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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen und zum Lösen einer
elektrischen Steckverbindung, deren erster und deren zweiter Steckverbindungsteil
an in Zwangsführung
relativ zueinander verschiebbaren und aneinander geführten Geräteteilen
bei deren Zusammenführen
miteinander verbunden sowie bei deren Trennbewegung voneinander getrennt
werden, insbesondere zum elektrischen Kontaktieren von Schaltkreisen
eines Einschubgerätes
mit Schaltkreisen eines dieses aufnehmenden Geräterahmens.
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Für Vorrichtungen
dieser Art ist es bereits bekannt, die beiden Steckerteile so zu
montieren, dass sie beim Zusammenführen ihrer Geräteteile
zwangsläufig
miteinander verbunden werden, wenn die beiden Geräteteile
eine Endstellung erreichen. Ein Beispiel für diese Anwendung von Steckverbindungen ist
die Schaltungskarte, die in einen Geräterahmen eingeschoben wird
und beim Erreichen ihrer Endstellung mit einem auf ihr montierten
Steckverbindungsteil in einen an dem Geräterahmen montierten Steckverbindungsteil
einrastet. Ein weiteres Beispiel ist ein Einschubgerät mit einem
Gehäuse,
das in den Geräterahmen
eingeschoben wird und gleichfalls bei Erreichen einer Endstellung über die
beiden Teile einer Steckverbindung elektrisch mit Schaltkreisen
in dem Geräterahmen
verbunden ist.
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Solange
ausreichender Raum in Richtung der Tiefe des Geräterahmens auf beiden Trägern verfügbar ist,
kann die Steck verbindung im Bereich der Rückseite des Geräterahmens
realisiert werden, d. h. die beiden Steckverbindungsteile sind dann
an dem in Einschubrichtung vorderen Ende des einen Trägers, also
z. B. einer Schaltungskarte, und im Bereich der Rückseite
des Geräterahmens
montiert. Es gibt aber auch Anwendungen insbesondere bei kastenartigen
Einschubmodulen und den sie aufnehmenden Geräterahmen, bei denen die Position
der Steckverbindung in der vorstehend beschriebenen Art wegen begrenzten
Raumes und anzustrebender geringer Bautiefe sowie zur leichteren
Handhabung eines Gerätes
unerwünscht
ist. Dies gilt z. B. für
Einschubgeräte,
die nicht nur zu Wartungszwecken zugänglich sein müssen, sondern
deren Nutzung auch dann möglich
sein muss, wenn sie sich außerhalb
ihres Geräterahmens
befinden.
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Solche
Geräte
sind z. B. Wertscheinbehälter, die
in Geldein- und/oder Geldausgabemaschinen eingeschoben sind, zum
Entleeren bzw. zum Nachfüllen
jedoch regelmäßig entnommen
werden müssen.
Ihre Vorder- und Rückseiten
müssen
für Abzugsmechanismen
zugänglich
sein und geöffnet
werden können.
Eine elektrische Steckverbindung ist in diesen Bereichen unerwünscht, und
man hat sie deshalb an einer Gehäuseseite
bzw. an der Innenseite der Einschuböffnung des Geräterahmens
angeordnet.
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Bei
dem häufigen
Gebrauch eines Moduls, d. h. beim Herstellen und Trennen der Steckverbindung und
der Handhabung von Einschubgeräten
ist eine seitliche Anordnung der Steckverbindung hinderlich, da
ihre beiden Elemente seitlich abstehen und auch dadurch einen erhöhten Raumbedarf
verursachen, der ausschließlich
der Steckverbindung dient und die Füh rungseigenschaften der beiden
Geräteteile
bei der Zwangsführung
beeinträchtigt.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Herstellen
einer Steckverbindung anzugeben, die ohne Beeinträchtigung
der Führungseigenschaften
der beiden Geräteteile
bei ihrer Schiebebewegung bei geringstmöglichem Raumaufwand eine sichere
Kontaktgabe ermöglicht und
eine hindernisfreie Handhabung eines zu kontaktierenden Gerätes gewährleistet.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Weitere
Merkmale, die diese Lösung
begünstigen, sind
in den abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Durch
die Erfindung wird eine Steckverbindung im seitlichen Bereich der
miteinander elektrisch zu verbindenden Geräteteile realisiert, die deren
relative Schiebebewegung nicht stört, weil einer der Steckverbindungsteile
in seinem Geräteteil
versenkt angeordnet ist und der andere Steckverbindungsteil an seinem
Geräteteil
aus dem Bewegungsbereich herausbewegt wird, wenn beide Geräteteile
im Zustand ihrer Schiebebewegung sind.
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Im
getrennten Zustand der beiden Geräteteile steht der eine Steckverbindungsteil
von seinem Träger
seitlich ab, d. h. er ragt in den Bewegungsbereich der beiden Geräteteile
hinein und befindet sich dabei in seiner Verbindungslage. Wer den
die beiden Geräteteile
nun zusammengebracht und der zweite Geräteteil in den ersten hineingeschoben,
so wird der erste Steckverbindungsteil vorübergehend aus seiner Verbindungslage
heraus bewegt und gestattet eine ungehinderte Schiebebewegung der
beiden Geräteteile
relativ zueinander, bis er bei weiterer Schiebebewegung in die Aussparung
des zweiten Geräteteils
durch die Federkraft eintaucht und dann dem zweiten Steckverbindungsteil
wieder gegenübersteht,
so dass er durch weitere Schiebebewegung mit dem zweiten Steckverbindungsteil
zusammengesteckt wird.
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Beim
Trennen der beiden Geräteteile
wird die Steckverbindung zunächst
wieder gelöst,
solange sich die Aussparung des zweiten Geräteteils noch in dem Bereich
des beweglich gelagerten ersten Steckverbindungsteils befindet.
Bei weiterer Trennbewegung wird die Aussparung aus diesem Bereich
herausbewegt, und der zweite Geräteteil
wirkt dann wieder auf die bewegliche Halterung des ersten Steckverbindungsteils
ein und bewegt ihn aus der Aussparung heraus, so dass beide Geräteteile
ungehindert voneinander getrennt werden können.
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Die
Erfindung vermeidet eine Anordnung der Steckverbindungsteile in
Bereichen, in denen sie die Handhabung eines Einschubgerätes beeinträchtigen können. Da
der eine Steckverbindungsteil aus dem Bereich der Zwangsführung herausbewegt
werden kann, während
der andere Steckverbindungsteil in einer Aussparung angeordnet ist,
kann die gesamte Vorrichtung im Bereich einer Längsseite der beiden Geräteteile
angeordnet sein, ohne dabei ihre gegenseitige Führung zu stören. Dabei entsteht ein Raumaufwand
nur durch die Aussparung an einem der beiden Geräteteile, die so bemessen ist,
dass sie beide Steckverbindungsteile aufnehmen kann und ihre Trennbewegung
gestattet.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin
zeigen:
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1A bis 1D schematische
Darstellungen mehrerer Positionen zweier in Zwangsführung relativ
zueinander bewegbarer Geräteteile
mit Steckverbindungsteilen,
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2 eine
Teilansicht zweier in Zwangsführung
relativ zueinander bewegbarer Geräteteile mit Steckverbindungsteilen,
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3 eine
perspektivische Teilansicht eines Einschubgerätes mit einem in einer Aussparung
angebrachten Steckverbindungsteil,
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4 einen
an einem Geräterahmen
angebrachten beweglichen Steckverbindungsteil, und
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5 eine
perspektivische Darstellung des in 4 dargestellten
Steckverbindungsteils mit seiner beweglichen Halterung.
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In 1A bis
D sind die verschiedenen Positionen dargestellt, die zwei in Zwangsführung relativ
zueinander bewegbare Geräteteile
einnehmen können,
die jeweils einen Steckverbindungsteil tragen. Als Steckverbindungsteile
können
jeweils eine Steckerleiste und eine Buchsenleiste vorgesehen sein,
wie sie für
das elektrische Beschalten von Geräten bekannt sind.
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Bei
der in 1A bis D schematisch dargestellten
Anordnung handelt es sich um einen Gestellrahmen 10 und
ein darin verschiebbares Einschubgerät 20. Dieses kann
im einfachsten Fall eine Schaltungskarte oder Schaltungsplatine
sein, auf der elektrische Schaltkreise und Bauelemente angeordnet sind,
die in einer Einschub-Endstellung mit weiteren Schaltkreisen in
dem Gestellrahmen 10 elektrisch über eine Steckverbindung zu
verbinden sind. Der hier zu beschreibende Anwendungsfall der Erfindung betrifft
den Einsatz bei einem kastenförmigen
Einschubgerät,
insbesondere einem Wertscheinbehälter.
In diesem Wertscheinbehälter
ist vorzugsweise mindestens ein elektrischer Antrieb und/oder mindestens
ein Sensor angeordnet der über
die Steckverbindungsteile mit einer außerhalb des Wertscheinbehälters angeordneten
Ansteuerschaltung elektrisch verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann
im Wertscheinbehälter
mindestens ein Sensor angeordnet sein, der über die Steckverbindungsteile mit
einer außerhalb
des Wertscheinbehälters
angeordneten Steuerschaltung verbunden ist.
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In 1A bis
D sind der Gestellrahmen 10 und das Einschubgerät 20 jeweils
in einer Ansicht von oben darge stellt, wobei der Geräterahmen 10 in einem
Horizontalschnitt gezeigt ist. 1A zeigt
eine erste Position, in der das Einschubgerät 20 von links her
in den Geräterahmen 10 bereits
so weit eingeschoben ist, dass es mit seiner vorderen Seitenkante auf
einen Schwenkarm 11 trifft, der bei 12 in dem
Gestellrahmen 10 schwenkbar gelagert ist.
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Der
Schwenkarm 11 trägt
an seinem freien Ende einen Steckverbindungsteil 13 in
einer derart abgewinkelten Lage, dass er in der dargestellten Stellung
des Schwenkarms 11 auf einen weiteren Steckverbindungsteil 21 ausgerichtet
ist, der in einer seitlichen Aussparung 22 des Einschubgeräts 20 befestigt
ist und das Gegenstück
zu dem Steckverbindungsteil 13 ist.
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Das
Einschubgerät 20 trifft
mit seiner vorderen Seitenkante auf eine Steuerkante 14 des Schwenkarms 11 und
schwenkt diesen bei weiterer Schiebebewegung gegen die Kraft einer
Blattfeder 15 aus dem Bewegungsbereich heraus. Die Blattfeder 15 ist
bei 16 in noch zu beschreibender Weise mit dem Schwenkarm 11 gelenkig
verbunden und bei 17 an dem Geräterahmen 10 ortsfest
befestigt.
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Bei
der Bewegung des Schwenkarms 11 infolge der weiteren Schiebebewegung
des Einschubgerätes 20 in
der dargestellten Pfeilrichtung wird die Blattfeder 15 so
weit ausgelenkt, dass sie schließlich die in 1B gezeigte
Lage einnimmt, in der er Schwenkarm 11 mit dem Steckverbindungsteil 13 praktisch
vollständig
aus dem Bewegungsbereich der beiden Geräteteile 10 und 20 für die Steckverbindungsteile 13 und 21 herausbewegt
ist. Die Vorderkante der Aussparung 22 des Einschubgerätes 20 befindet
sich in dieser Position kurz vor dem freien Ende des Schwenkarms 11,
so dass dieser bis zum Erreichen dieser Position des Einschubgerätes 20 seine
Lage nicht ändern
kann.
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Bei
fortgesetzter Schiebebewegung des Einschubgerätes 20 in der dargestellten
Pfeilrichtung kann der Schwenkarm 11 durch die Kraft der
Blattfeder 15 in die Aussparung 22 des Einschubgerätes 20 einrasten
und bringt damit den an ihm gehaltenen Steckverbindungsteil 13 wieder
in die Verbindungslage, in der er dem Steckverbindungsteil 21 des
Einschubgerätes 20 gegenübersteht
und die in 1C dargestellt ist.
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1D zeigt
schließlich
die Endstellung des Einschubgerätes 20,
in der die beiden Steckverbindungsteile 13 und 21 miteinander
verbunden sind und das Einschubgerät 20 vollständig in
den Geräterahmen 10 eingeschoben
ist. Wenn das Einschubgerät 20 aus
dieser Position in der in 1D dargestellten
Pfeilrichtung nach links aus dem Geräterahmen 10 herausgezogen
wird, so trifft die Vorderkante 23 der Aussparung 22 auf
die Blattfeder 15, die nun eine schräg zu dem Schiebeweg liegende
Steuerfläche
bildet und aus dem Bewegungsbereich des Einschubgerätes 20 herausbewegt
wird. Dadurch wird wieder die in 1B gezeigte
Lage des Schwenkarms 11 erreicht, in der er die Schiebebewegung nicht
behindert.
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Aus
den vorstehend beschriebenen Bewegungsabläufen ist zu erkennen, dass
die Aussparung 22 eine Länge in Schieberichtung haben
muss, die mindestens der Länge
der zusammengesteckten Steckverbindungsteile 13 und 21 zuzüglich ihrem
gegenseitigen Abstand unmittelbar nach dem Lösen der Steckverbindung entspricht.
Ihre Tiefe ist durch die Dicke der Steckverbindungsteile 13 und 21 bestimmt.
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In 2 ist
die in 1 nur schematisch gezeigte
Vorrichtung in einer praktischen Ausführung gezeigt. Diese Vorrichtung
gehört
zu einem Wertscheinbehälter 20,
der in den nur teilweise dargestellten Geräterahmen 10 eines
Ausgabegerätes
eingeschoben ist. Der Schwenkarm 11 hat an seinem gelagerten
Ende ein Langloch 12, das an einem in dem Geräterahmen 10 montierten
Stift 12a geführt
ist, welcher wiederum in einem in dem Geräterahmen 10 montierten
Lagerwinkel 12b gehalten ist. Der Schwenkarm 11 hat
an seinem anderen Ende eine Gelenkachse 16, an der das
eine Ende der Blattfeder 15 befestigt ist, so dass hier
eine Gelenkverbindung zwischen der Blattfeder 15 und dem
Schwenkarm 11 gebildet ist. Die Blattfeder 15 ist
an dem Geräterahmen 10 mit
ihrem anderen Ende 17 durch zwei Schrauben 17a befestigt.
Wenn diese Anordnung durch die Schiebebewegung des Wertscheinbehälters 20 bei
der Darstellung in 2 abwärts gedrückt wird, so wird die damit
verbundene Verlängerung
des aus dem Schwenkarm 11 und der Blattfeder 15 bestehenden
Mechanismus durch das Langloch 12 des Schwenkarms 11 möglich.
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2 zeigt
die Position von Geräterahmen 10 und
Wertscheinbehälter 20,
in der die Steckverbindung mit den Steckverbinderteilen 13 und 21 hergestellt
ist. Die Länge
der Aussparung 22 ist so bemessen, dass eine Bewegung des
Wertscheinbehälters 20 nach
links möglich
ist, um zunächst
die Steckverbindung zu trennen. Danach stößt ein Führungsvorsprung 18 aus
einem gleitfähigen
Material, der sich am freien Ende des Schwenkarms 11 befindet an
das rechte Ende der Aussparung im Bereich 23, der eine
konkav-konvexe Führungsfläche für den Führungsvorsprung
bildet. Dieser wird ohne wesentlichen Widerstand so geführt, dass
die gesamte Schwenkhalterung mit dem Schwenkarm 11 und
der Blattfeder 15 aus dem Bewegungsbereich des Wertscheinbehälters 20 herausbewegt
wird.
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In 3 ist
perspektivisch ein Wertscheinbehälter 200 teilweise
dargestellt, der an seiner Längsseite
eine Aussparung 220 hat, in der ein Steckverbindungsteil 210 angeordnet
ist, dessen Kontaktelemente in Längsrichtung
des Wertscheinbehälters 200 ausgerichtet
sind. Der Steckverbindungsteil 210 ist in einem Halter 212 montiert,
dessen Außenseite
in der Seitenwandebene des Wertscheinbehälters 200 liegt. Der
Boden 211 der Aussparung 220 geht beiderseits
des Halters 212 über
Schrägflächen 213 in die
Längsseite
des Wertscheinbehälters 200 über. Die
rechte Kante 230 der Aussparung 220 ist ähnlich wie
in 2 dargestellt gewölbt ausgebildet, um das Gleiten
einer hier nicht gezeigten Halterung für einen zweiten Steckerteil
zu erleichtern.
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4 zeigt
die Ansicht eines in der Wand eines Geräterahmens 100 gelagerten
Steckerteils 130. Seine Halterung entspricht dem in 1 und 2 gezeigten
Prinzip. Der Steckerteil 130 ist an einem Träger 131 mit
einem Gelenkteil 180 verschraubt, der an Lagerzapfen 161 und 162 mit einem
oberen Schwenkarm 111 und einem unteren Schwenkarm 112 gelenkig
verbunden ist. Die Verschraubung des Trägers 131 mit dem Gelenkteil 180 dient
auch zum Halten der Enden 153 und 154 zweier Blattfederarme 151, 152 einer
Blattfeder 150, deren anderes Ende 170 mit Schrauben 171 und 172 an
der Wand des Geräterahmens 100 befestigt
ist.
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In 5 ist
die in 4 gezeigte Anordnung perspektivisch ohne die Wand
des Geräterahmens 100 dargestellt.
Es ist zu erkennen, dass der Träger 131 für den Steckverbindungsteil 130 an
einer gabelartigen Halterung befestigt ist, deren Gabelteile durch
die beiden Schwenkarme 111 und 112 und durch die
beiden Blattfederarme 151 und 152 gebildet sind,
deren Enden 153 und 154 zwischen dem Träger 131 und
dem Gelenkteil 180 durch die Verschraubung gehalten sind.
Der Gelenkteil 180 verbindet die Schwenkarme 111 und 112 mit
den beiden Blattfederarmen 151 und 152 an den
Gelenkzapfen 161 und 162 (4) und erzeugt
damit eine starre Struktur zum Tragen des Steckverbindungsteils 130. An
seiner Gleitseite hat der Gelenkteil 180 eine abgerundete
Gleitfläche 181,
die das Gleiten über
die in Verbindung mit 2 beschriebene Kante 23 der Aussparung
eines Einschubgerätes 20 erleichtert.
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Die
beiden Schwenkarme 111 und 112 haben an ihren
in 5 vorderen Enden jeweils ein Langloch 120,
das an einem Stift 121 bzw. 122 geführt ist,
der zu einem Lagerwinkel 123 gehört. Dieser ist in der in 5 nicht
dargestellten Wand eines Geräterahmens
befestigt.
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Wenn
der in 5 gezeigte Mechanismus in der Seitenwand eines
Geräterahmens
befestigt ist, sind die Kontaktelemente des Steckverbindungsteils 130 in
Längsrichtung
der Seitenwand ausgerichtet, so dass ein elektrischer Kontakt mit
einem Steckverbindungsteil 210 der in 3 gezeigten
Art hergestellt werden kann, wenn der in 3 gezeigte
Wertscheinbehälter 200 in
den Geräterahmen
eingeschoben wird.
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Es
wurde vorstehend ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben, bei dem ein beweglicher Steckverbindungsteil
an der Wand eines Geräterahmens
gelagert ist und der andere Steckverbindungsteil in einem Einschubgerät ortsfest
montiert ist. Ebenso ist es möglich,
den einen Steckverbindungsteil in dem Einschubgerät mit einer
beweglichen Halterung beschriebener Art zu montieren und den anderen
Steckverbindungsteil an dem Geräterahmen
in ortsfester Lage zu befestigen.
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Anstelle
einer Blattfeder kann auch eine andere Feder, z. B. eine Schraubenfeder
oder eine Tellerfeder zum federnden Vorspannen des beweglichen Steckverbindungsteils
vorgesehen werden. In diesem Fall wird an dem freien Ende der Schwenkhalterung
eine zusätzliche
mechanische Verbindung mit dem tragenden Element, also z. B. mit
der Wand eines Geräterahmens,
möglicherweise
nicht erforderlich sein, was von der Gestalt der verwendeten Feder
abhängt.
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- 10
- Geräterahmen
- 11
- Schwenkarme
- 12
- Langloch
- 12a
- Stift
- 12b
- Lagerklotz
- 13
- Steckverbindungsteil
- 14
- Steuerkante
- 15
- Blattfederarme
- 16
- Gelenkachse
- 17
- Blattfederende
- 17a
- Schraube
- 18
- Gleitfläche
- 20
- Geräterahmen
- 21
- Steckverbindungsteil
- 22
- Aussparung
- 23
- Vorderkante
- 100
- Geräterahmen
- 111
- Schwenkarm
- 112
- Schwenkarm
- 120
- Langloch
- 121
- Stift
- 122
- Stift
- 123
- Lagerwinkel
- 130
- Steckverbindungsteil
- 131
- Träger
- 150
- Blattfeder
- 151
- Blattfederarm
- 152
- Blattfederarm
- 153
- Ende
- 154
- Ende
- 161
- Gelenkzapfen
- 162
- Gelenkzapfen
- 170
- Blattfederende
- 171
- Schraube
- 172
- Schraube
- 180
- Gelenkteil
- 181
- Gleitfläche
- 200
- Einschubgerät
- 210
- Steckverbindungsteil
- 211
- Boden
- 212
- Träger
- 213
- Schrägfläche
- 220
- Aussparung
- 230
- Kante