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Die
vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder und insbesondere
ein programmierbares oder einstellbares Kodiersystem für Gegensteckverbinder,
um zu sichern, daß die
gewünschten
Verbinder in Eingriff gebracht werden.
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Für die Zwecke
der Veranschaulichung der Erfindung wird das Kodiersystem mit Bezugnahme auf
eine gestapelte Modulverbinderanordnung diskutiert. Es soll verstanden
werden, daß das
Kodiersystem nicht auf eine Verwendung in einer derartigen Anordnung
begrenzt ist. Es ist im Fachgebiet gut bekannt, daß eine Vielzahl
von elektrischen Eingangs/Ausgangsmodulen verwendet wird, die in
einer gestapelten Anordnung zusammenpassen und elektrisch miteinander
verbunden werden. Es ist ebenfalls bekannt, daß die Module an einer U-förmigen Metallschiene
montiert werden können,
die die Vorrichtung trägt
und eine elektrische Verbindung zur Erde bewirkt. Es ist weiter
bekannt, daß die
Verwendung einer Kodieranordnung wünschenswert ist, um zu sicher,
daß die
richtigen Verbinderpaare miteinander in Eingriff gebracht werden.
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Das
US-A-4738632 offenbart eine derartige Kodieranordnung für eine Vielzahl
von Modulen, die an Basiseinheiten montiert sind. Jede Basiseinheit umfaßt ein Paar
Kodeschlüsselelemente,
die an einer gewünschten
Stelle positioniert werden können, indem
ein Werkzeug eingesetzt wird, um das Kodierelement aus einer Öffnung zu
entfernen, das Kodeschlüsselelement
manuell in eine gewünschte
Ausrichtung gedreht und das Element wieder in der neuen Ausrichtung
eingesetzt wird. Das GB-A-1066672 offenbart
ein gleiches Kodiersystem für
passende elektrische Bauteile, bei denen ein zusammenwirkender Kodeschlüssel und
Kodeschlüsselaufnahmeelemente
der Bauteile entfernbar und in anderen Ausrichtungen wieder einsetzbar
sind.
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Weitere
Kodiersysteme umfassen zwitterartige passende Elemente, von denen
ein jedes eine im wesentlichen eine Hälfte eines Stiftes und eine
entsprechende Aussparung aufweist, die so angepaßt sind, daß die zusammenwirkenden Abschnitte
des anderen Elementes aufgenommen werden. Ein Beispiel für diesen
Typ kann im US-A-4822305 vorgefunden werden. Wiederum müssen diese
Elemente aus den entsprechenden Öffnungen
der Gegensteckverbinder entfernt und manuell wieder in die Öffnungen
eingesetzt werden.
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Es
ist jedoch wünschenswert,
daß man
ein Kodiersystem zur Verfügung
hat, das nicht entweder ein teilweises oder vollständiges Entfernen
eines Elementes aus einer Öffnung
eines Gehäuses
erfordert, um die Kodierausrichtung zu verändern, wodurch Montagezeit
eingespart wird.
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Es
ist außerdem
wünschenswert,
daß man ein
Kodiersystem zur Verfügung
hat, das eine hörbare
und gefühlmäßige Sicherheit
liefert, daß die
gewünschte
Ausrichtung erreicht wurde.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein programmierbares oder einstellbares
Kodiersystem, das die Probleme überwindet,
die mit dem bisherigen Stand der Technik in Verbindung stehen. Dazu
betrifft sie sowohl ein einstellbares Kodeschlüsselaufnahmeelement, wie es
im Patentanspruch 1 dargelegt wird, als auch einen Verbinder, wie
er im Patentanspruch 10 dargelegt wird. Das Kodeschlüsselaufnahmeelement
der Erfindung ist so konfiguriert, daß es innerhalb einer Öffnung eines
Gehäuses
aufgenommen und gesichert werden kann, so daß das Element innerhalb der Öffnung in
eine gewünschte
Ausrichtung mittels eines einfachen Werkzeuges gedreht werden kann.
Das Element kann außerdem
sowohl ein Tastgefühl
als auch einen hörbaren
Ton liefern, während
das Element innerhalb der Öffnung
in die gewünschte
Ausrichtung gedreht wird.
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Eine
bevorzugte Ausführung
weist mindestens ein Kodeschlüsselaufnahmeelement
für einen elektrischen
Verbinder auf, der ein Gehäuse
mit einer Öffnung
aufweist, die so dimensioniert ist, daß sie das Element aufnimmt.
Das Kodeschlüsselaufnahmeelement
umfaßt
einen Körper
mit einem Kodeschlüsselaufnahmeschlitz,
der so angepaßt
ist, daß ein
Kodeschlüssel
eines Gegensteckverbinders auf einer Seite davon aufgenommen wird,
und eine Vielzahl von nachgebenden Trägem, die sich nach unten von
einer entgegengesetzten Seite des Körpers erstrecken. Mindestens
einer der Träger
umfaßt
einen Arretiervorsprung, der sich nach außen von dort erstreckt und
angepaßt
ist, um mit einem Arretierabsatz innerhalb der Gehäuseöffnung beim
Einsetzen des Elementes in die Öffnung
in Eingriff zu kommen. Mindestens einer der Arretiervorsprünge umfaßt einen Sperrvorsprung,
der sich von dort nach außen
erstreckt. Der Arretierabsatz der Gehäuseöffnung umfaßt eine Vielzahl von Arretierungen,
die dort herum beabstandet und so konfiguriert sind, daß der mindestens
eine Sperrvorsprung darin aufgenommen wird. Beim Einsetzen des Kodeschlüsselaufnahmeelementes
in die Gehäuseöffnung von
der Eingriffsfläche
werden die Träger
nach innen zusammengedrückt
und federn beim vollständigen
Einsetzen nach außen
so zurück,
daß der
Arretiervorsprung (die Arretiervorsprünge) mit dem Absatz in Eingriff
kommen und der mindestens eine Sperrvorsprung in einer der Arretierungen
aufgenommen wird. Das Kodeschlüsselaufnahmeelement
kann in eine gewünschte
Kodierposition gedreht werden, während
es vollständig in
der Gehäuseöffnung eingesetzt
verbleibt.
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Eine
Ausführung
der Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die zeigen:
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1 eine
isometrische teilweise auseinandergezogene Darstellung eines elektrischen
Systems bei Benutzung der Modulverbinderanordnung, die die vorliegende
Erfindung verkörpert,
und die zwei komplementäre
Gegensteckverbinder für
einen der Module veranschaulicht;
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2 eine
isometrische auseinandergezogene Darstellung des einen der Verbinderanordnungsmodule
aus 1;
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3 eine
isometrische Darstellung des Kodeschlüsselaufnahmeelementes, das
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
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4 eine
vergrößerte isometrische
Teildarstellung der Montagefläche
des oberen Gehäuses der
Modulverbinderanordnung, die die Konstruktion der Öffnung für das Aufnehmen
des Elementes aus 3 veranschaulicht;
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5 eine
isometrische Darstellung des Verbinderanordnungsmoduls der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine
isometrische Darstellung, die die Position des Kodeschlüsselaufnahmeelementes
in der Öffnung
und die Position einer Vielzahl von Anschlußklemmen in der Anordnung veranschaulicht, wobei
die Leiterplatte für
die Zwecke der Veranschaulichung entfernt wurde.
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In 1 werden
zwei Module, jeweils als eine Verbinderanordnung 10 der
vorliegenden Erfindung gekennzeichnet, auf einer Schiene 170 einer elektrischen
Vorrichtung montiert gezeigt. Eine dritte Verbinderanordnung 10 wird
auseinandergezogen von der Schiene 170 gezeigt. Zwei komplementäre Gegensteckverbinder 160, 161 werden
auseinandergezogen von der dritten Anordnung 10 gezeigt.
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Mit
Bezugnahme auf 1 und 2 umfaßt die Verbinderanordnung 10 ein
unteres Gehäuse 12 mit
einer Vielzahl von darin angeordneten Anschlußklemmen 40, 60 und 70,
ein oberes Gehäuse 120,
das am unteren Gehäuse 12 gesichert
werden kann und eine Vielzahl von darin angeordneten Anschlußklemmen 114, 115 aufweist,
und eine Leiterplatte 102, die zwischen den und innerhalb
der Gehäuse 12, 120 angeordnet
ist. Das untere Gehäuse 12 weist
eine Schienenmontagefläche 14 auf,
die eine Schieneneingriffsaussparung 17, eine Montagefläche 20,
Stirnwände 21 und
Seitenwände 22 mit Einklinkarmen 24 umfaßt, die
sich von dort aus nach oben erstrecken und so angepaßt sind,
daß sie
mit zusammenwirkenden Einklinkflächen 136 am
oberen Gehäuse 120 in
Eingriff kommen. Die Stirnwände 21 und
die Seitenwände 22 und
die Montagefläche 20 definieren
zusammen einen Leiterplattenaufnahmehohlraum 25, der so
angepaßt
ist, daß er
eine Leiterplatte 102 darin aufnimmt. Das Gehäuse 12 umfaßt Stromklemmenaufnahmedurchgänge 26,
Datenkontaktaufnahmehohlräume 30, 32 und
einen Erdungsklemmenaufnahmehohlraum 36 für das Aufnehmen der
entsprechenden Stromklemmen 40, Datenendgeräteabschnitte 62, 65 und
der Erdungsklemme 70. Das untere Gehäuse 12 umfaßt außerdem federbelastete
Schieneneingriffsklemmen 80, die auf der Schienenmontagefläche 14 montiert
sind. Die Klemmen 80 wirken mit den Federn 90 zusammen,
um die Verbinderanordnung 10 auf der Schiene 170 zu
halten, wobei die Anordnung 10 von der Schiene 170 durch
Drehen eines Betätigungselementes
mit einem unteren Abschnitt 92 und einem oberen Abschnitt 98 freigegeben
wird. Weitere Einzelheiten betreffs der Funktion der Schieneneingiffsklemmen
werden in der mit angemeldeten U.S.Patentanmeldung Serien-Nr. 60/129178
vorgefunden, die gleichzeitig hiermit angemeldet wurde.
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Das
obere Gehäuse 120 weist
eine Eingriffsfläche 122,
eine Montagefläche 128 und
gegenüberliegende
Seitenwände 132 mit
Einklinkflächen 136 auf,
die so ausgeführt
sind, daß sie
die Einklinkarme 24 aufnehmen, um die zwei Gehäuse 12, 120 zusammenzuhalten.
Das Gehäuse 120 umfaßt außerdem Klemmenaufnahmehohlräume 138 und 139 für das Aufnehmen
der entsprechenden Anschlußklemmen 114 und 115 darin.
Das obere Gehäuse 120 umfaßt außerdem den
oberen Abschnitt 98 des Betätigungselementes und ein programmierbares
Kodeschlüsselaufnahmeelement 140,
das mit einem Kodeschlüsselvorsprung
(nicht gezeigt) am passenden Gehäuse 160 zusammenwirkt.
Weitere Einzelheiten betreffs der Funktion des Kodeschlüsselaufnahmeelementes
werden nachfolgend beschrieben.
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Wie
am besten in 2 gesehen werden kann, sind
Stromklemmen 40, Datenendgeräte 60, die Flügelabschnitte 62 und
nachgebende Armabschnitte 65 umfassen, und die Erdungsklemme 70 so
angepaßt,
daß sie
auf einer Seite der Leiterplatte 102 montiert werden können, und
die Anschlußklemmen 114 und 115 sind
so angepaßt,
daß sie
auf der anderen Seite der Leiterplatte 102 montiert werden
können.
Die Anschlußklemmen
können bei
Benutzung der nachgebenden Abschnitte oder Lötenden montiert werden, die
in den Öffnungen
der Leiterplatte 102 aufgenommen werden, die elektrisch mit
Schaltkreisen der Leiterplatte verbunden werden sollen. Es soll
verstanden werden, daß die
Anschlußklemmen
ebenfalls auf der Leiterplatte 102 mittels im Fachgebiet
bekannter Hilfsmittel oberflächenmontiert werden
können.
Es soll weiter verstanden werden, daß der Verbinder elektronische
Bauteile zusätzlich zu
den Anschlußklemmen
umfassen kann. Weitere Einzelheiten betreffs der Stromklemmen und
Datenendgeräte
werden in der mit angemeldeten U.S.Patentanmeldung Serien-Nr. 60/129159
vorgefunden, die gleichzeitig hiermit angemeldet wurde.
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Mit
Bezugnahme auf 3 bis 6 umfaßt ein programmierbares
Kodeschlüsselaufnahmeelement 140 einen
Körper 142 und
eine Vielzahl von nachgebenden Trägern 146, die sich
von einer Seite davon erstrecken, wie am besten in 3 zu
sehen ist. Die andere Seite des Körpers 142 umfaßt eine Öffnung 144,
die darin konfiguriert ist, um ein Kodierelement (nicht gezeigt)
eines Gegensteckverbinders 160 aufzunehmen, und eine Vielzahl
von Zahlen, die die Kodierpositionen zeigen. Es soll verstanden
werden, daß Buchstaben
oder andere Positionsanzeigekennzeichnungen ebenfalls zur Anwendung
gebracht werden können.
Bei der gezeigten Ausführung
weist der Kodeschlüsselkörper 142 vier
nachgebende Träger 146 auf,
von denen ein jeder einen Arretiervorsprung 148 umfaßt, der
sich nach außen
am unteren Rand davon erstreckt. Mindestens einer der Träger 146 umfaßt ebenfalls
einen Sperrvorsprung 150 am Vorsprung 148.
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Das
obere Gehäuse 120 umfaßt eine
Kodeschlüsselaufnahmeöffnung 124,
die sich von der Eingriffsfläche 122 zur
Montagefläche 128 erstreckt.
Wie am besten in 4, 5 und 6 zu
sehen ist, ist die Öffnung 124 so
konfiguriert, daß sie
das Kodeschlüsselaufnahmeelement 140 aufnimmt,
so daß die
obere numerierte Fläche
im wesentlichen bündig mit
der Eingriffsfläche 122 ist
und die oberen Flächen der
Arretiervorsprünge 148 der
Träger 146 an
den Absatz 129 innerhalb der Öffnung 124 anstoßen. Der Absatz 129 umfaßt außerdem eine
Vielzahl von im wesentlichen dreieckigen Arretierungen 130,
die sich in das obere Gehäuse 120 um
den Umfang der Öffnung 124 erstrecken,
so konfiguriert, daß Sperrvorsprünge 150 darin
aufgenommen werden, um das Kodeschlüsselaufnahmeelement an der
gewünschten
Kodeschlüsselstelle
zu sichern. Die Arretierungen 130 liefern Nockensteuerflächen, die
mit den Sperrvorsprüngen 150 zusammenwirken,
um das Element 140 in der gewünschten Ausrichtung zu positionieren.
In der gezeigten Ausführung
umfassen zwei der Träger 146 Sperrvorsprünge 150.
In Übereinstimmung
mit der Erfindung benötigt
nur einer der Träger 146 einen
Vorsprung 150. Es soll verstanden werden, daß, wenn
es gewünscht
wird, eine Vielzahl von oder alle Träger Vorsprünge 150 umfassen können. Da
das Kodeschlüsselaufnahmeelement 140 vier
Träger
umfaßt,
die gleichmäßig beabstandet sind,
und mindestens einer der Träger 146 einen
Vorsprung 150 umfaßt,
der am Vorsprung 148 zentriert ist, sind acht Arretierungen 130 vorhanden,
die die acht möglichen
Kodeschlüsselpositionen
definieren. Es soll außerdem
verstanden werden, daß das
Kodeschlüsselaufnahmeelement
eine unterschiedliche Anzahl von Trägern, Zwischenräumen und
Vorsprüngen
aufweisen kann, um die gewünschte
Anzahl von Kodierstellen aufzunehmen.
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Beim
Einsetzen des Kodeschlüsselaufnahmeelementes 140 in
die Öffnung 124 werden
die nachgebenden Träger
nach innen zusammengedrückt,
während
die Arretiervorsprünge
mit den Wänden
der Öffnung
in Eingriff kommen. Die Träger 146 federn
elastisch nach außen
beim vollständigen
Einsetzen zurück,
wobei die Sperrvorsprünge 148 mit dem
Absatz 129 in Eingriff kommen und der mindestens eine Sperrvorsprung 150 in
einer der Arretierungen 130 aufgenommen wird.
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Die
Position des Kodeschlüsselaufnahmeelementes 140 wird
durch Ausrichten der Positionsmarkierung oder Kerbe 123 auf
der Eingriffsfläche 122 mit
der dazugehörenden
Zahl oder Buchstaben auf der oberen Fläche des Körpers 142 bestimmt. Der
Kodeschlüsselaufnahmeschlitz 144 im
Körper 142 ist
ebenfalls so angepaßt,
daß ein
Werkzeug aufgenommen wird, wie beispielsweise ein Schraubendreher
oder dergleichen, das verwendet werden kann, um das Kodeschlüsselaufnahmeelement 140 in
die gewünschte
Ausrichtung zu bewegen. In Übereinstimmung
mit der Erfindung kann das Element 140 in beiden Richtungen
gedreht werden, um seine Position innerhalb der Öffnung 124 zu verändern. Es besteht
keine Notwendigkeit, das Element 140 aus der Öffnung 124 zu
entfernen, wie es im allgemeinen beim bisherigen Stand der Technik
erforderlich ist. Während
das Element 140 gedreht wird, bewirkt der Eintritt des
Sperrvorsprunges 150 in eine entsprechende Arretierung
zusätzlich
sowohl ein Tastgefühl als auch
einen hörbaren
Ton, wodurch dem Arbeiter versichert wird, daß das Element 140 vollständig in der
gewünschten
Ausrichtung eingesetzt wurde.
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Wiederum
mit Bezugnahme auf 2 umfaßt ein Verfahren des Zusammenbauens
des Verbinderanordnungsmoduls 10 zuerst das Anordnen der
Anschlußklemmen 114 und 115 in
den entsprechenden Hohlräumen 138, 139 des
oberen Gehäuses 120.
Eine Leiterplattenunterbaugruppe kann danach montiert werden, indem
die Erdungsklemme 70, die Stromklemmen 40 und
die Datenendgeräte 60 in
den entsprechenden Öffnungen 107, 104, 105 und 106 auf
der Unterseite der Leiterplatte 102 angebracht werden.
Die Oberseite der Leiterplattenunterbaugruppe kann danach an den
Leiterplattenbefestigungsabschnitten der Anschlußklemmen 114 und 115 angeordnet
werden. Das untere Gehäuse 12, das
Federn 90, Schieneneingriffsklemmen 80 und den
unteren Betätigungselementabschnitt 92 darin angeordnet
aufweist, kann danach am oberen Gehäuse und der Leiterplattenunterbaugruppe
gesichert werden. Beim zusammengebauten Verbinder erstreckt sich
der untere Betätigungselementabschnitt 92 durch
die Öffnung 108 der
Leiterplatte 102 und in das obere Gehäuse 120. Schließlich werden der
obere Betätigungselementabschnitt 98 und
das Kodeschlüsselaufnahmeelement 140 in
die entsprechenden Öffnungen
im oberen Gehäuse 120 eingesetzt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Kodeschlüsselaufnahmeelement zur Verfügung, das
in eine Öffnung
eines Gehäuses
eingesetzt und in beiden Richtungen innerhalb der Öffnung in
eine Vielzahl von Kodeschlüsselaufnahmeausrichtungen
bewegt werden kann. Die vorliegende Erfindung eliminiert die Notwendigkeit,
das Element aus der Öffnung zu
entfernen. Zusätzlich
sind das Element und die Öffnung
so konfiguriert, daß sowohl
ein Tastgefühl als
auch ein hörbarer
Ton bewirkt werden, während das
Element von einer Position in eine andere bewegt wird. Das Element
erfordert ein Minimum an Platz im Verbindergehäuse.