación del calor. Asimismo, reteniendo los contactos en la
carcasa de la manera sugerida, pueden evitarse las estructuras de
pared gruesas y pueden utilizarse estructuras en forma de aleta,
delgadas, todo lo cual aumenta la disipación del calor de los
conectores. Adicionalmente, puede incorporarse fácilmente la
funcionalidad de última ruptura de circuito de primer tipo en el
sistema de conectores descrito, modificando la longitud de la parte
de acoplamiento de los contactos macho o variando la longitud de la
parte de recepción de clavija de los contactos hembra.
La estructura de conexión de arco entre las
secciones de contacto rectangulares opuestas también permite la
conexión de unos medios de retención, tales como una estructura de
brazo elástico tal como se muestra en una de las formas de
realización corrientes, de manera que no limite la circulación de
aire ni disminuya la capacidad de disipación de calor de los
contactos.
Se apreciará asimismo que los contactos macho y
hembra puedan fabricarse a partir de piezas iniciales similares o
idénticas, minimizando de este modo las exigencias de mecanización.
Además, los conectores macho o hembra pueden asociarse fácilmente
con cables, por medio de paletas.
Aunque la presente invención se ha descrito en
relación con las formas de realización preferidas de las diversas
figuras, debe comprenderse que pueden utilizarse otras formas de
realización similares o pueden efectuarse modificaciones y adiciones
respecto a la forma de realización descrita, para realizar la misma
función de la presente invención, sin apartarse por ello de la
misma. Por lo tanto, la presente invención no deberá limitarse a
ninguna forma de realización única, sino que deberá interpretarse en
su profundidad y alcance de conformidad con la redacción de las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Conectores eléctricos acoplables que presentan
capacidades de señal y potencia, que comprenden:
a) por lo menos un conector hembra que incluye
una carcasa aislante y por lo menos un contacto hembra (250),
comprendiendo dicho contacto hembra (250):
- un cuerpo sustancialmente en forma de U eléctricamente conductor definido por tres caras abiertas y tres caras cerradas (254, 256, 258);
b) un conector macho que comprende una carcasa
aislante y por lo menos un contacto macho,
caracterizados porque
por lo menos una de las tres caras cerradas del
conector hembra y/o del conector macho presenta una abertura de
disipación de calor del contacto hembra en la misma, y
dicho contacto macho (208) comprende:
- un cuerpo sustancialmente en forma de U eléctricamente conductor definido por tres caras abiertas y tres caras cerradas (214, 216, 218);
c) únicamente un primer terminal sólido
deformable (211) se extiende a partir de una cara (214) de las tres
caras cerradas del contacto macho (208); y
d) únicamente un segundo terminal sólido
deformable (211) se extiende a partir de otra cara (216) de las tres
caras cerradas del contacto macho (208).
2. Conectores acoplables según la reivindicación
1, caracterizados porque dos de las tres caras cerradas del
contacto hembra (250) definen cada una de ellas una abertura de
disipación de calor de la conexión hembra.
3. Conectores acoplables según la reivindicación
1, caracterizados porque dos de las tres caras cerradas del
contacto macho (208) definen cada una de ellas una abertura de
disipación de calor del contacto macho.
4. Conectores acoplables según la reivindicación
1, caracterizados porque el contacto hembra (250) comprende
además por lo menos dos conexiones (268) que se extienden desde dos
caras (254, 256) de las tres caras cerradas del mismo.
5. Conectores acoplables según la reivindicación
1, caracterizados porque el contacto macho (208) comprende
además por lo menos dos conexiones (226) que se extienden desde dos
caras (214, 216) de las tres caras cerradas del mismo.
6. Conectores acoplables según la reivindicación
1, caracterizados porque la carcasa aislante (242) del
conector hembra (240) comprende además una abertura de disipación de
calor que está en comunicación fluida con la abertura de disipación
de calor del contacto hembra (250).
7. Conectores acoplables según la reivindicación
1, caracterizados porque la carcasa aislante (242) del
conector macho comprende además una abertura de disipación de calor
que está en comunicación fluida con la abertura de disipación de
calor del contacto macho (208).
8. Conectores acoplables según la reivindicación
1, caracterizados porque dicho primer terminal sólido
deformable (211) se extiende a lo largo de un eje imaginario de
terminal que entrecruza dicho eje imaginario de dicho cuerpo, y el
calor fluye desde dicho primer terminal sólido deformable (211) en
una dirección perpendicular a dicho eje imaginario de terminal.
9. Conectores acoplables según por lo menos una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizados porque
dicha carcasa aislante de dicho conector hembra
eléctrico define una pluralidad de alvéolos hembra (248); y
una pluralidad de contactos de potencia eléctrica
hembra (250), está cada uno de ellos dispuesto en uno de dichos
alvéolos hembra (248) y comprenden un par de paredes de contacto
planas separadas (254, 256);
en los que cada alvéolo de dicha pluralidad de
alvéolos hembra (248) presenta una abertura para recibir una parte
de un contacto macho de un conector eléctrico acoplable, y un par de
labios (274) que se extienden desde dicha abertura hasta dichas
paredes de contacto planas separadas; y
en los que dicho par de labios (274) son
coplanarios con las superficies interiores de dichas paredes de
contacto planas separadas (254, 256) o se extienden justo
ligeramente fuera de las mismas de manera que se minimiza la fuerza
de introducción inicial de los contactos macho (208) con dicha
pluralidad de contactos de potencia eléctrica hembra.
10. Conectores acoplables según por lo menos una
de las reivindicaciones anteriores,
caracterizados porque
un par de paredes laterales de contacto están
definidas por un primer panel plano, un segundo panel plano, y un
espacio intermedio entre el primer panel plano y el segundo panel
plano; y
un par de terminales flexibles, se extienden cada
uno de ellos desde dicha una respectiva pared de dichas paredes
laterales de contacto opuestas a lo largo de un eje longitudinal
imaginario y definen dicho par de terminales un recorrido de
circulación de calor que no está obstruido por ningún terminal de
dicho par de terminales y está orientado en una dirección que está
en ángulo con respecto a cualquiera de los dos ejes longitudinales
imaginarios de dicho par de terminales.
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