ES2250190T3 - Conector electrico autoterminado. - Google Patents
Conector electrico autoterminado.Info
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Abstract
Un conector eléctrico (1) que comprende: una carcasa eléctricamente conductora (2) que tiene extremos opuestos y una superficie interna que rodea un espacio interior del conector que se extiende entre los extremos opuestos de la carcasa; un revestimiento (9) alojado en el espacio interior; un conductor (4) alojado en el revestimiento y que se extiende entre los extremos opuestos de la carcasa; un elemento resistente (7) alojado al menos parcialmente en un abertura del revestimiento; y un elemento capacitivo (12) alojado al menos parcialmente en la abertura en el revestimiento, en el que: la abertura en el revestimiento se extiende entre la superficie interna de la carcasa y el conductor; el conductor es sensible a una conexión eléctrica con un circuito externo para aislar eléctricamente del conductor la superficie interna de la carcasa; y el conductor es sensible a la ausencia de una conexión eléctrica con un circuito externo para formar un circuito eléctrico entre la superficie interna dela carcasa y el conductor a través del elemento resistente y el elemento capacitivo.
Description
Conector eléctrico autoterminado.
La presente invención se refiere a conectores
eléctricos, y en particular a un conector eléctrico que proporciona
un medio para establecer un punto de terminación puesto a tierra
automático para el conector tras la desconexión del conector de una
fuente de señal externa o un dispositivo de recepción.
En la transmisión de señales de radiofrecuencia
(RF), no es deseable tener conectores sin terminar o abiertos
cuando se rompe la conexión eléctrica a una fuente de señal externa
o un dispositivo de recepción, debido al potencial que tienen las
señales parásitas falsas, las emisiones de señal no deseadas y las
reflexiones de señal para causar interferencias cuando los puntos
de terminación del circuito se dejan expuestos y sin conectar a
tierra. Debido a que no están puestos a tierra, los conectores sin
terminar o abiertos permiten la emisión de dichas señales de fuga y
provocan una reflexión no deseada de la señal en el sistema.
El documento
US-A-3784950 describe un conector
eléctrico que comprende: una carcasa eléctricamente conductora que
tiene unos extremos opuestos y una superficie interna que rodea un
espacio interior del conector que se extiende entre los extremos
opuestos de la carcasa; un revestimiento alojado en el espacio
interior; un conductor alojado en el revestimiento y que se
extiende entre los extremos opuestos de la carcasa; un elemento
resistente alojado al menos parcialmente en una abertura en el
revestimiento; en el que: la abertura en el revestimiento se
extiende entre la superficie interna de la carcasa y el conductor;
el conductor es sensible a una conexión eléctrica con un circuito
externo para aislar eléctricamente del conductor la superficie
interna de la carcasa; y el conductor es sensible a la ausencia de
una conexión eléctrica con un circuito externo para formar un
circuito eléctrico entre la superficie interna de la carcasa y el
conductor a través del elemento resistente.
Un objeto de la presente invención es bloquear la
corriente directa al elemento resistivo en su estado de puesto a
tierra que de lo contrario sobrecalentaría y dañaría el material
eléctrico resistor.
La invención se define en la reivindicación 1. El
conector de la presente invención está comprendido preferentemente
de una carcasa exterior realizada en un material con la
suficientemente alta conductividad eléctrica y resistencia mecánica
como para permitir la instalación del conector a varios tipos de
conectores de acoplamiento y otros dispositivos eléctricos así como
para actuar como un alojamiento para otros componentes que forman
el conector. Un revestimiento realizado de un material
eléctricamente aislante se inserta en la carcasa. Este
revestimiento fija mecánicamente y aísla eléctricamente la carcasa
de un conductor central situado dentro del conector. La carcasa
también sirve como el medio por el que se establece la conexión
eléctrica a tierra para la característica de autoterminación de la
invención.
Un extremo de la carcasa exterior se configura
preferentemente para ser instalado a un cuadro del circuito, a un
conector coaxial F macho o hembra, o a cualquier otro conector o
dispositivo portador de señales para permitir que se establezca una
conexión semipermanente entre el conector y el dispositivo al que
se instala. El otro extremo de la carcasa exterior se configura
preferentemente para establecer una conexión separable con un
conector coaxial F macho, un conector BNC o cualquier otro conector
diseñado de forma similar.
El conductor central se realiza de un material
eléctricamente conductor preferentemente con una característica
elástica. El conductor central se puede realizar en una fabricación
de una o de dos piezas. Un extremo del conductor se configura para
conectarse a un cuadro del circuito, a un conector coaxial F macho
o hembra, o a un cable portador de señales o a cualquier otro
conector o dispositivo portador de señales para establecer una
conexión semipermanente con el dispositivo al que se instala el
conector. El otro extremo del conductor central se configura para
cumplir la característica de autoterminación de la presente
invención. Este extremo autoterminado del conductor consiste
preferentemente en al menos dos partes del contactor separables que
se configuran para tener la tendencia a apretarse entre sí en
ausencia de una conexión externa. Preferentemente las partes del
contactor contienen al menos dos conjuntos de lengüetas que
preferentemente están dobladas de modo que se aprietan una con otra
bajo una presión de tipo elástica para formar dos cuñas. En
ausencia de un elemento conductor externo de otro dispositivo o
conector eléctrico, la cuña formada por uno de los pares de
lengüetas mantiene un elemento resistente hacia fuera contra el
interior de la carcasa puesta a tierra para establecer una conexión
eléctrica entre el conductor central y la carcasa exterior a través
de un elemento resistente. La inserción de un elemento conductor
externo desde otro dispositivo o conector eléctrico dentro de la
cuña formada por el otro conjunto de pares de lengüetas obliga a
las partes del contactor a separarse, provocando por ello que el
conductor central se desconecte de tierra rompiendo tanto la
conexión eléctrica entre el elemento resistente y el conductor
central como la conexión entre el elemento resistente y la carcasa
exterior. La rotura de esta conexión a tierra permite que se
establezca una conexión eléctrica normal entre el elemento
conductor externo insertado y el dispositivo al que se instala
el
conector.
conector.
También se puede colocar un material capacitivo
en serie con el conjunto del elemento resistente para bloquear
directamente la corriente al elemento resistente en su estado
puesto a tierra que de lo contrario sobrecalentaría y dañaría el
material eléctrico resistor.
Otros detalles, objetos y ventajas de la presente
invención se harán evidentes de la siguiente descripción de las
formas de realización preferidas actualmente.
La Figura 1A es una vista en corte longitudinal
de un conector eléctrico.
La Figura 1B es una vista en planta superior
longitudinal del conector eléctrico configurado en estado
desconectado.
La Figura 1C es una vista en corte axial de un
conector eléctrico configurado en estado desconectado.
La Figura 2A es una vista en planta superior
longitudinal de un conector eléctrico configurado para la conexión
a una línea de transmisión de señal externa.
La Figura 2B es una vista en corte axial del
conector eléctrico configurado para la conexión a una línea de
transmisión de señal externa.
La Figura 3A es una vista en corte del elemento
resistente de la presente invención puesto a tierra.
La Figura 3B es una vista en corte superior del
elemento resistente de la presente invención puesto a tierra.
La Figura 3C muestra un material capacitivo
colocado en serie con el conjunto del elemento resistente.
La Figura 4A es una vista en corte longitudinal
del conector eléctrico configurado con un diseño alternativo para
el elemento resistente.
La Figura 4B es una vista en corte axial del
conector eléctrico con un diseñó alternativo para el elemento
resistente, configurado en un estado desconectado.
En las Figuras 1A a 1C se muestra la forma de
realización preferida del conector eléctrico autoterminado de la
presente invención. El conector 1 se compone preferentemente de una
carcasa exterior 2 de una pieza constituida por dos secciones 2a y
2b que acoplan el conector 1 al sistema de circuitos externo y que
también actúan como un escudo protector para los componentes
alojados dentro del conector 1. La primera sección de la carcasa 2a
tiene un exterior que preferentemente se configura para instalar el
conector 1 a un cuadro de circuito eléctrico, o a un conector F
coaxial macho o hembra, o a cualquier otro conector o dispositivo
portador de señales para permitir que se establezca una conexión
semipermanente entre el conector y el dispositivo al que se instala
(no mostrado), y contiene una cámara interior 3 para alojar los
contactos del conductor 4 que establece la conexión semipermanente.
La segunda sección de la carcasa 2b tiene una superficie exterior
5 adaptada para establecer una conexión separable con un
acoplamiento de señal externa, por ejemplo un conector coaxial F
macho, un conector BNC o cualquier otro conector diseñado de forma
similar, tal como mediante una conexión roscada o a presión al
extremo macho del conector coaxial (no mostrado).
La carcasa exterior 2 se realiza de un material,
preferentemente metal, con la suficientemente alta conductividad
eléctrica y resistencia mecánica como para permitir instalar el
conector a varios tipos de conectores de acoplamiento y a otros
dispositivos eléctricos así como para actuar como un alojamiento
para los otros componentes que forman el conector, incluidos
cobre, plata, oro, tungsteno, grafito, hierro, bronce, cinc,
aluminio y acero y otros materiales similares. Las secciones de
carcasa 2a y 2b se fabrican preferentemente como una única pieza,
aunque también es posible una construcción de múltiples piezas. En
funcionamiento la carcasa exterior 2 está puesta a tierra. Tanto la
sección 2a como la 2b se pueden configurar para acoplar el
conector 1 a cualquier tipo de acoplamiento externo usado
comúnmente, incluidos los acoplamientos roscados, los acoplamientos
coaxiales y los acoplamientos tipo enchufe. Un revestimiento 9
realizado de un material aislante eléctricamente como el plástico,
un material fenólico a el caucho se inserta en la carcasa 2 para
fijar mecánicamente y aislar eléctricamente del exterior de la
carcasa el conductor central 4. Este revestimiento también se puede
fabricar construido de una pieza o se puede fabricar en múltiples
piezas para facilidad de instala-
ción.
ción.
El conductor central 4 se realiza de un material
eléctricamente conductor como cobre, plata, oro, tungsteno,
grafito, hierro, bronce, cinc, aluminio y acero, y se puede
fabricar tanto de una pieza como en configuración de dos piezas
soldadas lo que preferentemente proporciona una característica de
resorte. Un extremo del conductor 4 se configura para estar
conectado a un cuadro de circuito, a un conector coaxial F macho o
hembra, o a un cable portador de señales de cualquier otro conector
o dispositivo portador de señales para establecer una conexión
semipermanente con el dispositivo al que se instala el conector. El
conductor central 4 se extiende dentro del interior del conector 1
y termina en un contactor multi-pieza 6 que se
configura para cumplir la característica de autoterminación de la
presente invención. estableciendo contacto eléctrico
automáticamente con un elemento resistente puesto a tierra 7 cuando
el conductor 6 no está acoplado a un conector externo 8. Este
extremo autoterminado del conductor 6 consiste preferentemente en
al menos dos piezas separables 6a y 6b del contactor que se
configuran para tener la tendencia a apretarse una con otra en
ausencia de una conexión externa 8. Como se muestra en las Figuras
1B y 1C, las piezas 6a y 6b del contactor contienen preferentemente
al menos dos conjuntos 10a-10b y
10c-10d de lengüetas que preferentemente están
dobladas de modo que se aprietan una con otra bajo una presión tipo
resorte para formar dos cuñas. En ausencia de un elemento conductor
externo 8 de otro dispositivo o conector eléctrico, la cuña formada
por uno de los pares de lengüetas 10c-10d mantiene
un elemento resistente hacia fuera contra el interior de la
carcasa exterior puesta a tierra 2 para proporcionar una conexión
eléctrica entre el conductor central 4 y la carcasa exterior 2 a
través de un elemento resistente 7. En la forma de realización
preferida el elemento resistente 7 se sitúa al menos parcialmente
fuera del interior de la carcasa 3 para establecer así el contacto
con el exterior de la carcasa 2 que es necesario para crear una
conexión física o eléctrica entre ellos cuando el exterior de la
carcasa 2 se sitúa completamente fuera del interior de la carcasa 3
para crear una conexión simultánea entre el elemento resistente 7 y
el conductor 4 y entre el elemento resistente 7 y el exterior de la
carcasa 2 para establecer una terminación a tierra automática. La
inserción de un elemento conductor externo 8 desde otro dispositivo
o conector eléctrico dentro de la cuña formada por el otro conjunto
de pares de lengüetas 10a-10b obliga a las piezas
del contactor 6a y 6b a separarse provocando por ello que el
conductor central 4 se desconecte de tierra rompiendo tanto la
conexión eléctrica entre elemento resistente 7 y el conductor
central 4 como la conexión entre el elemento resistente 7 y la
carcasa exterior 2. La rotura de esta conexión a tierra permite que
se establezca una conexión eléctrica normal entre el elemento
conductor externo insertado 8 y el dispositivo al que se instala el
conector 1.
Aunque una forma de realización usa un conductor
multi-pieza 6 con lengüetas dobladas apretadas una
con otra bajo una presión tipo resorte para formar una cuña para
hacer contacto con el elemento resistente 7, se entenderá que se
podrían usar otras configuraciones dentro del nivel de habilidad
ordinaria en la materia para establecer un contacto separable entre
el conductor 6 y el elemento resistente 7 y/o entre el elemento
resistente 7 y la carcasa exterior 2. En la forma de realización
preferida, las lengüetas 10 están en forma doblada para formar una
estructura que funciona para "acuñar" un contacto eléctrico
entre ambas haciendo contacto con el elemento resistente 7 en
ausencia de un elemento conductor externo 8 y separando dicho
contacto cuando se introduce el elemento conductor externo 8,
permitiendo el movimiento de una configuración cerrada a una
configuración abierta para alojar el elemento conductor externo 8 y
viceversa por la acción de una fuerza de restauración tipo resorte
para acoplar (o desacoplar) el elemento resistente 7 para apretar
(o separar) este contra (o de) la carcasa exterior 2. Por ejemplo,
como se muestra en las Figuras 4A y 4B, el elemento resistente 7 se
puede acoplar a la carcasa exterior 2 de modo que el contacto
separable se realiza con al menos uno de los elementos conductores
6a o 6b, o se puede acoplar permanentemente a uno de los elementos
6a o 6b del contactor por ejemplo por engarce, soldadura o
encapsulación. En la configuración precedente, el elemento
resistente 7 establecerá una conexión puesta a tierra con la
carcasa exterior 2 cuando los elementos 6a y 6b del conductor se
fuercen juntos en ausencia de un elemento conductor 8. Cuando un
elemento conductor externo 8 se inserta dentro de la abertura 11
formada por los elementos 6a y 6b del conductor, los elementos 6a y
6b del conductor se separan de forma que se desconectan del
elemento resistente 7 para romper la conexión a tierra. En la
configuración precedente, el elemento resistente 7 de nuevo
establecerá una conexión a tierra con el exterior de la carcasa 2
cuando los elementos 6a y 6b del conductor se aprieten entre si en
ausencia de un elemento conductor externo 8. Sin embargo, cuando se
inserta un elemento conductor externo 8 en la abertura 11 formada
por los elementos 6a y 6b del conductor, los elementos 6a y 6b del
conductor se separan de forma que desconectan de la carcasa
exterior 2 el elemento resistente 7 para separar la conexión a
tierra. En cualquier configuración, el movimiento deseado de los
elementos 6a y 6b del conductor se puede conseguir configurando el
aislador 9 con una protuberancia 9a y una acanaladura o indentación
9b para limitar y expandir respectivamente el recorrido del
elemento conductor asociado 6a o 6b para provocar que se rompa la
conexión a tierra cuando el elemento exterior 9 obliga a separarse
a los elementos 6a y 6b. La acanaladura o indentación 9b también
puede actuar para restringir la rotación del elemento o elementos
conductores centrales 6a y/o 6b. Por ejemplo, en la Figura 4A, el
elemento conductor 6b tira del elemento resistente 7 hacia fuera de
la carcasa exterior 2 por el efecto combinado de la protuberancia
9a que limita el recorrido del elemento conductor 6a y la
acanaladura 9b que expande el recorrido del elemento conductor 6b,
lo que en conjunto provoca la deflexión suficiente del elemento
resistente 7 para realizar la desconexión de la carcasa
exterior
2.
2.
Como se muestra en las Figuras 3A y 3B, el
elemento resistente 7 se realiza preferentemente como un conjunto
de dos piezas 7a y 7b usando un material eléctricamente conductor
como el cobre y un material eléctrico resistor normalizado. Una
alternativa sería realizar el elemento resistente de una única
pieza de un material que proporcionase la resistencia deseada. Los
conectores se podrían fabricar con varios elementos resistentes
para proporcionar la resistencia requerida para lograr la
impedancia diseñada del sistema en el que se está usando.
Preferentemente el elemento resistente 7 tiene un valor de
resistencia de aproximadamente 75 Ohmios para permitir el uso del
conector 1 con sistemas de televisión por cable. Como se muestra en
la Figura 1C, el contacto superior 7a hace contacto con la carcasa
exterior 2 para establecer una conexión a tierra, y un contacto
inferior 7b tiene un extremo configurado para formar una conexión
eléctrica con la cuña formada por las lengüetas dobladas de las
piezas 10c y 10d del contactor. Una variación del diseño podría
usar un resorte para apretar el elemento resistente 7 contra el
conductor central 4 en ausencia de un conector externo 8. Una
variación de diseño alterna podría usar una configuración que
asegurase que elemento resistente 1 permanece todo el tiempo en
contacto con la carcasa exterior 2. También, como se muestra en la
Figura 3c un material capacitivo 12 se coloca en serie con el
conjunto de elemento resistente puesto a tierra 7 para bloquear la
corriente directa al elemento resistente en su estado puesto a
tierra que de lo contrario sobrecalentaría y dañaría el material
resistor eléctrico.
En ausencia de una conexión eléctrica externa 8,
el conector 1 se configurará como se muestra en la Figura 1B,
estableciendo así para el conector 1 un punto de terminación puesto
a tierra automático. Se desea una terminación puesta a tierra tras
la desconexión del conector 1 del acoplamiento de señal externo
para eliminar los efectos de las señales parásitas falsas, las
emisiones de señal no deseadas y las reflexiones de señal en el
sistema de circuitos conectado al conductor 4. Cuando el conector 1
se introduce al extremo macho de un conector externo 8, las
secciones 6a y 6b del contactor se separan como se muestra en las
Figuras 2A y 2B, provocando que se rompa el contacto eléctrico
entre las lengüetas 10c y 10d y el elemento resistente 7,
desconectando así de tierra al conductor 4 y estableciendo un
circuito de señal entre el conector externo 8 y el sistema de
circuitos conectado al conductor 4.
Mientras las formas de realización preferidas en
la actualidad para poner en práctica la invención se han mostrado
y descrito particularmente en relación con los dibujos adjuntos, la
invención se podría realizar de otro modo dentro del alcance de las
reivindicaciones siguientes.
Claims (11)
1. Un conector eléctrico (1) que comprende:
una carcasa eléctricamente conductora (2) que
tiene extremos opuestos y una superficie interna que rodea un
espacio interior del conector que se extiende entre los extremos
opuestos de la carcasa;
un revestimiento (9) alojado en el espacio
interior;
un conductor (4) alojado en el revestimiento y
que se extiende entre los extremos opuestos de la carca-
sa;
sa;
un elemento resistente (7) alojado al menos
parcialmente en un abertura del revestimiento; y
un elemento capacitivo (12) alojado al menos
parcialmente en la abertura en el revestimiento, en el que:
- la abertura en el revestimiento se extiende entre la superficie interna de la carcasa y el conductor;
- el conductor es sensible a una conexión eléctrica con un circuito externo para aislar eléctricamente del conductor la superficie interna de la carcasa; y
- el conductor es sensible a la ausencia de una conexión eléctrica con un circuito externo para formar un circuito eléctrico entre la superficie interna de la carcasa y el conductor a través del elemento resistente y el elemento capacitivo.
2. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que el conductor es sensible a la ausencia
y la presencia de una conexión eléctrica con el circuito externo
para impulsar el elemento resistente hacia la superficie interna de
la carcasa y para expulsarlo de ella.
3. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 2, en el que:
al menos uno de los elementos, resistente y
capacitivo, se puede mover; y
el circuito eléctrico se realiza y se rompe por
el movimiento de al menos uno de los elementos, resistente y
capacitivo.
4. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que el elemento resistente se acopla a una
de las superficies internas de la carcasa y el conductor.
5. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que:
el conector eléctrico al menos incluye en uno de
sus extremos un terminal (6) configurado para realizar la conexión
eléctrica con el circuito externo, y
el terminal incluye piezas separables (6a, 6b)
que se cierran una con otra para formar el circuito eléctrico en
ausencia de la conexión eléctrica con el circuito externo y se
abren para aislar de la superficie interior de la carcasa el
conector eléctrico cuando se realiza la conexión eléctrica con el
circuito externo.
6. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 5, en el que:
en respuesta al cerrarse una con otra, una o más
piezas separables hacen contacto con el elemento resistente; y
en respuesta a la apertura, las piezas separables
se aíslan del elemento resistente.
7. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 5, en el que:
en respuesta al cerrarse una con otra, una o más
de las piezas separables hacen que el elemento resistente haga
contacto con la superficie interna de la carcasa; y
en respuesta a la apertura, una o más piezas
separables hacen que el elemento resistente se aísle eléctricamente
de la superficie interna de la carcasa.
8. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 5, en el que el revestimiento incluye una
protuberancia (9a) para limitar el movimiento de al menos una de
las piezas separables cuando se realiza la conexión eléctrica con
el circuito externo.
9. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 5, en el que el revestimiento incluye una
indentación o acanaladura (9b) configurada tanto para el movimiento
de expansión como para el movimiento de restricción de al menos una
de las piezas separables cuando se realiza la conexión eléctrica
con el circuito externo.
10. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que al menos uno de los extremos de la
carcasa se configura para conectar con un extremo de un cuadro de
circuito eléctrico y un conector coaxial.
11. El conector eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que el elemento resistente y el elemento
capacitivo se conectan en serie.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US401177 | 1999-09-22 | ||
| US09/401,177 US6398568B1 (en) | 1997-08-04 | 1999-09-22 | Self-terminating electrical connector |
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