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1. Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf das
Feld der elektrischen Verbinder und insbesondere auf einen Koppler
der Strombetriebsart, der in der Lage ist in einer nicht-invasiven
Art und Weise elektronische Datensignale zu und von einem verdrallten
Paar-Kabel zu übertragen.
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2. Beschreibung von verwandtem
Stand der Technik
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Koppler zum Abfühlen der Übertragung von Signalströmen mit
niedrigem Pegel oder Niveau über einen
elektrischen Leiter ohne eine elektrische Verbindung mit dem Leiter,
wodurch die Notwendigkeit einer direkten Verdrahtung in das Bus-
oder Sammelkabel vermieden wird, wurden kürzlich entwickelt, und zwar
zur Verwendung in Anwendungsfällen
wie beispielsweise bei Flugzeugen bei denen ersetzbare Kupplungen
oder Kopplungen beispielsweise von „Black Boxes" oder anderen elektronischen
Steuereinheiten mit einem einzigen Datenbus mit geschlossener Schleife
erforderlich sind.
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Die vorliegende Erfindung ist eine
Verbesserung des in US-Patent 4,904,879 offenbarten Kopplers. Die
in dem Patent 4,904,879 offenbarte Vorrichtung ist eine Koppleranordnung
um eine nicht-invasive Kopplung vorzusehen, und zwar zu Leiterdrähten eines
verdrallten Paares eines Datensammelkabels oder Bus-Kabels, wobei
zusammenpassende Paare von E-förmige
Elektromagneten angeordnet sind um ein Paar von Elektromagnetkernen
zu definieren, die Wicklungen um Mittelschenkel derselben aufweisen, die
elektrisch mit einer Steuereinheit verbunden sind, um Signale längs der
Datensammelleitung bzw. längs
des Datenbusses abzufühlen
und zu übertragen.
Die Koppleranordnung gemäss
Patent Nr. 4,904,879, konstruiert für die Verwendung in einem Flugzeug,
weist eine obere Hälfte
und eine untere Hälfte
auf, und zwar zusammen verbunden durch eine Schwenkverbindung an
einem Ende und eine Vierteldrehungsverriegelung am anderen. Die
unteren E-Kerne sind in eine Isoliereinheit eingeformt, die mit
einem Elastomermaterial überzogen
ist, und zwar sowohl zwischen den Kernen und außerhalb der Kerne um jeweils
die Drähte
am Platz zu halten, und um eine Vorspannkraft vorzusehen, um sicherzustellen, dass
die oberen und unteren E-Kerne richtig ohne einen Luftspalt zusammenpassen.
Ein Schaltungsplattenmodul in der schwenkbaren oberen Hälfte der Koppleranordnung
wird gesondert abgeschirmt durch ein Metallgehäuse, welches auf das Schaltungsplattensubstrat
gelötet
ist. Die Anordnung wird dadurch erreicht, dass man die untere Hälfte an
einen Rahmen anbringt bzw. anschraubt, die Datensammelleitungskabeldrähte einsetzt
und die obere Hälfte
verschwenkt, um zu bewirken, dass die E-Kerne miteinander zusammenpassen.
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Obwohl diese Bauart eines Kopplers
der Strombetriebsart eine Verbesserung gegenüber bekannten Vorrichtungen
bedeutet, verbleiben eine Anzahl von Nachteilen. Zu diesen gehören die
folgenden: un(in)adäquate
Kopplung bzw. Kupplung zwischen den E-Kernen und den Kabeldrähten der
Sammelleitung (Daten-Bus-Kabeldrähte),
eine höhere Schreibwicklungs-
oder Windungsstromanforderung als optimal, und die Tendenz der Elastomerkernaufhängung über die
Zeit hinweg sich zu verschlechtern, was die Bildung eines Luftspaltes
zur Folge hat und dadurch die Reaktanz der Kernstruktur erhöht. Dazu kommt
noch die einfache Bolzen- und Mutteranbringungsanordnung verwendet
für die
Anbringung der unteren Hälfte
der konventionellen nicht-invasiven Datensammelleitungskoppler an
einer Platte und die relativ komplexe Schwenkstruktur die erforderlich
ist, um die obere Kopplerhälfte
an der unteren Kopplerhälfte
anzubringen, was eben zu Problemen führt, dann wenn der Koppler
in einem relativ unzugänglichen
Gebiet angebracht werden soll. Die Tatsache, dass der bekannte Koppler
keine Anordnungsmöglichkeit
für die
Abschirmung der Kernanordnung vorsieht, könnte auch Probleme hervorrufen,
obwohl die Signalverstärker
selbst abgeschirmt sind. Schließlich kann
sich der Koppler gemäss
Patent 4,904,879 infolge seiner hohen Stromanforderungen und seines geometrischen
Aufbaus überhitzen.
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Obwohl das Grundkonzept des nicht-invasiven
Datenstrom (Kopplers) bereits erkannt wurde, wurde dennoch eine
optimale Anordnung vom Standpunkt von sowohl der Betriebslebensdauer
als auch der Bequemlichkeit aus noch nicht erreicht.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Im Hinblick auf die Nachteile der
nicht-invasiven Koppler der Strombetriebsart erreicht der erfindungsgemäße Koppler
der Strombetriebsart die folgenden Ziele:
- 1.
Erzeugung einer verbesserten elektrischen Kopplung zwischen den
Signaldrähten
eines verdrallten Kabelpaares und einer magnetischen E-Kernstruktur einschließlich Vorsehen
einer verbesserten Kabelzugentlastung;
- 2. Verminderung der Stromanforderungen der Schreibsignalwicklung;
- 3. Vorsehen einer Kernaufhängung
die mit der Zeit sich nicht verschlechtert;
- 4. Vorsehen einer verbesserten Kopplerbasiseinheitbefestigungsanordnung
die eine schnelle Befestigung sowie eine schnelle Entfernung des Kopplers
vorsieht, und zwar selbst in Gebieten, wo die Platte an der der
Koppler angebracht werden soll nur von einer Seite zugänglich ist;
- 5. Vorsehen einer verbesserten Anordnung zur Befestigung einer
oberen Hälfte
des Kopplers an seiner unteren Hälfte,
wobei es nicht erforderlich ist die obere Hälfte bezüglich der unteren Hälfte zu
verschwenken, wodurch ferner die Zeit und die manuelle Geschicklichkeit
für eine
Insitu-Anordnung
des Kopplers vermindert wird;
- 6. Vorsehen einer verbesserten elektrischen Abschirmung für die E-Kern-Struktur wie
auch für
die Signalverarbeitungselektronik des Kopplers;
- 7. Vorsehen einer verbesserten Wärmeverteilung und Verminderung
der Möglichkeit
des Überhitzens;
und
- 8. allgemeine Reduktion der Anzahl der Komponenten und dadurch
Verminderung der Kosten und Vereinfachung des Herstellungsprozesses
für den
Koppler ohne die Effizienz oder die Zuverlässigkeit zu verschlechtern.
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Diese Ziele werden erreicht durch
Vorsehen gemäss
den Prinzipien eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
eines Kopplers der Strombetriebsart der Bauart, die zur Verwendung
geeignet ist mit einem eine geschlossene Schleife bildenden verdrallten
Datenbuskabelpaars, wobei die Drähte
des Kabels in Position relativ zu zwei Paaren von E-Kernen gehalten
werden die eine Kernstruktur bilden, und zwar zum induktiven Transfer
von Datensignalen zu und von einer gedruckten Schaltungssignalwicklung,
wobei:
- – die
elektrische Kopplung zwischen Signaldrähten eines verdrallten Kabelpaares
oder Paarkabels und einem magnetischen E-Kern verbessert wird, und zwar
durch Vorsehen einer diskreten Elastomersignaldrahtführungsstruktur
einschließlich
einer integralen Drahtzugentlastung und oberen und unteren Kernpositionier-
und Halteoberflächen,
wodurch die Notwendigkeit eliminiert wird, die Kernstruktur einzukapseln,
wobei die elektrische Kopplung ferner verbessert wird, dadurch,
dass die Kerne verjüngt
sind, um der Geometrie der Drähte
in der Führung
zu entsprechen;
- – die
Stromerfordernisse für
die Schreibsignalwicklung oder -windung werden reduziert, und zwar
durch Vorsehen eines Schreibkerns, der wesentlich größer ist
als der Lesekern;
- – die
Tendenz der Elastomerkernaufhängungen
sich mit der Zeit zu setzen vermieden wird, und zwar durch Vorsehen
einer einzigartigen Kernaufhängung vollkommen
aus Metall, die eine Vielzahl von diskreten Schraubenfedern benutzen,
die an einem dielektrischen unteren Kernhalter angebracht sind;
- – die
Anbringung der Basiseinheit des Kopplers an einer Platte oder an
einem anderen Bauteil wird erreicht durch Vorsehen einer selbstzentrierenden
Befestigungsanordnung bei der die Verriegelung und die Entriegelung
erreicht wird durch ein Gleitverriegelungsglied betätigt durch
einen Hebel und gehalten sowohl in der Verriegelungs- sowie in der
Entriegelungsposition durch ein Paar von über mittig angeordneten Vorspanngliedern;
- – die
Anordnung der oberen Hälfte
des Kopplers an der unteren Hälftenbasiseinheit
erreicht wird durch Schnappen eines integralen Verriegelungsglieds
vorgesehen an einem Ende entweder der oberen oder unteren Hälfte des
Kopplers in einen Schlitz oder eine Ausnehmung vorgesehen in der
entsprechenden anderen Hälfte
des Kopplers, wobei das Verriegelungsglied elastisch ist, um zu
gestatten, dass die obere Hälfte
in die untere Hälfte
einpassbar ist, und zwar in einer einzigen Bewegung die quer zu
der Ebene der Platte gerichtet ist, auf die der Koppler anzubringen
ist ohne dass die Notwendigkeit besteht erst die obere Hälfte an
einer Schwenkanordnung vorgesehen an der unteren Hälfte zu
befestigen;
- – die
Abschirmung vorgesehen wird durch ein leitendes Metallgehäuse welches
den gesamten Koppler umschließt,
und zwar einschließlich
der E-Kernstruktur,
wenn der Koppler zusammengebaut ist;
- – Sämtliche
Ecken oder Kanten des Kopplers konturiert sind, um zu verhindern
dass eine Wärmeakkumulation
auftritt, die tendenziell an scharfen Ecken von wärmeleitenden
Strukturen auftritt; und
- – Sämtliche
Kanten der E-Kerne ebenfalls konturiert sind, um die Wärmeakkumulation
zu verhindern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der Bestandteilskomponenten
des Kopplers einer Strombetriebsart, und zwar gemäss einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Basis der unteren Abschirmungsabdeckung
des Kopplers der Strombetriebsart gemäss 1.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht der Oberseite des oberen Abschirmungsgehäuses für den Bevorzugten
Koppler der 1. 4 ist eine Querschnittsseitenansicht,
welche den Betrieb einer Befestigungsanordnung zeigt, und zwar für die bevorzugte
Koppleranordnung der 1.
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5 ist
ein schematisches Diagramm der Art und Weise wie der bevorzugte
Koppler zusammengebaut wird.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Verbinders geeignet zur Verwendung
in dem Koppler der 1 bis 5.
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7a ist
eine Draufsicht auf ein Paar von konturierten E-Kernen geeignet
zur Verwendung mit dem Koppler der 1 bis 5.
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7b ist
eine Seitenansicht eines der E-Kerne der 7a.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt,
weist ein Koppler der Strombetriebsart konstruiert gemäss den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ein Abschirmgehäuse auf, und zwar hergestellt
aus einem unteren Gehäuseglied 1 und
einem oberen Gehäuseglied 2. Innerhalb
des unteren Gehäuseglieds 2 ist
ein Paar von E-Kernen 3 und 4 angebracht; ferner
ein Drahtführungshalter 5;
eine Elastomerdrahtführung,
eine Zugentlastung, und ein Kernausrichtglied 6; eine Vierteldrehungsverriegelungsaufnahmeanordnung 7;
und ein Plattenbefestigungs- und Verriegelungsmechanismus 8.
Jedes der Elemente 2 bis 8 sind in dem unteren
Gehäuseglied 1 befestigt,
um eine Basiseinheit 9 zu bilden, und zwar zur Befestigung
des Kopplers an einer Platte, einem Befestigungsteil oder einer
anderen Oberfläche
(Element 10 in 4 gezeigt),
und zwar ferner benachbart zu einem nicht-abgeschirmten verdrallten
Datenbus oder Datensammelleitungskabelpaar 11.
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Um die Abschirmung für den gesamten Koppler
zu schaffen, und um das Gewicht zu minimieren und die Anordnung
zu vereinfachen sind die Gehäuseglieder 1 und 2 vorzugsweise
aus einem leitenden Metall geformt, und zwar mit guten Dehnungseigenschaften,
und zwar um das Stanzen zu erleichtern, obwohl es innerhalb des
Rahmens der Erfindung liegt leitend beschichtete geformte oder gespritzte
Thermoplastikgehäuseglieder
oder -teile zu verwenden. Geeignete Materialien für die bevorzugte
Metallgehäuseglieder
sind Aluminium, Kupfer oder Stahl, wobei Aluminium besonders vorteilhaft
ist hinsichtlich seines geringen Gewichts und seiner Leitfähigkeit.
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In der Abdeckung 1 ist folgendes
vorgesehen: Öffnungen 12 an
denen ein Befestigungsmechanismus schwenkbar befestigt ist, ein
Schlitz 13 zur Unterbringung eines Befestigungsmechanismusgleitfußglieds,
eine E-Kern Befestigungskammer 14 und eine Befestigungsmechanismusunterbringungskammer 15.
Die untere Oberfläche
(Unterseite) des Gehäusegliedes 1 weist
vorzugsweise Metallfußglieder 16 auf,
und zwar geformt oder gebildet beispielsweise aus Aluminium und
zwar hartgelötet
auf das Basisglied. Die Fußglieder
arbeiten mit dem Befestigungsmechanismusgleitfußglied zusammen, um das untere
Gehäuseglied
an seinem Platz auf einer Platte, wie noch im folgenden weiter unten
zu beschreiben ist, zu zentrieren und zu befestigen. Wie dargestellt,
sind sowohl die oberen und unteren Gehäuseglieder 1 und 2 mit
konturierten Kanten ausgebildet oder ausgeformt, um zu verhindern,
dass eine Wärmeansammlung
oder Wärmeakkumulation
auftritt, die andernfalls auftreten würde, weil Wärme die Tendenz besitzt sich
an scharten Ecken zu konzentrieren. Ein Schlitz oder eine Ausnehmung 17 an
einem Ende des unteren Gehäusegliedes 1 arbeitet
mit einem elastischen Verriegelungsglied am oberen Gehäuseglied 2 zusammen,
um zu gestatten, dass die oberen und unteren Gehäuseglieder miteinander zusammengebaut
werden können,
und zwar in einer Art und Weise die nicht schwenkend ist, was ebenfalls weiter
unten im einzelnen beschrieben wird.
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Der E-Kern 3 ist aus einem
magnetisch-permeablen Material, wie beispielsweise Eisen hergestellt,
und weist eine Basis 18 auf, sowie drei Schenkelglieder 19.
Der E-Kern 3 arbeitet mit einem oberen E-Kern 21 zusammen
um eine Signalempfangskernstruktur oder einen Lesetransformator
zu bilden, und zwar zum Empfang von Signalen von einem der Bus- oder
Sammelleitungsdrähte,
wohingegen der E-Kern 4 mit einem oberen E-Kern 22 zusammenarbeitet, um
eine Schreibkernstruktur oder einen Schreibkerntransformator zu
bilden, und zwar zur Übertragung oder
zur Aussendung von Signalen an den anderen der Sammelleitungsdrähte, und
wobei dieser ferner auch eine Basis 23 und drei Schenkel 24 aufweist.
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Die E-Kerne 3 und 4 weisen
drei besonders vorteilhafte Merkmale auf, die am besten in 7a und 7b zu sehen sind. Das erste Merkmal besteht
darin, dass der Sende- oder Schreibkern 4 annähernd die
zweifache Querschnittsfläche
des Empfangskerns 3 besitzt, um den erforderlichen Treiberstrom zu
minimieren, wodurch die Effizienz der Vorrichtung erhöht und die
Erzeugung von Wärme
vermindert wird. Der zweite Vorteil bzw. das zweite vorteilhafte Merkmal
besteht darin, dass die Schenkelglieder jedes Kerns trapezoidförmige Querschnitte
besitzen, was eine sich verjüngende
oder Konturform vorsieht, die angepasst ist an die Lage eines nicht-verdrehten Sammelleitungsdrahtpaares
sitzend in der Elastomerdrahtführung,
was klarer wird aus der Beschreibung der Drahtführung. Auf diese Weise wird
der Spalt zwischen den entsprechenden Kernen und Drähten auf
einem konstanten Minimalwert gehalten, was die induktive Kopplung
zwischen den Drähten und
dem Kern maximiert. Das dritte vorteilhafte Merkmal sind die abgerundeten
Ecken die weiterhelfen den Wärmeaufbau
hervorgerufen durch scharfe Ecken zu vermindern.
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Der Aufnahmekern 3 und der
Sende- oder Übertragungskern 4 werden
in der Basiseinheit 9 getragen, und zwar durch eine Aufhängung 25 und
sie sind ausgerichtet durch die Kombination des Halters 5 und
der Elastomerdrahtführung 6.
Die Aufhängung 25 weist
zwei untere Isolatorglieder 27 und 28 auf, die
vorteilhafterweise mit einer Vielzahl von Ansätzen oder Vorsprüngen 29 vorgesehen
sind zum Positionieren der Kerne. Die Isolator- oder Isolierglieder 27 und 28 können aus
irgendeinem geeigneten dielektrischen Material hergestellt sein,
beispielsweise einem thermoplastischen Material wie beispielsweise Wexan® oder
Teflon®.
Halteglied 5 und auch sämtliche
anderen Elemente des Gehäuses
können
ebenfalls aus dem gleichen thermoplastischen Material wie die Glieder 27 oder 28 hergestellt
sein, wenn dies nicht anders angegeben ist. Um sicherzustellen, dass
die unteren Kerne 3 und 4 und die oberen Kerne 21 und 22 richtig
zusammenpassen ohne einen Luftspalt, dann, wenn die Basiseinheit 9 an
dem oberen Gehäuseglied 2 zusammengebaut
ist, werden die Kernisolatorglieder 27 und 28 durch
Metallfedern 30 getragen, und zwar angebracht an der Basis durch
geeignete Stifte oder andere (nicht ge zeigte) Befestigungsmittel,
und zwar ferner unter Verwendung von Hartlöten, Löten oder ähnlichen Verfahren, wenn notwendig,
und zwar an den dielektrischen Gliedern über Vorsprünge, obwohl die Einzelheiten der
Anbringung durch den Fachmann verändert werden können. Die
Verwendung einer Metallschraubenfederaufhängung sieht signifikante Vorteile
insofern vor, als die Elastomeraufhängesysteme einer relativ schnellen
altersbedingten Verschlechterung ausgesetzt sind, insbesondere dem
Setzen von Elastomermaterial. Das Setzen ist kein Problem bei Metallfedern 30,
die beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen
elastischen Metallmaterial hergestellt sind.
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Der Halter 5 weist einen
gestanzten und geformten Ausnehmungsteil 32 auf, der geformt
ist, um die Elastomerdrahtführung 6 aufzunehmen,
wobei Öffnungen 33 und 34 vorgesehen
sind, um die Kernaufnahmevorsprünge 35 auf
Führung 6 aufzunehmen
und eine Abdeckeinheitsverriegelungs- und Ausrichtöffnung 36,
deren Funktion in Verbindung mit der Beschreibung der Verriegelung 7 erläutert wird. Der
Ausnehmungsteil 32 weist auch Verlängerungen 37 auf,
um Zugentlastungsteile der Führung 6 aufzunehmen,
und um einen Sitz vorzusehen mit den entsprechenden Ausnehmungen 38 in
dem unteren Gehäuseglied 1.
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Eine Elastomerdrahtführung 6 ist
mit Öffnungen 39 und 40 vorgesehen,
um die Kerne 3 und 4 aufzunehmen, wobei die Öffnungen
unterteilt sind durch Tragglieder 41 in Sub- oder Unter-Öffnungen
geformt zum Tragen der individuellen Drähte des Kabels 11 und
zur Unterbringung der individuellen Schenkel der unteren Kerne 3 und 4 ,
wodurch die Bewegung der Kerne auf den einzigen Freiheitsgrad beschränkt ist, der
durch die Aufhängung
zugelassen ist. Vorteilhafterweise ist der Teil der Öffnungen 39 und 40 angeordnet
oberhalb der Träger 41 nicht
unterteilt, was die Präzise
Ausrichtung der oberen und unteren Kerne und der Kabeldrähte gestattet,
und zwar ohne irgendwelches Material tatsächlich angeordnet zwischen den
Kernen und den Drähten,
auf welche Weise die Dielektrizitätskonstante der Signalkopplung
minimiert wird. Schlitze 42 sind vorgesehen, um die Drähte in einem
nicht-verdrallten Abschnitt des Kabels relativ zum Kern zu positionieren,
wohingegen Schlitz 43 einen Auslass für das Kabel durch die Zugentlastung und
Tragverlängerungen 44 vorsieht,
welche die Ausrichtung der Drähte
bezüglich
der Kerne verhindern, und zwar bezüglich Einfluss durch den Zug
am Kabel. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die
elastomere Drahtführung 6 elastische
Drahthaltemerkmale um zu gestatten, dass die Drähte in Schlitze 42 und 43 eingeschnappt werden
können,
während
die Sammelleitungsdrähte in
verriegelter Beziehung mit der fertigen Basiseinheit gehalten werden.
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Die Vorteile des Vorsehens von verjüngten Kernen
ist aus der Form der Drahtführungsschlitze 42 evident,
wobei diese einen nicht verdrallten Teil des Kabels unterbringen,
wobei die Kabelmenge oder Kabellänge
die entdrallt werden muss minimiert wird. Da die Kerne verjüngt sind,
dass heißt
mit Oberflächen
versehen sind, die mit nicht Null Winkeln relativ zueinander benachbart
der Drähte
orientiert sind, um der natürlichen
Form des nicht verdrallten Kabels zu folgen, wird die Kopplung zwischen
den Drähten
des Kabels und den Kernen maximiert. Ferner ist die Positionierung
der Schlitze und insbesondere der Tragglieder 41 derart
vorgesehen, dass die Drähte
annähernd
vertikal bezüglich
der oberen und unteren Kerne zentriert sind, was die Empfindlichkeit des
Kernes verbessert, wenn Ablesung erfolgt, und wobei ferner die Treiberstromanforderungen
für das Schreiben
vermindert werden. Auf diese Weise ist der Elastomereinsatz 6 derart
ausgelegt, dass die Vorteile optimaler Kopplung vorgesehen werden,
und zwar zwischen den Kernen und den Kabeldrähten, und ferner wird ein einfacher
Zusammenbau der Drähte
mit dem Koppler erreicht und schließlich wird eine effektive Drahtzugentlastung
vorgesehen. Andererseits könnte
die Zugentlastungsfunktion auch durch gesonderte Gummizugentlastungsringe
vorgesehen werden.
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Ausgerechnet mit einer Öffnung 36 in
dem Drahtführungshalter 5 ist
ein Verriegelungsmechanismus der gebildet wird aus einem äußeren zylindrischen
Glied 45 und einem inneren Aufnehmer 46 elastisch
getragen im Glied 45 zur Aufnahme in einer konventionellen
Vierteldrehungsverriegelung 47 angebracht im oberen Gehäuseglied 2.
Außenzylinderglied 45 trägt sowohl
Auf nehmer 46 und sieht auch eine Unterbringung vor für einen
Vorsprung 48 vorgesehen an einer oberen Hälfte bzw.
Abschirmplatte 49 um die untere Hälfte des Kopplers mit der Basiseinheit 9 während des
Zusammenbaus auszurichten. Auf diese Weise sollte der Innendurchmessers
des Glieds 45 annähernd
der gleiche sein wie der Durchmesser der Öffnung 36. Die elastische
Halterung für das
Glied 46 innerhalb des Glieds 45 wird notwendig um
sicherzustellen, dass es keinen Luftraum gibt zwischen den oberen
und unteren Gehäusegliedern 1 und 2,
wenn diese zusammengepasst sind. Der Fachmann wird natürlich erkennen,
dass zahlreiche Verriegelungsmechanismen vorgesehen werden könnten, und
zwar anstellte des dargestellten Vierteldrehungsverriegelungsmechanismus,
wobei dieses geschehen kann ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Das letzte Element, welches die Basiseinheit 9 vollendet,
ist der Befestigungsmechanismus 8, dessen Arbeitsweise
in 4 veranschaulicht ist. Der Befestigungsmechanismus 8 umfasst
einen U-förmigen
Hebelhandgriff 50 mit Armen 51, die schwenkbar
verbunden sind mit dem unteren Gehäuseglied 1, und zwar über Schwenkmittel 52,
die in Öffnungen 12 und Öffnungen 53 in
den Armen 51 des Handgriffs 50 angebracht sind.
Ebenfalls in den Armen 51 sind Öffnungen 54 vorgesehen,
mit denen erste Enden der über
mittigen Schraubenfedern 55 durch Glieder 56 verbunden
sind, und zwar in einer Art und Weise die gestattet, dass die Schraubenfedern 55 sich
relativ zum Handgriff 50 verschwenken können. Die zweiten Enden der
Schraubenfedern 55 sind an einem Gleitfußglied 57 angebracht,
und zwar ausgebildet mit Armen 58 zur Befestigung des Gleitfußgliedes
im Schlitz 13. Beispielsweise können Schraubenfedern 55 auf
Verlängerungen 58 des Gleitfußgliedes 57 eingehängt werden.
An der Basis des Gleitfußgliedes 57 ist
ein Fuß 60 vorgesehen, und
zwar mit einer verjüngten
Vorderkante 61.
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Die Platte oder das Befestigungsteil
an dem die Basiseinheit zu befestigen ist, ist mit zwei Öffnungen 62 ausgestattet,
und zwar zur Aufnahme der Fußglieder 16 und
mit einer Öffnung 63 zur
Aufnahme des Fußgliedes 60.
Um die Basiseinheit an der Plattenoberfläche anzubringen, wird das Fußglied 16 in die Öffnungen 62 eingesetzt
und das Fußglied 60 wird
in die Öffnung 63 in
einer herausgezogenen oder Entriegelungsposition gemäß 4 eingesetzt. Sodann wird der Handgriff 50 manuell
verschwenkt, um Gleitmittel 57 entlang des Schlitzes zu
bewegen, bis die vordere Kante 61 des Fußes 60 eine
Verriegelungsposition erreicht die in einer ausgezogenen Linie dargestellt
ist, in der dieses mit dem Endteil 64 der Öffnung 63 in
Eingriff kommt. Der Benutzer setzt die Verschwenkung des Handgriffs 50 fort,
bis dieser nicht weiter verschwenkt werden kann. Wegen der Anordnung
der Öffnungen 54 oberhalb
des Schwenkpunktes bildet der Handgriff 50 eine übermittige
Verriegelungsanordnung oder einen übermittigen Verriegelungsmechanismus.
Wenn daher der Handgriff 50 sich in der verriegelten Position
befindet, so dient die Schraubenfeder 55 zum Halten des
Fußes 60 gegen die
Kante 64. Die Verjüngungen
der Fußglieder 16 und 60 dienen
zu Zentrierung der Vorrichtung innerhalb der Schlitze auf der Platte
und nehmen Herstellungstoleranzen auf. Um den Befestigungsmechanismus
freizugeben, wird der Handgriff 50 einfach in der entgegengesetzten
Richtung verschwenkt, was zur Folge hat, dass der Gleitfuß von der
Kante 64 außer Eingriff
kommt, bis der Handgriff 50 den übermittigen Punkt der maximalen
Ausdehnung der Schraubenfeder 55 durchläuft, was bewirkt, dass das
Gleitfußglied 57 in
seine Entriegelungsposition herausgezogen wird.
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In einer weniger günstigen
aber nicht desto weniger betriebsfähigen Variation des oben beschriebenen
Befestigungsmechanismus, kann das Gleitfußglied in Verriegelungsrichtung
vorgespannt werden, und zwar durch ein Paar von Schraubenfedern vorgesehen
in einer Nut im Gehäuse 1 und
der Gleitfußmechanismus
kann an seinem Platz befestigt werden, und zwar durch eine Festlegschraube
oder eine ähnliche
Verriegelungsanordnung nachdem die Basiseinheit auf der Platte oder
Befestigungsoberfläche
angebracht ist. Diese Abwandlung ist am besten geeignet für einen
Koppler bei dem die Gehäuseglieder
aus thermoplastischen Material hergestellt sind, einem Material
in das die notwendige Nut geformt werden kann. Diese Variation ist
bei Verwendung von gestanztem Metall nicht so günstig.
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Das obere Gehäuseglied 2 ist mit
einem Vorsprung 65 geformt. Der Vorsprung 65 besitzt
eine Öffnung 66 zur
Aufnahme der Vierteldrehungsverriegelung 47 und einer Lagerhülse 67.
Ebenfalls im oberen Gehäuseglied 2 ist
ein oberer E-Kern-Tragabschnitt 68 und eine Verbinderbefestigungsöffnung 69 vorgesehen.
Die E-Kerne 21 und 22 können wahlweise elastisch getragen
sein, obwohl ein derartiger zusätzlicher
elastischer Halter bzw. eine solche zusätzliche elastische Halterung
nicht üblicherweise
notwendig sein wird im Hinblick auf die Effektivität der unteren Aufhängung 25.
Die E-Kerne 21 und 22 sind an einem thermoplastischen
Glied 70' befestigt,
welches ferner an Abschnitt 68 des oberen Gehäuses 2 befestigt
ist, wodurch die Magnetkerne isoliert werden. Die Ausrichtung der
E-Kerne 21 und 22 wird durch ein thermoplastisches
Glied 70 vorgesehen, welches erhöhte oder erhabene Teile 71 aufweist,
und zwar zum Einsetzen in entsprechende Öffnungen in einer Metallabschirmplatte 72.
Die Platte 72 weist einen erhabenen oder erhöhten Teil 73 auf,
und zwar für
Tragglied 70, Schaltungsplatte 74. Glied 70 isoliert
oder trennt daher die Kerne von der Metallplatte 72 und die
Platte 72 von der Schaltungsplatte 74.
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Die Schaltungsplatte 74 trägt eine
Vielzahl von elektrischen Komponenten 75, und zwar einschließlich eines
Lesesignalverstärkers
und einer Schreibsignaltreiberschaltung, wobei die beiden komplett
abgeschirmt sind durch eine Kombination der Metallplatte 72 und
dem oberen Gehäuseglied 2. Die
Schaltungsplatte 74 weist auch trapezförmige oder trapezoidförmige Öffnungen
auf, und zwar zur Unterbringung der E-Kerne 21 und 22 und
ferner Windungen oder Wicklungen 77 welche die Öffnungen 76 umgeben.
Die Wicklungen 77 bestehen aus gedruckten Schaltungsspulen
für die
E-Kerne in bekannter Art und Weise.
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Lese- und Schreibsignale werden zu
dem Koppler hin und von diesem weg geschickt, und zwar über einen
konventionellen zylindrischen Verbinder 78 mit PCB-Enden 79 zum
Einsetzen in entsprechende Kerben vorgesehen in der Schaltungsplatte
und sich durch Öffnung 69 erstreckend.
Der Fachmann erkennt, dass andere Arten von Verbindern eingesetzt
werden könnten,
und zwar einschließlich D-Subverbindern
und Verbindern die die Oberflächenbefestigung
verwenden anstelle der PCB-Anschlusstraganordnungen. Die bevorzugte
Art und Weise der Anbringung des Verbinders 74 an der Schaltungsplatte
ist vorteilhafterweise das Anlöten der
PCB-Enden 79 in Nuten der Schaltungsplatte 74 was
die Halterung für
die Komponente die das Ende 80 der Schaltungsplatte trägt innerhalb
des oberen Gehäuseglieds 2 vorsieht,
und zwar ohne die Notwendigkeit für zusätzliche Befestigungsanordnungen,
da das die Spule tragende Ende 81 der Schaltungsplatte 74 durch
die Metallplatte 72 getragen ist. Man erkennt ferner, dass
verschiedene Vorsprünge oder
dergleichen zusätzlich
auf dem Gehäuseglied 2 vorgesehen
sein können,
um weitere Halterungen für die
Schaltungsplatte vorzusehen, und um auch die Abschirmung und Schaltungsplattenbefestigungsplatte 72 zu
tragen die selbst im Bezug auf das obere Gehäuseglied 2 durch Vorsprung 65 getragen
ist und durch Einpassung gegenüber
dem unteren Rand A des oberen Gehäuses 2. Der Verbinder 78 weist
auch wie in 6 gezeigt
ein schlüsselartiges
Element 82 oder eine Feder auf, und zwar zur Zusammenarbeit mit
einer Nut 83 in der Öffnung 69 um
den Verbinder axial auszurichten, und Bajonettvorsprünge 84 sind vorgesehen
zur Zusammenarbeit mit Bajonettschlitzen in einem entsprechenden
(nicht gezeigten) Verbinder mit dem der Verbinder 78 zusammengepasst werden
kann. Sobald die Metallplatte 72 sich an ihrem Platz befindet
und dadurch eine vollständige
Abschirmung der Lese/Schreibschaltung und -spulen vorgesehen ist,
kann die auf diese Weise gebildete obere Gehäuseeinheit vergossen werden,
und zwar unter Verwendung üblicher
Vergießungsverfahren und
-materialien.
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Die Metallplatte 72 weist
ferner einen zylindrischen Vorsprung 48 auf, der von dieser
nach unten wegragt und wie oben beschrieben mit der Öffnung 36 im
Halter 5 zusammenarbeitet und mit dem äußeren zylindrischen Glied 45 des
Verriegelungsmechanismus 7, um die obere Gehäusehälfte mit
der Basiseinheit 9 auszurichten. Zudem kann eine Verriegelungsscheibe 85 vorgesehen
sein, um die Verriegelung 47 lose in der Öffnung 66 zu
halten.
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Das das Gehäuseglied 2 aufnehmende
Ende der Schaltungsplatte ist an der Basiseinheit 9 befestigt,
und zwar durch ein elastisches Verriegelungsglied 86 mit
einem entfernten Verriegelungsvorsprung 87, der mit einer
oberen Kante von Schlitz 17 in Eingriff kommt, um das obere
Gehäuseglied
an seinem Platz zu halten. Wegen der Elastizität des Gliedes 86 kann
das obere Gehäuseglied 2 in
die Basiseinheit 9 eingeschnappt werden, und zwar durch eine
einzige Vertikalbewegung wie in 6 gezeigt, nachdem
die Drähte
des Kabels 11 entdrallt sind und die Schlitze 42 und 43 der
Elastomerdrahtführung 6 eingeschnappt
sind. Wenn der zylindrische Vorsprung 48 in die Öffnung 36 und
das äußere zylindrische
Glied 45 eintritt bewirkt der Eingriff zwischen Vorsprung 87 und
unterem Gehäuseglied 1 die
Auslenkung des Verriegelungsglieds 86 nach außen, was
gestattet, dass der Vorsprung vom Gehäuse freikommt. Wenn der Vorsprung 87 den
Schlitz 17 erreicht, tritt er in den Schlitz unter dem
Einfluss der Rückstellkraft
ein, die vorgesehen wird durch das elastische Verriegelungsglied 8,
wodurch die Anordnung oder der Zusammenbau des Kopplers vollendet wird.
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Nachdem nunmehr ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben wurde ist jedoch den Erfindern klar, dass
verschiedene Abwandlungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels dem Fachmann
ohne Zweifel gegeben sind und die Erfinder beabsichtigen dass die
Erfindung diese dem Fachmann gegebenen Abwandlungen umfasst. Beispielsweise
kann das Verriegelungsglied 86 an dem unteren Gehäuseglied 1 vorgesehen
und der Schlitz 17 kann im oberen Gehäuseglied 2 vorgesehen
sein. Zudem können
zwei Verriegelungsglieder in den Seiten des Gehäuseglieds 1 (oder
2) angeordnet sein und bezüglich
des zweiten Gehäuseglieds 2 (oder
1) und mit entsprechenden Schlitzen damit in Eingriff kommen. Ferner
kann das Kabel zusammen mit dem der Koppler verwendet wird auch
ein nicht abgeschirmtes verdralltes Kabelpaar sein oder eine Datensammelleitung
mit geschlossener Leitung. Die Erfindung ist somit nicht durch das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
welches hier beschrieben und dargestellt ist beschränkt sondern
lediglich durch die beigefügten
Ansprüche.