DE4032801A1 - Steckverbindungsanordnung zur mechanischen und elektrischen steckverbindung von elektronischen geraeteeinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Steckverbindungs­ anordnung zur mechanischen und elektrischen Steckver­ bindung von elektronischen Geräteeinheiten umfassend einen Stecker und eine Steckbuchse.

Als derartige elektronische Geräteeinheiten kommen z. B. tragbare Computer, sogenannte Laptops- und Docking- Stationen bzw. Drucker in Betracht, wo es einerseits erforderlich ist, für den Betrieb die mechanische Zu­ ordnung der Gehäuse zueinander definiert herzustellen und aufrecht zu erhalten, und wobei andererseits gleichzeitig mit der mechanischen Verbindung mecha­ nisch sehr empfindliche, mehrpolige elektrische Ver­ bindungsstecker ineinander gesteckt werden müssen, was neben der erforderlichen Genauigkeit bei der Zusammen­ führung auch einen nicht unerheblichen Kraftaufwand bedingt. Wegen des notwendigen Kraftaufwandes besteht die Gefahr, daß bei dem Herstellen der Steckverbindung undefinierte Kippmomente auftreten, welche zur Beschädigung der sensiblen Steckkontakte führen können.

Bekannte, mehrpolige elektrische Steckverbindungen führen notwendigerweise auch zur Herstellung einer me­ chanischen Verbindung, wobei jedoch die Festigkeit dieser Verbindung nicht ausreicht, um die beiderseiti­ gen Gehäuse auch dann zuverlässig zusammenzuhalten und Krafteinwirkungen auf die elektrischen Kontakte zu verhindern, wenn z. B. eine der Geräteeinheiten verse­ hentlich angestoßen wird.

Es muß dementsprechend für eine zusätzliche, gesonder­ te mechanische Verbindung gesorgt werden, welche aus Gründen des Designs möglichst unauffällig und platz­ sparend gestaltet, nicht erklärungsbedürftig und me­ chanisch einfach handhabbar sein sollte. Darüber hinaus muß eine solche mechanische Verbindung unab­ hängig von der spezifischen Gehäuseform realisierbar sein, um auch ganz unterschiedliche Geräteeinheiten auf die gleiche Weise miteinander verbinden zu können.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Steckverbindungsanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß unterschiedliche elektronische Geräteeinheiten mechanisch fest verbind­ bar sind, wobei der Kraftaufwand beim Herstellen der Steckverbindung und beim Lösen derselben möglichst niedrig und eine einfache und sichere Handhabung rea­ lisierbar sein sollte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gesondert von einem elektronischen Stecker in einer ersten Geräteeinheit eine mechanische Verriegelungsan­ ordnung derart vorgesehen ist, daß wenigstens zwei sich schräg zur Einsteckrichtung des Steckers er­ streckende, plattenartige Verriegelungsnocken vorgese­ hen sind, welche mittels einer Betätigungsanordnung senkrecht zur Einsteckrichtung des Steckers derart verschiebbar sind, daß sie nach dem Einschieben in Einsteckrichtung des Steckers in Verriegelungsnocken- Ausnehmungen einer anderen, zweiten Geräteeinheit hin­ ter Auflaufkeilflächen derselben angreifen und auf diese auflaufen.

Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die beiden Gerä­ teeinheiten erfindungsgemäß erst in Einsteckrichtung der elektrischen Steckverbindung aufeinander zugescho­ ben werden, so daß die vorstehenden Verriegelungs­ nocken der ersten Gehäuseeinheit in die Verriegelungs­ nocken-Ausnehmungen in der Rückwand der zweiten Gerä­ teeinheit eingreifen, wobei dann die Betätigungsan­ ordnung betätigt wird und dementsprechend die Verrie­ gelungsnocken nun auf die Auflaufkeilflächen auflaufen und hierdurch die beiden Gehäuseeinheiten aufeinander zugezogen werden und damit einhergehend die elektri­ sche Steckverbindung ebenfalls hergestellt wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird also erreicht, daß die elektrische Steckverbindung ausge­ hend von einem definierten, geführten Zustand herge­ stellt wird, so daß zu Beschädigungen führende Kipp­ momente vermieden werden. Außerdem wird durch das Vorsehen einer Auflaufkeilfläche in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Keilwinkel eine Untersetzung erzielt, so daß eine Betätigung der Betätigungsanordnung über einen längeren Betätigungsweg mit kleiner Kraft zur Herstellung der mechanischen und elektrischen Verbin­ dung führt, für welche ausgehend von der vorstehend beschriebenen zusammengeschobenen Ausgangsposition nur ein kleiner Weg erforderlich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Verriegelungsnocken Halteansätze aufwei­ sen, welche längs eines horizontalen Schlitzes im Bereich der Auflaufkeilflächen in diese eingreifend geführt sind. Dementsprechend können sich die Halte­ ansätze unmittelbar von den Verriegelungsnocken weg erstrecken, ohne daß hierdurch die Auflaufbewegung gehindert werden würde. Alternativ hierzu könnte vorgesehen sein, daß die Halteansätze gekröpft ausge­ führt sind, was dann aber das Vorsehen größerer Aus­ nehmungen in der Rückwand des zweiten Gerätes erfor­ derlich machen würde.

Günstigerweise ist vorgesehen, daß die Betätigungsan­ ordnung durch eine Betätigungsstange gebildet ist, welche in der ersten Geräteeinheit parallel zu der mit dem Stecker versehenen Außenwand derart geführt ist, daß sie aus einer anschließenden Seitenwand dieser Ge­ räteeinheit hervorsteht. Dies bedeutet, daß auch nach dem Zusammenschieben der zu verbindenden Geräteeinhei­ ten die Betätigungsstange, da sie ja über eine Seiten­ wand hinaussteht, von der Seite her bequem z. B. durch Eindrücken betätigt werden kann. Es kann dementspre­ chend relativ ungehindert mit dem Daumen eine ausrei­ chend hohe Betätigungskraft bei sehr bequemer Handha­ bung aufgebracht werden. Die gegenüberliegenden Sei­ tenwände des Gehäuses der ersten Geräteeinheit können dementsprechend Bohrungen aufweisen, die gleichzeitig auch zur Führung der Betätigungsstange dienen, Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Betä­ tigungsstange bzw. ihr Betätigungsweg so dimensioniert ist, daß sie jeweils mit einer Seitenwand der Gehäuse­ einheit im wesentlichen bündig abschließt und aus der anderen Seitenwand hervorsteht.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Betätigungsanordnung durch eine plattenartige Betätigungsstange gebildet ist, welche an der den Stecker aufweisenden Seitenwand der ersten Geräteein­ heit durch ein Führungsprofil, insbesondere ein T-Pro­ fil oder ein Schwalbenschwanzprofil, längsverschiebbar geführt ist, wobei die freie Außenseite der plattenar­ tige Betätigungsstange mit der den Stecker tragenden Gehäusewand fluchtet.

Bei dieser Ausführungsform kann auch vorteilhafterwei­ se vorgesehen sein, daß ein im verriegelten Zustand überstehendes Ende der plattenartigen Betätigungs­ stange mit der entsprechenden Seitenwand der Geräte­ einheit fluchtend umklappbar ist. Bei dieser Ausfüh­ rungsform wird also vermieden, daß im Gebrauch der kombinierten Geräteeinheiten ein Ende der Betätigungs­ stange störend hervorsteht.

Die zweite, die Steckbuchse tragende Geräteeinheit kann so ausgestaltet sein, daß sich parallel zu den Auflaufkeilflächen ein Gehäusewandabschnitt in einem Abstand erstreckt, der etwa der Dicke der plattenarti­ gen Verriegelungsnocken entspricht.

Auf diese Weise kann erreicht werden, daß das Gehäuse auch im Bereich der Verriegelungsnocken-Ausnehmungen nach außen geschlossen ist, und außerdem wird eine zu­ sätzliche, das Spiel herabsetzende Führung für die Verriegelungsnocken geschaffen.

Um sicherzustellen, daß bei der Herstellung der elek­ trischen Steckverbindung keine Beschädigung der elek­ trischen Kontakte erfolgt, kann vorgesehen sein, daß im Bereich des Steckers mechanische, die Steckkontakte in Einsteckrichtung überragende Führungseinrichtungen vorgesehen sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, daß die Führungseinrichtungen als seitlich des Steckers angeordnete, plattenartige Ansätze ausgebil­ det sind, welche in korrespondierende Führungsausneh­ mungen seitlich der Steckbuchse der zweiten Geräte­ einheit eingreifen, bevor beim Zusammenstecken die elektrischen Kontakte in Eingriff kommen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung des Verbindungsbereiches zweier Geräteeinheiten vor dem Zusammenschieben,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung nach dem Zusammenschieben,

Fig. 3a bis c einen horizontalen Schnitt durch den Verbindungsbereich gemäß Fig. 1 und 2 zur Ver­ anschaulichung verschiedener Phasen der Verrie­ gelung,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer ersten Gehäuseeinheit in einer modifizierten Ausfüh­ rungsform mit plattenartiger Betätigungsstange und

Fig. 5 eine Gehäuseeinheit nach Fig. 4 bei abgenomme­ ner Betätigungsstange und aufgesetzter Zierlei­ ste.

Eine in der Zeichnung dargestellte erste Geräteeinheit 1 wird z. B. gebildet durch eine sogenannte Docking­ station, welche mit einer zweiten Geräteeinheit 2 in Form eines tragbaren Computers verbunden werden soll. Die Verbindung soll über eine Gehäuserückwand 3 der ersten Geräteeinheit 1 und über eine Gehäuserückwand 4 der zweiten Geräteeinheit 2 erfolgen.

An der Gehäuserückwand 3 ist ein mehrpoliger elektri­ scher Stecker 5 vorgesehen und an der Gehäuserückwand 4 eine korrespondierende Steckbuchse, welche der Ein­ fachheit halber nur durch eine entsprechende Ausneh­ mung 6 an der Rückwand 4 angedeutet ist.

Eine im Querschnitt runde Betätigungsstange 7 durch­ setzt Führungsausnehmungen 8 in den Seitenwänden 9 der ersten Geräteeinheit 1, so daß sich die Betätigungs­ stange 7 parallel zu der Rückwand 3 erstreckt.

Im Abstand voneinander sind an der Betätigungsstange 7 plattenförmige Verriegelungsnocken 10 über Haltean­ sätze 10′ befestigt, wobei die Verriegelungsnocken 10 über die Rückwand 3 hinausstehen, was insbesondere aus Fig. 3 deutlich wird. Die plattenförmigen Verriege­ lungsnocken 10 schließen mit der Rückwand 3 einen Keilwinkel α ein. Die Halteansätze 10′ sind als horizontale Stege ausgebildet. Die Enden 11, 12 der Betätigungsstange 7 sind in Form von Betätigungs­ knöpfen verdickt ausgebildet.

An der Rückwand 4 der zweiten Geräteeinheit 2 sind korrespondierend zu den Verriegelungsnocken 10 Verrie­ gelungsnocken-Ausnehmungen 13 ausgebildet, in welche beim Zusammenschieben der Geräteeinheiten 1, 2 in Richtung der Pfeile 14 in Fig. 3b die Verriegelungs­ nocken 10 eingreifen. Somit ist die Startposition für den sich nun anschließenden Verriegelungsvorgang klar vorgegeben.

Seitlich jeder Verriegelungsnocken-Ausnehmung 13 schließen sich Auflaufkeilflächen 15 an, welche je­ weils durch einen horizontalen Schlitz 16 geteilt sind, dessen Breite in etwa der Breite der Halte­ ansätze 10′ entspricht.

Dabei dient als Anschlag für die Zusammenschiebbewe­ gung in Richtung der Pfeile 14 jeweils ein Gehäuse­ wandabschnitt 17, welcher sich parallel zu den Auflaufkeilflächen 15 erstreckt. Er dient also jeweils gleichzeitig als Anschlag, als Gehäuseabschluß im Be­ reich der Verriegelungs-Ausnehmungen 13 und als Füh­ rung für die Verriegelungsnocken 10 bei der nachfol­ gend beschriebenen Verriegelungsbewegung.

Ausgehend von der in Fig. 3b dargestellten Position wird zur Herstellung der Verriegelung der Geräteein­ heiten das in Fig. 3 linke Ende 11 der Betätigungs­ stange 7 nach innen gedrückt, wobei auf der der Sei­ tenwand 9 gegenüberliegenden Seite nun das Ende 12 der Betätigungsstange 7 aus dem Gehäuse austritt (Pfeil 18). Da die Auflaufkeilflächen gegenüber der Rückwand 4 genauso um einen Winkel α schräg gestellt sind wie die Verriegelungsnocken 10 gegenüber der Rückwand 3, können die Verriegelungsnocken 10 nun in Richtung des Pfeils 19 in die in Fig. 3c eingezeichnete Endpo­ sition gebracht werden, wobei hierdurch gleichzeitig die Geräteeinheiten 1, 2 vollständig aufeinanderzu ge­ zogen werden, und wobei auch die elektrische Steck­ verbindung zwischen dem Stecker 5 und der Buchse 6 endgültig hergestellt wird. Der Betätigungsweg t (vgl. Fig. 3b) wird dabei entsprechend dem gewählten Keil­ winkel α in einen dazu senkrechten Verschiebeweg s (vgl. Fig. 3b) umgesetzt, d. h. dieser letzte, erhöhte Kraftaufwand bedingende Weg kann trotzdem durch eine relativ mühelose Betätigungsbewegung überwunden wer­ den.

Das Lösen der Verriegelung erfolgt in der umgekehrten Weise, d. h. es wird nun ausgehend von der Position gemäß Fig. 3c das Ende 12 der Betätigungsstange 7 nach innen gedrückt, wodurch geführt durch die Gehäusewand 17 die Verriegelungsnocken 10 wieder in den Bereich der Verriegelungsnocken-Ausnehmungen 13 gebracht werden, so daß die Geräteeinheiten 1, 2 problemlos wieder auseinandergezogen werden können.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform ar­ beitet hinsichtlich des Verriegelungsvorganges in identischer Weise. Dort ist lediglich vorgesehen, daß die Betätigungsstange 7′ plattenartig ausgebildet ist und in einer z. B. schwalbenschwanzförmigen Führung an der Rückwand 3′ so geführt ist, daß die Außenseite der plattenartigen Betätigungsstange 7′ mit der Rückwand 3′ fluchtet. Auch bei dieser Ausführungsform stehen die Enden 11′ bzw. 12′ über die Seitenwände 9′ hinaus, wobei vorgesehen ist, daß in der Verriegelungsstellung analog zu der Position gemäß Fig. 3c das dann nach außen herausstehende Ende 12′ der plattenförmigen Be­ tätigungsstange 7′ in Richtung des Pfeils 20 zu der dortigen Seitenwand 9′ hin umklappbar ist.

Wenn eine derartige Geräteeinheit 1′ ohne Steck- und Verriegelungsmechanismus ausgeliefert werden soll, kann, wie in Fig. 5 dargestellt, die plattenartige Betätigungsstange 7′ durch eine in gleicher Weise ein­ schiebbare Abdeckplatte 21 ersetzt werden. Um beim Zusammenschieben der Geräteeinheiten 1, 2 von vorne­ herein eine Beschädigung des Steckers 5 zu vermeiden, können seitlich des Steckers 5 plattenförmige Füh­ rungsansätze 22 vorgesehen sein.

Claims (10)

1. Steckverbindungsanordnung zur mechanischen und elektrischen Steckverbindung umfassend einen Stecker und eine Steckbuchse von elektronischen Geräteeinhei­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß gesondert von einem elektronischen Stecker (5) in einer ersten Gehäuse­ einheit (1) eine mechanische Verriegelungsanordnung derart vorgesehen ist, daß wenigstens zwei sich schräg zur Einsteckrichtung (Pfeil 14) des Steckers (5) er­ streckende, plattenartige Verriegelungsnocken (10) vorgesehen sind, welche mit einer Betätigungsanordnung senkrecht (Pfeil 18) zur Einsteckrichtung (Pfeil 14) des Steckers (5) derart verschiebbar sind, daß sie nach dem Einschieben in Einsteckrichtung (Pfeil 14) des Steckers (5) in Verriegelungsnocken-Ausnehmungen (13) einer anderen, zweiten Geräteeinheit (2) hinter Auflaufkeilflächen (15) derselben an dieser anderen Geräteeinheit angreifen und auf diese auflaufen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnocken (10) Halteansätze (10′) aufweisen, welche längs eines horizontalen Schlitzes (16) im Bereich der Auflaufkeilflächen (15) in diese eingreifend geführt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsanordnung durch eine Betätigungs­ stange (7, 7′) gebildet ist, welche in der ersten Gerä­ teeinheit (1) parallel zu der mit dem Stecker (5) ver­ sehenen Außenwand (3) derart geführt ist, daß sie aus einer anschließenden Seitenwand (9) dieser Geräte­ einheit (1) hervorsteht.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (7, 7′) in ihren beiden End­ positionen jeweils über eine Geräteseitenwand (9) hinaussteht und mit der gegenüberliegenden Gerätesei­ tenwand (9) im wesentlichen bündig abschließt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsanordnung durch eine plattenartige Betätigungsstange (7′) gebildet ist, welche an der den Stecker (5) aufweisenden Rückwand (3′) der ersten Ge­ räteeinheit (1′) durch ein Führungsprofil, insbesonde­ re ein T-Profil oder ein Schwalbenschwanzprofil, längsverschiebbar geführt ist, wobei die freie Außen­ seite der plattenartigen Betätigungsstange mit der den Stecken (5) tragenden Rückwand (3′) fluchtet.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein im verriegelten Zustand überstehendes Ende (12′) der plattenartigen Betätigungsstange (7′) mit der entsprechenden Seitenwand (9) der Geräteeinheit (1) fluchtend umklappbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der plattenartigen Betätigungsstange (7′) eine Abdeckplatte (21) formschlüssig aufschiebbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich parallel zu den Auflaufkeilflächen (15) ein Gehäusewandabschnitt (17) in einem Abstand erstreckt, der etwa der Dicke der plattenartigen Verriegelungs­ nocken (10) entspricht.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Steckers (5) mechanische, die Steckkontakte in Einsteckrichtung überragende Füh­ rungseinrichtungen vorgesehen sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen als seitlich des Stec­ kers (5) angeordnete, plattenartige Ansätze (22) aus­ gebildet sind, welche in korrespondierende Führungs­ ausnehmungen seitlich der Steckbuchse der zweiten Ge­ räteeinheit (2) eingreifen bevor beim Zusammenstecken die elektrischen Kontakte in Eingriff kommen.