DE4032801C2 - Steckverbindungsanordnung zur mechanischen und elektrischen Steckverbindung von elektronischen Geräteeinheiten - Google Patents
Steckverbindungsanordnung zur mechanischen und elektrischen Steckverbindung von elektronischen GeräteeinheitenInfo
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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 mechanischen Verbindung, wobei jedoch
die Festigkeit dieser Verbindung nicht ausreicht, um die beiderseitigen
Gehäuse auch dann zuverlässig zusammenzuhalten und Krafteinwirkungen auf
die elektrischen Kontakte zu verhindern, wenn z. B. eine der Geräteeinheiten
versehentlich angestoßen wird.
Es muß dementsprechend für eine zusätzliche, gesonderte mechanische
Verbindung gesorgt werden, welche aus Gründen des Designs möglichst
unauffällig und platzsparend gestaltet, nicht erklärungsbedürftig und
mechanisch einfach handhabbar sein sollte. Darüber hinaus muß eine
solche mechanische Verbindung unabhängig von der spezifischen Gehäuseform
realisierbar sein, um auch ganz unterschiedliche Geräteeinheiten
auf die gleiche Weise miteinander verbinden zu können.
Aus der US 4 501 460 ist es bekannt, gesondert von einem Stecker für
die elektrische Steckverbindung eine mechanische Verriegelungsanordnung
vorzusehen, wobei sich schräg zur Einsteckrichtung des Steckers
erstreckende, plattenartige Verriegelungsnocken senkrecht zur Einsteckrichtung
des Steckers derart verschiebbar sind, daß sie nach dem Einschieben
in Einsteckrichtung des Steckers an der zweiten Geräteeinheit
hinter Aufkeilflächen angreifen und bei Betätigung der Verriegelungsanordnung
auf diese auflaufen.
Des weiteren ist es aus der DE-OS 21 32 500 bekannt, in einem Gerät eine
Verriegelungseinrichtung vorzusehen, die mittels eines über die Gerätekontur
hinausstehenden Schiebers betätigbar ist, wobei die Bewegung des
Schiebers über eine schräg zur Bewegungsrichtung des Schiebers verlaufende
Ausnehmung auf einen an dem Sperrelement angeordneten Nocken
derart übertragen wird, daß sich das Sperrelement senkrecht zur Betätigungsrichtung
des Schiebers bewegt.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, 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 realisierbar 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
tigen 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 aufeinander zu 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 (8)
1. Steckverbindungsanordnung zur mechanischen und elektrischen Steckverbindung
umfassend einen Stecker und eine Steckbuchse von elektronischen Geräteeinheiten, wobei gesondert von dem elektronischen Stecker in einer ersten
Gehäuseeinheit eine mechanische Verriegelungsanordnung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei sich schräg zur Einsteckrichtung
(Pfeil 14) des Steckers (5) erstreckende, 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, daß die
Verriegelungsnocken (10) Halteansätze (10′) aufweisen, welche längs eines
horizontalen Schlitzes (16) im Bereich der Auflaufkeilflächen (15) in diese
eingreifend geführt sind und daß die Betätigungsanordnung durch eine
Betätigungsstange (7, 7′) gebildet ist, welche in der ersten Geräteeinheit
(1) parallel zu der mit dem Stecker (5) versehenen Außenwand (3) derart
geführt ist, daß sie aus einer anschließenden Seitenwand (9) dieser Geräte
einheit (1) hervorsteht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange
(7, 7′) in ihren beiden Endpositionen jeweils über eine Geräteseitenwand
(9) hinaussteht und mit der gegenüberliegenden Geräteseitenwand
(9) im wesentlichen bündig abschließt.
3. 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 Geräteeinheit
(1′) durch ein Führungsprofil, insbesondere ein T-Profil oder ein
Schwalbenschwanzprofil, längsverschiebbar geführt ist, wobei die freie
Außenseite der plattenartigen Betätigungsstange mit der den Stecker (5)
tragenden Rückwand (3′) fluchtet.
4. Anordnung nach Anspruch 3, 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.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der
plattenartigen Betätigungsstange (7′) eine Abdeckplatte (21) formschlüssig
aufschiebbar ist.
6. 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 Verriegelungsnocken (10)
entspricht.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des
Steckers (5) mechanische, die Steckkontakte in Einsteckrichtung überragende
Führungseinrichtungen vorgesehen sind.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen
als seitlich des Steckers (5) angeordnete, plattenartige
Ansätze (22) ausgebildet sind, welche in korrespondierende Führungsausnehmungen
seitlich der Steckbuchse der zweiten Geräteeinheit (2) eingreifen,
bevor beim Zusammenstecken die elektrischen Kontakte in Eingriff kommen.
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