MX2011004113A - Hembrilla usb. - Google Patents
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Abstract
Una hembrilla para ser conectada con la placa de circuitos impresos de un aparato electrónico incluye al menos un receptáculo para la sección de enchufe de una ficha de contacto. En este receptáculo se disponen elementos de contacto para el contacto con los elementos de contacto de la ficha de contacto. Estos elementos de contacto terminan en un elemento de placa de circuitos impresos que se encuentra dispuesto en la hembrilla. Desde este elemento de placa de circuitos impresos salen entonces elementos de contacto que sobresalen de la hembrilla y se proporcionan y configuran para la conexión con la placa de circuitos impresos del aparato electrónico. La conexión eléctrica entre los elementos de contacto de la hembrilla asociados a la ficha de contacto y los elementos para el contacto con el aparato asociados al aparato ocurre mediante las superficies conductoras del elemento de placa de circuitos impresos. Este elemento de placa de circuitos impresos incluye al menos un componente electrónico por el que pasa la conexión entre un elemento de contacto de la hembrilla y un elemento de contacto con el aparato.
Description
HEMBRILLA USB
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La invención se refiere a una hembrilla para aparatos electrónicos, en particular a una hembrilla USB.
Los aparatos electrónicos, por ejemplo las computadoras tienen hembrillas para lineas mediante las cuales se intercambian señales de datos y se les proporciona potencia a los aparatos externos. Las hembrillas también pueden servir para la conexión directa de, por ejemplo, memorias. A través de las lineas también es posible que al aparato lleguen interferencias o que del aparato salgan interferencias. Por este motivo es necesario, y también se conoce, integrar en los aparatos componentes y elementos que filtran nuevamente estas interferencias. Usualmente estos componentes o bien elementos se disponen sobre las placas de circuitos impresos de los aparatos electrónicos, en virtud de que son parte de los aparatos.
Las hembrillas son componentes propios que se producen por separado y se conectan con las placas de circuitos impresos. Normalmente las hembrillas tienen un blindaje en forma de una caja metálica. Su tarea principal consiste en alojar las hembrillas normalizadas y establecer
una conexión mecánica como también eléctrica.
En las fichas de contacto USB existen al menos cuatro lineas, específicamente masa, suministro de potencia y dos líneas de datos. Las hembrillas USB conocidas tienen por lo tanto al menos cuatro elementos de contacto que en cada caso se configuran de una manera continua.
Ya se conoce un conector de enchufe de cables para placas de circuitos impresos (DE 10 2004 061 681 Al) que tiene dos elementos de contacto continuos. En el conector de enchufe de cables se encuentra un supresor de sobre-tensiones que se configura como elemento separado y se fija sobre una plaquita de circuitos impresos. Esta placa de circuitos impresos se empuja dentro del conector de enchufe, y la conexión eléctrica entre el supresor de sobre-tensiones y los dos elementos de contacto continuos se establece con el auxilio de elementos de contacto.
La invención tiene por objeto el mejorar la protección de aparatos electrónicos contra interferencias que llegan del exterior o bien que desde el aparato salen al exterior sin incrementar el gasto en la construcción y desarrollo de los aparatos electrónicos mismos.
Para la solución de este problema la invención propone una hembrilla con las características indicadas en la reivindicación 1. Los perfeccionamientos de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.
O sea que la hembrilla propuesta por la invención tiene el mismo diseño que las hembrillas actuales en lo referente a sus capacidades mecánicas, de manera que se puede usar de la misma manera que estas. Pero ya no tiene elementos de contacto continuos. En cambio, los elementos de contacto que se proporcionan para el contacto con la ficha de contacto terminan en un elemento de placa de circuitos impresos dentro de la hembrilla, y los elementos de contacto que se proporcionan para el contacto con la placa de circuitos impresos del aparato electrónico salen de este elemento de placa de circuitos impresos interior de la hembrilla. El elemento de placa de circuitos impresos en la hembrilla establece entonces la conexión eléctrica entre los elementos de contacto asociados.
Existen los más diversos métodos para conectar este tipo de hembrillas con la placa de circuitos impresos del aparato electrónico. Se puede tratar de una tecnología de aplicación que utiliza SMT o una que utiliza THT . También puede variar la extensión de los elementos de contacto dentro del aparato, es decir, al exterior de la caja de la hembrilla. Todas estas posibilidades también se pueden llevar a cabo con mayor facilidad mediante la separación de los elementos de contacto.
En un perfeccionamiento de la invención se puede proponer que el elemento de placa de circuitos impresos
dispuesto en la hembrilla comprenda al menos un componente electrónico que se encuentra en conexión activa con al menos una linea conducida a través de la hembrilla. En particular se puede prever que un componente eléctrico o bien electrónico de este tipo se intercale en la conexión entre al menos un elemento de contacto de la hembrilla y al menos un elemento de contacto con el aparato.
La invención propone en particular llevar a cabo esta medida en una hembrilla USB.
En las hembrillas USB es necesario que pasen por la hembrilla al menos cuatro lineas, de manera que en el caso de la subdivisión propuesta por la invención existen en total al menos ocho elementos de contacto. De conformidad con la invención se puede proponer que para la sujeción y posición segura de estos elementos de contacto se disponga en la hembrilla un elemento de sujeción que está constituido de material aislante, preferiblemente de plástico .
Para los fines del blindaje y para mejorar la estabilidad mecánica, en un perfeccionamiento se puede proponer que la hembrilla comprenda una caja metálica que rodea y protege el elemento de sujeción con los elementos de contacto y el elemento de placa de circuitos impresos dispuestos en el interior.
Para la conexión de los elementos de contacto con
el elemento de placa de circuitos impresos dispuesto en la hembrilla es posible usar los tipos de conexión usuales, por ejemplo una soldadura fuerte. Para este propósito se puede prever que el elemento de placa de circuitos impresos comprenda aberturas contactadas por ambos lados que se conectan con circuitos conductores del elemento de placa de circuitos impresos. Entonces los extremos asociados al elemento de placa de circuitos impresos se pueden insertar en estas aberturas y ser soldados allí.
Naturalmente que es igualmente posible que los elementos correspondientes se conecten a presión.
Independientemente de como se conectan los elementos de contacto con el elemento de placa de circuitos impresos en la hembrilla, los extremos de los elementos de contacto que sobresalen de la hembrilla que se proporcionan para la conexión con la placa de circuitos impresos del aparato electrónico se pueden configurar de diferentes maneras, en función de los requisitos de la placa de circuitos impresos. Asi, por ejemplo, se pueden configurar en S T para la conexión con la placa de circuitos impresos del aparato electrónico.
Es igualmente posible que la conexión se configure en técnica de ajuste a presión o para una conexión soldada.
De conformidad con la invención es posible prever
que el componente electrónico que conecta los elementos de contacto a través del elemento de placa de circuitos impresos constituya o comprenda un supresor de sobretensiones. Este supresor de sobre-tensiones se puede asociar a varias lineas.
De conformidad con la invención se puede proponer igualmente que el elemento de placa de circuitos impresos en la hembrilla comprenda un componente supresor de interferencias para eliminar interferencias en la señal de datos. Este supresor de interferencias se puede colocar directamente en la ruta de señal de las lineas de datos. En particular se puede tratar de un inductor compensado por corriente .
Igualmente es posible prever que en la hembrilla se disponga una supresión de interferencias en la linea de suministro de tensión, que preferiblemente será un filtro de al menos primer orden.
Lo que permite la invención es que el fabricante o constructor de la placa de circuitos impresos y de las conexiones que se realizan sobre ella no necesita ocuparse de la problemática de la supresión de interferencias o la protección contra sobre-tensiones. Simplemente se puede aplicar una hembrilla provista con estos dispositivos de seguridad sobre la placa de circuitos impresos en cuestión. En caso de resultar que en una hembrilla normal todavía se
presentan interferencias, esa hembrilla normal se puede sustituir por la hembrilla que se propone en este documento. En el caso de que los requisitos o normas referentes a la seguridad contra interferencia se vuelvan más rígidas, solamente es necesario sustituir una hembrilla por una hembrilla que satisface las nuevas normas o requisitos .
Otras características, detalles y ventajas de la invención resultan de las reivindicaciones y del resumen, siendo que el texto de ambas se considera incluido en la descripción por referencia, de la siguiente descripción de las formas de realización preferidas de la invención y de la figura, en donde:
Figura 1 muestra la vista en perspectiva de una hembrilla de conformidad con la invención;
Figura 2 muestra esquemáticamente la disposición de los elementos de contacto dentro de la hembrilla de la figura 1;
Figura 3 muestra la disposición de los elementos de contacto con otras partes de la hembrilla;
Figura 4 muestra el elemento de sujeción que acomoda los elementos de contacte- Figura 5 muestra la vista en perspectiva de la hembrilla sin caja;
Figura 6 muestra la vista en perspectiva de una
hembrilla de una segunda forma de realización;
Figura 7 muestra una hembrilla análoga a la de la figura 6 en una forma de realización modificada;
Figura 8 muestra una forma de realización nuevamente modificada de una hembrilla de conformidad con la invención;
Figura 9 muestra la disposición de los elementos de contacto en la hembrilla de la figura 8;
Figura 10 muestra la conexión realizada sobre el elemento de placa de circuitos impresos en la hembrilla.
En la figura 1 se representa una hembrilla de conformidad con la invención en una vista en perspectiva frontal inferior. La hembrilla incluye una caja 1, la cual está constituida de metal y con ello constituye simultáneamente un blindaje. En la parte frontal oblicua de la izquierda se encuentran dos receptáculos 2, 3 para respectivamente una ficha de contacto USB. En la parte inferior de la caja, es decir en la parte superior en la figura 1 sobresalen de la caja de la hembrilla cuatro patillas 4 de contacto; estas patillas de contacto se proporcionan para ser soldadas en perforaciones de contacto pasante de una placa de circuitos impresos. Las patillas de contacto son los extremos de los elementos de contacto entre los cuales y los elementos de contacto de una ficha de contacto a ser enchufada se deberá establecer una
conexión eléctrica. La caja 1 de la hembrilla contiene también lengüetas 5 que se proporcionan para asegurar mecánicamente la hembrilla en la caja del aparato electrónico. 0 sea que en la forma de realización representada se trata de una hembrilla USB. Para el aseguramiento mecánico de una ficha de contacto enchufada, las paredes de la caja 1 incluyen lengüetas 6 elásticas laterales asi como lengüetas 7 elásticas en la parte inferior .
En la forma de realización representada la hembrilla está diseñada para dos fichas de contacto USB. En su forma y dimensión exterior prácticamente no difiere de una hembrilla usual.
Ahora con respecto a la figura 2 que muestra los elementos de contacto de la hembrilla de la figura 1 en una representación en sección transversal sin las demás partes individuales de la hembrilla. La orientación nuevamente se eligió de manera que las patillas 4 de contacto que sobresalen de la parte inferior de la caja 1 se encuentran orientadas hacia arriba.
Para cada uno de los dos receptáculos 2, 3 de la hembrilla se proporcionan en total cuatro elementos 8 de contacto que en la figura 2 se disponen uno tras otro. Los elementos 8 de contacto tienen un doblez 9 de contacto mediante el cual topan contra las superficies de contacto
de las fichas de contacto al encontrarse enchufada una ficha de contacto. Los elementos de contacto previstos para el contacto con la ficha de contacto a continuación también se designan como elementos 8 de contacto hembra. Las fichas de contacto se enchufan desde la izquierda la figura 2. Los extremos 11 interiores alejados de los extremos 10 expuestos de los elementos 8 de contacto hembra se encuentran insertados a través de agujeros de contacto pasante de un elemento 12 de placa de circuitos impresos y soldados con estos mediante soldadura fuerte. El elemento 12 de placa de circuitos impresos tiene agujeros adicionales en los que se insertan los extremos 13 interiores de los elementos 14 de contacto con el aparato proporcionados para la placa de circuitos impresos. Las regiones de los elementos 14 de contacto con el aparato orientadas al interior del aparato constituyen las patillas 4 de contacto.
Para facilitar el montaje e incrementar la estabilidad, los cuatro elementos 14 de contacto con el aparato del receptáculo 3 superior se encuentran insertados en cuerpos 15 aislantes en la zona de su doblez.
Con el fin de simplificar la ilustración no se representa un cuerpo 15 aislante en los elementos 14 de contacto con el aparato del receptáculo 2 inferior. En virtud de que las patillas 4 de contacto deben terminar en
el mismo plano, los elementos 14 de contacto con el aparato se configuran correspondientemente más largos que los elementos 14 de contacto con el aparato del receptáculo 3 superior.
En el lado derecho de la figura 2 se disponen y conectan sobre los elementos 12 de placa de circuitos impresos componentes 16 electrónicos individuales que se encuentran intercalados en la conexión eléctrica entre los agujeros, con los cuales se conectan en forma conductora los extremos correspondientes de los elementos 8 de contacto de la caja de contacto y los elementos 14 de contacto con el aparato.
O sea que la única conexión eléctrica entre los elementos 8 de contacto de la caja de contacto y los elementos 14 de contacto con el aparato asociados es por las superficies de conducción de los elementos 12 de placa de circuitos impresos.
La figura 3 muestra ahora que también las patas, más largas de los elementos 14 de contacto con el aparato se encuentran dispuestas en un cuerpo 25 aislante. Adicionalmente se puede apreciar que para completar los receptáculos 2 y 3 para las fichas de contacto se dispone entre los dos receptáculos una lámina 17 metálica de blindaje configurada en forma de U que se retiene en la hembrilla.
Para sujetar los elementos 8 de contacto, la lámina 17 metálica de blindaje y los elementos 12 de placa de circuitos impresos, la caja 1 de la hembrilla de conformidad con la invención incluye un elemento 18 de sujeción que se configura como cuerpo aislante y acomoda las diversas partes de manera que pueden satisfacer su función respectiva. 0 sea que la figura 4 muestra una vista en elevación lateral de la hembrilla sin la caja 1.
Una vista en perspectiva del elemento 18 de sujeción con las partes que sujeta análoga a la vista de la figura 1 la muestra la figura 5. Aquí se puede apreciar que los elementos 14 de contacto de la caja de contacto se alojan en cavidades que se encargan de que los elementos de contacto queden ubicados en el punto correcto y no se puedan desviar lateralmente.
En la forma de realización que se trató hasta ahora hay dos receptáculos para enchufar dos fichas de contacto USB, los cuales se encuentran dispuestos en forma superpuesta. La figura 6 muestra ahora en una representación análoga a la de la figura 1 una hembrilla que solamente comprende un solo receptáculo 3 para una ficha de contacto USB. Por lo demás los detalles son similares a los del receptáculo 3 superior en la figura 1. También en este caso la hembrilla se proporciona para ser montada a presión con sus patillas 4 de contacto en las
perforaciones de contacto pasante de una placa de circuitos impresos del aparato.
La figura 7 muestra una ilustración análoga a la de la figura 6 en la que las patillas 4 de contacto se encuentran dobladas después de salir del cuerpo 15 aislante, de manera que se encuentran en un plano paralelo a la dirección de inserción de la ficha de contacto.
La figura 8 muestra una forma de realización adicional, siendo que esta vez la vista en perspectiva se representa desde la parte posterior, es decir desde el lado de la hembrilla orientado al aparato. Para el aseguramiento mecánico de la caja 1 se proporcionan aquí elementos 21 de enclavamiento . Los extremos 22 de los elementos 24 de contacto con el aparato a ser conectados con la placa de circuitos impresos se encuentran en un plano paralelo a la dirección de inserción de la ficha de contacto.
La figura 9 muestra la disposición de los elementos de contacto de la hembrilla de la figura 8. Los elementos 28 de contacto de la caja de contacto se configuran rectilíneos, sus extremos delanteros se doblan ortogonales hacia arriba. Sus extremos posteriores se doblan ortogonales hacia abajo y se insertan en las perforaciones de contacto pasante del elemento 12 de placa de circuitos impresos. Los elementos 24 de contacto con el aparato tienen estructura similar, sus extremos 23
interiores se insertan desde abajo en el elemento 12 de placa de circuitos impresos. Para la aplicación de los componentes electrónicos, sobre la parte superior visible del elemento 12 de placa de circuitos impresos se disponen zonas metalizadas para soldadura fuerte con las que se sueldan mediante soldadura fuerte los componentes electrónicos.
La figura 10 muestra la conexión de los componentes electrónicos que se deben aplicar sobre el elemento 12 de placa de circuitos impresos en base a una ficha de contacto USB. En la figura 10 el lado izquierdo es el lado de la ficha de contacto y el lado derecho el lado del aparato.
En la linea de suministro de tensión se encuentra intercalado un componente 31 supresor de interferencias. En el caso de este componente se puede tratar tanto de un componente que se puede soldar en forma pasiva o que se integra en la placa de circuitos impresos.
En la ruta de señal . de las lineas de datos se encuentra intercalado un inductor 32 compensado por corriente como supresor de interferencias.
Un elemento 33 que contiene diodos se encuentra intercalado entre todas las lineas como supresor de sobretensiones .
Mediante la implementación de estas medidas con
un elemento de placa de circuitos impresos dispuesto dentro de la hembrilla misma se puede garantizar que siempre están disponibles los dispositivos de seguridad y medios de supresión de interferencia óptimos.
Claims (11)
1. Hembrilla, en particular hembrilla USB, caracterizada porque comprende un espacio del receptáculo para la sección de enchufe de una ficha de contacto USB, al menos cuatro elementos de contacto dispuestos en el espacio del receptáculo para el contacto con la ficha de contacto USB, al menos cuatro elementos de contacto con el aparato que sobresalen de la hembrilla para la conexión con una placa de circuitos impresos de un aparato electrónico, un elemento de placa de circuitos impresos dispuesto en la hembrilla USB, con el cual se conectan eléctricamente los elementos de contacto con el aparato y los elementos de contacto de la hembrilla, siendo que la conexión eléctrica entre los elementos de contacto de la hembrilla y los elementos de contacto con el aparato asociados se efectúa mediante el alambrado del elemento de placa de circuitos impresos.
2. Hembrilla USB según se reclama en la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de placa de circuitos impresos que contiene la hembrilla USB comprende al menos un elemento de conexión eléctrica o electrónica que se encuentra interconectado entre al menos uno de los elementos de contacto de la hembrilla y al menos un elemento de contacto con el aparato.
3. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque los elementos de contacto de la hembrilla y/o los elementos de contacto con el aparato se disponen y sujetan en un elemento de sujeción aislado de la hembrilla.
4. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende una caja metálica que acomoda al elemento de suj eción .
5. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los elementos de contacto de la hembrilla y/o los elementos de contacto con el aparato se unen mediante soldadura fuerte al elemento de placa de circuitos impresos.
6. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los elementos de contacto de la hembrilla y/o los elementos de contacto con el aparato se encuentran metidos a presión en perforaciones de contacto pasante del elemento de placa de circuitos impresos.
7. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las regiones extremas de los elementos de contacto con el aparato que sobresalen de la hembrilla para la conexión con la placa de circuitos impresos del aparato electrónico se configuran utilizando SMT.
8. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las regiones extremas de los elementos de contacto con el aparato que sobresalen de la hembrilla para la conexión con la placa de circuitos impresos del aparato electrónico se configuran para utilizar tecnología de ajuste a presión y/o para soldadura fuerte.
9. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento de placa de circuitos impresos en la hembrilla incluye un supresor de sobre-tensiones.
10. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento de placa de circuitos impresos en la hembrilla incluye un supresor de interferencias para suprimir interferencias en la señal de datos, en particular un inductor compensado de corriente el cual se intercala directamente en la ruta de señal de las líneas de datos.
11. Hembrilla según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento de placa de circuitos impresos en la hembrilla comprende un supresión de interferencias en el suministro de tensión, preferiblemente un filtro de al menos primer orden.
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