DE10052622C1

DE10052622C1 - Vorrichtung zur Verriegelung einer steckbaren elektrischen Einheit

Info

Publication number: DE10052622C1
Application number: DE10052622A
Authority: DE
Inventors: Helmut Michel; Andreas Goers; Reiner Bleil
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: US6653580B2; US20020074217A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem Gefäß einer elektrischen Basiseinheit, wobei die steckbare elektrische Einheit mindestens ein Arretierungselement aufweist, das derart in ein Arretierungselement im Gefäß der Basiseinheit eingreift, dass im Zustand der Verriegelung die physische Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit verhindert ist. Zur steckplatzabhängigen Erkennung der Betätigung von Verriegelungselementen seitens der Basiseinheit wird vorgeschlagen, das Arretierungselement (21) durch eine bewegliche Abdeckung (24) in Ruhelage derart verdeckt anzuordnen, dass das Arretierungselement (21) erst nach Beseitigung der Abdeckung (24) zugänglich ist. Die Abdeckung (24) steht mit einem elektrischen Schaltkontakt (25) in Wirkverbindung, wobei jede von der Ruhelage abweichende Lage der Abdeckung (24) den Schaltkontakt (25) auslöst. Die Abdeckung (24) ist auschließlich im verriegelten Zustand der steckbaren elektrischen Einheit (2) in die Ruhelage verbringbar. Die Anschlüsse des Schaltkontaktes (25) sind elektrisch mit einem Signalverarbeitungsmittel (12) in der Basiseinheit (1) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem Gefäß einer elektrischen Basiseinheit.

Komplexe Systeme der Elektrotechnik, insbesondere in der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik sowie in der Nachrichtentechnik, sind regelmäßig modular aufgebaut. Dabei ist eine Vielzahl elektrischer Einheiten in einem Gefäß einer elektrischen Basiseinheit steckbar untergebracht.

Im einfachsten Fall ist die steckbare elektrische Einheit dabei nur durch die Haltekraft der Steckverbindung in der Basiseinheit fixiert. Darüber hinaus ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt, die steckbare elektrische Einheit mit der Basiseinheit zu verschrauben.

Aus der DD 8751 ist ein Fernmeldegerät im Gestellaufbau bekannt, bei dem die einzelnen Teile als verriegelbare Einschübe ausgeführt sind. Sämtliche Einschübe sind durch eine Tür abgedeckt. Bei geschlossener Tür oder beim Schließen der Tür wird ein Kontakt zur Inbetriebsetzung des Fernmeldegeräts betätigt.

Darüber hinaus ist aus der US 4,885,436 ein von einer Basiseinheit trennbares Modul bekannt, das einen Riegel und einen Schalter aufweist, die derart miteinander gekoppelt sind, dass die Betätigung des Schalters solange gesperrt ist, bis das Modul vollständig mit der Basiseinheit verbunden ist und die elektrischen Kontakte des Moduls mit den elektrischen Kontakten der Basiseinheit verbunden sind.

Bei der Erweiterung eines derartigen komplexen Systems während des laufenden Betriebs um weitere steckbare elektrische Einheiten oder beim Austausch einer der steckbaren elektrischen Einheiten besteht die Gefahr der Störung von anderen elektrischen Einheiten. Physisch hinzugefügte steckbare elektrische Einheiten sind der Basiseinheit logisch unbekannt. Physisch entfernte steckbare elektrische Einheiten sind noch immer in der Basiseinheit als vorhanden angemeldet. Insbesondere mit mikrorechentechnischen Mitteln ausgestattete Einheiten bedürfen einen Hinweis auf die bevorstehende Änderung und einer systemabhängigen Mindestzeit zur Berücksichtigung der Änderung der physischen Zusammenstellung des modularen Systems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verriegelung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem Gefäß einer elektrischen Basiseinheit anzugeben, bei der die Betätigung von Verriegelungselementen seitens der Basiseinheit steckplatzabhängig erkennbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen genannt.

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Verriegelung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem Gefäß einer elektrischen Basiseinheit aus, bei der die steckbare elektrische Einheit mindestens ein Arretierungselement aufweist, das derart in ein Arretierungsgegenelement im Gefäß der Basiseinheit eingreift, dass im Zustand der Verriegelung die physische Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit verhindert ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, die mechanische Verriegelung einer steckbaren elektrischen Einheit mit der zwingenden und voreilenden Generierung eines elektrischen Signals zu koppeln, wobei die Voreilzeit größer ist als die Mindestzeit, die das modulare System zur Berücksichtigung der Änderung der physischen Zusammenstellung des Systems benötigt.

Im einzelnen ist vorgesehen, das zumindest ein Arretierungselement durch eine bewegliche Abdeckung in Ruhelage derart verdeckt angeordnet ist, dass das Arretierungselement erst nach Beseitigung der Abdeckung zugänglich ist. Die Abdeckung steht mit einem elektrischen Schaltkontakt in Wirkverbindung, wobei jede von der Ruhelage abweichende Lage der Abdeckung den Schaltkontakt auslöst. Die Abdeckung ist ausschließlich im verriegelten Zustand der steckbaren elektrischen Einheit in die Ruhelage verbringbar. Die Anschlüsse des Schaltkontaktes sind elektrisch mit einem Signalverarbeitungsmittel in der Basiseinheit verbunden.

Beim Hinzufügen einer steckbaren elektrischen Einheit wird nach dem vollständigen Einstecken der steckbaren elektrischen Einheit zunächst das Arretierungselement verriegelt und anschließend die Abdeckung in die Ruhelage verbracht. Dabei wird der Schaltkontakt ausgelöst und somit dem Signalverarbeitungsmittel in der Basiseinheit die hinzugefügte Einheit signalisiert.

Zum Entfernen einer gesteckten und arretierten steckbaren elektrischen Einheit wird zunächst die Abdeckung aus der Ruhelage verbracht. Dabei wird der Schaltkontakt ausgelöst und somit dem Signalverarbeitungsmittel in der Basiseinheit die Entriegelung und bevorstehende Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit signalisiert. Nachdem die Abdeckung aus der Ruhelage verbracht ist, ist das Arretierungselement zugänglich und wird zur Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit entriegelt. Sodann wird die steckbare elektrische Einheit aus der Basiseinheit entfernt.

Im Erfolg dieser Maßnahmen vergeht bei der Entnahme einer steckbaren elektrischen Einheit eine Handhabungszeit im Bereich einiger Sekunden von der Betätigung des Schaltkontaktes bis zur Trennung der Kontakte der Steckkontaktvorrichtung. Bei einer Mindestzeit, die das modulare System zur Berücksichtigung der Änderung der physischen Zusammenstellung des Systems benötigt, in der Größenordnung weniger hundert Millisekunden ist das System sicher in der Lage, alle erforderlichen Vorkehrungen getroffen zu haben, bevor die entsprechende steckbare elektrische Einheit physisch aus dem System entfernt ist.

Darüber hinaus ist beim Hinzufügen einer steckbaren elektrischen Einheit sichergestellt, dass das System einen Hinweis auf die hinzugefügte Einheit erhält und dieser Hinweis erst nach erfolgter mechanischer Verriegelung der Einheit im System erteilt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderliche einzige Figur zeigt eine Basiseinheit 1 zur Aufnahme einer Mehrzahl steckbarer elektrischer Einheiten 2. Das Gefäß der Basiseinheit 1 weist ein Arretierungsgegenelement 11 auf. Das Arretierungsgegenelement 11 ist als senkrecht zur Steckbewegungsrichtung ausgerichtete Ausnehmung ausgeführt.

Die steckbare elektrische Einheit 2 ist mit einer Steckkontaktvorrichtung 23 zur elektrischen Verbindung der steckbaren elektrischen Einheit 2 mit der Basiseinheit 1 ausgestattet. Die Basiseinheit 1 weist eine zu der Steckkontaktvorrichtung 23 korrespondierende Steckgegenkontaktvorrichtung 13 auf. Darüber hinaus ist die Basiseinheit 1 mit einem Signalverarbeitungsmittel 12 ausgestattet, das mit der Steckgegenkontaktvorrichtung 13 verbunden ist. Das Signalverarbeitungsmittel 12 besteht aus einem Mikrocontroller mit einer Verarbeitungseinheit, Speichereinheiten und Ein-/Ausgabeeinheiten.

Die steckbare elektrische Einheit 2 ist weiterhin mit einem zum Arretierungsgegenelement 11 der Basiseinheit korrespondierenden Arretierungselement 21 ausgestattet. Im verriegelten Zustand der steckbaren elektrischen Einheit 2 greift das Arretierungselement 21 derart in das Arretierungsgegenelement 11 ein, dass das Entfernen der steckbaren elektrischen Einheit 2 aus der Basiseinheit 1 sicher verhindert ist.

Das Arretierungselement 21 ist hinter einer geschnitten dargestellten Frontplatte 22 im Inneren der steckbaren elektrischen Einheit 2 angeordnet und durch eine Öffnung 26 in der Frontplatte 22 bedienbar. Das Arretierungselement 21 ist durch eine Abdeckung 24 verdeckt, die mit einem Schaltkontakt 25 in Wirkverbindung steht und zwischen dem Arretierungselement 21 und der Frontplatte 22 beweglich angeordnet ist. Damit wird eine unbeabsichtigte Entfernung der Abdeckung 24 und die damit einhergehende Umgehung der Signalisierung vermieden.

Die Basiseinheit 1 ist zur Aufnahme einer Mehrzahl steckbarer elektrischer Einheiten 2 mit einer Mehrzahl von Steckplätzen ausgestattet, denen jeweils eine Steckgegenkontaktvorrichtung 13 zugeordnet ist. Das Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit ist mit den Steckgegenkontaktvorrichtungen 13 aller Steckplätze separat verbunden. Damit ist jede Änderung der physischen Zusammensetzung des Systems steckplatzabhängig erkennbar.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist ein gemeinsames Werkzeug zur Bewegung der Abdeckung 24 aus der Ruhelage heraus und zur Betätigung des Arretierungselements 21 vorgesehen. Vorteilhafterweise ist dadurch die Handhabung der kombinierten Verriegelung und Signalisierung erleichtert und gegen unbefugte und unbeabsichtigte Manipulation gesichert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Arretierungselement 21 im Inneren der steckbaren elektrischen Einheit 2 verschieblich angeordnet. Dabei ist das Arretierungselement 21 senkrecht zur Steckbewegungsrichtung der steckbaren elektrischen Einheit 2 beweglich.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Arretierungselement 21 im Inneren der steckbaren elektrischen Einheit 2 drehbar angeordnet. Dabei ist das Arretierungselement 21 auf einer zur Steckbewegungsrichtung der steckbaren elektrischen Einheit 2 parallelen Drehachse beweglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckung 24 verschieblich im Inneren der steckbaren elektrischen Einheit 2 angeordnet. Dabei ist die Abdeckung 24 senkrecht zur Steckbewegungsrichtung der steckbaren elektrischen Einheit 2 beweglich.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckung 24 verdrehbar im Inneren der steckbaren elektrischen Einheit 2 angeordnet. Dabei ist die Abdeckung 24 auf einer zur Steckbewegungsrichtung der steckbaren elektrischen Einheit 2 parallelen Drehachse beweglich.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckung 24 verschwenkbar im Inneren der steckbaren elektrischen Einheit 2 angeordnet. Dabei ist die Abdeckung 24 auf einer zur Steckbewegungsrichtung der steckbaren elektrischen Einheit 2 senkrechten Drehachse beweglich.

Beim Hinzufügen einer steckbaren elektrischen Einheit 2 wird nach dem vollständigen Einstecken der steckbaren elektrischen Einheit 2 zunächst das Arretierungselement 21 in Eingriff in das Arretierungsgegenelement 11 der Basiseinheit 1 und anschließend die Abdeckung 24 in die Ruhelage verbracht. Dabei wird der Schaltkontakt 25 ausgelöst und somit dem Signalverarbeitungsmittel 12 in der Basiseinheit 1 die hinzugefügte Einheit 2 steckplatzgebunden signalisiert. Damit ist der Basiseinheit 1 die hinzugefügte Einheit 2 logisch als solche und physisch steckplatzspezifisch bekanntgemacht. Auf dieses Ereignis hin werden in dem Signalverarbeitungsmittel 12 Routinen zum Aufnahme des Datenaustauschs mit der hinzugefügten Einheit 2 initiiert.

Zum Entfernen einer gesteckten und arretierten steckbaren elektrischen Einheit 2 wird zunächst die Abdeckung 24 aus der Ruhelage verbracht. Dabei wird der Schaltkontakt 25 ausgelöst und somit dem Signalverarbeitungsmittel 12 in der Basiseinheit 1 die Entriegelung und bevorstehende Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit 2 signalisiert. Auf dieses Ereignis hin werden in dem Signalverarbeitungsmittel 12 Routinen zur geordneten Beendigung des Datenaustauschs mit der zu entfernenden Einheit 2 initiiert. Nach deren Abschluß ist die zu entfernende steckbare elektrische Einheit 2 logisch aus dem System entfernt. Das weiterbestehende Rumpfsystem bleibt von der anschließenden physischen Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit 2 unberührt. Damit werden Störungen des weiterbestehenden Rumpfsystems vermieden.

Nachdem die Abdeckung 24 aus der Ruhelage verbracht ist, ist das Arretierungselement 21 zugänglich und wird zur Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit 2 entriegelt. Sodann wird die steckbare elektrische Einheit 2 aus der Basiseinheit 1 physisch entfernt.

Bezugszeichenliste

1

Basiseinheit

11

Arretierungsgegenelement

12

Signalverarbeitungsmittel

13

Steckgegenkontaktvorrichtung

2

Steckbare elektrische Einheit

21

Arretierungselement

22

Frontplatte

23

Steckkontaktvorrichtung

24

Abdeckung

25

Schaltkontakt

26

Öffnung

Claims

1. Vorrichtung zur Verriegelung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem Gefäß einer elektrischen Basiseinheit, wobei die steckbare elektrische Einheit mindestens ein Arretierungselement aufweist, das derart in ein Arretierungsgegenelement im Gefäß der Basiseinheit eingreift, dass im Zustand der Verriegelung die physische Entnahme der steckbaren elektrischen Einheit verhindert ist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Arretierungselement (21) durch eine bewegliche, im Inneren der steckbaren elektrischen Einheit (2) angeordnete Abdeckung (24) in Ruhelage derart verdeckt angeordnet ist, dass das Arretierungselement (21) erst nach Beseitigung der Abdeckung (24) zugänglich ist,
dass die Abdeckung (24) mit einem elektrischen Schaltkontakt (25) in Wirkverbindung steht,
dass jede von der Ruhelage abweichende Lage der Abdeckung (24) den Schaltkontakt (25) auslöst,
dass die Abdeckung (24) ausschließlich im verriegelten Zustand der steckbaren elektrischen Einheit (2) in die Ruhelage verbringbar ist und
dass die Anschlüsse des Schaltkontaktes (25) elektrisch mit einem Signalverarbeitungsmittel (12) in der Basiseinheit (1) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24) hinter einer Frontplatte (22) angeordnet ist und durch eine Öffnung (26) in der Frontplatte (22) zugänglich ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung der Abdeckung (24) aus der Ruhelage heraus und zur Betätigung des Arretierungselements (21) ein gemeinsames Werkzeug vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungselement (21) verschieblich ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungselement (21) drehbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24) verschieblich ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24) verdrehbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24) verschwenkbar ist.