DE3315688A1

DE3315688A1 - Steckersystem zur verbindung eines elektronischen steuergeraetes mit einer arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE3315688A1
Application number: DE3315688A
Authority: DE
Inventors: Karl 7298 Loßburg Hehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1984-03-29
Also published as: AT385610B; NL8303230A; IT1166973B; CA1218138A; FR2533769B1; US4558916A; CH663860A5; FR2533769A1; IT8323032A0; DE3315688C2; ATA324583A

Description

· H

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steckersystem entsprechend c .-m Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei den bekannten Steckersystemen dieser Art (Prospekt "Das Berg Backpanel-System¹ ' der Du Pont de Nemours GmbH, Max-Planck-Str. 11 D 6047 Dietzenbach) ist ein nach Größe und Aufbau streuendes Sortiment an Steckverbindern für Rundleiterkabel und Flachbandkabel vorgesehen. Die Vielzahl der Ausführungsformen verteuert die Fertigung und erschwert die "Rückwandverdrahtung" angesichts wechselnder Erfordernisse hinsichtlich der Steuerungsstrukturen. Dabei können in jeden Stecker entweder nur Flachkabel oder Rundkabel verarbeitet werden. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steckersystem der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß in seinen Steckern sowohl Flachbandkabel als auch Rundkabel je einzeln oder in Mischung bei rationeller Serienfertigung verarbeitet werden können, wobei die Verdrahtung auch von weniger geschultem Personal bei geringerem Montafeaufwand und geringerem Fehlerrisiko durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei einer solchen Ausbildung lassen sich Schaltungsfehler aufgrund einer größeren Übersichtlichkeit leichter auffinden. Zudem ist eine raumsparendere Anordnung der Kabel in den Steckern möglich. Die Montage ist dadurch wesentlich erleichtert, daß sowohl die Flachbandkabel als auch die Adern von Rundkabeln gleichermaßen in die Lagerorg;-ne eines Lagerbettes eines Klemmkörpers von oben einlegbar und dans-ch durch die Lagerorgane eines Lagerbettes eines weiteren Klemnikörpers( zwecks Kontaktierung durch Messer der in einem Gehäuse aufgenommenen Kontaktelemente) in einer gemeinsamen quer zur Steckrichtung verlaufenden Ebene festklemmbar und im oberen Klemmkörper für eine gemeinsame zugentlastende, extrem kompakte Lagerung in Steckrichtung umlenkbar sind. Da sowohl die Adern der Flachbandkabel als auch die Adern der Rundkabel wahlweise in einer oder mehreren Steckeinhei⁺en eines

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Steckers wahlweise je getrennt oder gemeinsam je in gleicher Weise kontak⁺iert und geführt sind, genügt das standardisierte Steckersystem allen erdenklichen Erfordernissen einer gemischten Verarbeitung von Flachbandkabeln und Rundkabeln.

Die Kodierung der Stecker ist solcher Art, daß dank der Unveränderbarkeit von Kodierausstanzungen in den für den Durchgriff der Stecker bestim iten Ausschnitten in einer Wandung des Steuergerätes unerwünschte Manipulationen für eine Veränderung oder Umgehung der Kodierung ausgeschlossen sind (Ansprüche 16,21).

Die Serienfertigung ist dadurch weiter rationalisierbar, daß die 'standardisierter] Steckergehäuse je durch ein einziges Spritzgießformstück gebilcat sind, das aufeinanderklappbare und miteinander verrastbare Gehäuse schalten und eine Tasche zur Aufnahme der Steckereinheiten umfaßt (Anspruch 5). Femer dadurch, daß die Klemmkörper und das Gehäuse für die Kontaktelemente werkzeuglos und ausschließlich durch Verrastung miteir ander verbindbar sind. Femer dadurch, daß die auf bestimmte Länger standardisierten Steckeinheiten in den Taschen der Gehäuseschalen mittels Schwalbenschwanzverbindungen fixierbar sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen.

ode:-¹ an einem Adaptionsrahmen

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen: Figur 1

ein mit dem Steckersystem versehenes elektronisches Steuergerät mit deckungsgleich nebeneinander angeordneten Leiterplatten im vertikalen Schnitt,

Figur 2

Figuren 3,4

einen Ausschnitt aus der Figur 1 in vergrößerter Darstellung (ohne Leiterplatten),

den Ausschnitt gemäß Fig. 2 aus Richtungen A und B (Fig. 4 ohne Kabel),

Figur 5 Figur 6

einen Schnitt nach Linie V-V von Fig. 2,

einen weiteren Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung in teilweisem vertikalen Schnitt,

Figur 7

einen Schnitt nach Linie VTI-VII von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Figuren 8,9

die Anordnung gemäß Fig. 7 bei abgezogener Leiterplatte (Fig.8) bzw. bei abgezogenem Stecker (Fig.9),

Figur 10

den Fassungsrahmen des Steckersysteins in Seitenansicht teilweise aufgeschnitten,

Figur 11 Figur 12

den Fassungsrahmen in Unteransicht,

einen Schnitt nach Linie XII-XII von Fig. 10,

Figur 13 einen Schnitt nach Linie XIII-XIII von Fig. 16,

Figur 14 einen Adaptionsrahmen für eine Variante des

Steckersystems (Fig. 17,18) in Unteransicht,

Figur 15 einen Schnitt nach Linie XV-XV von Fig. 16,

in Draufsicht,
Figur 16 den Adaptionsrahmen

Figur en 17,18 die Variante des Steckersystems mit dem Adaptionsrahmen., bei welcher die Stecker von den Leiterplatten getragen sind (Fig. 17,18),

Figur- 19 den quergeschnittenen Stecker mit eingelegten

Kabeln,

Figur 20 einen Schnitt nach Linie XX-XX von Fig. 19,

Figu" 21 einen Kodierkörper des Steckersystems in vergrößerter Darstellung aus Richtung E der Fig. 19,

Figu- 22 den Kodierkörper gemäß Fig. 21 in Seitenansicht, Figu^-23 den Kodierkörper aus Richtung F der Fig. 19,

Figur 24 einen Ausschnitt aus Fig. 19 im Bereich, des

Kodierkörpers mit quer zur Steckrichtung verlaufenden Schnitt aus Richtung F in vergrößerter Darstellung,

Figur 25 den Ausschnitt gemäß Fig. 24 aus Richtung E,

Figur 26 das das Steckergehäuse bildende Spritzgiei—

formstück im Spritzgießteil j._n Seitenansicht,

Figur 27 das Spritzgießformstück gemäß Fig. 26 in I rauf-

sicht,

Figur 28 das Spritzgießformstück gemäß Fig. 26,27 nach

Montage (Gehäuseschalen aufeinandergeklappt)
mit Fassungsrahmen,

Figur 29 das Spritzgießformstück gemäß Fig. 30 aus Richtung H der Fig. 30,

Figur 30 das Spritzgießformstück aus Richtung K der

Figur 26,

Figur 31 einen Schnitt nach Linie XXXI-XXXI von Fi,;. 27, Figur 32 das Gehäuse für die mit Messern versehene; ι Kontaktele ne Figur 32 einer Steckeinheit des Steckersystems (ohn·; Kontaktelemente) im Schnitt nach Linie XXXII -XXXII von Fig. 38,

Figur 33 . das Gehäuse in St i mans j ent,

Figur 34 einen Schnitt nach Linie XXXIY-XXXIV von Fig. 38,

Figur 35 einen Schnitt nach Linie XXXV-XXXV von Fig. 38,

Figuren 36,37,38 das Gehäuse gemäß Fig. 32-35 in Unteransicht, Seitenansicht und Draufsicht,

* m

-yr-

Figuren 39,40,41

das untere Klemmteil einer Steckeinheit des Steckersystems in Unteransicht, Seitenansicht und Draufsicht,

Figur 42

einen Schnitt nach Linie VIIIL-VIIIL von Fig. 40,

Figuren 43-46

das obere Klerrmteil der Steckeinheit aus Richtung A₅B u. C von Fig. 46 sowie in Stimansicht (Fig. 46),

Figur 47

Figur 48

einen Schnitt nach Linie IHL-IIIL von Fig. 44 ,

einen Ausschnitt aus der Rückwand mit Kodierausstanzungen.

Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 6 ersichtlich sind in einem Gehäuse 10 Leiterplatten,also gedruckte Schaltungen, deckungsgleich aneinandergereiht. Jede Leiterplatte ist in zwei Führungen 11 verschiebbar gelagert und stirnseitig mit zwei Kontaktleisten. 13 versehen, die beidseits und in gleichem Abstand zur Symmetrieebene s-s angeordnet sind. Die auf der einen Seite S aneinandergereihten Kontaktleisten 13 stehen über die Stecker des Steckersystems mit den zu den Antriebsgruppen der Arbeitsmaschine fuhrenden Kabeln 20,20' in Verbindung.

Die auf der anderen Seite Z aneinandergereihten Steckerleisten 13 kontaktieren über die Kontaktstifte 16b von Stiftleisten 16 mit einen Datenbus 18, der alle Leiterplatten 12 miteinander verknüpft. Dabei liegen die Stiftleisten 16 mit Schultern an der Rückseite der Rückwand 10a an und durchdringen gleichzeitig diese Rückwand in entsprechenden Ausschnitten. Die an der Außenseite der Rückwand 10a anliegenden Zentrierkörper 17 sind mittels.Schrauben 24 befestigt. Der Datenbus 18 ist auf Zentrierflächen 17c des Zentrierkörpers 17 zentriert und dabei von elastischen Verriegelungszungen 17a hintergriffen. Die Außenseite des Datenbus ist mit Abstandsleisten armiert. Diese weisen je einen zum Datenbus 18 parallelen Steg 19a auf, der über Rippen 19c auf dem Datenbus 18 zwischen dessen

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elektronischen Schaltelementen abgestützt ist. Der Datenbus- 18 ift von Verriegelungszungen IPb der Abstandsleisten 19 hintergriffen, weiche im Abstand von der Rückwand eines Gehäuseteiles 10b endigen. Die Kontaktbuchsen 13b der Kontaktleiste 13 stehen über abgewinkelte Einlött tifte

13a mit den gedruckten Leitungen der Leiterplatten 12 in Verbindung. Auf beiden Seiten Z und S sind die Stirnkanten der Kontakt Leisten Ϊ3 mit ihren Kontaktbuchsen 13b etwa bündig mit der Rückwand 10a. Im folgenden wird nun der Aufbau des Steckersystems auf der Seite S der Leiterplatten beschrieben, auf welcher die Stecker des Steckersystems die Verbindung zwischen den zu den Antriebsgruppen der Arbeitsmaschine führenden Kabeln und den Kontaktleisten 13 herstellen.

Die Stecker durchgreifen die Rückwand 10a des Steuergerätes über entsprechende Ausschnitte 38 (Fig. 8,9, 48).Dabei übergreifen rie je teilweise die benachbarte Kontaktleiste. Ihre Kontaktstifte 22b tauchen in die Kontaktbuchsen 13b der Kontaktleisten "3 ein. Die Stecker sind in Fassungsrahmen 14 aufgenommen und mittels elastischer Verriegelungszungen 14a verriegelt. Die Fassungsrahmen liegen über Auflageflansche 14b an der Außenseite der Rückwand 20a an. Beim Abziehen oder Einstecken sind die Stecker an Rippen 24c der Fassungsrahmen 14 geführt. Zu deren Befestigung greifen Schrauben 24 in Löcher 14e ein (Fig. 6). Die Gehäuse der Stecker sind je durch ein Spritzgießformstück aus einem flexiblen hochpolymerem Werkstoff gebildet. Jedes Spritzgießformstück umfaßt zwei Gehäuseschalen 15 und eine zugehörige Tasche 15a. Die Gehäuseschalen 15 sind mittels Verbindungslamellen 15p mit der Tasche 15a verbunden. Die Gehäuseschalen 15 liegen bei Entnahme des Spritzgießformstückes aus der Spritzgießform in einer quer zur Steckrichtung verlaufenden Ebene (Fign. 26, 27, 29-31), Bei Montage des Steckers werden die Gehäuseschal en 15 in eine-Position (Montageposition gemäß Fig.1-9,17-19,28) aufeinandergeklappt, in welcher sie parallel zur Steckrichtung verlaufen. Die

Gehäuseschalen 15 sind von rechteckigem Grundriß. Die Kabel 20, 20'sind in die Stecker' über Ausnehmungen 32, 33 eingeführt,

die in zwei Schalenrändem 15b angeordnet sind, welche über eine zur Steckrichtung parallele Fuge f-f aneinandergrenzen. Alle Ausnehmungen 32, 33 bilden eine einzige Kabeleinführungsöffnung 0 (Fig. 4,17, 28), die von halbkreisförmigen Paßlagern für Rundkabel begrenzt ist. Dabei sind die Paßlager der einen Gehauseschale 15 gegenüber den Paßlagern der anderen Gehäuseschale in Steckrichtung gegeneinander versetzt. Die maximale Tiefe t der Kabeleinführungsöffnung 0 entspricht im zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel dem doppelten Durchmesser eines Rundkabels 20 plus der dreifachen Dicke eines Flachkabels 20'. Wie aus den Figuren 1, 2 in Verbindung mit den Figuren 4, 28 ersichtlich, sind die im Stecker verarbeiteten Flachbandkabel im Bereich der Fuge f-f des Steckers aus dem Stecker herausgeführt, während die Rundkabel 20 einerseits an diesen Flachbandkabeln und andererseits an den Kanten der halbkreisförmigen Paßlager anliegen. Auf diese Weise ergibt sich eine außerordentlich kompakte Anordnung der Kabel innerhalb der Stecker. Die im Bereich der Kabeleinführungsöffnung 0 senkrecht zur Steckrichtung verlaufenden Kabel 20, 20' sind im Steckerinnenraum um 90° umgelenkt. Dabei sind breitere Flachbandkabel in awei Fahnen 20a', 20b¹ (Fig. 2) aufgespalten. " Diese Fahnen sind je durch eine Diagonalfaltung derart umgelenkt, daß sie in der Kabeleinführungsöffnung 0 deckungsgleich aufeinanderliegen. Im Stecker sind die Kabel mittels Hocker 15i der Gehäuseschalen 15 festlegbar (Fig. 20, 30)J " ' .

In der Tasche 15a jedes Steckers sind zweiseitig-symmetrische SteckeinheitenE von je identischem Querschnitt zu einem Block formiert. Die Steckeinheiten sind dabei wahlweise auf 1/8, 1/4; 1/2, l/l der Länge L (Fig. 1) der Tasche 15a standardisiert. In der Tasche 15a sind die Steckeinheiten E durch Überführen der Gehäuseschalen ■ 15 aus Spritzgießposition in Montageposition mittels Schultern 15k, 15g festlegbar, indem sich die Schultern 15k der Gehäuseschalen auf die Ruckseite der Steckeinheiten E auflegen und diese gegen die Schultern 15g der Tasche 15a pressen. Die Steckeinheiten E sind je mit der Tasche 15a mittels Schwalbenschwanzverbindungen verbindbar. Die Schv.albenschwanzfedern 34a sind an den Außenwänden der Steckeinheiten und die Schwalbenschwanznuten 15 ο an den Längswänden der Tasche 15a angeformt. Nach Montage liegen die Schwalbenschwanzverbindungen

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stimseitig auf der Schulter 15g auf. Zwecks Kodierung sind die Schwalbenschwanzverbindungen im Bereich der einen Längswand der Tasche 15a breiter als die Schwalbenschwanzverbindungen im Bereich der anderen Längswand. Bei Überführen aus der Spritzgießposition in die Montageposition sind die Gehäuseschalen 15 mittels Zentrierstiften 151 und Ösen 15n aneinander zentrierbar und mittels elastischer Verriegelungszungen 15c verriegelbar, die in Rastlager 15d eingreifen.

Die Steckeinheiten E sind wie folgt aufgebaut: Parallele Adern 2Cy der Kabel 20, 20' sind unter abstandsgleicher Festlegung in Zentrierrillen 35 e, 36e der Lagerbetten 35a, 36f von zwei Klemmkörpem 35, 36 lagegerecht verklemmt. Dabei hintergreifen elastische Rastzungen 35c des unteren Klemrrikörpers 35 den oberen Klemmkörper 36. Weitere Rastzungen 35c hintergreifen ein Gehäuse 34 für die Kontaktelemente 22. Wie die in den Figuren 39-47 dargestellten Klemmkörper und
das- in den Figuren 32-38 in verschiedenen Ansichten dargestellte Gehäuse 34 für die Kontaktelemente 22 aneinandergefügt sind, ergibt ' sich insbesondere aus den Figuren 6, 7-9, 17-20. Bei der Montage werden die Flachbandkabel 20' sowie die Adern 20 y von Rurdkabeln 20 von oben auf das Lagerbett 35a des unteren Klenrrikörpers 35 aufgelegt, wobei die Adern 2Oy in den Zentrierrillen 35e parallel und at standsgleich zueinander zentriert werden. Sodann wird der obere Klemmkörper 36 von oben unter Zentrierung an den Rastzungen 35c auf den unteren Klemmkörper aufgesteckt, wobei die Zentrierrillen beider Klemmkörper 35, 36 deckungsgleich übereinanderliegen und die Adern 2Oy fixieren. Sodann wird das mit Kontaktelementen 22 bestückte Gehäuse 34 auf das Klemrrikörperpaar 35, 36 aufgesteckt und dabei mittels einer Zentrierplatte 35b zentriert, die in eine Zentrierausnehrnung 34f eintaucht. Beim Aufstecken tauchen die oben aus dem Gehäuse 34 herausi^agenden Messer 22a der lagegerecht angeordneten Kontaktelemente 22 durch die Durchtrittsschlitze 35d des unteren Klemrrikörpers 35 hindurch und kontaktieren die Adern 2Gy, indem sie deren Schutzumhüllung durchschneiden. Im weiteren Verlauf der Aufsterkbewegung tauchen die freien Enden der Messer auch noch in Aufnahmeschlitze 36b des oberen Klemrrikörpers ein.

- VT-

Eine Kodiereinrichtung stellt sicher, daß jeder der Stecker des Steckersystems rur auf die zugehörige Kontaktleiste 13 aufsteckbar ist und dadurch im elektronischen Steuersystem nur sich funktionell entsprechende Bauteile -niteinander kontaktiert werden können: Ein Kodierkörper ist wahlweise in unterschiedlichen Positionen in das Steckergehäuse einfügbar. Die gewählte Position entspricht der Lage einer Kodierausstanzung 37 (Fig. 48) im zugehörigen Ausschnitt 38 der Rückwand 12a, über welche die funktionell zugehörige Leiterplatte 12 kontaktierbar ist. Der Stecker paßt daher nur in den zugehörigen Ausschnitt. Wie insbesondere aus den Figuren 2, 4, 19-25 ersichtlich, sind auf jeder Längsseite der Tasche 8 Einschnitte 15f und an jeder Stirnseite zwei Einschnitte 15f, also achtzehn Einschnitte, vorgesehen. Entsprechend viele Durchbrüche 15m sind im Bereich der Schulter 15g angeordnet, welche am Übergang der Tasche in einen endseitigen Abschnitt geringer lichter Weite gebildet ist. Der Kodierkörper 31 jeder Tasche 15a ist über eine Sch^albenschwanzverbindung mit der Tasche 15a verbunden, wobei die Schwalbenschwanzfeder 31b an einen Schaft 31c des Kodierkörpers angeformt ist und in die im Einschnitt 15f gebildete Schwalbenschwanznut eingreift (vergleiche insbesondere Fig. 25 oben). Beim Einfügen des Kodierkörpers 31 hintergreift eine am oberen Ende des Schaftes 31c angeformte Nase 31a die Wandung der Tasche 15a, indem sie in den Durchbruch 15m eintaucht. Jeder von einem Steckabschnitt eines Steckers durchgriffene Ausschnitt 38 in der Rückwand 10a ist mit einer Kodierausstanzung 37 versehen, welche mit der Lage des Kodierkörpers 31 des zugehörigen Steckers korrespondiert* Das im zeichnerisch dargeste lten Ausführungsbeispiel gezeigte Kodiersystem läßt also wahlweise 18 Kodierungen zu, die sich je durch eine andere Lokalisierung de? Kodierpaares (Ausstanzung 37/Kodierkörper 31) unterscheiden. Die Ober Kante der Schwalbenschwanzfeder 31b liegt je an der Basiskante des Einschnittes 3 5f der Tasche 15a an. Beim Abziehen der Stecker aus dem zugehörigen Fassungsrahmen 14 federn die Verriegelungszungen 14a sei '.lieh aus und gleiten über Rastnasen 15h der Gehäuseschalen 15 hinweg, die in Steckposition von den Verriegelungszungen hintergriffen sind. Gleichermaßen können auch die Leiterplatten 12 aus ihrer St ackpos ition herausgezogen werden. Die werkzeuglose Abziehbarkeit

*(Figur 48)

sowohl der Stecker als auch der Leiterplatten ist ein Vor\eil d-s Stekkersystems.

Vor dem Abziehen ist eine Sperrschiene 23, die an der Rücksei^J<e aller Stecker anliegt und mit dem Gehäuse IO verbunden ist, abzunehmen.

Die Sperrschiene liegt zwischen zwei spiegelsymmetrischen Handgriffen 15e der Stecker. In ähnlicher Weise sind die Leiterplatten 12 rückseitig mit Handgriffen 12a versehen, die eine sich über die gesamte Reihe der Leiterplatten erstreckende Sperrschiene 23 in Aussparungen 12a¹ aufnehmen, die ebenfalls mit dem Gehäuse 10 verbindbar ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 17 und 18 ist der Fassur gsrahmen 14 über einen Adaptionsrahmen 30 an der Leiterplatte 12 befestigt. Festpunkt des Steckersystems ist daher ausschließlich die Leiterplatte, von welcher der Stecker über den Adaptionsrahmen 30 und den lassungsrahmen 14 getragen wird. Die Kodiereinrichtung entspricht der Kodiereinrichtung des bereits beschriebenen Ausführungsbeispiels mit der Maßgabe, daß eine Kodierausstanzung 3Od' in einem Innenflansch 30b des Adaptionsrahmens 30 mit Führungsrippen 30c angeordnet ist. Dieser Innenflansch 30b simuliert gewissermaßen die in diesem AusfühiTingsbeispiel fehlende Gehäuserückwand 10a. Dabei kann die Kodierausstanzung an einer von achtzehn Stellen des Innenflansches 30b realisiert werden, wie durch die Symbole 30g (Fig.16) angedeutet. Auf di<2se Weise ist die Kodierung von 18 Steckern eines Steuergerätes möglich. Wie insbesondere aus den Figuren 13,15 erkennbar, sind an den Stellen "1-18" Vertiefungen 3Od am Innenflansch 30b derart vorgesehen, daß die gewählte "Kodier-Ausstanzung" durch ein partielles Ausbrechen im Bereich der Vertiefung leicht realisiert werden kann. Beim Einstecken des Steckers in den Fassungsrahmen 14 gelangt der Kodierkörper 31, wie bei der bereits beschriebenen Kodiereinrichtung, über den den Steckweg des Kodierkörpers 31 freigebenden, benachbarten- Einschnitt 14d im Auflageflansch 14b des Fassungsrahmens 14 in die korrespondierende "Kodier-Ausstanzung" 3Od' (Fig. 17) des Adaptionsrahmens 30. Dieser
ist einerseits mittels Zentrierstifte 3Of am F&ssungsrahmen 14 zentriert und hintergreift andererseits die Zentrierleiste 13 der Leiterplatte 12 mit -Hilfe von zwei Befestigungselementen 30h wie aus Figur

18 ersichtlich. Diese sind über elastische Stege 3Oi mit dem Adaptionsrahmen 30 verbunden und bei Montage aus der aus Figuren 14-16 ersichtlichen Position in die in Figur 18 gezeigte Stellung einschwenkbar, in welcher sie über Zentrierflächen 30m an der Zentrierleiste 30 anliegen. Durchgriffslöcher 3Oe im Adaptionsrahmen 30 fluchten mit den im Querschnitt viereckigen Löchern 14e im Fassungsrahmen und entsprechenden Löchern in den Befestigungselementen 30h. Daher ist die gleichzeitige Befestigung von Adaptionsrahmen und Fassungsrahmen an der Leiterplatte 12 mit zwei verlängerten Schrauben 24' möglich (Figur 18). Die erläuterte Variante wird verwirklicht, wenn stationäre Leiterplatten 12 nicht im Steuergerät angeordnet sind und daher keine tragende Rückwand 10a für das System verfügbar ist.

Wichtig ist eine ausreichende Verklemmung der Flachbandkabel 20' und der Adern 2Oy der Rundkabel 20 in den Zentrierrillen 35e,36e der Klemmkörper 35,36. Zu diesem Zweck ergänzen sich die Zentrier-, rillen 35e,36e zu Zentrierkanälen, deren Querschnitt einem Quadrat entspricht, dessen Diagonalen horizontal und vertikal verlaufen (Fig. 20,40,44). Dabei ist die Seitenlänge der Quadrate geringfügig kleiner als der Durchmesser der Ummantelung der Adern 2Oy. Aus diesem Grunde kommen die beiden Klemmkörper 35,36 im Bereich ihrer Lagerbetten 35a,36f überhaupt nicht miteinander in Berührung. Die Klemmkörper 35,36 liegen vielmehr ausschließlich auf den Unmantelurigen der Kabeladern auf, um diese geringfügig zu quetschen. Die elastischen Rastzungen 35c des unteren Klemmkörpers 35 hintergreifen sowohl Widerlager 34b des Gehäuses 34 als auch Widerlager 36c des oberen, mit Griff 36a versehenen Klenmkörpers 36. Dabei üben die Rastzungen 35c Druck auf die Widerlager 34b,36c aus , der für die vorgenannte Quetschung der Adern der Kabel und damit für deren Festlegung ausreicht. Die quadratische Gestaltung des Querschnitts der Zentrierkanäle bewirkt, daß diese Quetschung nur partiell, nämlich im Bereich von vier Mantellinien der Adern erfolgt.

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Wie insbesondere aus Figur 19 ersichtlich ist ein Teil der Rundi-abel 20 in der einen, ein weiterer Teil in der anderen Gehäuseschale 15 untergebracht. Dabei sind die quer zur Steckrichtung verlaufenden Abschnitte der in der rechten Gehäuseschale 15 festgelegten Rundkabel 20 gegenüber den entsprechenden Abschnitten der in der linken Gehäuseschale 15 festgelegten Rundkabel 20 in Steckrichtung gegeneinander versetzt. Wie insbesondere aus Figur 20 erkennbar, sind die Rundkabel dabei durch die Hocker 15i der Gehäuseschalen 15 streng festgelegt und auch gegen Zug entlastet. Da das Einlegen der Kabel bei noch aufgeklappten Gehäuseschalen (Fig. 29-31) erfolgt, werden die ü"* der rechten Gehäuseschalen festgelegten Kabel 20,20' von rechts unci die in der linken Gehäuseschale 15 festgelegten entsprechenden Kabel von links zwischen die Klemmkörper 35,36 eingelegt und verklemmt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Gehäuseschalen 15 auch bei eingelegten Kabeln zwanglos aus einer Position entsprechend den Fi.-juren 29-31 in eine Position gemäß Figur 19 überführt, d.h. zusammengeklappt werden können. Dadurch ist gewährleistet, daß die Kabel im Stecker auf kürzestem Wege aus den Gehäuseschalen unter umbiegung an ihre Kontaktstellen in den Steckeinheiten geführt sind. Wie in Figur 20 verdeutlicht, hat dieses Verteilungsprinzip zur Folge, daß einige Adern 2Oy von rechts und einige weitere Adern 2Oy von links her in die Steckeinheiten E eingeführt sind. Zur Verdeutlichung sind in Figur 20 in den beiden rechten Steckeinheiten E lediglich die Adern der zeichnerisch dargestellten Rundkabel in diesen Steckeinheiten, nicht aber die von der anderen Seite kommenden Aderi 2Qy eingezeichnet. Die Verteilung von rechts bzw. von links komrrender Adern 2Qy ist in dem konkreten Beispiel derart, daß 2/3 von der einen Seite und 1/3 von der anderen Seite in die Steckeinheiten E eingeführt sind.

Die Leiterplatten 12 und die Stecker sind zwecks Zentrierung je rückseitig nur an einem Punkt mittels Schiene 23 festlegbar (Figur 1). Dadurch ergibt sich gewissermaßen eine Dreipunktzentrierung der Leiterplatten 12 bzw. der Stecker, durch welche Lagerungsspannungen

7.x

im System zuverlässig vermieden werden. Wesentlich ist, daß hierbei die gesamte Kontaktierung in dem Bereich der Kontakt leisten 13 bzw. · der Stiftleisten 16 konzentriert ist. Dadurch ist es möglich im Bedarf sf al Ie die Kontaktierung durch Abziehen der Printplatten (Figur 8) oder durch Abziehen der Stecker (Figur 9) aufzuheben.

6212 - Steckersystem

■ · mm

Liste der Bezugszeichen

10a 10b

12

12a

13a 13b

14a 14b 14c 14d 14e

15a 15b 15c 15d 15e 15f 15g

15h

15k 151 15m Gehäuse des Steuergerätes Rückwand des Gehäuses Gehäuseteil für Datenbus Führungen Träger

Handgriffe _; 12a¹ Aussparungen Kontaktleiste abgewinkelte Einlötstifte Kontaktbuchsen Fassungsrahmen federnde Verriegelungszangen Auflageflansch Führungsrippen Einschnitte Loch für Schraube Gehäuseschalen Gehäuse tasche Schalenränder Verriegelungszungen Rastlager Handgriff; 15e' Aussparung Einschnitte

vorderseitige Schulter für die Anlage der Steckeiriheit

Rastnasen für Verriegelungszungen des Fassungsrahmens

Hocker an Gehäuseschalen

Schulter für rückseitige Anlage der Steckeinheit

Zentrierstifte Durchbruch an Gehäusetasche

-X- *c «■

15n Öse zur Aufnahme von

15o Schwalbenschwanznut

15p verformbare Verbindungslamellen zwischen Gehäuseschale 15 und Tasche 15a

16 Stiftleiste ; i6b Kontaktstifte

17 Zentrierkörper

17a Verriegelungszungen

17b Kontaktstifte

17c Zentrierfläche

18 Datenbus 19c Sippen

19 Abstandsleisten ; 19b Verriegelungszungen

^19a Steg j 20a¹,20b', Fahnen /

20,20' Rundkabel, Flachbandkabel; 20y Adern

21 Schrauben

22 metallene Kontaktelemente in Messerleiste 22a Kontaktmesser

22b Kontaktstift

23 Sperrschiene

24 Schrauben ; 24' verlängerte Schrauben (Fig.i8)

30 Adaptionsrahmen

30b Innenflansch

30c Führungsrippen

3Od Vertiefungen in 30b; 3Od · Kodier-Ausstanzung

3Oe Durchgriffsloch für Befestigungselement

3Of " Zentrierseifte

30g Symbole für Kodierausschnitte : ;

30h Befestigungselemente

" Stege

30m Zentrierflächen

31 Kodierkörper

31a Nase

31b Schwalbenschwanzfeder Schwa bensc lwanzfeder

31c Schaft

32,33 Ausnehmungen im Schalenrand 15b für die Ein

führung von Rundkabel und Flachkabel

34 Gehäuse für metallene Kontaktelemente mit Kon

taktmesser und Kontaktstiften 22a,22b

34a Schwalbenschwanzfeder

34b Widerlager für Verriegelungszunge

34f Zentrierausnehmung

35 unterer Klemmkörper

35a Lagerbett

35b Zentrierplatte

35c Rastzungen

35d Durchtrittsschlitze für Messerteil

35e Zentrierrillen des Lagerbettes 35a

35f Zentrierausnehmung

36 oberer Klemmkörper der Steckeinheit

36a Griff

36b Aufnahmeschlitze für Messerteile der Kontaktelemente

36 c Widerlager für Verriegelungszungen

36 e Zentrierrillen

36 f Lagerbett von

37 Kodi' rausstanzung

38 Ausschnitt

E Steckeinheit

O KabeleinfülTTungsöffnung

t max. Tiefe der Kabeleinführungsöffnung

f-f Fuge

s-s Synmetrieebene des Trägers 12

L Länge der Tasche

Claims

Karl Hehl, Arthur-Hehl-Str. 32, D-7298 Loßburg 1 Steckersystem zur Verbindung eines elektronischen Steuergerätes mit einer Arbeitsmaschine Patentansprüche :

1. Steckersystem zur Verbindung der Schaltelemente eines elektronischen Steuergerätes mit den zu einer Arbeitsmaschine führenden Kabeln,

mit standardisierten, die elektronischen Bauteile aufnehmenden Trägern (z.B. Leiterplatten), die nebeneinander angeordnet und je stirnseitig mit Kontaktleisten versehen sind,

mit an der Außenseite der Rickwand des Steuergerätes im Bereich von Ausschnitten angeordneten Fassungsrahmen

sowie mit in diese Fassungsrahmen unter Kodierung einsteckbaren und mit den Kontaktleisten der Träger kontaktierbaren, vielpoligen Stekkem, in welchen die Adern von Kabeln mit Hilfe der Messer von' Kontaktelementen kontaktiert sind, die in einem Gehäuse in Reihe festgelegt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß in den Steckern zu standardisierten Blöcken formierbare Steckeinheiten (E).je mit Lagerbetten (35a, 36f) versehene Klemmkörper (35, 36) aufweisen und zwischen Lagerorganen (Zentrierrillen 35e, 36e) der Lagerbetten (35a, 36f) wahlweise Flachbandkabel (20¹) oder parallel ausgelegte Adern (2Oy) von Rundkabeln (20) verkLerrmbar sind

und daß die Steckeinheiten (E) in Fassungen (Tasche 15a) von Gehäuseschalen (15) der Stecker fixierbar und die Kabel (20, 20') über Aus-

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nehmungen (32, 33) aufeinanderliegender Schalenränder (15b) beider Gehäuseschalen (15) in die Stecker einfuhrbar sind.

2. Steckersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen (15) rechteckigen Grundriß aufweisen und alle Ausnehmungen (32,33) in zwei über eine zur Steckrichtung parallele Fuge (f-f) aneinandergrenzenden Schalenrändem (15b) eine von halbkreisförmigen Paßlagem begrenzte Kabeleinführungsöffnung (0 in Fig.4, 7,28) bilden, wobei die Paßlager der einen Gehäuseschale (15) gegenüber den Paßlagem der anderen Gehäuseschale (15) in Steckrichtung gegeneinander versetzt sind.

3. Steckersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe (t) der Kabeleinführungsöffnung (0) dem doppelten Durchmesser eines Rundkäbels (20) plus der dreifachen Dicke eines Flachbadkabels (20¹) entspricht.

4. Steckersystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kabeleinführungsöffnung (0) senkrecht zur Steckrichtung verlaufende Kabel (20,20') im Steckerinnenraum um 90° umgelenkt sind, wobei die in Fahnen (20a¹,2Ob¹ in Fig.2, 19) aufgespaltenen Flachbandkabel (20') nach einer Diagonalfaltung in der Kabeleinführungsöffnung (0) deckungsgleich aufeinanderliegen.

5. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen (15) und ihre als Tasche (15a) ausgebildeten Fassungen Bestandteil eines Spritzgießformstückes und die Gehäuseschalen (15) mittels verformbarer Verbindungslameilen (15p). mit der Tasche (15a) verbunden sind, wobei die Ge! lause-

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schalen (15) bei Entnahme des Spritzgießformstückes aus der Spritzgießform in einer quer zur Steckrichtung verlaufenden Ebene liegen (Spritzgießposition gemäß den Figuren 26,27,29-31) und bei Hontage des Steckers in eine Position (Montageposition gemäß Fig· 1-9 > 17-19,28) aufeinander klappbar sind, in welcher sie parallel zur Steckrichtung verlaufen.

6. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Tasche (15a) aneinander gereihten zweiseitig-symmetrischen Steckeinheiten (E) identische Querschnitte aufweisen und wahlweise auf 1/8, 1/4,1/2, l/l der Länge (L in Fig. 1) der Tasche (15a) standardisiert sind.

7. Steckersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckeinheiten (E) durch Überführen der Gehäuse schal en (15) aus Spritzgießposition in Montageposition mittels Schultern (15k, 15g) der Gehäuseschalen (15) bzw. der Tasche (15a) unter Formschluß festlegbar sind (z.B. Fig. 2, 5, 9).

8. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckeinheiten (E) je mit der Tasche (15a) mittels Schwalbenschwanzverbindungen verbindbar sind, deren Schwalbenschwanzfedern (34a,34a')an den Außenwänden der Stecke_nheiten (E) und deren Schwalbenschwanznuten (15 ο an cien L?ingswa^y den der .Tasche (15a) angeformt sind, wobei die Schwalbenschwanzverbindungen stirnseitig auf der Schulter (15g) aufliegen.

9. Steckersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwalbenschwanzverbindungen im Bereich der einen Längswand der _#Tasche (15a) breiter sind als die Schwalbenschwanzvertindungen im Bereich der anderen Längswand dieser Tasche.

10. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen (15) bei Überführen aus der Spritzgießposition in die Montageposition mittels Zentrierstiften (151) und Ösen (I5n) aneinander zentrierbar sind und mittels elastischer Verriegelungszungen (15c) und Rastlagem (I5d) miteinander lösbar verriegelbar sind.

11. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Adern der Kabel (20,20') unter atstandsgleicher Festlegung in Zentrierrillen (35e,36e) der Lagerbetten (35a,36f) von zwei Klernmkörpem (35,36) lagegerecht verklemmt sind, wobei elastische Rastzungen 35c des Klemmkörpers (35) den oberen Klemmkörper (36) und das Gehäuse (34) für die Kontaktelemente (22) hintergreifen (Fig. 6-9,19,20; 40,41,43,44).

12. Steckersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gehäuse (34) axial festgelegten Kontaktelemente (22) mit Kontaktstiften (22b) in die Kontaktbuchsen (13b) der Kontakt leisten (13) eintauchen und über Messer (22a) die Adern (20 y) der Kabel (20, 20') in den Lagerbetten (35a, 36f) kontaktieren (Fig. 6-9, 19).

13. Steckersystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (34) am unteren Klemmteil (35) mittels einer Zentrierplatte (35b) des Klernmkörpers (35) zentriert ist, die in eine Zentrierausnehmung (34f) des Gehäuses (34) eintaucht.

14. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (12) mit zwei Kontaktleisten (13) versehen ist, die beidseits der Syrrnietrieebene (s-s) ■

angeordnet sind, wobei die Kontaktleisten auf der einen

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Seite S der Syrrmetrieebene (s-s) die Steckeinheiten (E) mit den Kabeln (20,2O¹) kontaktieren, während die Kontaktleisten (13) auf der anderen Seite Z der Syrrmetrieebene (s-s) je über eine Stiftleiste (16) mit einem Datenbus (18) kontaktieren, der an der Außenseite der Rückwand (10a) von Zentrierkörpem (17) mittels Verriegelungszungen (17a) gehaltert"ist.

15. Steckersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der

in einem Gehäuseteil (lOb) des Gehäuses (10) angeordnete Datenbus (18) ■ rückseitig mit Abstandsleisten (19) versehen ist und auf Zentrierflächen (17c) der Zentrierköroer (17) aufliegt.

16. Steckersystem zur Verbindung der Schaltelemente eines elektronischen Steuergerätes mit den zu einer Arbeitsmaschine führenden Kabeln, mit standardisierten Trägern (z.B. Printplatten) für die Schaltelemente, welche Träger nebeneinander angeordnet und je stimseitig mit Kontäktleisten versehen sind, mit an der Außenseite einer Wandung des Steuergerätes im Bereich von Ausschnitten angeordneten Fassungsrahmen, sowie mit in diese Fassungsrahmen unter Kodierung einsteckbaren und dadurch mit den Kontaktleisten der Träger kontaktierenden vielpoligen Steckern, in welchen standardisierte Steckeinheiten in linearer Anordnung eingefügt sind, in denen die Adern der Kabel fixiert

und mit Hilfe der Messer von in

einem. Gehäuse festgelegten Kontaktelementen kontaktiert sind, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stecker in seinem die Rückwand (10a) durchgreifenden Steckabschnitt mit einer Anzahl von Passlagem (Einschnitte 15f; Durchbrüche 15m) versehen und in ein zwecks Kodierung ausgewähltes Passlager ein Kodierkörper (31) lösbar im Passsitz eingefügt ist, der mit einer entsprechenden Kodier - Ausstanzung (37) im Ausschnitt (38) der Rückwand (10a) korrespondiert.

17. Steckersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der eingefügte Kodierkörper (31) mittels Schwalbenschwanzverbindung mi tarar zur Steckrichtug parallelen Wandung einer die Steckeinheiten (E) des Steckers aufnehmenden Tasche (15a) verbunden ist.

18. Steckersystem nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante der an den Kodierkörper (31) angeformten Schwalbenschwanzfeder (31b) an der Basiskante eines Einschnittes (15f) der Wandung der Tasche (15a) anliegt und mit einer Nase (31a) die Wandung der Tasche (15a) im Bereich eines Durchbruches (15m,Fig. 7, 919) hintergreift.

19. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß " elastische Verriegelungszungen (14a) der Fassungsrahmen (14) zur Verriegelung der Stecker in Steckposition Rastnasen (15h) der Gehäuseschalen (15) hintergreifen.

20. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Gehäuseschalen (15) und an die Träger

(12) je rückseitig angeformte Handgriffe (I5e;12a) je in einer Aussparung (15e';12a') eine sich über sämtliche Gehäuseschalen

(15) bzw. Träger (12) erstreckende Sperrschiene (23) aufnehmen, welche am Gehäuse (10) lösbar befestigt ist (Figuren 1,27,30).

21. Sieckersystem zur Verbindung der Schaltelemente einer außerhalb des Steuergerätes, zum Beispiel im'Schaltschrank, angeordneten, sxirnseitig mit Kontaktleisten (13) versehenen Printplatte mit den zur Arbeitsmaschine führenden Kabeln, mit wenigstens einem Fas-

sungsralimen sowie mit einem in diesen Fassungsrahmen unter Kodierung einsteckbaren und dadurch mit einer Kontaktleiste der Prim;-plattekontaktierbaren, vielpoligen Stecker, in welchem standardisierte Steckeinheiten in linearer Anordnung eingefügt sind, in

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denen die Adern der Kabel fixiert und mit Hilfe der Messer von In einem Gehäuse festgelegten Kontaktelementen kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Fassungsrahmen über einen Adaptionsrahmen (30) an der Leiterplatte (12) befestigt ist, wobei ein wahlweise in beliebiger Kodierposition an einer Tasche (15a) der Gehäuseschalen (15 lösbar befestigter Kodierkörper (31) mit .einer entsprechend ausgewählten Kodierausstanzung (3Od¹ in Figuren 13-18 ) korrespondiert, die an Innenflansch (30b) des Adaptionsrahmens (30) angeordnet ist (Figiren 13-18).

22. Steckersystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenflansch (30b) Vertiefungen (3Od) (Fig. 16 mit Ziffern 1-18 versehen) als Sollbruchstellen eingeformt sind, von welchen wahlweise eine Vertiefung bei Montage in eine mit dem Kodierkörper (31) korrespondierende Kodierausstanzung (3Od¹ in Figuren 17,18) umwandelbar ist.

23. Steckersystem nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Adaptionsrahmen (30) die Kontaktleiste (13) der Leiterplatte (12) mittels Befestigungselementen (30h) hintergreift, die über elastische Stege (3Oi) am Adaptionsrahmen (30) Engelenkt sind.

24. Steckersystem nach einem der Ansprüche 11-23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierrillen (35e,36e) sich zu Zentrierkaiälen ergänzen, deren Querschnitt einem Quadrat entspricht, dessen Diagonalen horizontal und vertikal verlaufen (Figuren 40,44, 20).

25. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Leiterplatten (12) und Stecker zwecks Zentrierung je rückseitig nur an einem Punkt mittels Schiene (23) festlegbar sind (Fig. 1).

26. Steckersystem nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Klemmkörper (35,36) in geringfügigem Abst'ind voneinander befinden und durch den Hintergriff der Rast-■zungen (35c) auf den partiell gequetschten Ummantelungen der Aden ι der Kabel (20,2O¹) lasten.

27. Steckersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Steckrichtung verlaufenden Abschnitte der in der rechten Gehäuseschale (15) festgelegten RundkabeL (20) gegenüber den entsprechenden Abschnitten der in der link an Gehäuseschale (15) festgelegten Rundkabel (20) in Steckniet, tung gegeneinander versetzt und an den Höckern (I5i) beider Gehfeaseschalen (15) abgestützt sowie gegen Zug entlastet sind und daß die Flachbandkabel (20') sowie die Adern (2Oy) der Rundkabel (20) der rechten Gehäuseschale von rechts und die Flachbanckabel bzw. die Adern (2Oy) der Rundkabel (20) der linken Ger&useschale (15) von links zwischen die Klemmkörper (35,36) der benachbarten Steckeinheiten (E) eingeführt sind (Figuren 19,20).