Публикации

М. Гудин, "Коннекторы Lemo".

"Компоненты и технологии" №1, 2003 г.

Коннекторы Lemo: 56 лет, соединяя мир

История швейцарской компании "LEMO S .А." началась в 1946 году. Трое специалистов разработали и запатентовали новую оригинальную систему коммутации - «Самозащелкивающийся механизм LEMO “Тяни-Толкай”» ( Push - Pull ). Этой новинкой сразу же заинтересовалась C ERN - Европейская лаборатория физики высоких энергий и заключила договор на поставку соединителей нового типа для своих телефонных станций .

Удачно освоив производство коннекторов на основе цветных и редкоземельных металлов, в 1957 году компания LEMO начинает выпуск униполярных коннекторов S -серии.

После успеха первых продуктов на рынке, компания сконцентрировала свои усилия на разработке и производстве высококачественных соединителей и разъемов, адаптированных под конкретные нужды заказчиков, что позволило ей развить производство и дистрибьюторскую сеть на территории, практически, всего земного шара.

В 1961 году компания LEMO построила новый завод в Лоне (Швейцария), через три года в Моргесе начался выпуск коннекторов Е-серии. В середине семидесятых в швейцарском Деламонте в производство были запущены мультиполярные коннекторы В и К-серий, затем была создана лаборатория волоконной оптики в Ворсинге (Великобритания), начато производство высокочастотных коннекторов в США, низкочастотных в Испании, разъёмов на пластиковой основе - в Венгрии.

На данный момент в ассортименте продукции компании "LEMO" - 55 тысяч наименований различных видов соединителей и разъемов из металла, пластмассы и других материалов. При необходимости LEMO модифицирует уже существующие, либо же разрабатывает и производит принципиально новые модели.

Коннекторы "LEMO" применяются в космических и глубоководных аппаратах, железнодорожном, автомобильном, воздушном и водном транспорте, автоматизированных и роботизированных производственных процессах, телекоммуникациях, аудио- и видеотехнике, радарах, ядерной индустрии, тяжелом машиностроении, военной технике, экспериментальной физике, медицинском оборудовании и в научно-исследовательских лабораториях (Рис 1). Продукция "LEMO" исправно служит на расстоянии 36000 км от земли и на глубине 600 метров, надёжно передаёт сигнал при температуре от -200 до +500 0 С.

Детали соединителей изготовляются на автоматизированных линиях, а их сборка в основном выполняется вручную специалистами высокой квалификации. Благодаря системе тотального управления качеством ( Total Quality Management ) изделия LEMO удовлетворят самым высоким требованиям производителей. Не случайно автомобильная компаний McLarren, принимающая участие в гонках Формула-1, заказала у LEMO специальные соединители для систем мониторинга работы основных узлов и механизмов болида во время гонок. Благодаря блестящему решению задачи по разработке легких, виброустойчивых, водонепроницаемых, ударопрочных и огнеупорных соединителей, компания Lemo получила заказ на изготовление аналогичных изделий для обеспечения связи в танковых войсках НАТО.

Спектр соединителей и разъёмов, производимых компанией, весьма широк. На Рисунке 2. представлены серии и основные характеристики изделий, наиболее распространенных на российском рынке.

Коаксиальные коннекторы LEMO (50 и 75 ?) нашли широкое применение во многих сферах деятельности человека (Рисунок 3). В аудио аудио- и видеотехнике часто используются стандартные коннекторы S - c ерии, разъёмы-ключи В-серии используют в медицине. Остальные серии коаксиальных коннекторов задействованы, в коммуникации и информационных системах.

Рисунок 2. Продукция компании LEMO.

нажмите для увеличения

Высоковольтные коннекторы (3,5,8,10,15,30,50 kV ) используются в медицине и исследовательской отрасли, оптоволоконные разъемы LEMO применяются в авиации, военной индустрии и видеотехнике.

Фактически во всех вышеперечисленных областях используют униполярные и мультиполярные разъёмы (Рисунок 4). Фирма LEMO выпускает 40 серий униполярных и мультиполярных коннекторов, разделенных на семь групп, каждая из которых включает в себе широкое разнообразие гнезд и разъемов, совместимых с семейством кабелей до 106 жил и диаметром до 30 мм.

Рисунок 3. Коаксиальные коннекторы.

Рисунок 4. Униполярные и мультиполярные коннекторы.

нажмите для увеличения

Все серии мультиполярных, униполярных и коаксиальных коннекторов снабжены системой самозащелкивающегося соединения ( Push - Pull ). Эта система получила всемирное признание, так как она обеспечивает лёгкую и быструю расстыковку и состыковку соединения, гарантирует защищенность от вибрации, толчков и дёрганий за кабель, обеспечивает влагозащищённость и легко эксплуатируется в ограниченном пространстве. Система позволяет разъёму сопрягаться с помощью простого проталкивания штекера в гнездо, разъединить же разъем можно однократным соосным усилием, приложенным к внешней освобождающей муфте (Рисунок 5).

Рисунок 5. Push-Pull-cоединение.

Механические характеристики Push - Pull - соединения некоторых мультиполярных и униполярных коннекторов представлены в Таблице 1, Fv -сила защелкивания, Fd -сила разъединения, приложенная к освобождающей муфте, Fa –сила разъединения, приложенная к цанге штекера.

Таблица 1. Механические характеристики E и В-серий.

Надежное соединение контактов в разъёме Lemo обеспечивается, в основном за счёт двух особенностей дизайна гнезда контакта (Рисунок 6): 1) оно имеет «корректирующий стыковку вход, который гарантирует идеальное соединение даже в случае небрежного направления штекера; 2) зажимная пружина столь эластична, что не ослабевает после соединения, рабочая сторона пружины предохраняется от стирания золотым покрытием.

Рисунок 6. Гнездо контакта.

В большинстве случаев, корпус коннекторов изготавливается из латуни. На наружную часть корпуса наносится никелевое покрытие, являющееся отличной защитой от промышленных газов, солевых испарений и других источников коррозии. Альтернативными защитными покрытиями является электролитический никель и никелированное золото.

Корпус коннекторов, эксплуатируемых в суровых условиях, изготавливается из нержавеющей стали. Для ядерной индустрии, где разъёмы подвергаются действию радиации и паров азотной кислоты, LEMO рекомендует использовать корпус из стали AISI 304. Сталь AISI 316 L идеальна для использования в медицинских целях.

В случае, когда вес разъема имеет критическое значение (авиа-, автомобилестроение) в качестве материала корпуса соединителя часто используют сплавы алюминия, которые обладают высокой прочностью и стойкостью к коррозии.

Некоторые модели разъёмов имеют пластмассовый корпус. Чёрный полиоксиметилен применяется в 00 и S сериях, которые, в свою очередь, идеально работают в медицинской промышленности. Серый или белый полисульфон обладает превосходными механическими свойствами и эффективен для стерилизации газов. Этот материал используется моделях 2В и 3В – серий.

Контакты гнезда разъёма Lemo (Рисунок 6) изготавливаются из бронзы, а контакты штекера из латуни, рабочая поверхность обрабатывается медью (0,5 ?м), никелем (3 ?м) и золотом (1 ?м).

Рисунок 7. Материал контакта.

Изолятор разъёмов LEMO изготавливается из термопластика, характеристики которого соответствуют типу коннектора. К этим характеристикам относят диэлектрическую проницаемость, водопроницаемость, устойчивость к радиации, воспламеняемость, рабочий температурный диапазон. Для улучшения механических характеристик изолятора в термопластик добавляют стекловолокно. Наиболее часто используется термопла c тик Peek, разработанный специально для Lemo, имеет удельное сопротивление 10^15?, диэлектрическую постоянную 3,5*10^6 Hz, рабочий диапазон температур от -50 до 250 0 С, радиорезистентность 10^7 Gy, предел прочности при растяжении 142 М PA при 23 0 С. При производстве корпусов и изоляторов разъемов Lemo использует порядка десяти типов термопластиков.

Внешние контакты разъёмов делятся на 3 типа: «на спайку», «на зажим», «для печатных плат».

Входной канал контакта типа «на пайку» обработан под углом для придания формы, упрощающей процедуру паяния (Рисунок 7).

Рисунок 8. Контакт «на пайку».

Зажимные контакты обладают рядом преимуществ: разъемы можно применять при высоких температурах, соединение разъема и кабеля происходит быстро и не затрагивает изолятор, отсутствует риск нагревания изолятора.

Контакты «на зажим» бывают двух форм (Рисунок 8): а) стандартная - для большого диаметра провода; б) уменьшенная – для небольших диаметров.

Рисунок 9. Формы контактов «на зажим»

а)

б)

Для униполярных коннекторов применяется метод зажима - квадрат, для мультиполярных и экрана коаксиальных – крест (Рисунок 9). Подобный метод требует контроля симметричности деформации контакта и провода. Радиальное отверстие со стороны контакта позволяет проверить корректность соединения.

Рисунок 10.

Штекер контакта для печатных плат бывает двух видов: прямой и угловой (Рисунок 10).

Рисунок 11. Контакты для печатных плат.

Ключ» коннектора подразумевает уникальное соответствие гнезда и штекера, что обеспечивается за счет индивидуальной формы (Таблица 2) . Данная система предотвращает ошибки при соединении, увеличивает его плотность и обеспечивает соосность штекера и гнезда.

Таблица 2. Ключи В-серий мультиполярных коннекторов.

Таким образом, серийный номер разъёма определяется его типом, серией, размером, материалом корпуса и изолятора, типом контакта и внешним диаметром кабеля (Таблица 3).

В следующих номерах журнала мы продолжим обзор продукции, производимой компании Lemo .

Система определения серийного номера.

1. Внешнее исполнение разъёма:

выбирается в соответствии с назначением и принципом крепления. Например: FGG –прямой разъём с цангой, «папа».