DE2445349C3 - Verbindungsfeld aus nebeneinanderliegenden Steckverbindern für elektrische Steckbaugruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsfeld aus nebeneinanderliegenden Steckverbindern für elektrische Steckbaugruppen. Derartige Verbindungsfelder dienen der Verdrahtung von Geräten oder Systemen, deren einzelne Funktionsbaugruppen als Steckbaugruppen ausgeführt sind. Diese Steckbaugruppen bestehen aus Leiterplatten mit gedruckter bzw. geatzter Leitungsführung und aufgelöteten Bauelementen. An einem Ende ist die Steckbaugruppe zum Anschluß an die Gesamtverdrahtung mit Steckerstiften ausgestattet, die in entsprechende Steckverbinder eingesteckt werden. Die andere Seite der Steckverbinder nimmt die Gesamtverdrahtung in einer Ebene auf, die üblicherweise senkrecht zu den Ebenen der Leiterplatten steht. Die Verdrahtung im Vcrbindungsfcld kann durch Löten, neuerdings auch durch Umwickeln von vierkantigen Stiften mit Draht hergestellt werden. In einem solchen Verbindungsfeld laufen viele Leitungen parallel zueinander, die die unterschiedlichsten Signale führen. Dabei kann es vorkommen, daß über kapazitive Beeinflussung einzelner Leitungen Störirnpulse, beispielsweise aus Versorgungsleitungen, in Leitungen eingestreut werden, die impulsförmig Signale führen. Es liegt deshalb das Bedürfnis vor, Leitungsführungen empfindlicher Signale gegenüber Einstreuungen zu schützen.

Ein Verbindungsfeld aus nebeneinanderliegenden Steckverbindern ist beispielsweise in den »Technischen f>o Mitteilungen AEG-TELEFUNKEN« 62 (1972), 4/5, Seiten 148 bis 162 beschrieben. In dieser Veröffentlichung wird auf Seite 149, linke Spalte, Zeilen 4 bis 10 von unten ausgeführt, daß die parallele Leiterführung in Form von Kabelbäumen tunlichst vermieden werden μ soll, um gegenseitige Störbecinflussung von Signalleitungen zu unterbinden. Es wird dort auch vorgeschlagen, eine sogenannte X-Verdrahtung anzuwenden.

X-Verdrahtungen für sehr viele Verbindungspunkte sind jedoch derart unübersichtlich, daß Verdrahtungsfehler ziemlich häufig auftreten. Diese müssen später durch ausgedehnte Verdrahtungsprüfroutinen aufgesucht und korrigiert werden.

Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des obengenannten Einwandes gegen die Parallelverdrahtung waren schon Verfahren zur Übertragung von Informationen über optische Übertragungssysteme bekannt. Es war auch beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 20 12 293 und 19 16 226 bekannt, daß optische Übertragungssysteme immun gegen Einstreuungen elektrischer Art sind.

In der US-Patentschrift 37 92 208 ist ein Leitungsverbinder beschrieben, bei dem die Trennstellen zwischen elektrischen Leitungen aus je einem elektrooptischen Sender und einem optoelektrischen Empfänger bestehen, so daß über die Trennstellen nur Lichtsignale übertragen werden. Mit einem solchen Leitungsverbinder ist zwar eine potentialfreie Signalübertragung von einer ankommenden elektrischen Leitung auf eine abgehende elektrische Leitung möglich, Einstreuungen in die elektrischen Leitungen werden jedoch nicht verhindert. Soweit Einstreuungen die in den Leitungen fließenden elektrischen Signale beeinflussen, werden sie auch über die Trennstellen übertragen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, auch störungsgefährdete Verbindungen wegen der leichteren Prüfbedingungen in Parallelverdrahtung auszuführen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem eingangs beschriebenen Verbindungsfeld durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Lichtleiter werden zweckmäßig in den optischen Steckanschlüssen durch Kleben befestigt.

Mit Vorteil ist in einem Steckverbinder ein elektrischer Anschluß für einen Steckerstift einer Steckbaugruppe mit mehreren optoelektronischen Wandlern zum Zweck der Bestimmung der Flußrichtung der optischen Signale miteinander kombiniert.

Die optoelektrischen Wandler verschiedener Steckverbinder können nach einer Weiterbildung der Erfindung über Lichtleiter zu logischen Verknüpfungsschaltungen zusammengefaßt sein.

Zehn Figuren dienen der näheren Erläuterung der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 stellt schematisch den Aufbau eines Verbindungsfeldes für eine Anzahl von Steckbaugmppen in zwei verschiedenen Ansichten dar.

In Fig. 3 ist eine Fassung eines Lichtleiters in einem Steckverbinder vergrößert dargestellt.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen Kombinationen von optoelektronischen Wandlern, mit denen die Signalflußrichtung der optischen Signale bestimmt wird.

Die F i g. 8, 9 und 10 zeigt logische Verknüpfungsschaltungen zwischen optoelektronischen Elementen verschiedener Steckverbinder.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Verbindungsfeldes für beispielsweise neun Steckbaugruppen als Ansicht von der Verdrahtungsseite aus. Das Verbindungsfeld besteht aus einem Rasier von neun nebeneinanderliegenden Steckverbindern 1 bis 9, die auf der Verdrahtungsseite, wie deutlich aus Fig. 2 rechts zu sehen ist, Leiterstifte tragen, die untereinander, beispielsweise durch eine wrap-Verdrahtung, verbunden werden können. Ein ■ leiner Teil des Verbindungsfeldes wird durch andere jiL'ckverbinder 11 bis 19 gebildet, die einzelne Kanäle zum Einlegen von Lichtleitern 29 aufweisen. Im Innern ist diese zweite Art von Steckverbindern mit nicht

dargestellten optoelektronischen Wandlern ausgerüstet, zwischen denen mit Hilfe der Lichtleiter 20 Signalwege aufgebaut werden.

In Fig.2 ist eine Schnittdarstellun.f durch die Anordnung nach F i g. 1 gezeigt, in der eine Steckbaugruppe 21 zu erkennen ist, deren Steckerstifte in den Steckverbinder 2 und den mit optoelektronischen Wandlern ausgerüsteten Steckverbinder 12 eingesteckt sind. Am entgegengesetzten Ende trägt die Steckbaugruppe 21 weitere Steckerstifte zur Vei bindung mit ι ο anderen Steckverbindern. Diese doppelseitige Anschlußmöglichkeit ist nicht bei allen Systemen vorgesehen. Der Steckverbinder 2 trägt an seiner der Steckbaugruppe 21 entgegengesetzten Seite einzelne Stifte, die zusammen mit Stiften danebenliegender Steckverbinder die Verdrahtung des gesamten Verbindungsfeldes aufnehmen. Bei dem zu verdrahtenden Feld soll es sich um ein wrap-Feld handeln. An den Steckverbinder 2 schließt sich oben der Steckverbinder 12 der zweiten Art an. Den Steckverbindern der zweiten Art steht als Bauhöhe die gesamte Höhe des wrap-Feldes einschließlich der wrap-Stifte zur Verfügung. Diese Steckverbinder enthalten optoelektronische Wandler, mit deren Hilfe die über die Stecker der Steckbaugruppe 21 zugeführten elektrischen Signale in Lichtsignale umgesetzt werden. Im Steckverbinder 12 sind die Querschnitte von sechs Kanälen 22 zu erkennen, die zur Aufnahme von Lichtleitern 20 bestimmt sind. Diese Lichtleiter stellen die Verbindung zwischen den optoelektronischen Wandlern mehrerer Steckverbinder der zweiten Art her.

Die Anordnung der Steckverbinder mit optoelektrischen Wandlern in einem Rasterfeld gestattet es, die Länge der sie verbindenden Lichtleiter und deren Lage durch ein Rechnerprogramm zu ermitteln.

Die F i g. 3 zeigt einen aus einem der Steckverbinder 11 bis 19 der zweiten Art herausgebrochenen Teil im Schnitt. In den Steckverbinder ist ein optoelektronischer Wandler 31 eingelassen, dessen Lichteintritts- bzw. -austrittsfläche einer öffnung 32 zugewandt ist. In diese öffnung wird ein Lichtleiter 20 eingeführt und darin mit einem lichtleitenden Kleber 33 verklebt. Eine Dichtlippe 34 innerhalb der Öffnung 32 verhindert ein Austreten des Klebers.

F i g. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine Kombination zweier optoelektronischer Wandler fund S innerhalb eines nicht dargestellten Steckverbinders. Die Kennzeichnung E und S steht für Empfänger und Sender. Beide optoelektronischen Wandler weisen einen gemeinsamen elektrischen Signalanschluß auf, der einen Steckerstift einer ebenfalls nicht dargestellten Steckbaugruppe aufnehmen kann, in Lichtleitern Z, die an die Lichteintritts- bzw. -austrittsflächen der optoelektronischen Wandler fund ^angefügt sind, fließt ein Lichtsignal in der durch Pfeile angezeigten Richtung.

Fig.5 zeigt, wie Fig.4, eine Kombination von optoelektronischen Wandlern innerhalb eines Steckverbinders, mit der eine entgegengesetzte Signalflußrichtung erzielt wird.

In Fig.6 bestehen die beiden optoelektronischen Wandler innerhalb eines Steckverbinders aus zwei Sendern 5.

Wie aus den Pfeilen der Richtung des elektrischen Signalflusses ersichtlich ist, stellt diese Kombination eine Signalquelle dar.

In Fi g. 7 bestehen beide optoelektronischen Wandler aus je einem Empfänger E für lichtelektrische Signale. Die Kombination stellt eine Senke für lichtelektrische Signale dar.

In F i g. 8 sind optoelektronische Wandler S, St und E in verschiedenen Steckverbindern angeordnet. Der Wandler 5/ ist dabei eine elektrisch steuerbare Lichtschranke, beispielsweise eine Kerrzelle. Zusammen mit ihren elektrischen Ein- und Ausgängen £1, £2 bzw. A bilden diese Elemente ein optoelektronisches UND-Gatter.

Eine ähnliche Anordnung wie die F i g. 8 zeigt die Fig. 9. Dem Empfänger fist über die Anordnung der Fig.8 hinausgehend eine elektrische selektive Auswerteschaltung SA nachgeschaltet. Mit dieser Auswerteschaltung können Störungen, beispielsweise durch Lichtleiterunterbrechung entstandene Störungen, mit Hilfe des Signalzustandes Null am elektrischen Ausgang A erkannt werden.

In Fig. 10 ist eine optoelektronische ODER-Schaltung dargestellt. Von einem zentralen Lichtsender ZS werden über zwei Lichtleiter zwei elektrisch steuerbare Lichtschranken 5/. £mit je einem Eingang £1 bzw. E2 beaufschlagt. Über weitere Lichtleiter ist den steuerbaren Lichtschranken je ein Lichtempfänger E nachgeschaltet. Ein gemeinsamer elektrischer Ausgang A der beiden Lichtempfänger E liefert das Ausgangssignal einer ODER-Verknüpfung, deren Eingangssignale als elektrische Signale den beiden Eingängen E\ und El eingegeben werden. Die optoelektronischen Wandler der Anordnung nach Fig. 10 sind, soweit es sich um gleichartige Wandler handelt, auf einem Steckverbinder angeordnet. Unterschiedliche Wandler befinden sich auf verschiedenen Steckverbindern, die über Lichtleiter aneinander angeschlossen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verbindungsfeld aus nebeneinanderliegenden Steckverbindern für elektrische Steckbaugruppen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Steckverbinder (11 bis 19) des Verbindungsfeldes elektrooptische und/oder optoelektrische Wandler (31) enthält und ein entsprechender Teil der Verbindungen des Verbindungsfeldes mit Lichtleitern (20) ausgeführt ist, wobei diese Steckverbinder (11 bis 19) verbindungsfeldseitig Steckanschlüsse zum Anschließen der Lichtleiter (20) an die Wandler (31) und Kanäle (22) zum Einlegen der Lichtleiter (20) aufweisen.

2. Verbindungsfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckanschlüsse für die Lieh tleiter (20) geklebt sind.

3. Verbindungsfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Steckverbinder ein elektrischer Anschluß mit mehreren optoelektronischen Wandlern (E, S, St) zum Zweck der Bestimmung der Flußrichtung der optischen Signale kombiniert ist.

4. Verbindungsfeld nach Anspruch 1 oder einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß optoelektronische Wandler (E, S, St) von verschiedenen Steckverbindern über Lichtleiter (L) zu logischen Verknüpfungsschaltungen zusammengefaßt sind.

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