專利名稱：系統(tǒng)電纜組件與部件安裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請是關(guān)于機械與電氣安裝特別是關(guān)于象計算機系統(tǒng)這樣的多部件系統(tǒng)的安裝，以利于制造、提高可靠性及易于使用及維護。
現(xiàn)有的系統(tǒng)通常都是將各種部件組裝在一個機箱中而構(gòu)成的，這需要順序地組裝電纜及接插頭，以使各個單獨部件或子組件間相互連接起來。它包括順序地組裝或拆卸，即使大多數(shù)部件本來就是模塊式並作為一個個單元來組裝仍需如此。
常規(guī)的組裝方法通常使電纜和接插件難以接通使之難以組裝在機箱中。復(fù)雜而分散的電纜布線問題可能會導(dǎo)致誤插插頭座、損壞電纜及類似的質(zhì)量問題。如果不同系統(tǒng)之間的電纜布線不同，其電磁兼容性(EMC)和運行可靠性也可能有很大差別。難以接通還增加了組裝和返工的費用。電纜測試由于分離的電纜和松動的端頭造成的復(fù)雜性也很困難。
本申請中的系統(tǒng)安裝采用一個中央電纜托架，它是分開制造的並與為系統(tǒng)部件用的電纜與插頭組裝在一起。機箱框架與外殼結(jié)構(gòu)具有安裝與固定電纜托架的安裝器具。分離制造電纜托架組件而不是將電纜組裝在機箱的內(nèi)部凹槽中可使每個系統(tǒng)的公共電纜布線更為容易。機箱和電纜托架組件同時制造然后再拼裝組件。
這一裝配系統(tǒng)還將各部件的電源與信號連接件放在每個要求盲連接的部件的后部。由于本裝配設(shè)計者采用了有效的自導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和電氣′自對接′使本系統(tǒng)能夠為用戶滿意。一個系統(tǒng)部件在沿著一指定的路徑插入時進行的′自對接′或自動的機械和電氣連接在轉(zhuǎn)讓給同一個受讓人的申請中有進一步說明，它與本申請同時申請，申請人W.D.Corfits等、序號NO.、申請日期為1988年3月×日、標(biāo)題為“三級自定位結(jié)構(gòu)與方法”。通過給部件加上防止裝錯位置或裝反方向的裝置，用戶不需要也不可能作出會導(dǎo)致部件或整個系統(tǒng)電氣或機械損壞的決定。它消除了可能導(dǎo)致用戶不滿的不確定因素。
還有，在需要提高可靠性的場合以及采用工廠維護、修理而不是就地或現(xiàn)場服務(wù)的情況下，使用戶或客戶能夠方便、容易地將一個部件從系統(tǒng)中取出同樣很有必要。沒有這種便于取出的能力的話，各種能夠找出問題並將問題確定到一個特定的系統(tǒng)部件上的自診斷工具和程序?qū)τ脩粢簿蜎]有多大用處了。


圖1為系統(tǒng)機箱的側(cè)剖視圖，示出了本申請所述的電纜托架和帶有自對接部件的機箱框架與蓋板結(jié)構(gòu)。圖2為圖1系統(tǒng)中所示的邏輯電路箱與相應(yīng)的邏輯電路板(logicbook)結(jié)構(gòu)圖。圖3為端蓋板、上蓋板、邏輯電路箱和交流電源單元去掉后的圖1封閉系統(tǒng)的等軸視圖。圖4為圖1系統(tǒng)去掉前蓋板及部分去掉磁盤驅(qū)動器(DASD)之一的等軸視圖。圖5為表明電源電纜配線的電纜托架組件的分解圖。圖6為表明信號電纜配線的電纜托架組件的分解圖。圖7為電纜托架組件的二個等軸視圖，分別表示托架二側(cè)的電纜配線及插頭座，后者與面向電纜托架的部件堆中的部件對準(zhǔn)。
本申請是關(guān)于一個機箱內(nèi)系統(tǒng)的一些部件與子組件(如計算機系統(tǒng)的部件)的內(nèi)部安裝。構(gòu)成該機箱的框架與蓋板結(jié)構(gòu)以及所裝系統(tǒng)部件的剖視圖示于圖1。一個采用型材及焊接的金屬框架11及其側(cè)面板12、13(圖3、4)、前后蓋板14、15的及頂蓋板16包容並支承著各系統(tǒng)部件和子組件。系統(tǒng)可以包括多個直接存取存貯裝置或磁盤驅(qū)動器(DASD)；磁帶和軟磁盤驅(qū)動器；電源；邏輯電路板(線路板)和備用電池。邏輯電路板可以是單個的基本邏輯電路板及其子電路板的組合體，如圖1所示，其中在外側(cè)面上安裝有三個這樣的子板。另一種情況是，也可由基本邏輯電路板占據(jù)邏輯電路箱的整個插槽或二個這樣的輔助子板占據(jù)該邏輯電路板中剩余可用空間的整個高度。這個裝配系統(tǒng)采用了一個中央電纜托架20，它位于該機箱空間的中央部分，並裝有一些插頭座，大部分部件都可′自對接′到這些插頭座上。所具有的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可使部件′自對準(zhǔn)′，隨著部件滑入到機箱中帶鎖定的安裝位置上，在部件后部實現(xiàn)電氣盲連接。如圖1所示共有三個磁盤驅(qū)動器(DASD)22，一個任選的第4個DASD在位置23上，該位置也可用于磁帶驅(qū)動器，以及一個軟磁盤驅(qū)動器24，其中每個都可以滑動裝入並是自導(dǎo)向的，在插入后的鎖緊的位置上，在插頭塊25上得到完整的電信號和電源連接。交流電源27在用手柄28將其插入到機箱后部與插頭塊29相接時同樣是′自對接′的。交流電源27連接到系統(tǒng)的交流輸入上，其輸出是系統(tǒng)所要求的直流電平。輔助直流電源30通過機箱前部下端的開口插入並′自對接′到裝在交流電源27后隔板反面的插頭座上。
在機箱框架11的后上方有一個邏輯電路箱35(示于圖2)，邏輯電路箱通過其上的孔36和相應(yīng)的框架上的孔37用螺釘固定到框架上(圖3)。上鑄件40和下鑄件41上有導(dǎo)軌42及與其整體構(gòu)成的鎖定機構(gòu)43。邏輯電路箱35的后壁45裝有插頭座48，與系統(tǒng)中其余部分的連系則通過插頭座49，插頭座49與電纜托架的電纜終端52相連。一排邏輯電路板或電路盒53中裝著線路板，每個邏輯電路板53都是′自對接′的，這樣，在邏輯電路板插入到邏輯電路箱中到鎖定位置時便完成該邏輯電路板后壁上插頭座55的電源與信號連接。在邏輯電路板53頂部與底部的導(dǎo)軌59、60嵌入邏輯電路箱的導(dǎo)向槽42中，使線路板與后壁上相應(yīng)的插頭座48對準(zhǔn)。邏輯電路板上的可繞軸轉(zhuǎn)動鎖爪62通過與邏輯電路箱的鎖定凸出物43上嚙合提供初步鎖定，當(dāng)上部的鎖定部分搭接並位于邏輯電路箱的橫桿63后面時就最終鎖定到位。本申請還可用各種不同的鍵鎖方法以保證邏輯電路板以正確的取向插入到具有正確配合的插頭座48的插槽中(該插頭座48位于后壁板45上)例如，邏輯電路板53頂部縮短了的導(dǎo)軌59即防止以顛倒的位置插入。
系統(tǒng)的設(shè)計使用戶易于安裝系統(tǒng)本身及其各個主要部件。電源、DASD、內(nèi)部磁帶機、軟盤驅(qū)動器和主、子邏輯電路板等都是自導(dǎo)向的，並在插入到正確的位置上時自動連接(對接)到它們相應(yīng)的電源和信號插座上。這些部件的安裝不需要特殊的工具。可選的備用電池及特征電壓電源設(shè)備也是′自對接′到系統(tǒng)電纜上並設(shè)計為由用戶安裝的。用戶也可以安裝范圍很廣的設(shè)備而無需維修人員的幫助。
圖3表示去掉頂蓋板和后蓋板并且側(cè)面板13局部剖開的機箱圖。電纜托架是通過機箱頂上后部的開孔在邏輯電路箱35安裝在那個位置上之前插入的。機箱框架11是由經(jīng)鍛壓、成型和焊接的很厚的金屬板構(gòu)成的。除了二個端面外，該機箱連同側(cè)面板12、13和上蓋板16將系統(tǒng)各部件全都包圍起來，在二個端面上安裝有前蓋板14和后蓋板15。電纜托架20由7個螺釘連接到機殼上，其中6個在部分插入時通過螺釘孔33、39擴大了的上部使托架裝入，這些螺釘中的二個由凸緣31、32支撐並插入螺釘孔33中。4個螺釘由十字壁38支撐，裝入托架20的螺釘孔39中(見圖7)。當(dāng)電纜托架20通過上述6個螺釘被定位于螺釘孔33、39上部的縮小的孔中之后，最后的一個螺釘就通過園形孔88插入將托架限制在對準(zhǔn)的位置上。電纜托架20(詳見圖5、6和7)占據(jù)著機箱的中央部位。托架20在分離組裝后安裝到框架11上。框架11和電纜托架分開制造和組裝，減少了系統(tǒng)組裝的復(fù)雜性。每個子組件都可以獨立制造然后再拼裝在一起。這避免了順序進行框架的制作，接著再將電纜裝入機箱中。采用分離的電纜托架20也使結(jié)構(gòu)帶有電源與信號盲連接的自對接，並使每個系統(tǒng)中沿同樣的路徑布線的任務(wù)得到簡化，防止了系統(tǒng)由于內(nèi)部電纜的位置問題和電磁干擾的可容性(EMC)而出現(xiàn)的不同結(jié)果。
邏輯電路箱35安裝在后壁板上方的開口中並連接到電源插頭座67和信號插頭座52上。交流電源通過下部端壁的開口裝入並與交流電源插頭座29自對接。交流電源27后壁的下部延伸到電纜托架20的下面。
圖4為前蓋板14去掉后的前面板區(qū)。取下蓋板14后磁盤驅(qū)動器(DASD)22、磁帶驅(qū)動器23、軟盤驅(qū)動器24及后備電池72都可以滑動裝入或取出。每個磁存貯部件都是自對接到電纜托架20上插頭塊25(圖7)中的匹配插座上。如所示出的，每個磁存貯裝置都包容在一個箱體75中，它的中下部有一個彈性鎖卡，它可以抬起(箭頭A)松開從機箱框架11的橫梁79上的一個開孔中從屬的鎖定突出物，然后箱體75就可以沿著與框架11構(gòu)成一體的導(dǎo)軌抽出。裝上前蓋板就顯露出控制盤70，並可以在磁帶驅(qū)動器23和軟盤驅(qū)動器24的正面操作將磁存貯介質(zhì)插入或取出。
圖5、6、7示出電纜托架的細(xì)節(jié)。圖5表示了電源電纜，圖6表示信號電纜，圖7則為裝有各種插頭座的該托架的前、后視圖，這些插頭座提供電氣連接以及一些幫助各種部件實現(xiàn)自對接的對準(zhǔn)機構(gòu)。電纜托架的支承結(jié)構(gòu)包括一個模壓的塑料支承部分46和一個金屬安裝板47，它們用螺栓栓在一起。從電纜托架20延伸出來的電纜包括邏輯電路箱的電源端67和信號端52，以及操作員面板信號電纜端86。安裝在(托架)底板上的有用于磁盤驅(qū)動器(DASD)22、磁帶驅(qū)動器23和軟盤驅(qū)動器24的插頭塊25；用于交流電源的插座29及后備電池的插座80。插頭塊25支撐一個錐形的對準(zhǔn)用的突塊81、一個可活動的電源插座82及一個可活動的信號插座83。底板上還安裝有用于外接磁帶設(shè)備的電源分配插頭座87及電源插頭座90和信號插頭座91。該電纜(托架)底板是獨立組裝的，然后通過頂部開口65插入機箱中並固定在豎直框架構(gòu)件31、38上(圖3)。
本申請的這個說明是作為一個例子，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在形式上和細(xì)節(jié)上可作出許多不同的修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種多部件系統(tǒng)的機械和電氣安裝結(jié)構(gòu)，其中各部件分配成兩疊(stackortower)，其特征為一個機箱框架；用于所述兩疊部件相互間電氣連接的電纜托架裝置，它被制造並拼合到所述機箱中；帶有電氣插頭座的所述電纜托架及朝著部件堆的部件對準(zhǔn)裝置；以及用于將系統(tǒng)部件導(dǎo)入所述機箱中鎖定的安裝位置上去的安裝和與上述系統(tǒng)在上述鎖定位置上實現(xiàn)電氣連接的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的多部件系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)，其特征為上述二疊部件通過上述機箱框架的相對的二個朝向中央?yún)^(qū)的側(cè)壁安裝，中央?yún)^(qū)則裝有上述電纜托架。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中的多部件系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于用于使部件在上述機箱內(nèi)導(dǎo)入工作安裝位置的裝置，包括能保證以正確的方向安裝在正確的部件位置上的銷住裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中的多部件系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述系統(tǒng)部件包括有邏輯電路板載體、磁存貯介質(zhì)與電源，所有這些都是自對準(zhǔn)的，在插入上述導(dǎo)向裝置中時自動實現(xiàn)電氣盲連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中的多部件系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述邏輯電路板和電源均安裝在所述后蓋板下，上述磁存貯介質(zhì)則安裝在所述前蓋板下，在前蓋板上有操作用開孔用于從具有可移動存貯介質(zhì)的磁存貯器中插入或取出磁介質(zhì)。
6.一個機箱，它具有一個疊部分並在一側(cè)開口，其特征為在上述疊內(nèi)的導(dǎo)向裝置，用于將幾個系統(tǒng)部件分別從一側(cè)安裝並導(dǎo)入上述機箱中的工作安裝位置並實現(xiàn)電氣連接；安裝在上述機箱中的可取出的電纜托架；以及裝在上述電纜托架上在疊的分界面處的插頭座裝置；所述插頭座裝置與有關(guān)部件的工作安裝位置對準(zhǔn)，並具有容許適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)公差使有關(guān)部件能夠在導(dǎo)入上述工作安裝位置時′，自對接′。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的機箱，其特征在于用于保證部件以正確的方向安裝在正確的部件位置上的銷住裝置。
8.一個裝在一個機箱中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中系統(tǒng)部件安裝成二個豎直排列的疊，其特征為一個電纜托架組件，用于將上述電纜托架裝在上述二疊豎直排列的部件之間的裝置；在每個部件后部的插頭座裝置，它用于和上述電纜托架組件電氣連接，以及用于將上述兩疊部件導(dǎo)入電氣連接的工作位置的裝置，它包含有′自對接′上述部件的對準(zhǔn)機構(gòu)的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征為所述部件與所述機箱具有配合的可松脫鎖定機構(gòu)，它們在完成與電纜托架組件的電氣連接之后有效地鎖定有關(guān)的部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于其中所述部件安裝在上述機箱內(nèi)的工作位置上，並可通過手工操作將其從上述機箱中取出，無需使用工具。
專利摘要本申請?zhí)岢隽艘环N安裝在一個機箱中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其系統(tǒng)框架或底板和電纜托架分別制造，然后拼裝在一起得到一個有(二個)開放端和一個裝有系統(tǒng)部件插頭座的中央電纜托架的機箱。系統(tǒng)部件滑動裝入機箱并是“自對接”的，隨著部件完全插入并到達(dá)鎖定位置時完成與系統(tǒng)之間電源和信號線的電氣連接。還具有一些銷定裝置，使用戶能以正確的方向?qū)⑸鲜霾考惭b在正確的位置上。
文檔編號G06F1/16GK2046671SQ8920286
公開日1989年10月25日 申請日期1989年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月17日
發(fā)明者威尼·約斯?！たㄋ_諾娃, 羅杰·弗朗西斯·迪米克, 威廉·阿林·霍爾, 萊斯特·查爾斯·霍曼, 弗蘭克·約翰·路克斯, 布雷德里·劉易斯·馬丁, 克羅德·約斯?！つ估? 阿瑟·瑟·皮埃里·里金吉爾, 保爾·威廉·斯查福爾, 詹蒂·大衛(wèi)·斯古拉斯 申請人:國際商業(yè)機械公司