DE3720099A1 - Verbindungssystem fuer in stapelbaren gehaeusen befindliche elektronische einheiten - Google Patents
Verbindungssystem fuer in stapelbaren gehaeusen befindliche elektronische einheitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem nach dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Solche Verbindungssysteme werden benötigt, um stapel
bare Gehäuse, die eine Elektronik enthalten, zu
verbinden. Die Erfindung richtet sich insbesondere auf
einen Kupplungsmechanismus zwischen den einzelnen Ein
heiten, der in getrennten Gehäusen untergebrachte
Computereinheiten, sowohl mechanisch als auch
elektrisch durch Betätigung eines einzigen Betätigungs
mechanismusses miteinander verbindet.
Es ist allgemein üblich, auf dem Gebiet des Computer
wesens einem zentralen Computer Peripherieeinheiten
hinzuzufügen, um die Betriebseigenschaften des
Computers zu erweitern. Beispielsweise werden, wenn ein
zusätzlicher Speicherbedarf besteht, Speicher
erweiterungseinheiten, wie beispielsweise eine
Disketteneinheit, eine optische Speichereinheit, eine
Bandeinheit oder zusätzliche RAM-Speicher mit einem
Peripherieerweiterungs-Busanschluß verbunden, der an
dem Gehäuse der Computereinheit hervorsteht. Der
Computer kann dann mit den hinzugefügten Peripherie
einheiten unter Verwendung eines Standard Interface,
wie beispielsweise den SCSI-Bus (Small Computer Stan
dard Interface) kommunizieren, der als eine Standard-
Computersystem-Interface-Verbindung für Mikrocomputer
systeme vorgeschlagen wurde.
Im allgemeinen werden Bandkabel zwischen jedem
Peripherieeinheitengehäuse oder Box manuell
angeschlossen, um, wie in Fig. 1 gezeigt, einen
seriellen Interface-Erweiterungsbus zu bilden. Die
Gehäuse werden üblicherweise übereinandergestapelt und
dann in der Lage gehalten, während die Verbindungskabel
manuell angeschlossen werden. Eine Hand sichert das
oberste Gehäuse, während die andere Hand die Band
kabel-Stecker in die jeweiligen, entsprechend
angepaßten Anschlüsse an den Gehäusen steckt. Diese
manuelle Verbindungsmethode ist bei Situationen
angebracht, in denen ein Erweiterungsbus nur einmal
gebildet wird und als permanente Hardware-Erweiterung
an einer einzelnen Computerstelle beibehalten wird. Bei
großen Computeranlagen, wie beispielsweise in Groß
büros, wo zahlreiche zentrale Prozeßeinheiten an
verschiedenen Stellen angeordnet sind, kann es
wünschenswert sein, nur eine Speichererweiterungs
einheit zu kaufen und diese auf einer Teilzeitbasis zu
benutzen, indem sie von einer zentralen Prozeßstelle je
nach Bedarf zu der nächsten gebracht wird. Dies ist
beispielsweise erforderlich, wenn ein Lokalbereich
netzwerk (LAN), das die verschiedenen zentralen Prozeß
stellen verbindet, nicht verfügbar ist. Außerdem
besteht ein Bedarf, wenn die Speichererweiterungs
einheit eine Einrichtung mit hoher Speicherdichte, wie
beispielsweise eine optische Speichereinrichtung mit
100 Mbyte ist, deren Anwendung durch Verbinden mit
einer zentralen Prozeßeinheit unter Verwendung eines
Kabels kurzer Länge, das in der Lage ist, Daten mit
hoher Geschwindigkeit zu übertragen, optimiert ist.
In solchen Fällen, wo eine einzelne Erweiterungseinheit
durch Verbringen an verschiedene Arbeitsstellen auf
geteilt wird, werden die Erweiterungsbusverbindungen
wiederholt an jeder Computerstelle eingesteckt und
gelöst. Es ist ein zuverlässiges Verbindungssystem
erforderlich, um einen Systemausfall nach jedem
Verbindungs/Trennvorgang zu vermeiden.
Die manuelle Verbindung ermöglicht keine angemessenen
Sicherheitsvorkehrungen, da sie dem Anwender eine
unbeschränkte Betätigungsfreiheit gibt und dadurch eine
unbeschränkte Anzahl von Ausfallmöglichkeiten
ermöglicht. Wenn beispielsweise die Verbindungselemente
des manuellen Verbindungssystems nicht vollständig auf
einander ausgerichtet sind, wenn ein Verbindungsteil in
das andere hineingesteckt wird, können eine oder
mehrere Erweiterungsbusleitungen ohne Anschluß bleiben,
wodurch ein Systemausfall verursacht wird.
Unausgebildete Anwender ziehen häufig an den Kabeln
statt an den Steckverbindungen eines Verbindungskabels,
wenn Steckverbindungen einer Einheit von einer anderen
gelöst werden. Dadurch werden exzessive Belastungen auf
die Kabeldrähte ausgeübt, die dann dazu neigen, von den
Steckverbindungen Anschlußstifte in den Steckern der
Kabel abzubrechen. Dadurch wird eine zwischenzeitlich
offene Schaltung erzeugt (Wackelkontakt), die schwer zu
diagnostizieren ist. Die manuelle Verbindungsmethode
beschränkt nicht die Länge der verwendeten Kabel, um
eine Einheit mit der nächsten zu verbinden. Lange Kabel
neigen dazu, unerwünschte elektromagnetische Störungen
EMI zu erzeugen, insbesondere wenn die Kabel bei einem
konventionell verbundenen System nicht in geeigneter
Weise abgeschirmt sind. Da die Kabel bei einem
konventionellen System an beiden Enden lösbar sind, ist
eine besondere Aufmerksamkeit erforderlich, um sicher
zustellen, daß individuelle Kabelverbindungen nicht
verlorengehen, wenn Peripherieeinheiten erneut
zusammengestellt werden (z.B., wenn Peripherieeinheiten
an andere Computerplätze transportiert werden).
Die bekannte Anordnung gemäß Fig. 1 wird durch
Aufeinanderstapeln einer Peripherieeinheit oder Box auf
eine andere Einheit und durch manuelles, kaskaden
artiges Einstecken der Verbindungskabel zwischen den
Einheiten gebildet. Jedes der drei, in Fig. 1 gezeigten
Gehäuse 10, 20, 30 weist einen Wechselstromschalter
11, 21, 31 und einen UL-geprüften Stromanschluß 12, 22, 32
auf, um die jeweiligen einzelnen Gehäuse 10, 20, 30
sicher mit Wechselstrom hoher Spannung zu versorgen.
Bei der Basiseinheit 10, auf die zunächst Bezug
genommen werden soll, ist ein 50-Pin-SCSI-Busanschluß
13 auf der Gehäuserückseite der Basiseinheit
angebracht. Eine Abdeckplatte 14 ist über einer wahl
weisen Anschlußöffnung auf der Gehäuserückseite vor
gesehen. Die Gehäuserückseite der Basiseinheit weist
auch Lüftungsöffnungen 15 für eine ventilatorbetriebene
Luftkühlung auf. Eine innerhalb der Einheit unter
gebrachte Stromversorgung erzeugt eine Gleichspannung
für die Schaltungsplatten innerhalb des Gehäuses. Vier
Gummifüße 16 tragen die Basiseinheit auf einer Grund
fläche, wie beispielsweise einer Tischplatte und
schützen die Grundfläche vor Verkratzen.
Die zweite Einheit 20 ist oberhalb der Basiseinheit 10
auf vier Gummifüßen 26 gelagert und weist eine Rück
seitenplatte auf, die identisch mit der der Basis
einheit 10 ist, wobei zusätzlich ein zweiter
Erweiterungsbusanschluß 24 unterhalb des ersten
Erweiterungsbusanschlusses 23 vorgesehen ist.
Ein Verbindungskabel 40 mit Steckern 41, 42 an entgegen
gesetzten Enden verbindet die Erweiterungsbusanschlüsse
13 der Basiseinheit mit dem Erweiterungsbusanschluß 24
der zweiten Einheit. Die Enden der Verbindungskabel
werden manuell in die jeweiligen, entsprechend
angepaßten Anschlüsse 13, 24 durch Hin- und Herbewegen
der Stecker 41, 42 eingesteckt, wobei eine manuelle
Eindrückkraft ausgeübt wird, bis der Anwender bemerkt,
daß die Stecker in geeigneter Weise mit ihren ent
sprechenden festen Anschlüssen 13 und 24 angepaßt sind.
Üblicherweise wird eine Eindrückkraft von wenigstens
sechs Kilopond benötigt, um 50 Pin-Anschlüsse, wie die
bei dem SCSI-Bus verwendeten zusammenzufügen. Diese
Eindrückkraft ist sogar noch größer, wenn die Steck
verbindungen nicht sorgfältig ausgerichtet sind. Wenn
die Steckverbindungen in grober Weise falsch aus
gerichtet sind und eine zu hohe Kraft ausgeübt wird,
werden die Steckerstifte beschädigt.
Wenn die dritte Einheit dem Stapel hinzugefügt wird,
hält eine Hand die dritte Einheit 30, die von vier
Gummifüßen 36 auf der Oberseite der zweiten Peripherie
einheit 20 getragen wird, während die andere Hand dazu
verwendet wird, die zuvor beschriebene Einsteckprozedur
für die zweiten und dritten Einheiten zu wiederholen.
Die Stecker 51, 52 des Verbindungskabels 50 werden
jeweils in die Erweiterungsbusanschlüsse 23 bzs. 34
eingepaßt und eingedrückt, wobei dann das Kabel 50 eine
Schleife bildet, die nach außen von der Rückseite des
Stapels absteht. Ein drittes Kabel 60 verbindet die
kaskadenartige Anordnung mit einem Host-Computer mit
Hilfe seines Steckers 61, der mit dem festen Anschluß
33 verbunden ist.
Das Lösen der Steckverbindung wird auf ähnliche Weise,
nur in umgekehrter Reihenfolge, ausgeführt. Eine Hand
sichert die oberste Einheit, die von dem Stapel ent
fernt werden soll, während die andere Hand nach dem
Stecker greift und diesen aus dem festen Anschluß an
dem Gehäuse der Einheit herausarbeitet. Allzuoft wird
an dem Kabelabschnitt des Verbindungskabels gezogen, um
den Stecker zu lösen, wobei eine zu hohe Zugbelastung
auf die Kabeldrähte ausgeübt wird, die möglicherweise
die Drähte von ihren Anschlüssen im Kabelstecker lösen,
wodurch offene Schaltkreise, wie zuvor erwähnt,
geschaffen werden.
Zusätzlich zu den in Fig. 1 gezeigten Kabeln verlaufen
drei Wechselspannungsstromkabel (nicht dargestellt),
von den rückwärtigen Anschlüssen 12, 22, 32 zu einem
Stromkabel mit mehreren Anschlüssen (nicht dar
gestellt). Es ist daher hinter der rückwärtigen Platte
der Peripherieeinheiten Platz für mehrere Verbindungs
kabel, Stromzuführleitungen und für die erwähnte Mehr
fachsteckdose erforderlich. Dieses Kabelbündel, das
von der Rückseite des Stapels absteht, beeinträchtigt
den ästhetischen Gesamteindruck des Stapels und be
ansprucht Platz der in anderer Weise hinter dem Stapel
verfügbar sein könnte.
Das Kabelbündel, das von der Rückseite des Stapels
absteht, erhöht auch die Gefahr einer zufälligen
Beschädigung der Peripherieeinheiten, weil man an einem
der von der Rückseite des Stapels nach außen hervor
stehenden Kabel während routinemäßiger Wartungsarbeiten
hängenbleiben kann, beispielsweise wenn die Außenfläche
einer Einheit gereinigt wird. Das Kabel, an dem man
hängengeblieben ist, kann die Einheiten mit dem es
verbunden ist, aus ihrer Position in dem Stapel heraus
ziehen und dabei möglicherweise die arbeitenden
Steckerstifte beschädigen. Dieser Diskussion kann ent
nommen werden, daß diese lose Anordnung von
aufeinandergestapelten Einheiten mit getrennten lös
baren Kabeln, die von den Rückseiten abstehen,
verschiedene Nachteile aufweist.
Außerdem besteht ein weiteres Problem bei dem
Verbindungssystem gemäß Fig. 1, das nicht berück
sichtigt wird, solange der Stapel mit Strom versorgt
ist und arbeitet. Ein Anwender, der dem Stapel eine
Einheit hinzufügen will oder eine Einheit von dem
Stapel entfernen will, wird mit drei Stromschaltern
11, 21, 31 und einer verwirrenden Anzahl von Wahl
möglichkeiten konfrontiert. Es ist dem Anwender nicht
klar, ob alle Stromschalter vor dem Hinzufügen einer
Einheit ausgeschaltet werden müssen, ob nur ein
Schalter ausgeschaltet werden muß, ob die Kabel
verbindungen zunächst ineinandergesteckt oder gelöst
werden soll, bevor der Strom ausgeschaltet wird, oder
ob der Strom zunächst ausgeschaltet werden muß, bevor
die Verbindungen ineinandergesteckt oder gelöst werden.
Selbst Fachleute sind bei der Vielfalt der Wahl
möglichkeiten überfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten
Nachteile zu überwinden, und ein mechanisches
Verbindungssystem zu schaffen, das die bekannte
manuelle Verbindungsmethode ersetzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß die
Merkmale des Hauptanspruchs.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bekannten
Stapelanordnung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer
erfindungsgemäßen Stapelanordnung,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Stapelvorgangs,
Fig. 4a einen Teilschnitt mit der Darstellung zwei
aufeinandergestapelter Einheiten vor der Her
stellung einer elektrischen Verbindung,
Fig. 4b einen Teilschnitt der Anordnung gemäß Fig. 4a
nach dem Herstellen der elektrischen
Verbindung,
Fig. 5a und 5b Teilschnitte mit der Darstellung des
mechanischen Verriegelungsvorgangs bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a und 4b,
Fig. 6 eine Explosionszeichnung mit dem erfindungs
gemäßen Eingriffsmechanismus,
Fig. 7 eine Teilansicht, die den Verriegelungs
vorgang erläutert,
Fig. 8 eine Teilansicht der Rückseite eines Stapels,
Fig. 9 eine Teilansicht von oben, die den
sequentiellen elektrischen Verbindungsvorgang
erläutert, und
Fig. 10 eine Teilansicht einer gestapelten Anordnung
von der Seite.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein erstes
Gehäuse 100 darstellt, das eine nicht dargestellte
Peripherieeinheit beeinhaltet. Auf der Oberseite des
Gehäuses 100 ist ein zweites und ein drittes Gehäuse
200, 300 gestapelt. Jedes der oberen Gehäuse 200, 300 ist
bündig mit dem darunterliegenden Gehäuse gestapelt. Das
erste Gehäuse 100 dient als Basiseinheit, die den
oberen Einheiten Erweiterungsbussignale und Strom zu
führt. Ein Stromkabel 80 versorgt den gesamten Stapel
über einen Wechselspannungsstecker 12 (s. Fig. 8), der
auf der Rückseite der Basiseinheit vorgesehen ist, mit
Wechselstrom hoher Spannung. Ein SCSI-Busanschluß 33
koppelt die Basiseinheit über ein Kabel 60 an einen
Host-Computer. Ein zweiter SCSI-Anschluß 44 ist ober
halb des Anschlusses 33 zum seriellen Anschließen des
Stapels an zusätzliche SCSI-Einrichtungen vorgesehen.
Ein Bus-Terminator 70 besteht aus mehreren Widerstands
elementen und ist, wie in Fig. 2 gezeigt, in den
zweiten SCSI-Anschluß 44 eingesteckt. Die Widerstands
elemente des Terminators 70 sind an die Leitungs
impedanzen des SCSI-Busses angepaßt und schaffen einen
geeigneten Abschluß der Leitungen, wenn der Stapel
nicht seriell mit zusätzlichen Einheiten verkettet ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, stehen keine Kabel nach
außen von der Rückseite des Stapels, mit Ausnahme der
Kabel 60 und 80, die von der untersten Einheit ab
stehen, hervor. Die Verbindungen zwischen den Stapel
einheiten 100, 200, 300 werden hinter Rückseitentüren
105, 205 und 305 hergestellt, die bündig mit der Rück
wand der jeweiligen Einheiten abschließen. Eine Deckel
klappe 305 a, die an der Rückseitenklappe 305 angelenkt
ist, schließt wie aus Fig. 2 ersichtlich, bündig mit
der Oberseite des obersten Gehäuses 300 ab. Diese
Deckelklappe 305 a bedeckt die Oberseite eines
vertikalen Verbindungskanals oder -durchgangs, der
gebildet wird, wenn die Einheiten aufeinandergestapelt
werden. Der Verbindungskanal wird später beschrieben.
Gleiche Teile der Stapeleinheiten 100, 200 und 300 sind
mit Bezugszeichen versehen, die in der ersten Stelle
unterschiedlich sind, wobei diese Stelle auf die
jeweilige Stapeleinheit hinweist. Beschreibungsteile,
die sich auf einen Teil einer Stapeleinheit beziehen,
sollen gleichermaßen auch für die mit entsprechendem
Bezugszeichen versehenen Teile anderer Stapeleinheiten
gelten, solange nichts Gegenteiliges ausgeführt ist.
Die Gehäuse der Stapeleinheiten sind im allgemeinen an
der Ober-, Unter- und Rückseite identisch. Die Vorder
seite einer jeden Einheit kann in Abhängigkeit der in
dem Gehäuse befindlichen Einrichtung jedoch unter
schiedlich sein, die aus einem Einzeldiskettenantrieb
einen Doppeldiskettenantrieb oder einer Magnetband-
Kassetteneinheit o.dgl. bestehen kann.
Mehrere Entlüftungsöffnungen 115, 215 und 315 sind
jeweils an den Rückseiten der Stapeleinheiten, wie aus
Fig. 2 ersichtlich, vorgesehen. Die Basiseinheit weist
mehrere, in Fig. 10 gezeigte, Lufteinlaßlöcher 117 auf,
die auf der Unterseite 100 b der Basiseinheit angeordnet
sind und durch die zwangsweise Kühlluft in die Basis
einheit mit Hilfe eines inneren Gebläses oder aufgrund
einfacher Konvektion zugeführt wird. Mehrere Gummifüße
116 halten die Basiseinheit mit Abstand von einer
Grundfläche, um Platz für den Lufteinlaß zu schaffen,
und um eine Beschädigung der Grundfläche zu verhindern,
die aus einer Tischfläche in einem Büro bestehen kann.
Zusätzliche Lufteinlaßlöcher sind an den Frontseiten
der oberen Stapeleinheiten (nicht dargestellt) vor
gesehen. Heiße Luft wird über die Entlüftungsöffnung
115, 215 und 315 auf der Rückseite des Stapels aus
geblasen.
In Fig. 3 ist der Stapel dargestellt, wobei die oberste
Einheit 300 gerade entfernt wird. Die Rückseitenklappen
105, 205 und 305 sind geöffnet, um einen vertikalen
Stapelkanal zu zeigen, der aus C-förmigen Aussparungen
102, 202 und 302 besteht, die in den Rückteilen der
jeweiligen Gehäuse 100, 200 und 300 vorgesehen sind. Ein
Hebelgriff 230 ist schwenkbar an dem entsprechenden
Gehäuse 200 befestigt und ist in einer zum Teil
betätigten Position dargestellt, in der er aus dem
Stapelkanal hervorsteht, um eine Nockenfläche oder eine
Seitenschiene 203 mit drei darin gebildeten Nocken
führungen zu zeigen.
Die Vorderteile der Stapeleinheiten 100, 200, 300 sind
mit Hilfe von vorderen L-förmigen Füßen 206, 306
(s. auch Fig. 4a) miteinander verbunden, die nach vorne
in nach oben abgesicherte Öffnungen 107, 207 der
darunterliegenden Einheit hineingleiten. Die Einrast
öffnungen sind, wie aus Fig. 4a ersichtlich, fußförmig
gestaltet. Wenn die vorderen Füße erst in die
jeweiligen Einrastöffnungen hineingeglitten sind, kann
das Vorderteil einer oberen Einheit nicht vertikal von
der unteren Einheit abgehoben werden.
Die rückwärtigen Teile der Stapeleinheiten sind
mechanisch über die Betätigung der Handgriffe 231,331
der Hebelgriffe 230 und 330 in den oberen Einheiten,
wie in Fig. 7 gezeigt, miteinander verbunden. Die
Basiseinheit 100 ist nicht mit einer unteren Einheit
verbunden und weist daher keinen Hebelgriff auf. Jeder
Hebelgriff 230, 330 ist gelenkig an der jeweiligen Ein
heit 200, 300 gelagert und wird betätigt, um das
jeweilige Gehäuse mit der darunterliegenden Einheit
sowohl elektrisch als auch mechanisch mit einer
einzigen Hebelbewegung zu verbinden.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des
Verbindungssystems an der Rückseite der Einheiten.
Teile von zwei Rückwänden, die jeweils die hinteren
Teile der Einheiten 100, 200 abdecken, sind zur
Verdeutlichung in Fig. 6 herausgezogen, um die Metall
gehäuse 101 und 201 zu zeigen. Die Rückwände sind voll
ständig aus Kunststoff im Spritzgußverfahren her
gestellt und umschließen einen Abschirmeinschluß, wie
beispielsweise das Metallchassis 101 und 201 zur
Abschirmung von elektromagnetischen Störungen. Das
Metallchassis und die Rückwände sind mit C-förmigen
Aussparungen 102, 202 versehen, die ausgerichtet einen
vertikalen Verbindungskanal oder Durchgang bilden, wenn
die Einheiten zusammengesteckt sind. Ein ortsfester
Anschlußblock 120 ist über Drähte mit dem Inneren der
Gehäuseeinheit 100 verbunden und steht aus einer Aus
sparung 102 a für den Anschlußblock, die in der Rück
seite der Durchgangsaussparung 102 gebildet ist, vor,
um die im Gehäuse befindliche Basiseinheit mit der Ein
heit, die in dem oberen Gehäuse 200 enthalten ist, über
den vertikalen Verbindungskanal zu verbinden.
Erweiterungsbussignale und Gleichspannungsstrom werden
von dem Inneren der Basiseinheit mit Hilfe dieses orts
festen Anschlußblocks 120 den oberen Stapeleinheiten
zugeführt. Ausgesparte Führungen 181, 185, 189, die
später beschrieben werden, sind in dem Spritzguß
kunststoff an den Seitenflächen bzw. Seitenschienen 103
der Aussparung, wie in Fig. 6 gezeigt, gebildet.
Der zweite Aussparungsbereich 202 in dem zweiten
Gehäuse 200 ist in gleicher Weise ausgestaltet wie die
Aussparung 102 der zweiten Basiseinheit. Der Hebelgriff
230, in Fig. 6 in seiner oberen bzw. unverriegelten
Position gezeigt, ist schwenkbar in der Chassis
aussparung 202 mit Hilfe von Schwenkbolzen 238
gelagert, die elastisch in Schwenkvertiefungen 292
einschnappen, die in den Seitenschienen 203 vorgesehen
sind. Die Schwenkbolzen sind einstückig an den Gelenk
enden eines Hebelarmpaars 232 mit dem Hebelarmen
gestaltet und ihre distalen Enden sind abgeschrägt, um
leicht in die Schwenköffnungen einzuschnappen. Der
Hebelgriff trägt zwischen seinen Hebelarmen 232 einen
beweglichen Anschlußblock 240. Der bewegliche Anschluß
block 240 ist länglich und weist zwei oval gestaltete
Nockenstößel 250 auf, die exzentrisch an den Enden 248
der durch die in den Hebelarm 232 vorgesehenen Lang
löcher 234 hindurchgehenden Längsachse des Anschluß
blocks befestigt sind. Die Enden 248 des beweglichen
Anschlußblocks weisen einen runden Wellenhals auf, von
dem ein im Querschnitt quadratischer Schaft absteht, um
die Nockenstößel 250 zu befestigen. Die runden Wellen
hälse des beweglichen Anschlußblocks lassen es zu, daß
der Anschlußblock um seine Längsachse geschwenkt werden
kann, so daß er sich drehen kann, um jeweils in den un
verriegelten bzw. verriegelten Positionen der Hebel
griffbetätigung nach außen von der Einheit 200 weg
gerichtet zu sein bzw. nach innen auf eine Einheit 100
gerichtet zu sein.
Wenn der Hebelgriff 230 um seine Schwenkbolzen 238
gedreht wird, gleiten die ovalen Nockenstößel 250 ent
lang gerundeten Nockenbereichen 290, die in der unteren
Hälfte der Seitenschienen 203 der Chassisaussparung 202
angeordnet sind. Der bewegliche Anschlußblock 240, an
dem die Nockenstößel 250 befestigt sind, dreht sich um
seine Längsachse, wenn sich die Nockenstößel 250 nach
unten gegen den gerundeten Nockenbereich 290 bewegen
(Fig. 7). Zwei S-förmige Federn 252 sind zwischen den
Wellenhälsen der Enden 248 und den Schwenkbolzen 238
eingeklemmt. Die Federn 252 drücken die Nockenstößel
250 gegen die Nockenoberfläche der gerundeten Nocken
bereiche 290. Die gerundeten Nockenbereiche 290 sind
exzentrisch in bezug auf die Schwenklöcher 292 und
bewirken, daß die Federn 252 sich kontinuierlich
strecken, während die Nockenstößel sich nach unten um
die gerundeten Nockenbereiche 290 bewegen. Diese
kontinuierliche Dehnung der Federn bewirkt eine
Ansammlung einer positiven Betätigungsenergie, die
während des letzten Teils des Verriegelungsvorgangs
verwendet wird.
Die Federn 252 dienen dazu, eine Kraft auszuüben, die
die Elastizität eines von dem beweglichen Anschlußblock
240 abstehenden flexiblen Bandkabels 242 überwindet.
Diese Kraft baut sich während des ersten Teils des
Verriegelungsvorgangs aufgrund der exzentrischen Form
der gerundeten Nockenbereiche 290 auf. Die Federn haben
eine Serpentinenform, die die Spannung während ihrer
Betätigung minimiert und dadurch ihre Lebensdauer
verlängert.
Die gerundeten Nockenbereiche 290 der oberen Einheit
verbinden sich mit an den gegenüberliegenden Seiten
schienen 103 der unteren Einheit vorgesehenen oberen
Nockenteilen 180, um kontinuierliche Nockenflächen zu
bilden (zusammengesetzte Nocken). Entlang dieser
kontinuierlichen Nockenflächen werden die Nockenstößel
250 geführt. Der obere Nockenbereich 180 führt seinen
jeweiligen Nockenstößel 250 zu der vollen Eingriffs-
oder Verriegelungsposition B, wenn der Hebelgriff 230
in seine unterste Position, wie in Fig. 5b gezeigt,
umgelegt ist.
Der obere Nockenbereich 180 weist eine Krümmung 180 a
auf, um die die Nockenstößel schnell in Ausrichtung mit
einer linearen Führung (lineare Spur) 181 zu bringen.
Dies erfolgt aufgrund der in den Serpentinenfedern 252
während des ersten Teils des Hebelgriffverriegelungs
vorgangs, währenddessen die Federn mit Hilfe des
exzentrischen Nockenbereichs 250 gedehnt wurden,
gespeicherten Betätigungsenergie. Die gespeicherte
Federkraft überwindet jeglichen Widerstand, der von dem
von dem beweglichen Anschlußblock abstehenden flexiblen
Bandkabel 242 geboten wird. Die gespeicherte Kraft gibt
dem Hebelgriff während des letzten Teils des
Verriegelungsvorgangs auch ein positives Betätigungs
gefühl. Die Nockenstößel 250 treten in die lineare
Führung 181 während des letzten Teils der nach abwärts
gerichteten Bewegung des Hebelgriffs 230 ein. Die
lineare Führung richtet den beweglichen Anschlußblock,
der in bezug auf den Winkel starr mit den Nockenstößeln
250 verbunden ist, geradlinig in den ortsfesten
Anschlußblock 120 hinein, wie in Fig. 4b mit dem
Richtungspfeil C gezeigt, ohne daß eine fehlerhafte
Ausrichtung oder ein Hin- und Herbewegen erfolgt. Die
Lebensdauer beider Anschlußblöcke ist aufgrund dessen
erhöht.
In Fig. 4a und 4b ist der bewegliche Anschlußblock 240
zwischen einem Betätigungsgriff oder einer Querstange
231 an dem Betätigungsende des Hebelgriffs und den
Schwenkbolzen 238 an dem Schwenkende des Hebelgriffs
angeordnet. Diese Anordnung, in der der Abstand
zwischen dem Anschlußblock und den Schwenkpunkten
kürzer ist als der Abstand zwischen dem Betätigungsende
und den Schwenkpunkten, bewirkt einen Hebelvorteil, der
die Betätigungskraft, die notwendig ist, um den Hebel
griff 230 zu betätigen, im Vergleich zu der Kraft, die
um dem beweglichen Anschlußblock 240 in Eingriff mit
dem festen Anschlußblock 120 durch manuelles Einführen,
notwendig war, reduziert. Vorzugsweise ist der
bewegliche Anschlußblock ungefähr dreiviertel des Weges
unterhalb des Betätigungsendes des Hebelgriffs
angeordnet, um einen Hebelvorteil von 4 : 1 zu
erzielen. Die Fünfzig-Stiftstecker, die üblicherweise
für die SCSI-Busverbindungen verwendet werden,
benötigen beim Zusammenführen normalerweise sechs bis
acht Kilopond Anpreßkraft. Im Gegensatz hierzu benötigt
die beschriebene Hebelanordnung weniger als zwei Kilo
pond Anpreßkraft auf den Betätigungsgriff 231.
Ein flexibles Bandkabel 242 verläuft von den
beweglichen Anschlußblocks 240 durch eine in dem
Gehäuse 200 vorgesehene Öffnung 202 b in das Peripherie
gehäuse 200. Die Drähte dieses Kabels verbinden den
beweglichen Anschlußblock 240 elektrisch mit der inner
halb des Gehäuses 200 untergebrachten Peripherieeinheit
und außerdem mit einem ortsfesten Anschlußblock 220,
der aus der oberen Öffnung 202 a der Gehäuseaussparung
202 hervorsteht. Die Gehäuse 100 und 200 der Stapel
einheit bestehen aus Metallblechrahmen 101, 201, die die
umschlossenen Periepherieeinheiten elektrisch von der
Umgebung abschirmen. Anstelle des Metallblechrahmens
101, 201 kann zur Reduzierung der elektromagnetischen
Störungen ein Gehäuse aus mit einem metallischen Film
oder Anstrich beschichteten Kunststoffplatten verwendet
werden. Das flexible Kabel 242 ist von einer Erdungs
hülse 242 a umschlossen, die durch eine zweite Öffnung
202 b in das Innere des Metallgehäuses verläuft. Die
Hülse ist elektrisch mit dem Metallgehäuse verbunden,
um gegen elektromagnetische Störungen von dem Bandkabel
abzuschirmen.
Wenn der bewegliche Anschlußblock 240 in den ortsfesten
Anschlußblock 120 des unteren Gehäuses 100 eingreift,
wird eine serielle Verbindung zwischen dem ortsfesten
Anschlußblock 120 der Basiseinheit und dem ortsfesten
Anschlußblock 220 der zweiten Einheit durch das Innere
der zweiten Einheit hergestellt. Es ist nun
verständlich, daß zusätzliche Gehäuse 300, 400 usw. auf
die Oberseite des Gehäuses 200 gestapelt werden können,
wobei jeder der darüberliegenden Gehäuse elektrisch mit
den darunterliegenden Gehäuse, ohne lösbare Kabel zu
benötigen, in der gleichen Weise verbunden ist, wie das
Gehäuse 200 mit dem Gehäuse 100 verbunden ist.
Abgesehen davon, daß elektrische Verbindungen zwischen
den gestapelten Gehäusen ohne Verwendung lösbarer Kabel
vorgesehen sind, wird gleichzeitig jedes Gehäuse
mechanisch mit dem jeweilig unteren Gehäuse verriegelt,
wenn die Nockenstößel 250 in die Linearführungen 181
der darunterliegenden Einheit gleiten. Wenn die Nocken
stößel sich um den gerundeten Nockenbereich 290
bewegen, wird der bewegliche Anschlußblock 240 aufgrund
der exzentrischen Gestalt des gerundeten Bereichs 290
radial von den Schwenkbolzen 238 wegbewegt und seine
Enden 248 gleiten in Richtung auf die radial distalen
Enden der in den Hebelarmen 232 gebildeten Langlöcher
234. Wie aus Fig. 5b ersichtlich, liegen die Enden 248
des Anschlußblocks 240 gegen die radial distalen Enden
der Langlöcher 234 an, wenn ein Versuch gemacht wird,
mechanisch die obere von den unteren Stapeleinheiten in
vertikaler Richtung an ihren rückwärtigen Enden zu
trennen. Vorzugsweise sind an den Armen 232 des Hebel
griffs 230 Verriegelungsstifte 239 vorgesehen, die die
mechanische Verbindung zwischen zwei Einheiten
verstärken. Die Verriegelungsstifte 239 gleiten in eine
trichterförmige Verriegelungsführung 185 in der Aus
sparung 102 der unteren Einheit, wenn der Hebelgriff
230, wie in Fig. 5b gezeigt, in seine unterste Position
bewegt wird. Die Verriegelungsführung 185 weist eine
quer zu ihrer Öffnung gebildete Rückhalteleiste 185 a
auf, wie bei der Verriegelungsführung 285 der oberen
Einheit. Die Seiten der trichterförmig gestalteten
Führungen 185 und 285 (obere Einheit) sind entsprechend
dem bogenförmigen Weg der Stifte 239 während des
Verriegelungs/Entriegelungsvorgangs bogenförmig
geformt. Die Seitenschienen 203 und Hebelarme 232
biegen sich ein wenig, um zuzulassen, daß die
Verriegelungsstifte 239 hinter die in beiden Seiten
schienen gebildeten Rückhaltesperren 185 a bewegt
werden. Die Sperren 185 a an der unteren Einheit und
285 a an der oberen Einheit halten den Hebelgriff in
seiner verriegelten bzw. unverriegelten Position.
Wie aus Fig. 4a ersichtlich, weist der Deckel der Ein
heit 200 eine Aussparung 208 zum Stapeln auf, die mit
einer schrägen Rückfläche 208 a versehen ist. Die Aus
sparung weist außerdem geneigte Seitenflächen auf
(nicht dargestellt). Ein entsprechender Stapelfuß 309
ist auf der Unterseite der Einheit 300 vorgesehen und
weist eine schräge Rückfläche 309 a auf, die auf der
schrägen Rückfläche 208 a gleitet, wenn die Einheit 300,
wie in Fig. 4a gezeigt, auf den Stapel aufgesetzt wird.
Dieser Gleitvorgang der schrägen Flächen 208 a und 309 a
zwingt den Vorderfuß 306 nach vorne in die Öffnung 207,
um die Einheiten in horizontaler Richtung auszurichten.
Die schrägen Seitenflächen der Aussparung richten die
obere Einheit 300 bündig mit der unteren Einheit 200 in
Seitenrichtung aus. Dieser horizontale Ausricht
mechanismus ist vorzugsweise in die Struktur der
Seitenschienen 103, 203, wie in Fig. 7 gezeigt, durch
schräge Oberflächen 108 a und 209 a inkorporiert. Die
Schrägen 209 a des Stapelfußes 209 sind im Eingriff mit
den schrägen Flächen 108 a der Aussparung 108 zum
Stapeln und gleiten an ihnen entlang nach unten, um die
Einheiten 100, 200 horizontal zu positionieren, wenn die
Einheiten vertikal aufeinandergestapelt werden. Die
Seitenflächen 208 b der gegenüberliegenden Aussparungen
208 an den Seitenschienen 203 sind entgegengesetzt
geneigt, um eine Seitenausrichtung der Einheiten
während des Stapelns vorzusehen.
Fig. 7 zeigt die zusammengesetzte Nockenstruktur, die
gebildet wird, wenn die Seitenschiene 203 auf die Ober
kante der Seitenschiene 103 aufgesteckt wird. Wie aus
Fig. 7 ersichtlich, geht die gerundete Nockenfläche 290
kontinuierlich über auf den oberen Nockenbereich 180
der Einheit darunter und bildet dadurch eine zusammen
gesetzte Nockenfläche, entlang der die Nockenstößel
gleiten. Der Nockenstößel 250 ist in der Aussparung 289
gelegen, wenn der Hebelgriff in seiner obersten
Stellung ist. Die strichpunktierte Linie A zeigt den
Weg des Handgriffs 230, wenn dieser von seiner obersten
(unverriegelten) Position zu seiner untersten (ver
riegelten) Position bewegt wird. Jeder Nockenstößel 250
dreht sich um 180°, wenn er von der Aussparung 289 zu
der linear ausgesparten Führung 181 bewegt wird. Der
bewegliche Anschlußblock 240, an dem die Nockenstößel
250 an entgegengesetzten Enden befestigt sind, dreht
sich ebenfalls um 180°. Wenn der Hebelgriff 230 in
seinem unverriegelten Zustand ist (oberste Position),
stehen eine Vielzahl von Signalstiften 243 und Strom
stiften 244 nach außen von dem Anschlußblock 240 hervor
(wie in Fig. 6 und 8 gezeigt), wodurch ein Zugang zu
dem Erweiterungsbus mit Hilfe eines konventionellen
losen Kabels mit einem weiblichen Anschluß an seinem
Ende (Buchse) geschaffen ist.
In dem verriegelten Zustand werden die Stifte 243, 244
um 180° gedreht, um nach innen in Richtung auf den
ortsfesten Anschlußblock 120 der darunterliegenden Ein
heit, wie in Fig. 9 gezeigt, ausgerichtet zu sein. Die
geradlinige Aussparung 181 führt die beweglichen Stifte
243, 244 des beweglichen Blocks direkt in die Sockel
123, 124 des ortsfesten Anschlußblocks 120. Es sei
bemerkt, daß der Zugang zu den Sockeln des ortsfesten
Anschlußblocks 220 aus Sicherheitsgründen mit einem
Querriegel 231 in dem unverriegelten Zustand verriegelt
ist (Fig. 4a und 4b). Der ortsfeste Anschlußblock 220
wird nur zugänglich, wenn der Hebelgriff 230 in seinen
verriegelten Zustand überführt wird (s. Fig. 4b).
Die Basiseinheit 100 weist ein Gleichspannungs
stromversorgung auf, die +5 Volt, +12 Volt und Masse
(GND) den darübergestapelten Einheiten über drei Strom
sockel 124 a, 124 b, 124 c zuführt. Die Stromsockel 124 a-c
sind in Einsteckrichtung nach vorne versetzt vor die
SCSI-Bussignalsockel 123 angeordnet. Fig. 9 kann ent
nommen werden, daß die komplementären Stromstifte 244
weiter nach außen hervorstehen als die Signalstifte 243
des Anschlußblocks 240. Diese abgestufte Anordnung
gewährleistet, daß die Stromzufuhr zu der oberen Ein
heit über die Stromstifte 244 erfolgt, bevor irgend
einer der Signalstifte 242 in die Signalsockel 123 der
unteren Einheit eingeführt sind. Entsprechend kann die
Strominitialisierung der Signalleitung 243 in der
oberen Einheit stattfinden, bevor die Signalleitungen
mit den SCSI-Busleitungen verbunden sind. Die oberste
Stapeleinheit kann daher mit dem SCSI-Bus ohne vor
heriges Ausschalten der unteren Einheit oder ein Unter
brechen der Kommunikation zwischen den unteren, bereits
mit dem SCSI-Bus gekoppelten Einheiten, verbunden
werden.
Die auf der Oberseite der Basiseinheit montierten Ein
heiten benötigen keine individuelle Stromversorgung, da
sie den erforderlichen Strom von den drei
Gleichspannungsstromversorgungsleitungen 124 a, 124 b, 124 c
erhalten. Die oberen Einheiten können daher mit weniger
Gewicht und Kosten sowie verringerten Anforderungen an
die Kühlung hergestellt werden. Darüber hinaus benötigen
die oberen Einheiten keine individuellen Stromschalter
mehr, da die beweglichen Stromstifte nunmehr das Ein
und Ausschalten besorgen. Bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel sind jedoch Ein-/Aus-Schalter auf
den Frontflächen jeder Einheit vorgesehen, um es einem
Anwender zu erlauben, irgendeine individuelle Einheit
auszuschalten, wenn er dies wünscht.
Die Basiseinheit steht mit Hilfe einer Vielzahl von
Füßen 116 (Fig. 10) von der Grundfläche ab. Lufteinlaß
löcher 117 sind auf der Unterseite der Basiseinheit
vorgesehen, um die interne Stromversorgung zu kühlen.
Ein in der Basiseinheit vorgesehenes Gebläse saugt
Kühlluft über die Lufteinlaßlöcher 117 ein, wobei heiße
Luft über die Öffnungen 115 auf der Rückseite aus
geblasen wird.
Die Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
läßt erkennen, daß ein Verbindungssystem geschaffen
ist, daß eine elektrische Verbindung ohne lösbare Kabel
schafft, bei dem die Gehäuse von Peripherieeinheiten
mechanisch miteinander verriegelt sind, um einen Stapel
zu bilden, indem der gleiche Vorgang benutzt wird, der
einen beweglichen Anschluß der eine Einheit mit einem
zweiten Anschluß der zweiten Einheit verbindet. Der
zweite Anschluß des bevorzugten Ausführungsbeispiels
ist ortsfest, der zweite Anschluß kann jedoch auch
nicht starr mit dem zweiten Gehäuse verbunden sein.
Ferner kann eine zusammengesetzte Führungseinrichtung,
wie beispielsweise komplementäre Nockenstößel und Aus
sparungen vorgesehen sein, die an den ersten und
zweiten beweglichen Anschlüssen gebildet sind, die zu
der ersten bzw. zweiten Gehäuseeinheit gehören, wobei
die Nockenstößel und Aussparung im Eingriff sind, wenn
sich die ersten und zweiten beweglichen Anschlüsse ein
ander nähern, um einen beweglichen Anschluß direkt in
den anderen zu führen.
Erfindungsgemäß wird ein Mehrfachstecker-Anschlußblock,
der einen Erweiterungsbusanschluß und einen Strom
anschluß aufweist, beweglich auf der Rückseite einer
ersten Gehäuseeinheit von einem Verbindungsmechanismus
zwischen zwei Einheiten getragen. Ein flexibles
Vielfachkabel koppelt den beweglichen Anschlußblock
elektrisch mit der Einheit in dem ersten Gehäuse. Der
Kupplungsmechanismus zwischen zwei Einheiten weist
Nockenmittel auf, die den beweglichen Anschlußblock
entlang eines gesteuerten Weges in einem geradlinigen
Eingriff mit einem komplementären Anschlußblock, der an
dem Gehäuse der zweiten Einheit angeordnet ist, führt.
Der bewegliche Anschlußblock weist einen Nockenstößel
auf, der im Eingriff ist mit dem Nocken und der den
beweglichen Anschlußblock entlang des gesteuerten Weges
führt, bevor er im Eingriff ist mit seinem
komplementären Anschlußblock an dem Gehäuse der zweiten
Einheit. Dieser von dem mechanischen Verbindungssystem
vorgesehene Steuerweg richtet den beweglichen Anschluß
block genau mit seinem komplementären Anschlußblock an
dem Gehäuse der zweiten Einheit aus, bevor die zwei
Anschlußblöcke gegeneinandergedrückt werden. Dadurch
werden die mit der manuellen Steckmethode verbundenen
Nachteile vermieden.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der bewegliche
Anschlußblock mechanisch zwischen zwei Hebelarmen
gelagert, die schwenkbar an dem Gehäuse der ersten Ein
heit befestigt sind. Die Hebelarme werden von einem
Betätigungsgriff verbunden, dessen Handhabung den
beweglichen Anschlußblock entlang des Steuerweges in
direkten Eingriff mit den komplementären Anschlußblock
bringt, der zu dem Gehäuse einer zweiten Einheit
gehört. Der bewegliche Anschlußblock ist elektrisch mit
der Einheit im ersten Gehäuse mit Hilfe eines nicht
lösbaren, flexiblen Kabels gekoppelt, das in einer
Abschirmhülse abgeschirmt ist, um elektromagnetische
Störungen (EMI) zu minimieren. Zwei ovale Nockenstößel
sind an den äußeren Enden des beweglichen Anschluß
blocks befestigt. Ausgesparte Führungen sind in den
Seiten eines Verbindungskanals gebildet, der auf der
Rückseite der Gehäuse der ersten und zweiten Einheit,
wenn diese aufeinandergestapelt sind, gebildet ist, um
die Nockenstößel zu führen. Die ausgesparten Führungen
des Gehäuses der ersten Einheit führen die Nockenstößel
des beweglichen Anschlußblocks während des ersten Teils
eines Verriegelungs- oder Betätigungsvorgangs, bei dem
der Betätigungsgriff bedient wird, um den beweglichen
Anschlußblock in Eingriff mit seinem komplementären
Anschlußblock an dem Gehäuse der zweiten Einheit zu
bringen. Das Gehäuse der zweiten Einheit weist eben
falls ausgesparte Führungen auf, die sich mit den aus
gesparten Führungen der ersten Einheit vereinigen, um
einen zusammengesetzten Nocken zu bilden, wenn die
beiden Einheiten aufeinandergestapelt werden. Dieser
zusammengesetzte Nocken weist Oberflächen auf, die die
Nockenstößel einen Steuerweg entlangführen, der einen
linearen Abschnitt in einer Stellung aufweist, kurz
bevor der bewegliche Anschlußblock in seinen
komplementären Anschlußblock eingreift. Die lineare
Führung bringt den beweglichen Anschlußblock geradlinig
in Eingriff mit seinem komplementären Anschluß an dem
Gehäuse der zweiten Einheit.
Der Kopplungsmechanismus des bevorzugten Ausführungs
beispiels weist ferner eine Positioniereinrichtung auf,
um den beweglichen Anschlußblock relativ zu seinem
komplementären Anschlußblock zu positionieren, nachdem
die beiden aufeinander ausgerichtet sind, um dadurch
sicherzustellen, daß der bewegliche Anschlußblock mit
seinem komplementären Anschlußblock über eine Anpreß
kraft verbunden wird, die weder exzessiv über oder
unter einem für einen zuverlässigen elektrischen
Kontakt notwendigen Betrag liegt.
Probleme in Verbindung mit der Hin- und Herbewegung der
Anschlüsse oder fehlerhaften Ausrichtung der Anschlüsse
werden durch die lineare Führung eliminiert, die die
einander angepaßten Anschlußblöcke während des
Verbindens und Lösens genau führt. Lose Verbindungen
und Verbindungen, die unter Anwendung einer exzessiven
Kraft bei der manuellen Steckmethode hergestellt
wurden, werden von der mechanischen Positionier
einrichtung vermieden, die die Anpreßkraft, die die
beiden Anschlußblöcke zusammenhält, nachdem sie im Ein
griff sind, steuert. Die mit der manuellen Verbindungs
methode zusammenhängenden Probleme werden daher in
vorteilhafter Weise eliminiert.
Der bewegliche Anschlußblock wird von den Hebelarmen in
einer Position zwischen den Betätigungsenden der Hebel
arme (die Betätigungsgriffenden) und ihren Schwenkenden
getragen. Diese Anordnung schafft einen Hebelvorteil,
der die Betätigungskraft reduziert, die erforderlich
ist, wenn der Griff betätigt wird, um die beiden
Anschlußblöcke in Eingriff zu bringen. Die Hebelarme
weisen zwei Verriegelungsstifte auf, die im Eingriff
sind mit ausgesparten Verriegelungsführungen an einer
zweiten Gehäuseeinheit, um die beiden Gehäuseeinheiten
mechanisch miteinander über den gleichen Betätigungs
vorgang zu verriegeln, der den beweglichen Anschluß
block elektrisch mit seinem komplementären Anschluß
block an der zweiten Gehäuseeinheit in Eingriff bringt.
Die in dem beweglichen Anschlußblock vorhandenen
Anschlußstifte und die in seinem komplementären
Anschlußblock gebildeten Anschlußsockel sind jeweil in
Eingriffsrichtung abgestuft, um eine bestimmte
bevorzugte Verbindungsreihenfolge zu schaffen, in der
einige Anschlußstifte und -sockel einen elektrischen
Kontakt vor anderen Stiften und Sockeln herstellen.
Die zuvor beschriebene, zusammengesetzte Nocke weist
einen gerundeten Abschnitt auf, auf dem die ovalen
Nockenstößel entlanggleiten. Der gerundete Abschnitt
verursacht, daß die Nockenstößel sich um 180° drehen,
wodurch der bewegliche Anschlußblock um 180° gedreht
wird, wenn er sich von einer unverriegelten Position,
in er von der ersten Gehäuseeinheit nach außen weist,
in eine verriegelte Position, in der er nach innen
weist, bewegt, um mit dem komplementären Anschlußblock
der zweiten Gehäuseeinheit im Eingriff zu sein. In
seiner unverriegelten Position ist der nach außen
weisende bewegliche Anschlußblock für einen
konventionellen Eingriff mit externen Kabeln
zugänglich.
Der lineare Führungsabschnitt der zusammengesetzten
Nocke wandelt die Drehbewegung, die verwendet wird, um
die schwenkbar an dem ersten Gehäuse gelagerten Hebel
arme zu betätigen, in eine lineare Bewegung um, die den
beweglichen Anschlußblock geradlinig in seinem
komplementären Anschlußblock an der zweiten Gehäuse
einheit führt. Nachdem der bewegliche Anschlußblock im
Eingriff mit seinem komplementären Anschlußblock ist,
werden die Hebelarme in einer verriegelten Position mit
Hilfe einer Verriegelungsaussparung zurückgehalten, die
einen Rückhalteteil aufweist, um die Hebelarme in der
verriegelten Position zurückzuhalten. Gleichzeitig mit
dem Hebelvorteil, der durch die Anordnung des
beweglichen Anschlußblocks zwischen den Betätigungs
enden der Hebelarme und ihrer Schwenkpunkte entsteht,
wird auch ein Anordnungsvorteil erzielt, durch den der
bewegliche Anschlußblock in angepreßtem Eingriff mit
seinem komplementären Anschlußblock gehalten wird, weil
jegliche Bewegung in der Nähe der Betätigungsenden der
Hebelarme, an einer Stelle wo die Hebelarme von dem
Rückhalteteil gehalten werden, aufgrund der Geometrie
reduziert ist, wenn sie auf den Punkt übertragen wird,
wo die Hebelarme den beweglichen Anschlußblock tragen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel schafft die
Erfindung ein mechanisches Verbindungssystem, das eine
Erweiterungseinheit mit einer anderen elektrisch
koppelt, ohne lösbare Kabel zu verwenden. Ferner wird
ein Verbindungssystem geschaffen, das stapelbare Ein
heiten sowohl mechanisch als auch elektrisch durch
Betätigung eines einzigen Hebels verbindet. Das
Verbindungssystem versorgt die stapelbaren Einheiten,
ohne das Erfordernis separater Kabel für Signale und
Strom sowohl mit den Erweiterungsbussignalen als auch
mit Strom.
Die Erfindung ermöglicht, die Stromleitungen und
Signalleitungen in einer bevorzugten Reihenfolge zu
verbinden, wenn die elektrische Verbindung hergestellt
wird. Ferner ermöglicht die Erfindung in vorteilhafter
Weise, daß eine exakte Ausrichtung zwischen den in
einander eingreifenden Anschlußblöcken gewährleistet
ist, ohne daß die Anschlußblöcke hin- und herbewegt
werden müssen, um eine geeignete Ausrichtung zu finden,
wie es bei der manuellen Methode erforderlich ist.
Darüber hinaus wird in vorteilhafterweise ein Hebel
mechanismus geschaffen, der die erforderliche Kraft
minimiert, um den Mehrfachstecker mit einem zweiten
Mehrfachstecker in Eingriff zu bringen.
Claims (20)
1. Kopplungsmechanismus zum Koppeln einer in einem
ersten Gehäuse befindlichen ersten elektronischen
Einheit mit einer in einem zweiten Gehäuse
befindlichen zweiten elektronischen Einheit,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein erster, an der Außenfläche des ersten Gehäuses (200) befestigter Anschluß (240) relativ zu dem ersten Gehäuse (200) beweglich ist,
- - daß ein zweiter Anschluß (120), der mit dem ersten Anschluß (240) in Eingriff gebracht werden kann, an der Außenfläche des zweiten Gehäuses (100) befestigt ist,
- - daß Verbindungsmittel (242) den ersten Anschluß (240) mit der in dem ersten Gehäuse (200) befindlichen ersten elektronischen Ein heit koppeln und
- - daß Führungsmittel (250, 290) den ersten Anschluß (240) entlang eines Steuerweges in Eingriff mit dem zweiten Anschluß (120) bringen, wenn das erste und das zweite Gehäuse in einer vorbestimmten Weise aus gerichtet sind.
2. Kopplungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (250, 290)
einen Hebel (230) aufweisen der während des
Betriebs mit dem ersten Anschluß (240) gekoppelt
ist und den ersten Anschluß (240) den Steuerweg
entlangbewegt.
3. Kopplungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hebel (230) zwei Hebelarme
(232) aufweist, die schwenkbar an dem ersten
Gehäuse jeweils an Schwenkenden (238) der Hebel
arme gelagert sind, daß die Hebelarme (231)
jeweils Betätigungsenden (231) aufweisen, die mit
einem ersten Abstand von den Schwenkenden (238)
angeordnet sind, daß die Hebelarme (232) den
ersten Anschluß (240) in einem zweiten Abstand von
den Schwenkenden (248) aufnehmen, wobei dieser
zweite Abstand kürzer ist als der erste Abstand,
wodurch ein Hebelvorteil für die auf die
Betätigungsenden (231) der Hebelarme (232) aus
geübte, den ersten Anschluß (240) bewegende,
Betätigungskraft entsteht.
4. Kopplungsmechanismus nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (230) eine
Verriegelungseinrichtung aufweist, die das erste
Gehäuse mit dem zweiten Gehäuse mechanisch
verriegelt.
5. Kopplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 2
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs
einrichtung (250, 290) eine Steuerfläche aufweist,
mit einer ersten Nockenfläche, die einen linearen
Abschnitt (181) einschließt, die den ersten
Anschluß (240) in einen geradlinigen Eingriff mit
dem zweiten Anschluß (120) führt und daß der erste
Anschluß (240) mit einem Nockenstößel (250)
versehen ist, der im Eingriff mit der ersten
Nockenfläche (290) sein kann, um den ersten
Anschluß (240) in einen geradlinigen Eingriff mit
dem zweiten Anschluß (120) zu führen.
6. Kopplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 2
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs
einrichtung eine Rückhalteeinrichtung (185 a) ent
hält, die den ersten Anschluß (240) in einer vor
bestimmten Position relativ zu dem zweiten
Anschluß (120) hält, wenn die beiden Anschlüsse im
Betriebseingriff sind.
7. Kopplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kommunikationseinrichtung aus einem flexiblen
Bandkabel (242) besteht.
8. Kopplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Stapel
einrichtungen zum bündigen Stapeln des ersten
Gehäuses mit dem zweiten Gehäuse vorgesehen sind,
die die Gehäuse in einer vorbestimmten Position
ausrichten.
9. Kopplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und
zweite Gehäuse einen ersten bzw. zweiten aus
gesparten Bereich (102, 202) in den Außenwänden
aufweisen, um einen Stapelkanal zu bilden, wenn
das erste und das zweite Gebäude aufeinander
gestapelt und ausgerichtet ist, und daß die
Kommunikationseinrichtung zwischen dem Inneren und
dem Äußeren des ersten Gehäuses durch eine Öffnung
(202 a) verläuft, die in dem ersten ausgesparten
Bereich (102) gebildet ist, wobei die
Kommunikationseinrichtung in den ersten oder
zweiten ausgesparten Bereich (102, 202) zurück
ziehbar ist, derart, daß sie nicht nach außen aus
den ersten und zweiten ausgesparten Bereichen
(102, 202) hervorsteht.
10. Elektronische Einheit mit einem Gehäuse, die mit
einer ähnlichen elektronischen Einheit in einer
vorbestimmten, darunterliegenden Position verbind
bar ist, wobei die untere elektronische Einheit
mindestens ein unteres Gehäuse und einen unteren
Anschluß aufweist, der an der Außenfläche der
unteren Gehäuseeinheit befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein oberer Anschluß (240) außerhalb des oberen Gehäuses (200) angeordnet ist und mit diesem verbunden ist, wobei der Anschluß elektrisch mit dem Inneren des Gehäuses der oberen Einheit in Verbindung steht, relativ zu dem Gehäuse der oberen Einheit beweglich ist und mit dem unteren Anschluß (120) der unteren Einheit (100) verbindbar ist,
- - daß eine Verriegelungseinrichtung das Gehäuse (200) der oberen Einheit mit dem Gehäuse (100) der unteren Einheit mechanisch ver riegelt,
- - daß die Verriegelungseinrichtung eine Betätigungseinrichtung (231) aufweist, die betätigt wird, um die beiden Gehäuse mit einander zu verriegeln, und
- - daß der obere Anschluß (240) mit der Verriegelungseinrichtung gekoppelt ist und über die Verriegelungseinrichtung in einen elektrischen Eingriff mit dem unteren Anschluß (120) der unteren Einheit bei Betätigung der Betätigungseinrichtung (231) bewegbar ist.
11. Elektronische Einheit nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung
einen L-förmigen Fuß (106) zum Verriegeln der
oberen Einheit mit der unteren Einheit aufweist.
12. Elektronische Einheit nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Kommunikations
einrichtung, die den oberen Anschluß mit dem
Inneren des Gehäuses (200) der oberen Einheit
verbindet, vorgesehen ist, um Signale zu über
tragen, daß die Kommunikationseinrichtung flexible
Kabelmittel aus einem Bandkabel (242) zum Über
tragen von Erweiterungsbussignalen und aus einer
Stromleitung zum Übertragen von Strom zwischen dem
Inneren des Gehäuses der oberen Einheit und dem
oberen Anschluß aufweist.
13. Elektronische Einheit nach einem der Ansprüche 10
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der obere
Anschluß eine Vielzahl von elektrischen Kontakten
aufweist, von denen mindestens einer hinter einem
anderen hervorsteht, so daß die elektrische
Verbindung mit komplementären Kontakten des
unteren Anschlusses in einer vorbestimmten Reihen
folge erfolgt, wenn der obere Anschluß von der
Verriegelungseinrichtung in einen Arbeitseingriff
mit dem unteren Anschluß bewegt wird.
14. Elektronische Einheit nach einem der Ansprüche 10
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verriegelungseinrichtung einen Hebelarm enthält,
der schwenkbar um einen Schwenkpunkt an dem
Gehäuse der oberen Einheit gelagert ist, daß der
Hebelarm (232) mit dem oberen Anschluß gekoppelt
ist, um den oberen Anschluß in einen Eingriff mit
dem unteren Anschluß zu bewegen, daß der Hebelarm
(232) ein Betätigungsende aufweist, das in einem
ersten Abstand von dem Schwenkpunkt angeordnet
ist, sowie einen Koppelpunkt, an dem er mit dem
oberen Anschluß verbunden ist, der in einem
zweiten Abstand von dem Schwenkpunkt angeordnet
ist, wobei der erste Abstand größer ist als der
zweite Abstand, wodurch ein Hebelvorteil für die
Bewegung des oberen Anschlusses entsteht, wenn
eine Kraft auf das Betätigungsende ausgeübt ist.
15. Elektronische Einheit nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der obere Anschluß drehbar in
dem Hebelarm (232) gelagert ist, daß der obere
Anschluß einen Nockenstößel (250) aufweist, der
die Drehung des oberen Anschlusses (240) steuert,
daß das Gehäuse der oberen Einheit eine Nocken
kurve (290) aufweist, die in Eingriff mit dem
Nockenstößel (250) gebracht werden kann, wobei die
Nockenkurve einen gerundeten Abschnitt zum Drehen
des oberen Anschlusses aufweist, wenn der Hebelarm
betätigt wird.
16. Elektronische Einheit nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der obere Anschluß in dem
Hebelarm (232) in einem Langloch gelagert ist, daß
der Hebelarm derart gebildet ist, daß der obere
Anschluß sich in Richtung auf den Schwenkpunkt
oder von dem Schwenkpunkt weg hin- und herbewegen
kann, daß der gerundete Abschnitt in bezug auf den
Schwenkpunkt derart exzentrisch gestaltet ist, daß
der obere Anschluß sich während eines
ersten Abschnitts einer Schwenkbewegung des Hebel
arms von dem Schwenkpunkt wegbewegt und während
eines zweiten Abschnitts der Schwenkbewegung des
Hebelarms in Richtung auf den Schwenkpunkt bewegt,
daß die Verriegelungseinrichtung eine Energie
speichereinrichtung enthält, die die von der
Betätigung des Hebelarms während des ersten
Abschnitts der Hebelarmbewegung abgeleitete
Energie speichert und die die gespeicherte Energie
in den Hebelarm während des zweiten Abschnitts der
Hebelarmbewegung einleitet, wodurch eine positive
Betätigungskraft während des zweiten Abschnitts
der Hebelarmbewegung geschaffen ist.
17. Eine Verbindungsanordnung zum Verbinden mehrerer
elektronischer Einheiten untereinander, mit einem
ersten Gehäuse, das eine erste elektronische Ein
heit enthält und mit einem zweiten Gehäuse, das
eine zweite elektronische Einheit enthält,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster Anschluß (240) außerhalb des ersten
Gehäuse angeordnet ist, betriebsmäßig mit der
ersten elektronischen Einheit in dem ersten
Gehäuse gekoppelt ist und relativ zu dem ersten
Gehäuse beweglich ist, daß ein zweiter Anschluß
an der Außenseite des zweiten Gehäuses angeordnet
ist, daß der zweite Anschluß an dem zweiten
Gehäuse befestigt ist und im Betrieb mit dem
ersten Anschluß verbindbar ist und daß eine
mechanische Betätigungseinrichtung, die den ersten
Anschluß trägt, den ersten Anschluß entlang einer
Steuerkurve in einen betriebsmäßigen Eingriff mit
dem zweiten Anschluß bewegt.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß das erste Gehäuse auf das zweite
Gehäuse gestapelt ist.
19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste und das zweite
Gehäuse erste bzw. zweite ausgesparte Bereiche
aufweisen, die einen Verbindungsdurchgang bilden,
wenn das erste Gehäuse in einer vorbestimmten
Position relativ zu dem zweiten Gehäuse aus
gerichtet ist und daß der erste und der zweite
ausgesparte Bereich (102, 202) jeweils eine Steuer
kurve mit einer Nockenfläche (290) aufweisen, um
den ersten Anschluß (240) einen Steuerweg entlang
in einen Eingriff mit dem zweiten Anschluß zu
führen.
20. Elektronische Einheit mit einem Gehäuse, die mit
einer ähnlichen elektronischen, darüber
angeordneten Einheit verbindbar ist, die
mindestens einen oberen Anschluß, der relativ zu
der oberen elektronischen Einheit bewegbar ist und
einen Hebel aufweist, der schwenkbar an der oberen
elektronischen Einheit befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein an der Außenseite der unteren Einheit
befestigter Anschluß (120) mit dem oberen Anschluß
im Betrieb verbindbar ist, daß Führungs
einrichtungen vorgesehen sind, die den oberen
Anschluß in einen geradlinigen Eingriff mit dem
unteren Anschluß bringen und daß eine
Verriegelungseinrichtung den an der oberen
elektronischen Einheit befestigten Schwenkhebel
aufnimmt und zurückhält, um dadurch das Gehäuse
der oberen elektronischen Einheit mit dem Gehäuse
der unteren elektronischen Einheit mechanisch zu
verriegeln.
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