Verriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung einer elektronischen Baugruppe in der Automatisierungstechnik

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung (1), die in eine elektronische Baugruppe (2) einschwenkbar ist mit einem Entriegelungsschieber (7), der an der Steckervorrichtung (1) befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Rasthaken (11) steht, der an einer Rastnase (12) angeordnet ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rasthaken (11) mit einem Schlitz (13) ausgebildet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung, die in eine elektronische Baugruppe einschwenkbar ist, mit einem Entriegelungsschieber, der an der Steckervorrichtung befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Rasthaken steht, der an einer Rastnase angeordnet ist.

[0002] Der Anschluss von elektronischen Baugruppen, insbesondere von Peripheriebaugruppen in Automatisierungssystemen erfolgt üblicherweise mittels Steckervorrichtungen, insbesondere Frontsteckern, welche die entsprechende Prozessleitung über eine quasi stehende Verdrahtung mit der Peripherie kontaktieren. Bei einem Baugruppentausch müssen somit nur die Frontstecker abgenommen und keine Leitungen gelöst werden.

[0003] Leiterplatten, Baugruppen oder Steckplatten für elektronische Steuergeräte werden vorteilhafterweise in genormte Gehäuse eingesetzt. Ein Baugruppenträger nimmt dabei die über Führungsschienen einsteckbaren Baugruppen auf. Die Baugruppen werden über Anschlusskontakte, die entweder auf der Frontseite oder rückwärts/seitlich angebracht sind, mit Spannung bzw. Signalen versorgt. Die Verdrahtung der Baugruppen untereinander kann auch von der Rückseite erfolgen.

[0004] Die Gehäuse haben festgelegte Abmessungen, dienen zur Aufnahme von Leiterplatten und werden in genormte Schaltschränke eingebaut. Ein Gehäuse ist aufgebaut aus zwei Seitenteilen mit Befestigungsflanschen, die durch vier Strangprofile miteinander verbunden sind. Über die beiden Befestigungsflansche wird das Gehäuse in einen Elektronikschrank eingeschraubt.

[0005] In das Gehäuse eingeschobene Steckbaugruppen wie zum Beispiel Leiterplatten werden durch äußere Prozess-Signale angesteuert oder sind mit anderen Steckbaugruppen verbunden. Hierfür werden Steckverbinder, insbesondere Frontstecker in Form von Steckerleisten verwendet, die von der Bedienseite her auf die Steckbaugruppen aufgeschoben werden. Bei der Auswahl der Steckverbinder ist neben der Wirtschaftlichkeit und der benötigten Kontaktstifte vor allem zu achten auf Zuverlässigkeit der Steckverbindung, mechanische Robustheit, Kombinierbarkeit von Teilen, die verschiedene Hersteller liefern, Isolationsvermögen und Strombelastung. Die allgemein verwendeten Steckverbinder für direkte Steckung erfüllen alle Wirtschafts- und Zuverlässigkeitsanforderungen, nur ist die Anzahl der Kontaktstifte oftmals nicht ausreichend. Der Prozess-Frontstecker kommt vor allem bei Peripheriegeräten zum Einsatz, wenn z. B. zur Vermeidung elektrischer Störbeeinflussung eine räumliche Trennung der Anlagenkabel von den elektronikinternen Signalleitungen zweckmäßig ist.

[0006] Der Nachteil am Stand der Technik besteht jedoch darin, dass bei unverhältnismäßiger Kraftaufwendung zur Entriegelung der Steckervorrichtung vom Baugruppenträger im Falle einer Notentriegelung oftmals das Verriegelungssystem beschädigt wird. Dies führt dazu, dass die Steckervorrichtung mit der Baugruppe nicht mehr miteinander verriegelt, so dass diese Art der Entriegelung nur einmal möglich ist.

[0007] Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Verriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung einer elektronischen Baugruppe zu schaffen, die eine wiederholte Notentriegelung ermöglicht, ohne die Verriegelungselemente zu zerstören.

[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Verriegelungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Entriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung gelöst, die in eine elektronische Baugruppe einschwenkbar ist, mit einem Entriegelungsschieber, der an der Steckervorrichtung befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Rasthaken steht, der an einer Rastnase angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der Rasthaken mit einem Schlitz ausgebildet ist. Die Steckervorrichtung wird erfindungsgemäß im unteren Bereich der elektronischen Baugruppe in das dortige Steckerlager eingesetzt und dann durch Einschwenken mit den Kontaktmessern der Baugruppe kontaktiert und im oberen Bereich mit der Baugruppe verriegelt. Als Verriegelung dient ein Rasthaken, der sich hinter einer Rastnase verhakt. Durch Ziehen am Entriegelungsschieber der Steckervorrichtung wird der Rasthaken ausgelenkt, wodurch das System entriegelt und die Steckervorrichtung von den Kontaktmessern der Baugruppe gezogen wird. Damit beim nächsten Einschwenkvorgang die Steckervorrichtung wieder verriegeln kann, wird der Entriegelungsschieber mit Federkraft in die Ausgangsposition gebracht, wobei auch der Rasthaken seine ursprüngliche Position wieder einnimmt.

[0010] Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Verriegelungselemente, die als Rastnase und Rasthaken ausgebildet sind, beim Verriegeln übergreifen und eine formschlüssige Verbindung darstellen. Üblicherweise muss der Verriegelungsmechanismus gelöst werden, also entriegelt werden, bevor die Steckervorrichtung von der Baugruppe gezogen werden kann. Beim sachgemäßen Entriegeln muss mindestens ein Partner, also Rastnase oder Rasthaken ausgelenkt werden, damit das System ohne Beschädigung gelöst werden kann. Der Kern der Erfindung besteht hier nun darin, dass eine wiederholte Not- Entriegelung möglich ist, ohne die Verriegelungselemente zu zerstören. Dafür ist der Rasthaken erfindungsgemäß geschlitzt ausgeführt und hat die Möglichkeit in zwei Richtungen, vertikal wie auch horizontal ausgelenkt zu werden. Für den Fall, dass im oberen Bereich der Steckervorrichtung bei der Leitungsverlegung auf die Anschlussleitung eine zu große Kraft aufgebracht wird, kann die Steckervorrichtung ohne entriegelt zu werden, von der Baugruppe gerissen werden. Um zu vermeiden, dass dabei das Verriegelungssystem beschädigt wird, lenkt der Rasthaken automatisch aus. Der Rasthaken ist dabei so gefertigt, dass er einen ausreichenden Hintergriff mit der Rastnase bildet und der Übergriff an Rastnase und Rasthaken über Winkel das Auslenken der Schenkel ermöglicht. Die Winkel sind dabei so angepasst, dass die Beanspruchung ohne Zerstörung den Verriegelungsmechanismus öffnet. Durch den Schlitz ist der erfindungsgemäße Rasthaken mit zwei Schenkeln ausgebildet, die wie Torsionsfedern wirken und das Verriegelungssystem lösen, ohne dabei beschädigt zu werden. Nach der Beanspruchung nehmen die Schenkel weitestgehend wieder ihre ursprüngliche Lage ein und die Steckervorrichtung kann erneut mit der Baugruppe verrastet werden. Bei der neuen erfindungsgemäßen Verriegelungstechnik öffnen die beiden Schenkel des Rasthakens. Nach der Belastung gehen die beiden Schenkel weitestgehend wieder in ihre Ausgangsstellung zurück und die Steckervorrichtung kann erneut mit der elektronischen Baugruppe verrastet werden. Das Verriegelungssystem wird nicht beschädigt, d. h. die Steckervorrichtung und die Baugruppe können bedingt durch die NotEntriegelung weiterhin miteinander verrasten.

[0011] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steckervorrichtung mittels Schwenktechnik auf die elektronische Baugruppe kontaktiert ist. Es ist vorgesehen, dass die Steckervorrichtung, vorzugsweise ein Frontstecker in der Schwenktechnik auf die elektronische Baugruppe kontaktiert und im oberen Bereich der Steckervorrichtung ein Rastelement angeordnet ist, das eine Verriegelung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Steckervorrichtung ist in der Schwenktechnik konzipiert, wodurch Steck- und Ziehkräfte reduziert werden.

[0012] Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass ein Steckerlager für die Vorverdrahtung und ein zweites Steckerlager für die Kontaktierung verantwortlich ist. Die erfindungsgemäße Steckervorrichtung verrastet in der Vorverdrahtungsstellung fest mit der elektronischen Baugruppe. Dies wird über ein Rastsystem bewerkstelligt. Mittels Lagerzapfen, die sonst als Zuführungsnocken dienen, wird die Steckervorrichtung in die Vorrastlagerstellung eingehängt, wo sie durch Einschwenken mit der elektronischen Baugruppe verrastet. Der an der Steckervorrichtung angebrachte Verriegelungsmechanismus verrastet auch in dieser Position den Stecker mit der Baugruppe. In dieser Steckerposition befinden sich die Anschlussklemmen, d. h. das Verdrahtungsfeld, außerhalb der elektronischen Baugruppe und sind leicht zugänglich. Das Kontaktsystem aus Buchse und Messern ist dabei noch nicht im Eingriff.

[0013] Es ist insbesondere vorteilhafter Weise vorgesehen, dass durch Ziehen am Entriegelungsschieber der Steckervorrichtung der Rasthaken auslenkbar ausgebildet ist und die Steckervorrichtung entriegelt, so dass diese von der Baugruppe ausschwenkbar ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Entriegelungsschieber mittels Federkraft in seiner Ausgangsposition vor dem Einschwenken zurückstellbar ist, wobei der Rasthaken seine ursprüngliche Position wieder einnimmt.

[0014] Ein weiterer großer Vorteil der erfindungsgemäßen Verriegelungsanordnung besteht insbesondere darin, dass die Verriegelungsanordnung eine zerstörungsfreie Not-Entriegelung aufweist. Dazu ist der erfindungsgemäße Rasthaken geschlitzt ausgeführt und hat die Möglichkeit in zwei Richtungen, vertikal wie auch horizontal, ausgelenkt zu werden. Falls im oberen Bereich der Steckervorrichtung bei der Leitungsverlegung, auf die Anschlussleitung eine zu große Kraft aufgebracht wird, kann die Steckervorrichtung, ohne entriegelt zu werden von der Baugruppe gerissen werden. Zur Vermeidung, dass dabei das Verriegelungssystem beschädigt wird, lenkt der Rasthaken automatisch aus. Der erfindungsgemäße Rasthaken ist dabei so gefertigt, dass er einen ausreichenden Hintergriff mit der Rastnase ausbildet und der Übergriff an Rastnase und Rasthaken über Winkel das Auslenken der Schenkel ermöglicht. Die Winkel sind dabei so angepasst, dass die Beanspruchung ohne Zerstörung den Verriegelungsmechanismus öffnet.

[0015] Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Rasthaken in vertikaler Richtung auslenkbar ist. Die vertikale Ausrichtung ergibt sich bei der spontanen Not-Entriegelung. Der geschlitzte Rasthaken verfügt über zwei Schenkel, die bei einer spontanen Entriegelung nach links und rechts wegschwenken. Dies stellt eine vertikale Auslenkung dar.

[0016] Zudem ist vorgesehen, dass der Rasthaken in horizontaler Richtung auslenkbar ist. Die horizontale Ausrichtung ergibt sich bei einer normalen Entriegelung ohne übermäßigen Kraftaufwand. Dabei verschiebt sich der Rasthaken horizontal nach unten, so dass er an der Rastnase vorbeigeführt wird. Dies führt zu einem entriegelten Zustand.

[0017] Die erfindungsgemäße Verriegelungsanordnung kommt insbesondere in Steckervorrichtungen, vorzugweise in Frontsteckern von elektronischen Baugruppen in der Automatisierungstechnik zum Einsatz.

[0018] Die erfindungsgemäße Verriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung einer elektronischen Baugruppe in der Automatisierungstechnik ermöglicht eine wiederholte Not-Entriegelung, ohne die Verriegelungselemente zu zerstören. Die erfindungsgemäßen Verriegelungselemente sind als Rasthaken und Rastnase ausgebildet, wobei der Rasthaken in zwei Richtungen, in vertikaler und in horizontaler Richtung ausschwenkbar ist. Dies ermöglicht eine wiederholte Verwendung dieser Verriegelungsanordnung, nachdem die Steckervorrichtung der Baugruppe wieder zugeführt wurde.

[0019] Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand einer Zeichnung erläutert.

[0020] Dabei zeigen schematisch:

Fig. 1

in einer perspektivischen Darstellung eine Steckervorrichtung mit erfindungsgemäßer Verriegelungsanordnung in einer elektronischen Baugruppe;

Fig. 2

in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Verriegelungsanordnung mit einem Entriegelungsschieber und zwei Verriegelungselementen aus Rasthaken und Rastnase;

Fig. 3

in einer perspektivischen Darstellung das Zusammenwirken zwischen Entriegelungschieber, Rastnase und Rasthaken;

Fig. 4

in einer perspektivischen Darstellung den erfindungsgemäßen Rasthaken mit Schlitz und sich daraus ergebenden zwei Schenkeln mit schräg an der Rastnase verlaufenden Führungskanten;

Fig. 5

in einer perspektivischen Darstellung die horizontale Drehbewegung der zwei Schenkel des Rasthakens im Falle einer Not-Entriegelung.

[0021] Fig. 1 zeigt eine Steckervorrichtung 1 mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsanordnung in einer elektronischen Baugruppe 2. Die Steckervorrichtung 1 weist ein Anschlussfeld 3 mit Steckplätzen 4 für elektrische Zuleitungen auf. Die elektronische Baugruppe 2 weist ein vorzugsweise quaderförmiges Gehäuse 5 auf, das an einer Seite offen ist, so dass die Steckervorrichtung 1 vorzugsweise in Schwenktechnik einführbar ist. Das Gehäuse 5 kann zweiteilig mit einer Fronthaube im Bereich der Steckervorrichtung 1 und einem sich daran anschließenden Grundgehäuse ausgebildet sein. Die Steckervorrichtung 1 weist im oberen Bereich in der Nähe des Gehäusedeckelbereichs 6 der Baugruppe 2 einen Entriegelungsschieber 7 auf. Der Entriegelungsschieber 7 kann nach vorne ausschwenken, so dass er in einem Winkel von ca. 90° zur Steckervorrichtung 1 steht. Im Gehäusebodenbereich 8 der Baugruppe 2 ist sowohl eine Vorverdrahtungslagerstellung 9 als auch eine Kontaktierungslagerstellung 10 angeordnet.

[0022] In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Verriegelungsanordnung mit dem Entriegelungsschieber 7 und vorzugsweise zwei Verriegelungselementen aus Rasthaken 11 und Rastnase 12 dargestellt. Der Entriegelungsschieber 7 steht in Wirkverbindung mit dem Rasthaken 11, der seinerseits an der Rastnase 12 anlehnend angeordnet ist. Bei einem normalen Entriegelungsvorgang ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich der Rasthaken 11 in vertikaler Richtung entsprechend dem Pfeil bewegt und somit an der Rastnase 12 vorbeigeführt wird. Die Rastnase 12 wird aus Konturen im Gehäuse der elektronischen Baugruppe 2 gebildet. Das Zusammenwirken zwischen Entriegelungsschieber 7, Rastnase 12 und Rasthaken 11 ist ebenfalls noch mal in Fig. 3 dargestellt.

[0023] Fig. 4 zeigt den erfindungsgemäßen Rasthaken 11, der einen Schlitz 13 aufweist sowie die sich daraus ergebenden zwei Schenkel 14, 15, die schräg an der Rastnase 12 verlaufende Berührungskanten 16 aufweisen.

[0024] In Fig. 5 ist die horizontale Drehbewegung der zwei Schenkel 14, 15 des Rasthakens 11 im Falle einer Not-Entriegelung dargestellt. Die beiden Schenkel 14, 15 wirken dabei wie Torsionsfedern, wodurch sich das Verriegelungssystem löst, ohne dabei beschädigt zu werden. Nach der Beanspruchung nehmen die Schenkel 14, 15 weitestgehend ihre ursprüngliche Lage ein, und die Steckervorrichtung kann erneut mit der Baugruppe 2 verrastet werden. Mit der neuen Verriegelung öffnen die beiden Schenkel 14, 15 des Rasthakens 11. Nach der Belastung gehen die beiden Schenkel 14, 15 weitestgehend wieder in ihre Ausgangsstellung zurück und die Steckervorrichtung kann erneut mit der Baugruppe 2 verrastet werden. Das Verriegelungssystem wird nicht beschädigt, d. h. die Steckervorrichtung und die Baugruppe können bedingt durch die Not-Entriegelung wieder miteinander verrasten.

[0025] Die erfindungsgemäße Verriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung einer elektronischen Baugruppe in der Automatisierungstechnik ermöglicht eine wiederholte Not-Entriegelung, ohne die Verriegelungselemente zu zerstören. Die erfindungsgemäßen Verriegelungselemente sind als Rasthaken und Rastnase ausgebildet, wobei der Rasthaken in zwei Richtungen, in vertikaler und in horizontaler Richtung ausschwenkbar ist. Dies ermöglicht eine wiederholte Verwendung dieser Verriegelungsanordnung, nachdem die Steckervorrichtung der Baugruppe wieder zugeführt wurde.

Ansprüche

1. Verriegelungsanordnung für eine Steckervorrichtung (1), die in eine elektronische Baugruppe (2) einschwenkbar ist, mit einem Entriegelungsschieber (7), der an der Steckervorrichtung (1) befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Rasthaken (11) steht, der an einer Rastnase (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Rasthaken (11) mit einem Schlitz (13) ausgebildet ist.

2. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steckervorrichtung (1) mittels Schwenktechnik auf die elektronische Baugruppe (2) kontaktiert ist.

3. Verriegelungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
durch Ziehen am Entriegelungsschieber (7) der Steckervorrichtung (1) der Rasthaken (11) auslenkbar ausgebildet ist und die Steckervorrichtung (1) entriegelt, so dass dieser von der Baugruppe (2) ausschwenkbar ist.

4. Verriegelungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Entriegelungsschieber (7) mittels Federkraft in seiner Ausgangsposition vor dem Einschwenken zurückstellbar ist, wobei der Rasthaken (11) seine ursprüngliche Position wieder einnimmt.

5. Verriegelungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verriegelungsanordnung eine zerstörungsfreie NotEntriegelung aufweist.

6. Verriegelungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Rasthaken (11) in vertikaler Richtung auslenkbar ist.

7. Verriegelungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Rasthaken (11) in horizontaler Richtung auslenkbar ist.

8. Steckervorrichtung (1) für eine elektronische Baugruppe (2) mit einer Verriegelungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Steckervorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
dass die Steckervorrichtung als Frontstecker ausgebildet ist.

Zeichnung