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Geräte der Nachrichten-, Meß- und Registriertechnik werden in zunehmendem
Umfang aus einem feststehenden Gehäuse, Rahmen oder Gestell einerseits und andererseits
aus einsetzbaren bzw. einschiebbaren Baugruppen, den sogenannten Einschüben, welche
die eigentlichen Geräteorgane enthalten, aufgebaut. Dieser Ausbildung ist im Hinblick
auf Zugänglichkeit, überprüfbarkeit, Auswechselbarkeit, leichte Herstellbarkeit
und Trennbarkeit eine fortschrittliche und vorteilhafte Gestaltung der elektrischen
Anschlüsse für die in den Einschüben untergebrachten Organe angemessen. Es werden
deshalb in der Mehrzahl der Fälle an Stelle fester, gelöteter oder geschraubter
Verbindungen Steckverbindungen benützt. Eines der trennbaren Geräteteile trägt dazu
an den geeigneten Stellen, vorzugsweise an der Innenseite der Gehäuserückwand bzw.
an der Rückseite des Einschubteils die Steckbuchsen oder Kontaktfederpaare, der
andere Geräteteil die zugeordneten Stecker oder Messerkontakte, und zwar auf Kontaktleisten
aufgereiht. Es muß dann gewährleistet sein, daß mit dem Einschieben der Baugruppe
die Verbindungen zwar betriebssicher hergestellt werden, aber die Kontakte sich
auch wieder leicht trennen lassen.
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Mit vorliegender Erfindung wird dem Umstand Rechnung getragen, daß
zumeist zu jeder einschiebbaren Baugruppe eine Vielzahl solcher elektrischer Steckverbindungen
gehört, die demnach gleichzeitig zusammengefügt werden müssen, und daß für diese
Vorrichtungen proportional mit der Anzahl der Steckverbindungen wachsende, beträchtliche
Kräfte erforderlich sind, die oft nahe an die Grenze dessen herankommen, was ein
Bedienender unmittelbar aufzubringen fähig ist. Denn es ist dabei immer eine Arbeit
gegen den von den Kontaktorganen ausgeübten, beim Einzwängen oder Trennen zu überwindenden
Reibungswiderstand zu leisten. Diesen Verhältnissen hat man auch bisher schon Beachtung
geschenkt und verschiedene Wege beschritten, um die beim Einrammen oder Lösen auftretenden
Kräfte leichter, ohne Gewaltanwendung, überwinden zu können.
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Bei Schaltschützen z. B. wurden in einem bekanntgewordenen Falle elektrische,
im wesentlichen aus einer Spule, einem Anker und einem daran sitzenden Hebelarm
bestehende Hilfseinrichtungen benutzt, um eine mit einer Reihe von Kontaktbügeln
versehene Schaltstange gegen den Druck von Rückstellfedern gegen die elektrisch
zu verbindenden Steckerteile eines festen Geräteteils und eines Einschubteils zu
drücken. Diese Lösung beruht also grundsätzlich gerade darauf, daß man krafterheischende
Steckverbindungen vermeidet und dafür Hilfskontakte und eine elektrisch erzeugte
Hilfskraft zur Kontaktierung benutzt. Es wird sich zeigen, daß mit der vorliegenden
Erfindung ein wesentlich eleganterer Weg gefunden wurde, um auch Steckverbindungen
leicht handhabbar zu machen.
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Bei anderen elektrischen Geräten, z. B. bei einem Schutzrelais für
elektrische Anlagen, das in ein Gehäuse einsetzbar war und mit Steck- oder Druckkontakten
an seiner Rückseite ausgestattet war, wurden Hebeleinrichtungen unter Verwendung
spiralig angeordneter Schlitze und diesen zugeordneten Zapfen benutzt, um den Kontaktschluß
zwischen den zu verbindenden Kontaktteilen herzustellen. Der schwenkbare Bügel der
Hebeleinrichtung war dabei notwendigerweise an der Bedienungsseite des Einschubteiles
angebracht und ragte aus ihm hervor. Er mußte zusätzlich nach dem Einschieben betätigt
werden. Das kann für manche Anwendungszwecke, wie z. B. für den fraglichen Fall
eines Schutzrelais ausreichend sein; für andere technische Gebiete, z. B. für Einschubteile
bei medizinischen Registriergeräten, wäre dies zumindest eine technisch unvollkommene
Lösung.
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Ähnliche Lösungen mit Hebeleinrichtungen, Exzenter- oder Schraubenanordnungen
wurden noch in vielen Fällen angewandt. Diese Anordnungen sind aber immer umständlich,
weil sie eine Bedienungsmöglichkeit von der Vorderfront des Gerätes aus erfordern
und daher in störender Weise einen gewissen Raum beanspruchen. Mit vorliegender
Erfindung wird demgegenüber die umrissene Aufgabe in wirksamer und organischer Weise
gelöst, ohne daß das Bild der Vorderfront der betreffenden Geräte gestört wird.
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Elektrische Geräte, insbesondere der Nachrichten-, Meß- oder Registriertechnik,
die sich aus einem feststehenden Rahmen bzw. einem Gestell oder einem Gehäuse einerseits
und mindestens einer einsetzbaren oder einschiebbaren Baugruppe andererseits mit
Steckverbindungen zwischen beiden Geräteteilen und aus einer Auszieh- und Eindrückvorrichtung
für die Steckverbindungen zusammensetzen, sind gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl ein Organ zur Speicherung mechanischer, beim Einschieben der Baugruppe
in das Gestell längs des größten Teils des Einschubweges gegen eine im Vergleich
zum Reibungswiderstand der Steckverbindungen kleine Kraft zu leistender Arbeit als
auch eine Spannvorrichtung zur Umsetzung der Vorschubbewegung der Baugruppe in eine
die Kraft des Speicherorgans überwindende Bewegung und schließlich ein Auslösemechanismus
vorgesehen sind, der zur Umsetzung der während des größeren Teils des Einschubweges
gespeicherten Arbeit in eine Bewegung des Einschubteils längs des kleineren Reststücks
des gesamten möglichen Einschubweges, gegen den von den Steckverbindungen ausgeübten
mechanischen Widerstand, dient.
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Der Erfindungsgedanke nützt so folgerichtig den Umstand aus, daß eine
Arbeit, die durch eine kleine Kraft längs eines längeren Weges geleistet wird, auf
einem kürzeren Weg unter Lieferung einer größeren Kraft wieder verwertet oder umgesetzt
werden kann, sofern die Arbeit gespeichert wird, d. h. wenn die Kräfte im wesentlichen
konservativer Art sind. Die bei Entladung des vor allem mechanischen Kraftspeichers
ausgelöste Kraft dient dann gemäß dem Erfindungsvorschlag zur überwindung des hohen
Reibungswiderstandes an den Steckverbindungen der Geräte beim Einrammen und/oder
beim Lösen der Einschübe.
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Der Grundgedanke des Erfindungsvorschlages läßt an sich mannigfache
Lösungsmöglichkeiten zu. Es genügt jedoch zu seinem Verständnis und zum Auffinden
äquivalenter Lösungen, das Prinzip an einer ersten, zum Zusammenschluß der Steckverbindungen
beim Einsetzen der Einschuborgane in ein Gerätegestell (F i g.1 und 1 a) und an
einer zum Lösen der Kontakte beim Herausziehen der Einschubteile dienenden zweiten
Ausführungsform (F i g. 2) zu veranschaulichen.
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In der schematischen Skizze F i g.1 sind mit 1 der Rahmen, das Gestell
oder das Gehäuse des elektrischen Gerätes und mit 11 die einschiebbare Baugruppe
bezeichnet. An einem der beiden Teile, vorzugsweise
an der rückwärtigen
Innenwandung des Gerätegehäuses 1, ist die Buchsenleiste 2, zu der die verschiedenen
elektrischen Anschlußleitungen 17 führen, angebracht, welcher am Einschubteil eine
Steckerleiste 12 entspricht. An Stelle der Steckbuchsen können auch Messerkontakt-Federpaare
und an Stelle der Stecker Messerkontakte benutzt werden. Beim Einschieben der Baugruppe
11 ist die größte Arbeit auf dem der Länge der Stecker entsprechenden letztenTeil
des Weges zu leisten, wenn die Stekker 12 in die Steckerbuchsen 2 eingerammt oder
wenn diese Kontakte wieder getrennt werden sollen. In der in F i g. 1 dargestellten,
zum Zusammenfügen der Steckerhälften geeigneten Ausführungsform des Erfindungsgedankens
wird der mechanische Kraftspeicher von einer kräftigen Torsionsschraubenfeder 6
gebildet, die vorzugsweise am Gerätegehäuse 1 mit einem Federschenkel 6 a befestigt
ist, während der andere freie Federschenkel 6 b, an dessen Ende für eine reibungslose
Gleitführung eine Rolle 6 c angebracht sein kann, zum Spannen der Torsionsfeder
dient. Die Spannvorrichtung wird von einem langen Hebel 3 gebildet, der an einem
Ende im Gelenk 4 an dem Gerätegehäuse 1 drehbar angelenkt ist. Der Spannhebel 3
vermittelt die Kopplung zwischen dem freien Torsionsfederschenkel 6 b und dem Einschubteil
11, um dessen Vorschubbewegung in eine zum »Laden« des Kraftspeichers dienende
Drehbewegung des Torsionsfederschenkels 6 b umzusetzen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
besitzt der Spannhebel für diesen Zweck sowohl eine Zwangsführungsbahn 3 a für einen
am Einschubteil 11 befestigten Nocken 13 als auch eine Zwangsführungsbahn 3 b für
die Gleitrolle 6 c des Torsionsfederarmes 6 b. Die Zwangsführungsbahnen können auch
kulissen- oder putenartig sein. Wie F i g. 1 a zeigt, wird der Hebel 3 aus einem
verbiegungssteifen Blech gestanzt, und die Zwangsführungsbahnen 3 a und 3 b werden
von den umgelegten Rändern des Bleches gebildet. Im entspannten, in der Figur voll
ausgezeichneten Zustand, bei ausgezogenem Einschubteil11, wird der Spannhebel 3
von dem Federarm 6 b nach oben gedrückt, so daß der Anfang der Gleitbahn 3 a ungefähr
in Höhe des Gleitnockens 13 liegt. Das erste Wegstück ist noch hindernisfrei, bis
der Nocken 13 auf den Anfang der Gleitbahn 3 a stößt. Durch deren bogenförmige Krümmung
wird dann die weitere, infolge Zwangsführung geradlinige Vorschubbewegung in eine
Drehbewegung für den Spannhebel 3 und damit in die Spannbewegung für die Torsionsfeder
6 umgesetzt. Die bogenförmige Krümmung der Gleitbahn 3 a läßt die übersetzung der
»Vorschubbewegung in eine Drehbewegung« in dem Maße abnehmen, wie die Federkraft
zunimmt. Die Einschubkraft sollte während der Phase der Speicherung der optimalen,
durch das Weg-Kraft-Produkt bestimmten Arbeit entsprechen, aber möglichst konstant
bleiben. Auf dem letzten Wegstück soll kurz vor Erreichen der Rückschnappbahn 5
der Vorschubbewegung praktisch keine Drehbewegung mehr entsprechen. Bei der gezeigten
Ausführungsform, die die gespeicherte Energie zur Lieferung der Einrammkraft verwerten
soll, geht die Führungsbahn 3 a am drehpunktnahen Teil des Hebels 3 in eine nahezu,
aber nicht völlig senkrecht zu ihr geneigte Schnappbahn 3 c über, die etwa durch
Umbördelung des unter Schaffung eines Einschnittes 5 ausgestanzten Blechstückes
gebildet ist. Gestrichelt ist der Zustand angedeutet, in welchem der Nocken 13'
am Rande der Schnappbahn 5 liegt. Diese Schnappbahn ist so gegen den vom Drehpunkt
4 ausgehenden Radiusvektor geneigt, daß sie für den über das Ende der Führungsbahn
3 a gelangenden Nocken 13' eine schiefe Ebene bildet, so daß dieser und mit ihm
der ganze Einschubtei111 beim Hochschnappen der Spannfeder 3 unter der Wirkung der
von der Torsionsfeder 6 gelieferten Kraft wie von einem Keil nach hinten gerammt
wird, wobei die Steckverbindungen einrasten. Die Länge der Schnappbahn 3 c entspricht
etwa der Bogenlänge, die der Spannhebel 3 an dieser Stelle nach oben zurücklegen
kann. Am Ende der Schnappbahn 3 c wird aber zweckmäßig der gestrichelt angedeutete
Nocken 13" ganz freigegeben, damit ohne weiteres das Herausziehen des Einschubs
11 möglich ist. Die richtige Dimensionierung der gezeigten Teile ergibt sich nach
fachgeläufigen überlegungen, die nicht besonders erläutert werden müssen.
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F i g. 2 zeigt die Ausführungsform, bei welcher der mechanische Kraftspeicher
36 zum Trennen der Kontakte dient. Der grundsätzliche Aufbau der Spannvorrichtung,
d. h. des Spannhebels 33 und der Einschubvorrichtung 41 mit dem Nocken
43 gleicht im wesentlichen der Ausführungsform von F i g. 1. Die Besonderheit
besteht darin, daß der Gleitnocken 43 nicht fest an der Seitenwand des Einschubteils
angebracht ist, sondern längs verschiebbar; zweckmäßigerweise ist er in einer kurzen
Führungsnute 44 der Seitenwand verschiebbar gelagert, und am Einschubteil 41 ist
noch eine Vorrichtung angebracht, um den Gleitnocken 43 z. B. durch Bedienung einer
in den Führungen 15 gelagerten Stange 14 mittels des an der Vorderfront hervortretenden
Knopfes 16 ein Stück nach rückwärts schieben zu können. Der Nocken 43 kann auch
unmittelbar am Ende der Stange 14 befestigt sein. Die Führungsbahn 33 a für den
Nocken 43 geht nicht in eine Schnappbahn über, sondern ist durch die Lücke 33 c
in etwas mehr als Nockenbreite unterbrochen. Außerdem hat der Spannhebel 33 noch
einen kurzen Hebelarm 33 d, der sich z. B. an die Rückseite des eingerammten Einschubteils
41 anlegt. Wenn mit dieser Ausbildung der Einschubteil 41 völlig eingeschoben ist,
also die Steckverbindungen hergestellt sind, dann soll der Nocken 43, wie voll ausgezeichnet
dargestellt, kurz vor der Bahnlücke 33 c liegen. Der Spannhebel 33 ist dann
nach unten gedrückt und die Torsionsfeder 36 gespannt. Um den Einschubteil41 nun
herausziehen und dabei die Steckverbindungen gegen die Reibungskraft lösen zu können,
wird der Auslösemechanismus betätigt, indem der Knopf 16 gedrückt und damit der
Nocken 43 in der Führungsnute 44 nach rückwärts geführt wird. Dadurch gelangt er
über die Lücke 33 c der Führungsbahn 33 a und gibt den Spannhebel frei, so daß dieser
unter der Wirkung der Kraft der Torsionsfeder 36 nach oben schnappt und mit seinem
kurzen Hebelarm 33 d auf die Rückseite des Einschubs 41 die zum Lösen der Steckverbindungen
notwendige Kraft auf dem kurzen Stück des Weges ausübt, die der Länge der Stecker
entspricht. Damit wird die gespeicherte Kraft zum Lösen der Kontakte verwertet.
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An Stelle der Torsionsfedern 6 bzw. 36 können auch Torsionsstäbe,
Druck- oder Zugfedern in geeigneter Ausbildung ebenfalls die erfindungsgemäß vorgesehenen
Kraftspeicher bilden. Die benötigten Vorrichtungen lassen sich leicht an den Seitenwänden
der Einschubteile bzw. der Einschubkammern
unterbringen. Es werden
zweckmäßig noch an sich bekannte Sperren oder Sicherungen gegen ein Herausfallen
oder gänzliches Herausschieben der Einschübe vorgesehen.
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Beide beschriebenen Vorrichtungen lassen sich ohne weiteres kombinieren,
und zwar nicht nur indem etwa auf einer Seite des Einschubteils 11 bzw. der entsprechenden
Wandung der Einschubkammer des Gestells die Speichervorrichtung zum Einrammen der
Kontakte angebracht ist und auf der anderen Wandungsseite die Speichervorrichtung
zum Lösen der Kontakte, sondern auch durch Vereinigung der beschriebenen Auslösemechanismen
bei nur einem einzigen Spannhebel und Kraftspeicher, welcher dann in zwei Schritten,
einmal zum Einrammen und dann zum Trennen der Stecker, entladen wird. Mit Ausnahme
des Bedienungsknopfes 16, der zum Lösen der Kontakte beim Herausziehen des Einschubs
dient, sind auf der Vorderfront des Gerätegestells keine umständlichen Bedienungsorgane
für die Vorrichtung notwendig und sichtbar. Vielmehr wird die dazu benötigte Kraft
während des Einschiebens der Baugruppen 11 bereits gespeichert, so daß während der
kritischen Bewegungsphase nicht am Gerät gerüttelt und keine übergroße Kraftanstrengung
gemacht werden muß. Dieses ist für die Bedienung zahlreicher elektrischer Geräte,
z. B. bei der Bedienung von Registriergeräten der .medizinischen Diagnostik, in
Operationssälen und Kliniken ein wesentlicher Vorzug gegenüber einer anderen Gestaltung
von Einschubgeräten.