EP1210851A2 - Erweiterbares gehäuse aus montagerahmen - Google Patents

Erweiterbares gehäuse aus montagerahmen

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Publication number
EP1210851A2
EP1210851A2 EP01936089A EP01936089A EP1210851A2 EP 1210851 A2 EP1210851 A2 EP 1210851A2 EP 01936089 A EP01936089 A EP 01936089A EP 01936089 A EP01936089 A EP 01936089A EP 1210851 A2 EP1210851 A2 EP 1210851A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking
slide
mounting frame
guide
housing according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01936089A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried KÜPPER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moeller GmbH filed Critical Moeller GmbH
Publication of EP1210851A2 publication Critical patent/EP1210851A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0021—Side-by-side or stacked arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1462—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
    • H05K7/1465—Modular PLC assemblies with separable functional units

Definitions

  • Expandable housing made of mounting frame
  • the invention relates to a housing expandable from assembly frames with at least one circuit board in stacks according to the preamble of the main claim.
  • the housing is essentially made up of flat components with a three- or four-walled frame.
  • the circuit boards are arranged parallel and at a distance from one another, the plug connections of the circuit boards being electrically contactable with one another via openings in the flat component.
  • Two components are mechanically connected to one another using dowel pins attached to the frame, the dowel pins being inserted into the bores of the other component.
  • elastic pawls are used, which engage in assigned slots.
  • the invention has for its object to provide an expandable housing formed from a mounting frame, in which simple assembly and disassembly is possible.
  • the mounting frames comprise a latching and unlocking device according to the invention, it is possible to easily close intermediate mounting frames in a stack of mounting frames remove or insert additional mounting frame, whereby by a locking function with respect to an adjacent second mounting frame, the mounting frame can be fixed to one another, the second mounting frame having locking means for this purpose, and on the other hand an unlocking function for the same locking means for releasing the mounting frame.
  • the latching and unlocking device consists of at least one spring-loaded latching element which is designed in such a way that it can engage with latching means, as a result of which tool-free assembly of assembly frames, including intermediate frame modules, is possible, the latching element being designed in such a way that it can be released from the locking means by actuation — against spring force — an exchange or removal of the mounting frame is also possible.
  • the latching and unlocking device can be provided with at least one actuating means accessible from the outside, the actuating means preferably being designed as a push button. Furthermore, a particularly convenient tool-free assembly is possible, with a simple
  • the slide has two locking recesses, which are spaced from each other by a sixth to a third of the dimension (length) of a slide side of a mounting frame and are arranged in the central region of the mounting frame, on the one hand there is an optimal locking function and on the other hand it is possible to to form an arcuate guide edge covering the locking recesses, which gives a special aesthetic impression.
  • the latching and unlocking device comprises a plate-shaped, elongated slide which is guided and supported in a linearly displaceable manner, if the slide further has at least one curved contour which has a locking slope (for automatic Has snap), which is designed such that the slide is displaceable against the spring force, has an opposite unlocking slope, and has a locking recess arranged below the locking slope, wherein the unlocking chamfer attaches to the locking recess.
  • the high tensile forces caused by the pin and socket strips are greatly reduced by the corresponding curve of the unlocking slope.
  • the latching recess engages behind the locking means, two slides being arranged opposite each other, on opposite slider sides, in pairs.
  • the slide is particularly easy to assemble with good guiding properties and easy to manufacture.
  • the slide of the latching and unlocking device hereby has at least two aligned guide holes similar to slots, in which guide cams are arranged.
  • the guide cams in the guide area have a substantially rectangular cross-section and a T-shaped guide head, the guide holes have an insertion opening which is adapted to the head shape of the guide head, and at least one slide stop is arranged within the guide holes and / or the insertion opening.
  • the invention enables the assembly frame to be assembled quickly into a housing by simply plugging it together and locking it independently.
  • the electrically conductive connection by using metal slides is advantageous. Through the metal parts (slider, locking pin) the electrical contact is passed from frame to frame, especially when the mounting frame is made of die-cast metal. This eliminates the need for additional contact elements or contact connections for grounding.
  • Fig. 1 is a perspective view of three mounting frames
  • FIG. 2 shows a sectional view of the mounting frame shown in FIG. 1,
  • FIG. 3 is an illustration of the mounting frame shown in Fig. 1 by the
  • FIG. 4 shows an illustration of the mounting frame shown in FIG. 1 from above
  • Fig. 6 is a perspective view of two connected
  • FIG. 7 shows a side view of the mounting frame shown in FIG. 1,
  • FIG. 8 is an illustration of the mounting frame shown in FIG. 7 from above
  • Fig. 9 is a perspective view of that shown in Fig. 7
  • FIG. 10 is an illustration of the mounting frame shown in Fig. 7 from the
  • FIG. 11 is a sectional view of the mounting frame shown in FIG. 7,
  • FIG. 12 is an illustration of the mounting frame shown in FIG. 7 and separated from one another from the side
  • FIG. 13 is a sectional view as in FIG. 11, but shown separately,
  • FFiigg .. 1144 is a perspective view of three mounting frames in a slightly modified form with locking and
  • FIG. 15 is an illustration of two mounting frames to be locked without printed circuit boards in the already guided position, but without in
  • 16 is an illustration of two mounting frames to be locked without
  • Fig. 18 shows an illustration of two mounting frames to be locked
  • Fig. 20 is an illustration with circuit boards of two locked
  • FIG. 21 shows an illustration without printed circuit boards of two assembly frames in the locked position, before the unlocking process, but during which the unlocking button is pressed
  • FIG. 22 shows two mounting frames without printed circuit boards during the unlocking process
  • 23 shows two mounting frames without printed circuit boards after the unlocking process
  • FIG. 24 shows two mounting frames with printed circuit boards in the locked position, before the unlocking process, but when the unlocking button is pressed
  • FIG. 25 shows an illustration of two mounting frames with printed circuit boards during the unlocking process
  • FIG. 26 shows an illustration of two mounting frames with printed circuit boards after the unlocking process
  • FIG. 27 shows a perspective illustration of a system which consists of a
  • FIG. 28 is a perspective view of a control with a
  • the mounting frames 1 can be stacked together to form an electronics housing.
  • the mounting frame 1 comprises a locking and unlocking device 17, the second mounting frame 1b having locking pins or locking means 4 for this purpose.
  • the housing part belonging to a controller 38 (shown in FIG. 27), which is referred to here as mounting frame 1, is equipped with a printed circuit board 15 on which there are pin strips or plug pins 44 and socket strips or plug sockets 43, as in FIG. 6 and 9 show.
  • the housing part is to be connected to another housing part in such a way that it cannot be released independently.
  • the locking and unlocking device 17 therefore consists of a spring-loaded locking element 2, which can engage locking means 4.
  • the mounting frames 1 are positioned by housing guides 8, which are referred to as second guide means or guide brackets 34, such that the pin strips with the socket strips and the locking pins 4 with the slides 2 are in the correct position relative to one another.
  • the slide 2 is a movable part made of metal, for locking and unlocking the individual housing parts, which is connected to the mounting frame via guides.
  • the spring 3 is a compression spring that holds the slide 2 in a certain position.
  • the locking pin 4 is a pin on the mounting frame 1 or other housing parts that produce the lock together with the slide.
  • the slide stop 5 is a stop on the mounting frame, which holds the slide 2 in the assembled position after the slide 2 has been installed.
  • the guide 6 is part of the mounting frame 1, which serves to hold and guide the slide 2.
  • the guide groove 7 is a groove in the slide 2, in which the guide runs.
  • the housing guide 8 is a guide which positions the mounting frame 1 or housing parts relative to one another.
  • the circuit board support 9 is used for support for the circuit board 15 and conductive connection to the mounting frame.
  • the rivet pins 10 are pins which are part of the mounting frame 1, with which the printed circuit board 15 is riveted directly to the mounting frame. Instead of rivet pins, holes can also be provided for receiving rivets or pins, with which the circuit board is fastened.
  • the locking bevel 11 is a bevel on the slide 2, via which the slide 2 with the locking pin 4 is laterally displaced.
  • the unlocking slope 12 is a slope on the slide 2, via which the mounting frame, and thus also the pin and socket strips are pressed apart.
  • the spring counter bearing housing 13 is part of the mounting frame 1, which serves as a receptacle and counter bearing of the compression spring.
  • the spring counter-bearing slide is part of the slide 2, which serves as a receptacle and counter bearing of the compression spring.
  • the bolt 15 is part of the slide 2, which serves to lock the mounting frame or housing parts.
  • the latching element 2 is designed such that the latching element 2 can be released from the locking means 4 again by actuation, counter to the spring force, as shown in FIGS. 21 to 23.
  • the latching and unlocking device 17 has a plate-shaped, elongated slide 2, which is guided and supported in a linearly displaceable manner, e.g. Fig. 2 shows.
  • the slide has at least one curve contour, which has a locking bevel 11, which is designed such that the slide 2 is displaceable against the spring force, the slide 2 having an opposite unlocking bevel 12.
  • the slide 2 has a locking recess 19 arranged below the locking slope 11 and a locking hook 42, the unlocking slope 12 attaching to the one locking recess 19, the locking hook 42 engaging behind the locking means 4 in the locking position.
  • the slider 5 of the locking and unlocking device 17 has two aligned slot-like guide holes 20, in which guide cams 21 are arranged, the guide cams 21 in the guide area 22 having a substantially rectangular cross section and a T-shaped guide head 23.
  • the guide holes 20 have an insertion opening 24 adapted to the shape of the head of the guide head 23, a slide stop 5 being arranged within the guide holes 20 and / or the insertion opening 24.
  • the slide 2 has two locking recesses 19 which are spaced from one another by one sixth to one third of the length of a slide side 25 of a mounting frame 1.
  • the locking recesses 19 are arranged in the central region of the mounting frame 1.
  • One slide 2 each is arranged on opposite slide sides 25, 26.
  • the slide 2 has an incision 27 for receiving a spring 3, as shown in FIGS. 5 and 15. Furthermore, there is a first receiving connection 32 (spring counter bearing) fastened with a slide wall 25, 26 with a connection head 30. A spring end 28 is held by the first receiving connection 32a, the other spring end 29 being held by a second connection 32b, which is firmly connected to the slide 2 in the incision 27 on an incision side 31, the spring 3 acting as a compression spring.
  • a first receiving connection 32 spring counter bearing
  • the locking means 4 are cylindrical locking pins 4.
  • the plug contacts have plug means on the top and bottom, in the form of sockets 43 that can be plugged into a bus structure (as shown in FIG. 8) and pins 44 (as shown in FIG. 9).
  • the mounting frame 1 has first, mechanical guide means 33 protruding on an upper side and second guide means 34 on a lower side, which are designed such that the mounting frames are stacked on top of one another, as shown in FIG. 3.
  • the first guide means 33 are only arranged on two parallel sides, the first guide means 33 being designed as guide edges 33.
  • the second guide means 34 are arranged on one side at two corners, the second guide means 34 being designed as a guide bracket 34.
  • the mounting frame 1 has molded-on printed circuit board supports 9 (FIG. 4) which are designed as rivets 10 for mechanical fastening and for electrical contacting or grounding of the printed circuit boards 35, in order to improve the electromagnetic compatibility (EMC).
  • the mounting frame 1 has molded-out ribs 36 which are longer on the upper side. The fins can serve in particular as cooling fins for heat dissipation.
  • Mounting frame 1 can have sealing means in the form of sealing lips or elastic material for splash water and / or dust sealing according to IP 65.
  • the mounting frame 1 has second plug contacts 37 accessible from the outside. How to indicate the sub-D connector or receptacle mounting holes shown in FIG. 14.
  • the mounting frame 1 is a die-cast part, preferably a zinc or aluminum die-cast part.
  • the parts with the reference numerals 4, 8, 13, 26, 33, 34, 36, 9, 10, etc. can be easily molded on. Due to the formation of die-cast metal, the mounting frame is particularly robust, it can be made to size and has advantages over a frame made of plastic.
  • a plurality of mounting frames 1 can be a housing for one
  • Form electronics system 41 or a programmable controller.
  • a system can be a modular controller 38 or an industrial computer, the individual mounting frames 1 each being assigned to a control or electronic module (CPU module, power supply unit, input, output or video module).
  • the electronics system 41 can also be used in addition to a controller
  • a visualization device 46 can also be connected and mechanically fastened, similar to a PC monitor, with a screen that is substantially larger in relation to the frame area.
  • the visualization device 46 can also have command and / or signaling devices, and also an emergency stop button. It can be used for industrial controls.
  • a cover 45 for a mounting frame can have an LCD display, operating and programming buttons. Such a cover 45 can have approximately the same dimensions as a mounting frame 1.
  • Display units (visualization device 46 or cover 45) are electrically and / or mechanically connected to two standard interfaces (PCI and ISA) arranged on the adjacent mounting frame. These are mechanically connected in the manner described.
  • the control on one of the circuit boards can be a standardized assembly according to PC / 104.
  • a (programmable) controller (modular PLC) usually consists of several mounting frames. This can be mounted directly on the back of the visualization device 46.
  • a cover 45 can also be provided only as a cover (without display and button) or only with buttons, for example with an emergency stop button.
  • the programmable logic controller being mounted directly on the back of the visualization device (46).
  • the visualization device (46) also has command and / or signaling devices and / or an emergency stop button. List of reference numbers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Mounting Of Printed Circuit Boards And The Like (AREA)

Abstract

Es werden Montagerahmen (1) für Leiterplatten (15) beschrieben, die stapelweise zu einem Elektronikgehäuse aneinander reihbar sind. Es wird vorgesehen, dass ein Montagerahmen (1a) eine Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung (17) umfasst, die einerseits eine Verrastungsfunktion zu einem benachbarten zweiten Montagerahmen (1b) aufweist. Hierzu sind am zweiten Kontagerahmen (1b) Verriegelungsmittel (4) vorhanden. Die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung (17) besteht aus mindestens einem unter Federwirkung stehenden Verrastungselement (2). Dies greift auf Verrastungsmittel (4) zu. Das Verrastungselement (2) ist derart ausgebildet, dass es durch Betätigung entgegen Federkraft von dem Verriegelungsmittel (4) wieder lösbar ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Erweiterbares Gehäuse aus Montagerahmen
Die Erfindung betrifft ein aus Montagerahmen mit mindestens einer Leiterplatte in Stapeln erweiterbares Gehäuse nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Bekannt ist beispielsweise, Leiterplatten an einem Blechrahmen zu befestigen, wobei die einzelnen Rahmen mit Hilfe von Distanzbolzen miteinander zu einem Stapel verbunden werden.
Aus der DE 196 07 248 A1 ist ein erweiterbares Gehäuse für gedruckte Schaltungsplatten bekannt. Das Gehäuse wird im wesentlichen aus ebenen Bauteilen mit einem drei- oder vierwandigen Rahmen gebildet. In dem ebenen Bauteil sind die Schaltungsplatten parallel und im Abstand zueinander angeordnet, wobei die Steckverbindungen der Schaltungsplatten über Öffnungen im ebenen Bauteil untereinander elektrisch kontaktierbar sind. Zwei Bauteile werden über am Rahmen angebrachte Paßstifte miteinander mechanisch verbunden, wobei die Paßstifte in Bohrungen des anderen Bauteils gesteckt wer- den. Zur Verrastung zweier Bauteile werden elastische Klinken eingesetzt, die in zugeordnete Schlitze greifen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein erweiterbares, aus Montagerahmen gebildetes Gehäuse anzugeben, bei dem eine einfache Montage und Demontage möglich ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst, während in den Unteransprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.
Indem erfindungsgemäß die Montagerahmen eine Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung umfassen, ist es möglich, bei einem Stapel von Montagerahmen auch zwischenliegende Montagerahmen in einfacher Weise zu entfernen oder zusätzliche Montagerahmen einzufügen, wobei durch eine Verrastungsfunktion in bezug auf einen benachbarten zweiten Montagerahmen, die Montagerahmen untereinander fixiert werden können, wobei der zweite Montagerahmen hierfür Verrastungsmittel aufweist, und andererseits eine Entriegelungsfunktion für die gleichen Verrastungsmittel zum Wieder-Lösen des Montagerahmens vorhanden ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist es auch erfindungswesentlich, wenn die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung aus mindestens einem unter Federwirkung stehenden Verrastungselement besteht, das derart ausgebildet ist, daß es auf Verrastungsmittel greifen kann, wodurch eine werkzeuglose Montage von Montagerahmen, auch von zwischenliegenden Rahmen-Modulen, möglich ist, wobei ist das Verrastungselement derart ausgebildet, daß es durch Betätigung - entgegen Federkraft - von dem Verriegelungsmittel wieder lösbar ist, auch ein Auswechseln oder Entfernen von Montagerahmen ist möglich.
Die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung kann mit mindestens einem von außen zugänglichen Betätigungsmittel versehen sein, wobei das Betätigungsmittel vorzugsweise als Druckknopf ausgebildet ist. Weiterhin ist eine besonders komfortable werkzeuglose Montage möglich, wobei eine einfache
Erweiterung oder ein Abbau von zwischenliegenden Montangerahmen, Rahmen- Modulen oder dergleichen möglich bleibt.
Dadurch, daß der Schieber zwei Rastvertiefungen aufweist, die einen Abstand voneinander von einem Sechstel bis einem Drittel der Abmessung (Länge) einer Schieberseite eines Montagerahmens aufweisen und im mittleren Bereich des Montagerahmens angeordnet sind, ist einerseits eine optimale Rastfunktion gegeben und andererseits ist es möglich, einen die Rastvertiefungen abdeckenden Führungsrand bogenförmig auszubilden, was einen besonderen ästhetischen Eindruck vermittelt.
Besonders günstig ist es, um ein automatisches Einrasten und eine optimale (linearförmig, kontaktschonend und montagefreundlich) Kontakttrennung von Steckkontakten, die z.B. auf Leiterplatten angeordnet sind, zu erreichen, wenn die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung einen plattenförmigen, länglichen Schieber umfaßt, der linear verschieblich geführt und gelagert ist, wenn weiterhin der Schieber mindestens eine Kurvenkontur aufweist, die eine Verriegelungs- schräge (für automatisches Einrasten) aufweist, die derart ausgebildet ist, daß der Schieber entgegen der Federkraft verschiebbar ist, eine entgegengesetzt verlaufende Entriegelungsschräge aufweist, und eine unterhalb des Verriegelungsschräge angeordnete Rastvertiefung aufweist, wobei die Entriegelungsschräge an der Rastvertiefung ansetzt. Die hohen Zugkräfte durch die Stift- und Buchsenleisten werden durch entsprechenden Kurvenverlauf der Entriegelungsschräge stark reduziert.
Die Rastvertiefung hintergreift in der Verriegelungsposition die Verriegelungsmittel haltend, wobei zwei Schieber jeweils gegenüberliegend, an gegenüberliegenden Schieberseiten, paarweise angeordnet sind.
Insbesondere ist das Auseinanderdrücken der Stiftleisten über die schiefe Ebene vorteilhaft. Dadurch ergibt sich ein Wegfall der hohen Zugkräfte.
Der Schieber ist, bei guten Führungseigenschaften und einfacher Herstellbarkeit, besonders montagefreundlich. Hiermit weist der Schieber der Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung mindestes zwei fluchtende langlochähnliche Führungslöcher auf, in denen Führungsnocken angeordnet sind. Die Führungsnocken im Führungsbereich wesien einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt und einen T-förmigen Führungskopf auf, und die Führungslöcher weisen eine der Kopfform des Führungskopfes angepaßte Einführungsöffnung auf, und innerhalb der Führungslöcher und/oder der Einführungsöffnung ist mindestens ein Schieberanschlag angeordnet.
Durch die Erfindung ist eine schnelle Montage der Montagerahmen zu einem Gehäuse durch einfaches Zusammenstecken und selbständiges Verriegeln möglich. Vorteilhaft ist die elektrisch leitende Verbindung durch Einsatz von Metallschiebern. Durch die Metallteile (Schieber, Verriegelungszapfen) wird der elektrische Kontakt von Rahmen zu Rahmen weitergegeben, insbesondere auch wenn die Montagerahmen aus Metall-Druckguß bestehen. Es entfallen dadurch zusätzliche Kontaktelemente oder Kontaktverbindungen zwecks Erdung.
Besonders vorteilhaft ist, daß eine einfache Demontage möglich ist, da an jedem beliebigen Montagerahmen getrennt werden kann.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher beschrieben und erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von drei Montagerahmen mit
Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtungen, wobei ein Montagerahmen abgetrennt dargestellt ist, Fig. 2 eine Schnittdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Montagerahmen,
Fig. 3 eine Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Montagerahmen von der
Unterseite, Fig. 4 eine Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Montagerahmen von oben,
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung von zwei verbundenen
Montagerahmen mit Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtungen, jeweils einer Leiterplatte und Steckkontakten, Fig. 7 eine Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Montagerahmen von der Seite,
Fig. 8 eine Darstellung der in Fig. 7 gezeigten Montagerahmen von oben, Fig. 9 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 7 gezeigten
Montagerahmen, jeweils mit einer Leiterplatte und Steckkontakten, von unten gesehen, Fig. 10 eine Darstellung der in Fig. 7 gezeigten Montagerahmen von der
Seite,
Fig. 11 eine Schnittdarstellung der in Fig. 7 gezeigten Montagerahmen,
Fig. 12 eine Darstellung der in Fig. 7 gezeigten und voneinander getrennten Montagerahmen von der Seite,
Fig. 13 eine Schnittdarstellung wie in Fig. 11 , jedoch getrennt dargestellt,
FFiigg.. 1144 eine perspektivische Darstellung von drei Montagerahmen in leicht abgewandelter Form mit Verrastungs- und
Entriegelungsvorrichtungen und einem Basiskörper zum Einrasten auf eine Hutschiene, Fig. 15 eine Darstellung von zwei zu verrastende Montagerahmen ohne Leiterplatten in schon geführter Position, jedoch ohne in
Verrastungseingriff zu sein, Fig. 16 eine Darstellung von zwei zu verrastende Montagerahmen ohne
Leiterplatten in Verrastungseingriff, Fig. 17 eine Darstellung ohne Leiterplatten von zwei verrasteten Montagerahmen,
Fig. 18 eine Darstellung von zwei zu verrastende Montagerahmen mit
Leiterplatten in schon geführter Position, jedoch ohne in
Verrastungseingriff zu sein, Fig. 19 eine Darstellung von zwei zu verrastende Montagerahmen mit Leiterplatten in Verrastungseingriff,
Fig. 20 eine Darstellung mit Leiterplatten von zwei verrasteten
Montagerahmen, Fig. 21 eine Darstellung ohne Leiterplatten von zwei Montagerahmen in verrasteter Position, vor dem Entriegelungsvorgang bei dem aber der Entriegelungsknopf gedrückt wird,
Fig. 22 eine Darstellung von zwei Montagerahmen ohne Leiterplatten während des Entriegelungsvorgangs, Fig. 23 eine Darstellung von zwei Montagerahmen ohne Leiterplatten nach dem Entriegelungsvorgang, Fig. 24 eine Darstellung von zwei Montagerahmen mit Leiterplatten in verrasteter Position, vor dem Entriegelungsvorgang bei dem aber der Entriegelungsknopf gedrückt wird,
Fig. 25 eine Darstellung von zwei Montagerahmen mit Leiterplatten während des Entriegelungsvorgangs, Fig. 26 eine Darstellung von zwei Montagerahmen mit Leiterplatten nach dem Entriegelungsvorgang und Fig. 27 eine perspektivische Darstellung eines Systems, das aus einer
Steuerung mit Montagerahmen, Kommunikationsmodulen und kommunikationsfähigen Schaltgeräteeinheiten besteht und Fig. 28 eine perspektivische Darstellung einer Steuerung mit einem
Visualisierungsgerät.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, sind die Montagerahmen 1 stapelweise zu einem Elektronikgehäuse aneinanerreihbar.
Damit einerseits eine Verrastung mit dem benachbarten Montagerahmen 1 und andererseits eine Entriegelung möglich ist, umfaßt der Montagerahmen 1 eine Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung 17, wobei der zweite Montagerahmen 1b hierfür Verriegelungszapfen bzw. Verriegelungsmittel 4 aufweist.
Das zu einer (in Fig. 27 gezeigten) Steuerung 38 gehörende Gehäuseteil, das hier als Montagerahmen 1 bezeichnet ist, ist mit einer Leiterplatte 15 bestückt, auf der sich Stiftleisten bzw. Steckstifte 44 und Buchsenleisten bzw. Steckbuchsen 43 befinden, wie Fig. 6 und 9 zeigen. Das Gehäuseteil ist mit einem weiteren Gehäuseteil so zu verbinden, daß ein selbständiges Lösen nicht mehr möglich ist. Die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung 17 besteht daher aus einem unter Federwirkung stehenden Verrastungselement 2, das auf Verrastungsmittel 4 greifen kann. Die Montagerahmen 1 werden durch Gehäuseführungen 8, die als zweite Führungsmittel oder Führungswinkel 34 bezeichnet sind derart positioniert, daß sich die Stiftleisten mit den Buchsenleisten und die Verriegelungszapfen 4 mit den Schiebern 2 in der richtigen Lage zueinander befinden.
Beim weiteren Zusammenfügen der Montagerahmen 1 ( Fig. 15 bis Fig. 17) drücken die Verriegelungszapfen 4 den Schieber 2 über die Verriegelungsschräge 11 des Schiebers soweit zur Seite, daß die Montagerahmen 1 bis in die Endlage gedrückt werden können.
Mit Hilfe der Feder 3 wird der Schieber 2 nun in die Verriegelungsstellung (Ausgangsstellung) zurück gedrückt, so daß sich der Verriegelungszapfen 4 unter dem Riegel bzw. Rasthaken 42 befindet. Zwei Montagerahmen werden dadurch getrennt (Fig. 21 bis Fig. 23), indem durch Druck auf die an der Außenseite der Montagerahmen 1 befindlichen Schieberstößel bzw. Betätigungsmittel 18 die Schieber 2 soweit zur Seite geschoben werden, daß die Verriegelung gelöst wird. Gleichzeitig werden über die Entriegelungsschrägen 12 der Schieber die Rahmen soweit auseinander geschoben, daß die Stift- und Buchsenleisten getrennt werden.
Bei einem kompletten Gerät, welches aus Deckel 45, Hutschieneneinheit bzw. einem Basiskörper 45 (Fig. 14) und mehreren Montagerahmen 1 besteht, kann eine Entriegelung und Trennung an jeder Schnittstelle der einzelnen Gehäuseteile erfolgen.
Im Folgenden werden wichtige Teile näher erläutert:
Der Schieber 2 ist ein bewegliches Teil aus Metall, zum Verriegeln und Entriegeln der einzelnen Gehäuseteile, welches über Führungen mit dem Montage- rahmen verbunden ist.
Die Feder 3 ist eine Druckfeder, die den Schieber 2 in einer bestimmten Position hält. Der Verriegelungszapfen 4 ist ein Zapfen am Montagerahmen 1 oder anderen Gehäuseteilen, die zusammen mit dem Schieber die Verriegelung herstellen.
Der Schieberanschlag 5 ist ein Anschlag am Montagerahmen, der nach der Montage des Schiebers 2 diesen in der montierten Position hält.
Die Führung 6 ist ein Teil des Montagerahmens 1 , welches zum Halten und Führen des Schiebers 2 dient.
Die Führungsnut 7 ist eine Nut im Schieber 2, in der die Führung läuft.
Die Gehäuseführung 8 ist eine Führung, welche die Montagerahmen 1 oder Gehäuseteile zueinander positioniert.
Das Leiterplattenauflager 9 dient zur Abstützung für die Leiterplatte 15 und leitende Verbindung zum Montagerahmen.
Die Nietzapfen 10 sind Zapfen, die Teil des Montagerahmen 1 sind, mit denen die Leiterplatte 15 direkt mit dem Montagerahmen vernietet werden. Anstelle von Nietzapfen können auch Bohrungen zur Aufnahme von Nieten oder Stifte vorgesehen sein, mit denen die Leiterplatte befestigt wird.
Die Verriegelungsschräge 11 ist eine Schräge am Schieber 2, über die der Schieber 2 mit den Verriegelungszapfen 4 seitlich verschoben wird.
Die Entriegelungsschräge 12 ist eine Schräge am Schieber 2, über die die Montagerahmen, und somit auch die Stift- und Buchsenleisten auseinandergedrückt werden.
Das Federgegenlager-Gehäuse 13 ist ein Teil des Montagerahmens 1 , welches als Aufnahme und Gegenlager der Druckfeder dient. Der Federgegenlager-Schieber ist ein Teil des Schiebers 2, welches als Aufnahme und Gegenlager der Druckfeder dient.
Der Riegel 15 ist ein Teil des Schiebers 2, welcher zur Verriegelung der Mon- tagerahmen oder Gehäuseteile dient.
Das Verrastungselement 2 ist derart ausgebildet, daß das Verrastungselement 2 durch Betätigung, entgegen der Federkraft, von dem Verriegelungsmittel 4 wieder lösbar ist, wie die Figuren 21 bis 23 zeigen. Die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung 17 weist einen plattenförmigen, länglichen Schieber 2 auf, der linear verschieblich geführt und gelagert ist, wie z.B. Fig. 2 zeigt. Der Schieberweist mindestens eine Kurvenkontur auf, die eine Verriegelungsschräge 11 hat, die derart ausgebildet ist, daß der Schieber 2 entgegen der Federkraft verschiebbar ist, wobei der Schieber 2 eine entgegengesetzt verlaufende Entriegelungsschräge 12 aufweist. Der Schieber 2 weißt eine unterhalb des Verriegelungsschräge 11 angeordnete Rastvertiefung 19 und ein Rasthaken 42 auf, wobei die Entriegelungsschräge 12 an der eine Rastvertiefung 19 ansetzt, wobei der Rasthaken 42 in der Verriegelungsposition die Verriegelungsmittel 4 haltend hintergreift.
Der Schieber 5 der Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung 17 weist zwei fluchtende langlochähnliche Führungslöcher 20 auf, in denen Führungsnocken 21 angeordnet sind, wobei die Führungsnocken 21 im Führungsbereich 22 einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt und einen T-förmigen Führungskopf 23 aufweisen. Die Führungslöcher 20 haben eine der Kopfform des Führungskopfes 23 angepaßte Einführungsöffnung 24, wobei innerhalb der Führungslöcher 20 und/oder der Einführungsöffnung 24 ein Schieberanschlag 5 angeordnet ist.
Der Schieber 2 weist zwei Rastvertiefungen 19 auf, die einen Abstand voneinander von einem Sechstel bis einem Drittel der Länge einer Schieberseite 25 eines Montagerahmens 1 haben. Die Rastvertiefungen 19 sind im mittleren Bereich des Montagerahmens 1 angeordnet. Je ein Schieber 2 ist an gegenüberliegenden Schieberseiten 25,26 angeordnet.
Der Schieber 2 weist einen Einschnitt 27 zur Aufnahme einer Feder 3 auf, wie Fig. 5 und 15 zeigen. Weiterhin ist ein mit einer Schieberwand 25,26 befestigter erster Aufnahmestutzen 32 (Federgegenlager) mit einem Stutzenkopf 30 vorhanden. Ein Federende 28 wird von dem ersten Aufnahmestutzen 32a gehalten, wobei das andere Federende 29 von einem zweiten Stutzen 32b gehalten ist, das in dem Einschnitt 27 an einer Einschnittseite 31 fest mit dem Schieber 2 verbunden ist, wobei die Feder 3 als Druckfeder wirkt.
Die Verriegelungsmittel 4 sind zylinderförmige Verriegelungszapfen 4. Die Steckkontakte weisen oberseitig und unterseitig Steckmittel, in Form von zu einer Busstruktur steckbaren Steckbuchsen 43 (wie Fig. 8 zeigt) und Steckstifte 44 auf (wie Fig. 9 zeigt).
Der Montagerahmen 1 hat auf einer Oberseite hervorstehende erste, mechanische Führungsmittel 33 und auf einer Unterseite zweite Führungsmittel 34, die derart ausgebildet sind, daß die Montagerahmen stapelweises aufeinander angeordnet werden, wie Fig. 3 zeigt.
Die ersten Führungsmittel 33 sind lediglich an zwei parallelen Seiten angeordnet, wobei die ersten Führungsmittel 33 als Führungsränder 33 ausgebildet sind.
Die zweiten Führungsmittel 34 sind einseitig an zwei Ecken angeordnet, wobei die zweiten Führungsmittel 34 als Führungswinkel 34 ausgebildet.
Der Montagerahmen 1 hat angeformte Leiterplattenauflagen 9 (Fig. 4), die als Nietzapfen 10 zur mechanischen Befestigung und zur elektrischen Kontaktierung bzw. Erdung der Leiterplatten 35, zwecks Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV), ausgebildet sind. Der Montagerahmen 1 hat angeformte nach außen gerichtete Rippen 36, die auf der Oberseite länger sind. Die Rippen können insbesondere als Kühlrippen zur Wäremableitung dienen.
Montagerahmen 1 kann Dichtungsmittel in Form von Dichtungslippen oder elastisches Material für eine Spritzwasser- und/oder Staubabdichtung nach IP 65 aufweisen.
Der Montagerahmen 1 weist von außen zugängliche zweite Steckkontakte 37 auf. Wie die Montageöffnungen von Sub-D-Stecker oder Buchsen, die in Fig. 14 gezeigt sind, andeuten.
Der Montagerahmen 1 ist ein Druckgußteil, vorzugsweise ein Zink- oder Alu- Druckgußteil. In vorteilhafter Weise können somit die Teile mit den Bezugszeichen 4, 8,13, 26, 33, 34, 36, 9, 10 usw. einfach angeformt werden. Wegen der Ausbildung aus Druckgußmetall erhält der Montagerahmen eine besondere Robustheit, er läßt sich maßgenau herstellen und hat diesbezüglich Vorteile gegenüber einem Rahmen aus Kunststoff.
Wie Fig. 27 zeigt, können mehrere Montagerahmen 1 ein Gehäuse für eine
Elektronik-System 41 oder eine programmierbare Steuerung bilden. Ein solches System kann eine modulare Steuerung 38 oder ein Industrierechner sein, wobei die einzelnen Montagerahmen 1 jeweils einem Steuerungs- oder Elektronikmodul (CPU-Modul, Netzteil, Ein-, Ausgabe- oder Videomodul) zugeordnet sind. Das Elektronik-System 41 kann auch neben einer Steuerung
38, Kommunikationsmodule 39 und kommunikationsfähige Schaltgeräteeinheiten 40 mit Schaltgeräten, wie Schütze und Motorschutzschaltern, umfassen. Die einzelnen Module, die jeweils ein Montagerahmen 1 aufweisen sind in Fig. 27 aneinander gereiht gezeigt. Mit den vorhandenen elektrischen Steckkontakten wird das Elektronik-System zu einer Busstruktur zusammen gebaut.
Die Leiterplatten mit Steckleisten sind in ihren Abmessungen genormt. Gemäß Fig. 28 kann anstelle einer Abdeckung bzw. Deckels 45, wie in Fig. 27 gezeigt ist, auch ein Visualisierungsgerät 46 mit einem wesentlich, in Bezug auf die Rahmenfläche größeren Bildschirm angeschlossen und mechanisch befestigt sein, ähnlich einem PC-Monitor. Das Visualisierungsgerät 46 kann auch Befehls- und/oder Meldegeräte aufweisen, und auch zusätzlich eine Notaustaste. Der Einsatz kann für Industriesteuerungen vorgesehen sein.
Ein Deckel 45 für einen Montagerahmen kann ein LCD-Display, Bedien- und Programmiertasten aufweisen. Ein solcher Deckel 45 kann in etwa denselben Abmessungen ausgebildet sein, wie ein Montagerahmen 1.
Anzeigeeinheiten (Visualisierungsgerät 46 oder Deckel 45) werden elektrisch und/oder mechanisch mit zwei am benachbarten Montagerahmen angeordneten Standard-Schnittstellen (PCI und ISA) verbunden. Mechanisch sind diese in der beschriebenen Art und Weise verbunden. Die Steuerung auf einer der Leiterplatten kann eine standardisierte Baugruppe nach PC/104 sein. Eine (programmierbare) Steuerung (Modulare SPS) besteht in der Regel aus mehreren Montagerahmen. Diese kann direkt auf den Rücken des Visualisierungsgeräts 46 montiert sein.
Ein Deckel 45 kann auch lediglich als Abdeckung (ohne Anzeige und Taster) oder auch nur mit Tasten, beispielsweise mit einer Not-Aus-Taste versehen sein.
direkt elektrisch angeschlossen und auch direkt mechanisch befestigt ist, wobei die Speicherprogrammierbare Steuerung direkt auf dem Rücken des Visualisierungsgerätes (46) montiert wird.
Das Visualisierungsgerät (46) auch Befehls- und/oder Meldegeräte und/oder eine Notaustaste aufweist. Liste der Bezugszeichen
Montagerahmen 1
Verrastungselement 2 Schieber 2
Feder 3
Verriegelungsmittel 4
Verriegelungszapfen 4
Schieberanschlag 5 Führung 6
Führungsnut 7
Gehäuseführung 8
Leiterplattenauflager 9
Nietzapfen 10 Verriegelungsschräge 11
Entriegelungsschräge 12
Gehäusefedergegenlager 13
Schieberfedergegenlager 14
Leiterplatte 15 Steckkontakte 16
Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung 17
Betätigungsmittel 18
Rastvertiefung 19
Führungslöcher 20 Führungsnocken 21
Führungsbereich 22
Führungskopf 23
Einführungsöffnung 24
Schieberseite 25, 26 Führungsrand 26
Einschnitt 27 erstes Federende 28 zweites Federende 29 Stutzenkopf 30
Einschnittseite 31 erster Aufnahmestutzen 32a zweiter Aufnahmestutzen 32b Führungsränder 33 erste Führungsmittel 33
Führungswinkel 34 zweite Führungsmittel 34
Rippen 36 zweite Steckkontakte 37
Steuerung 38
Kommunikationsmodule 39
Schaltgeräteeinheiten 40
Elektronik-System 41 Rasthaken 42
Steckbuchsen 43
Steckstifte 44
Deckel 45
Visualisierungsgerät 46

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Aus Montagerahmen (1 ) mit mindestens einer Leiteφlatte (15) in Stapeln erweiterbares Gehäuse, mit auf der Leiterplatte (15) angeordnete
Steckkontakte (16), wobei mindestens ein Montagerahmen (1 ) auf einer ersten Rahmenseite erste mechanische Steck- oder Führungsmittel (33) aufweist und auf der anderen Rahmenseite zweite Führungsmittel (34) derart aufweist, so daß die Montagerahmen aufeinander stapelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Montagerahmen (1 a) eine
Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung (17) umfaßt, die einerseits eine Verrastung zu einen benachbarten zweiten Montagerahmen (1b) aufweist, und der zweite Montagerahmen (1 b) für die Verrastung Verriegelungsmittel (4) aufweist, und andererseits eine Entriegelung für dieselben Verriegelungsmittel (4) aufweist.
2. Erweiterbares Gehäuse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung (17) aus mindestens einem unter Federwirkung stehenden Verrastungselement (2) besteht, das derart ausgebildet ist, daß es in Verriegelungsmittel (4) greifen kann, und daß das Verrastungselement (2) weiterhin derart ausgebildet ist, daß das Verrastungselement (2) durch Betätigung - entgegen Federkraft - von dem Verriegelungsmittel (4) wieder lösbar ist.
3. Erweiterbares Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung (17) mit mindestens einem von außen zugänglichen Betätigungsmittel (18) versehen ist.
4. Erweiterbares Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (18) als Druckknopf ausgebildet ist.
5. Erweiterbares Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungs- und Entriegelungsvorrichtung (17) aus einem plattenförmigen, länglichen Schieber (2) besteht, der linear verschieblich geführt und gelagert ist, daß der Schieber mindestens eine Kurvenkontur aufweist, die eine Verriegelungsschräge (11 ) derart aufweist, daß der Schieber (2) entgegen Federkraft verschiebbar ist, daß der Schieber (2) eine entgegengesetzt verlaufende Entriegelungsschräge (12) aufweist, und daß der Schieber (2) eine unterhalb des Verriegelungsschräge (11) angeordnete Rastvertiefung (19) und einen Rasthaken (42) aufweist, wobei die Entriegelungsschräge (12) an der Rastvertiefung (19) ansetzt und der Rasthaken (42) in der Verriegelungsposition die Verriegelungsmittel (4) haltend hintergreift.
6. Erweiterbares Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (5) mindestes zwei fluchtende langlochähnliche Führungslöcher (20) aufweist, in denen Führungsnocken (21 ) angeordnet sind, daß die Führungsnocken (21 ) im Führungsbereich (22) einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt und einen T-förmigen Führungskopf (23) aufweisen, daß die Führungslöcher (20) eine der Kopfform des Führungskopfes (23) angepaßte Einführungsöffnung (24) aufweisen, und daß innerhalb der Führungslöcher (20) und/oder der
Einführungsöffnung (24) mindestens ein Schieberanschlag (5) angeordnet ist.
7. Erweiterbares Gehäuse nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) zwei Rastvertiefungen (19) aufweist, die einen Abstand voneinander von einem Sechstel bis einem Drittel der Länge einer Schieberseite (25) eines Montagerahmens (1 ) haben und daß die Rastvertiefungen (19) im mittleren Bereich des Montagerahmens (1 ) angeordnet sind.
8. Erweiterbares Gehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schieber (2) jeweils gegenüberliegend, an je gegenüberliegenden Schieberseiten (25,26) angeordnet sind.
9. Erweiterbares Gehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) einen Einschnitt (27) zur Aufnahme einer Feder (3) aufweist, daß ein mit einer Schieberwand (25, 26) befestigter erster Aufnahmestutzen (32) mit einem Stutzenkopf (30) vorhanden ist, daß ein erstes Federende (28) von dem ersten Aufnahmestutzen (32a) gehalten wird, daß das andere Federende (29) von einem zweiten Stutzen (32b) gehalten ist, das in dem Einschnitt (27) an einer Einschnittseite (31) fest mit dem Schieber (2) verbunden ist, wobei die Feder (3) als Druckfeder wirkt.
10. Erweiterbares Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (4) zylinderförmige Verriegelungszapfen (4) sind.
11. Erweiterbares Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Führungsmittel (33) für die mechanische Verbindung lediglich an zwei parallelen Seiten angeordnet sind, wobei die ersten Führungsmittel (33) als Führungsränder (33) ausgebildet sind.
12. Erweiterbares Gehäuse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Führungsmittel (34) einseitig an zwei Ecken angeordnet sind, wobei die zweiten Führungsmittel (34) als Führungswinkel (34) ausgebildet sind.
13. Erweiterbares Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen (1 ) angeformte Leiterplattenauflager (9) aufweist, die zur mechanischen Befestigung und/oder zur elektrischen Kontaktierung der Leiteφlatten (35) dienen.
14. Erweiterbares Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Montagerahmen (1 ) von außen zugängliche zweite Steckkontakte (37) aufweist.
15. Erweiterbares Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Montagerahmen mit einem Visualisierungsgerät (46) eines Elektronik-Systems, insbesondere einer speicherprogrammierbaren Steuerung, bestückt ist, dessen Bildbereich ein Vielfaches der Abmessungen der Montagerahmenfläche umfaßt.
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