MOUNTING OF A CONNECTOR TO A MEASURING DEVICE

Abstract: A connector socket of the type used for multiple connections to electrical equipment and instrumentation has a printed circuit card with a number of contact blades projecting from the surface. External connection with the blades is made by a socket that provides coupling with each group of four contact blades. Several plugs may be used side by side. Guidance for the plugs is provided by a socket housing with separate guideways and latching lugs that engage with holes in the printed circuit board. The socket is flush mounted with the housing plate. The plug element also has a latching claw that engages with the socket.

Description: Anordnung einer Steckverbindung an einem Messgerät Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Steckverbindung an einem MeBgerEt, dessenRfickseite durch eine Abdeckeng abge schlossen ist, welche eine die Verbindung von gerteseitigen Kontaktelementen mit wenigstens einem externen Stecker gestat tende Offnung aufweist. Eine Vielzahl von MeB- und Zählgeräten ist, insbesondere wenn es sich um Einbaugeräte handelt, derart konzipiert, daB die verschiedenen. Funktionsbaugruppen einem tragenden Gehäuseseg- ment oder einem tragenden Rahmen zugeordnet sind und daB eine das Gehäusesegment rückseitig abschlisssende Abdeckung, bei spielsweise ein haubenartiges Gehäusebauteil, vorgesehen ist. Dieses Konzept bietet zwar beztiglich der einzelnen Funktions baugruppen zufriedenstellende Montierbarkeit, Prüffähigkeit und Wartungsfreundlichkeit, weist andererseits aber auch Schwa- chen hinsichtlich der an der Geräterückseite vorzusehenden Kon taktverbindungen fiir einerseits die Energieversorgung, anderer seits ein- und ausgehende Messwertinformationen auf, weil ins besondere in der Grossserienfertigung der Aufwand für eine be friedigende Qualität der erforderlichen Steckeranschlüsse re lativ hoch ist. Die Forderung nach Aufwandminimierung derartiger, an sich ne bengeordneter Einrichtungen an einem Messgerät wurde bisher da -durch realisiert, daB die geräteseitigen Kontakte in Form von .Rontaktzungen unmittelbar an einer fest mit dem tragenden Ge häusebauteil verbundenen Leiterplatte angebracht und die Stek kerfassungen mit den Kontaktzungen zugeordneten Schlitzen in der Abdeckung ausgeformt worden sind. Diese, was den Aufwand anbelangt, ausserordentlich einfache Ld- sung ist aber nur dort anwendbar, wo erhebliche Massabweichungen, die sich dadurch ergeben, dass die Kontaktzungen dem einen, die Steckerfassung dem anderen Gehusebauteil, d.h. der Abdeckung, zugeordnet sind und sich somit die in der Serienfertigung ohnehin grob zu haltenden Gehäusetoleranzen an den Steckverbindungen nachteilig auswirken, geduldet werden kbnnen. Sollen, was bei zunehmender Elektronisierung und Datenverarbeitung im MEss- gerät beispielsweise die Polzahl eines Steckers vermehrt und auBerdem die Anzahl der Stecker erhöht werden, wobei im allgemeinen die von den gerateseitigen Kontaktelementen beanspruchte Bestückungsfläche so gering wie möglich zu halten ist, andererseits aber auch der an der Ruckseite eines derartigen MeBgerä- tes gegebene Raum für das Vorsehen mehrerer Stecker begrenzt ist, so ist eine Miniaturisierung der SteckeranschluBelemente in einem Raiment der durch das von Leiterquerschnitt und Handhabbarkeit bestimmte Gehäuse des externen Steckers gegeben ist, unumgänglich. Miniaturisierung bedeutet aber Verringerung der Bauteilewand starker und somit der Festigkeiten der Bauteile, erhöht also beispielsweise die Gefahr des Verbiegens der geräteseitigen Kontaktelemente bei der Montage der Steckverbindung, so daB eine Miniaturisierung generell eine Anhebung der Fertigungs quality durch Einengung der Toleranzfelder der beteiligten Bauteile zur Folge haben 'nuB. Unter diesen Umständen ist dann aber eine Zuordnung der Stek keranschluBeleinente zu zwei verschiedenen Gehäusebauteilen nicht mehr sinnvoll. Man ist daher, was bereits realisiert worden ist, gezwungen, den in Herstellung und Montage wesentlich aufwendigeren Weg zu gehen und einen Steckersockel, in welchem die geräteseitigen Kontaktelemente in geeigneter Weise gehaltert oder gieBtechnisch eingebettet sind, derart an dem tragenden Gehäusebauteil oder an einem mit diesem fest verbundenen Baugruppenträger zu befestigen,- daB die dem Einführen des Steckers dienende ffnung in der Abdeckung unter Zwischenlage einer Dich tung wenigstens staubdicht abgeschlossen ist. Die in diesem Zu sammenhang bekannte Anordnung ist durch Setzen oder Einbetten von Kontakten in einen Steckersockel nicht nur teuer, es haf tet ihr durch Elnzelverdrahten der Kontakte mit beispielswei tise einer Leiterplatte ode;r einem anderen Kontaktträger auch der Nachteil einer umstnd1.ichen und zeitraubenden Montage an. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, fifr die beschriebene MeBgertearchitektur eine Steckverbindung der art auszubilden und anzuordnen, daB der Fertigungs- und Monta geaufwand gegenüber der letztgenannten bekannten Lösung weit gehend reduziert ist und daB sie im Vergleich mit der ublichen erstgenannten Lösung mit einer entscheidend hbheren Genauigkeit realisierbar ist und sich somit sowohl itir eine Miniaturisie rung als auch ftr eine maschinelle Montage eignet. Die 1.6 sung dieser Aufgabe sieht vor, daB die gerteseitigen Kontaktelemente unmittelbar an einer im Messgerät befestigten Leiterplatte angeordnet sind, daB ein sämtlichen Kontaktele menten zugeordneter Steckersockel vorgesehen ist, in welchem eine Fassung mit den Kontaktelementen zugeordneten Offnungen und nur eine einzige Verbindungsstellung von Stecker und Stek kersockel zulassende Wandkonturen ausgeformt ist und daB der Steckersockel einerseits mit der Leiterplatte rastbar verbind bar, andererseits derart ausgebildet ist, daB gegenüber dem Rand der in der Abdeckung befindlichen bffnung eine formschlüs- sige Zuordnung gegeben ist. Ein bevorzugtes Ausftihrungsbeispiel ist dadurch gekennzeich net, daB in dem Steckersockel mehrere Fassungen mit ungleich geformten Wandkonturen ausgebildet sind und dass an dem Stek kersockel einerseits ein Positionierzapfen, mehrere Distanz ansktze sowiewenigstenszwi Riegel, andererseits.eine um- laufende, zusammen mit einem in geeigneter Weise an der bff- nung der Abdeckung ausgeformter Rand eine Labyrinthdichtung bildende Vertiefung ausgebildet sind. Mit dieser Lösung wird somit weiterhin der Vorteil genutzt, die geräteseitigen Kontaktelemente, was insbesondere bei einer gro Ben Anzahl zweckmässig ist, im Zuge einer maschinellen Bestük- kung der Leiterplatte montieren zu können. Auf der anderen Seite stellt der unmittelbar den Kontaktelementen zugeordnete Steckersockel ein Gehausebauelernent des Messgerätes dar, in dem durch ein mit allseitigem Spiel gegenseitiges Umgreifen der Ranker von Steckersockel und der diesem in der Abdeckung zugeordneten bffnung eine toleranzausgleichende, formschlüssige Verbindung mit der rückseitigen Abdeckung des Messgerätes gegeben ist. Ferner ist vorteilhaft, daB der Steckersockel insbesondere in seiner Ausbildung mit mehreren Fassungen sich nicht nur problemlos und mit hoher Genauigkeit herstellen läBt sondern auch auf einf ache, letzten Endes auch maschinelle Weise durch Aufstecken und Verrasten mit der Leiterplatte montiert werdenkannund somit ein mit der Leiterplatte eine Baueinheit bildender Kontakt- bzw. Stiftsockel herstellbar ist, in welchem die Kontaktelemente weitgehend geschützt und die Lötver- bindungen der Kontaktelemente an der Leiterplatte durch eine in einem mbglichst grossen Abstand von der Leiterplatte befindliche Halteebene im Steckersockel entlastet sind. Besonders erwähnenswert ist, daB mit der vorgeschlagenen, von Gehäuseto- leranzen unabhängigen, eindeutigen Zuordnung des Steckersockels zur Leiterplatte die entstandene Funktionseinheit bereits im Vormontagestadium mit den dem fertigen Messgerät zugeordneten, handelsüblichen Steckertypen verbindbar und somit in einem einbauidentischen Zustand unabhängig vom Messgerät handhab- und prtifbar ist. Im folgenden sei das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ngher erläutert. Es zeigen FIG. 1 eine perspektivische Darstellung der gemäB der erfindungsgemässen Steckverbindung zusammenwirkenden Bauelemente, FIG. 2 einen Schnitt durch die komplette Steckverbin dungsanordnung an der Rtckseite eines Messgerätes, FIG. 3 einen Schnitt durch den Steckersockel. In FIG. 1 ist mit 1 eine Leiterplatte bezeichnet, welche mit einer grösseren Anzahl als Kontaktzungen ausgebildeten Kontakt elementen - eines ist mit 2 bezeichnet - besttckt ist. Genauer gesagt, es sind entsprechend den dem.Messgerät zugeordneten, handelsüblichen, achtpoligen Buchsensteckern, von denen einer dargestellt und mit 3 bezeichnet ist, vier Gruppen von Kon taktelementen 2 vorgesehen, jedoch nur die Kontaktelemente 2 gesetzt, die entsprechend der beabsichtigten Geräteausführung tatsächlich benotigt werden. Der Vollständigkeit halber sei erwhnt, daB, um eine Fertigungsoptimierung, die auch wegen der begrenzten Packungsdichte ein Vernieten angewinkelt aus gebildeter Kontaktzungen mit der Leiterplatte 1 ausschliesst, zu erzielen, die Kontaktzungen 2 zusammen mit nicht darge stellten elektrischen Bauelementen maschinell durch "Ein schieBen" in die Leiterplatte 1 montiert und mit den zuge ordneten Leiterbahnen kontaktiert werden. Diese - einerseits bedingt durch die verhaltnisiuaBig geringe Leiterplattenstärke extrem kurze Einspannung der Kontaktzungen 2, andererseits - bedingt durch den Raumbedari gleichseitig angeordneter, elektrischer Bauelemente und die erforderliche Eingriffstiefe der Kontaktzungen 2 in den Steckern 3 - verhältnismässig groBe Lunge der Kontaktzungen 2, macht eine derartige, praktisch pnktf6'raige Halterung der Kontaktzungen- 2 ausserordentlich empfindlich gegenüber beim Setzen der Stecker auftretenden, aber auch temperatur- und erschUtterungsbedingten sowie durch Toleranzaddition verursachten Biegemomente und stellt bezüglich der Lötverbindungen der Kontaktzungen 2 infolge der langen Hebelarme ein erhebliches Risiko dar. Dieses Risiko wird erfin dungsgemaB dadurch weitgehend verringert, daB der Kontaktzungenschar ein saintiichen vorgesehenen Steckern 3 gemeinsamer Steckersockel 4 zugeordnet ist, und zwar derart, daB-er unmittelbar an der Leiterplatte 1 befestigt ist. Als Befestigungsmittel sind ein Positionierzapfen 5r dem in der Leiterplatte 1 eine entsprechende Bohrung 6 zugeordnet ist, sowie zwei Rlin- ken 7 und 8, die die Leiterplatte 1 durch geeignete Durchbrü- che 9 und 10 hintergreifen, vorgesehen. AuBerdem sind die den Kontaktzungen 2 zugeordnete, im Boden 11 des Steckersockels 4 ausgeformte Schlitze 12 mit relativ engen Passungen versehen, so daB der Boden 11, wenn der Steckersockel 4 montiert ist und mittels an ihm ausgebildeter Distanzansätze 13, 14, 15 und 16 sowie einem dem Positionierzapfen 5 zugeordneten Ansatz 17 auf der Leiterplatte 1 aufsitzt, bezuglich der Kontaktzungen 2 eine zweite Halteebene darstellt und somit die Lötverbindungen der Kontaktzungen 2 durch Verkurzen des wirksamen Hebelarmes weitgehend entlastet sind. Wie aus der FIG. 2 ferner ersichtlich ist, sind in dem Steckersockel 4 vier Fassungen 18, 19, 20, 21 ausgebildet, deren Wande gemäss nicht naher bezeichneter Ausbildungen an den GehEusen der Stecker 3 jeweils Ftihrungs- bzw. Positioniernuten 22, 23, 24, 25 und 26 aufweisen. Dabei sind bei dem dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel die an den Schmalseiten der Fassungen 18, 19, 20 und 21 ausgebildeten Nuten 26, 27, 28, 29 in ihrer Lage relativ zu den angrenzenden Fassungswänden ungleich angeordnet, um eine eindeutige Zuordnung von Stecker 3 und der jeweiligen Fassung 18, 19, 20 und 21 zu erzielen. Öffnungen 30, 31, 32 und 33 dienen dem Einführen der an den Steckern 3 wippenartig angeformten Riegel 34, die, wenn die Stecker 3 in die jeweiligen Fassungen 18, 19, 2o und 21 eingesetzt sind, an geeigneten, im Steckersockel 4 ausgebildeten Sinterschnitten eingerastet sind. AuBer dem ist an den Steckersockel 4 eine umlaufende Vertiefung 35 mit einem diese begrenzenden Rand 36 ausgeformt. Als labyrinthbildende Gegenform hierzu sind an der Abdeckung 37 des Messgerätes, welch eine dem Steckersockel 4 zugeordnete Offnung 38 aufwejst, ein die Öffnung 38 begrenzender Rand 39 und in einem im wesentlichen gleich bleibenden Abstand zu dem Rand 39 eine umlaufende Rippe 40 angeformt. Am Rande sei noch erwähnt, daB die beiden mittels jeweils eines Filmscharniers 41 mit dem Gehäuse des Steckers 3 gelenkig verbundenen Klappen 42 und 43 nach innen weisende Nocken tragen, die im mit dem Gehäuse verrasteten Zustand der Klappen 42 und 43 in die Leiterkanäle - einer ist mit 44 bezeichnet - eingreifen und in den Stecker eingelegte, mit Kontaktbuchsen versehene Leitungsenden punktförmig festhalten, so daB die Leitungsenden im Steckergehäuse kipp- und somit an passungsfAhig gehaltert sind. Die gemäB FIG. 2 dargestellte Messgerätearchitektur zeigt beispielsweise ein tragendes Gehäusebauteil 45, mit dem eine der Einfachheit halberd nicht besttickt dargestellte Montage- platte 46 und die ebenfalls bauteilefrei dargestellte Leiterplatte 1 unter Verwendung mehrerer, gehäusefester Gewindebolzen 47 und diesen zugeordneten Distanzhülsen 48 sowie Muttern 49 fest verbunden sind. Wie ferner aus FIG. 2 ersichtlich ist, sind in dem mit der Leiterplatte 1 verrasteten Steckersockel 4 vier Stecker 3 eingesetzt, von denen einer beispielsweise die Energieversorgungsleitungen, andere unterschiedliche Messwert- ein- und -ausgAnge sowie Leitungen für vom jeweiligen MeBwert abhängige Signale und einer z. B. Leitungen fur Zusatzinformationen, kumulierte Daten, MeBbereichsumschaltsignale und dergl. kuppein. Eine an der mit dem tragenden Gehäusebauteil 45 ver bundenen Abdeckung 37 befestigte -und plombierbare, kammartige Haube 50 dint einerseits den Steckern 3 als Zugriffssicherung, andererseits der Leitungsbündelung. Mit 51 und 52 sind im Stecker 3 gehalterte Kontaktbuchsen bezeichnet, wShrend 53 ein geeignetes, in den Formschluss zwischen Abdeckung 37 und Steckersockel 4 eingeffigtes Dichtungsmaterial darstellt. In dem zur Verdeutlichung der Form des Steckersockels 4 dargestellten Schnitt gemäss FIG. 3 bezeichnet 54 den dem Einrasten des Riegels 34 dienenden Hinterschnitt, während den dem Durchfthren und Halten der Kontaktzungen 2 dienenden Schlitzen 12 im Boden 11 relativ tiefe Einsenkungen 55 zugeordnet sind, die ein zügiges und bezüglich der Kontaktzungen 2 beschädigungsfreies Montieren des Steckersockels 4 gewährleisten.

Claims: PatentansprUche: 1. Anordnung einer Steckverbindung an einem Messgerät, dessen Rückseite durch eine Abdeckung abgeschlossen ist, welche eine die Verbindung von geräteseitigen Kontaktelementen -mit wenigstens einem Stecker gestattende Offnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daB die geräteseitigen Kontaktelemente (2) unmittelbar an einer im Messgerät befestigten Leiterplatte (1) angeordnet sind, daB ein sämtlichen Kontaktelementen (2) zugeordneter Stek kersockel (4) vorgesehen ist, in welchem eine Fassung (z. B. 18) mit den Xontaktelementen (2) zugeordneten Off- nungen (12) und nur eine einzige Verbindungsstellung von Stecker (3) und Steckersockel (4) zulassende Wandkonturen (22, 23, 24, 25, 26) ausgeformt ist und dass der Steckersockel (4) einerseits mit der Leiterplatte (1) -rastbar verbindbar, andererseits derart ausgebildet ist, daB gegeniiber dem Rand (39) der in der Abdeckung (37) be findlichen Öffnung (38) eine formschlussige Zuordnung gege ben ist. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB in dem Steckersockel (4) mehrere Fassungen (18, 19, 20, 21) mit ungleich geformten Wandkonturen (26, 27, 28, 29) ausgebildet sind. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB an dem Steckersockel (4) einerseits ein Positionierzap fen (5), mehrere Distanzansätze (13, 14, 15, 16) sowie we nigstens zwei Riegel (7, 8),andererseits eine umlaufende, zusammen mit einem in geeigneter Weise an der Öffnung (38) der Abdeckung (37) ausgeformten Rand (39) eine Labyrinthdichtung bildende Vertiefung (35) ausgebildet sind.

Inventors: SCHULTZE, HARTMUT, SILBERSDORF, VOLKER
Applicants: MANNESMANN KIENZLE GMBH
Application year: 1985
Main classification: H01R13
IPC codes: H01R13, H01R4