CN103227368A

CN103227368A - 工业自动化技术的输入/输出组件

Info

Publication number: CN103227368A
Application number: CN2013100331230A
Authority: CN
Inventors: 彼得·东豪泽; 格纳迪杰·德雷赫曼
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2033-01-28
Also published as: EP2624378A1; US20130196552A1; EP2624378B1; CN103227368B; US8998654B2

Abstract

本发明涉及一种工业自动化技术的输入/输出组件（1），包括具有正面（3）和背面（4）的基础部件（2）、印制电路板（11，12）、布置在正面上的接触带（5），接触带带有多个接触件（5a，5b，…），这些接触件设计与插接带（6）的相应对置接触件（6a，6b，…）电连接，其中接触件与印制电路板电连接，其中用于为印制电路板传输电源电压的装置（7）与接触带（5）并联布置，其中装置（7）具有接线位置（71，…，74），并且这样设计插接带，即插接带具有多个对置接线位置（7a，7b），这些对置接线位置与各个对置接触件（6a，6b）电连接，其中通过可插入到接线位置和对置接线位置中的桥接元件（20）将电源电压施加到印制电路板上。

Description

工业自动化技术的输入/输出组件

技术领域

本发明涉及一种工业自动化技术的输入/输出组件，包括具有正面和背面的基础部件、印制电路板、布置在正面上的接触带，该接触带具有多设计与插接带的相应的对置接触件电连接的接触件。

背景技术

由DE19514842B4公知了这种输入/输出组件。

在工业自动化技术中使用输入/输出组件作为例如模数外围组件。在数模输入/输出组件中，通过插接带或所谓的正面插接件将自动化过程的电信号传输给输入/输出组件。输入/输出组件中所包含的印制电路板在此具有电子电路，该电子电路设计用于各种应用情况，并且由此执行例如调节任务、控制任务、过程信号的输入-输出转接等。在例如数字输入/输出组件中，除了信号导线以外必须将用于提供电源电压的电源线连接到印制电路板上。通常为每八条信号导线提供两条电源线。在例如32信道的组件中，由此还必须为4乘8条信号导线连接4乘2条电源线。在现有技术所公知的32信道的组件中，由此也为4乘8条信号导线连接了4乘2条电源线。由此，现有技术的缺陷在于在插接带或在正面插接件上必须非期望地夹紧大量电源线。

发明内容

由此，本发明的目的在于提供一种工业自动化技术的输入/输出组件，该组件能够减少连接在插接带上的电源线的数量。

该目的通过开头所述的输入/输出组件这样来实现，即，用于为印制电路板传输电源电压的装置与接触带并联布置，其中，该装置具有接线位置，并且以这样设计插接带，即，该插接带具有多个对置接线位置，这些对置接线位置与各个对置接触件电连接，其中，电源电压通过能插入到接线位置和对置接线位置中的桥接元件施加在电路板组件上。其优点在于：在插入桥式元件的情况下，现在可以仅仅通过用于传输电源电压的装置，通过接线位置和对置接线位置将电源电压传输给电路板组件，在插接带中并不需要对电源线额外地布线。

在输入/输出组件的一个具有优点的设计中，所述装置被绝缘体包围并且这样布置在正面区域中，即，在从正面套装到接触带上的插接带处，绝缘体布置在接触带和插接带之间。

在另一个设计中，所述装置设计为在纵向方向上延伸的、具有第一导体和第二导体的导体对。由于在这个设计变体中第一导体和第二导体纵向地布置在接触带中，所以在第一导体和第二导体的任意位置，接线位置可以布置在第一导体和第二导体上，并且由此在任意位置上可以在不需要对电源线额外布线的情况下，借助桥接元件通过相应的对置接触件将电源电压通过接触件进一步传输给电路板组件。

由此有利的是，装置具有第一接线位置和第二接线位置，这两个接线位置关于纵向方向依次布置。

在另一个具有有利的设计中，接触带设计为第一接触带和第二接触带，并且在纵向方向上依次布置有作为第一接触带的第一接触排和第二接触带的第二接触排的接触件。

另外的优点在于，绝缘体具有用于第一接线位置的第一容纳部和用于第二接线位置的第二容纳部。

为了将向接触件馈送或施加电源电压尽可能用户友好地设计，这样设计具有用于传输电源电压的装置的输入/输出组件，即这样在第一接触排和第二接触排之间布置依次布置的接线位置，使得被插入的桥接元件将第一接线位置与第一对置接线位置电连接，并且与第二对置接线位置电连接，其中，第一对置接线位置布置在第一接触排中，而第二对置接线位置布置在第二接触排中，并且被插入的第二桥接元件将第二接线位置与第三对置接线位置电连接，并且与第四对置接线位置电连接，其中，第三对置接线位置布置在第一接触排中，而第四对置接线位置布置在第二接触排中。

对于带有具有第一接触排和第二接触排的插接带的输入/输出组件的一种设计而言，其中第一接触排被分配给第一电路板组件而第二接触排被分配给第二电路板组件，但并不必须总是如此，其中印制电路板与插入的电子电路板类似地在左侧或右侧布置在例如形成壳体的基础部件中，可以考虑以下布置方式。用于传输电源电压的装置的第一接线位置与例如连接在正导线上的第一电导体相连接，而用于传输电源电压的装置的第二接线位置与第二导体电连接，其中，第二导体例如连接在负导线上。通过第一接触排中的第一对置接线位置和第二接触排中的第二对置接触位置的上述布置，可以通过插入的桥接元件一方面利用给布置在左侧的印制电路板或电路板供给正电源电压，而另一方面给布置在右侧的印制电路板或电路板供给相同的正电源电压。同样通过该结构给电路板类似地在左侧和右侧供给负电源电压。

在另一种优选的设计中，插接带具有用于插入桥接元件的开口。利用这些布置在例如绝缘体中的开口可以利用例如特定的技术为各个组件设置用于插入桥接元件的组件专用的卡槽（Raste）。由此能够仅仅在特定的位置上借助桥接元件施加电源电压。

另外的优点在于，插接带在正面上能摆动地与基础部件相连接，由此使得插接带能借助摆动运动套装在接触带上。

为了简化将电源电压施加在用于传输电源电压的装置上的过程，第一导体具有第一馈电触点，而第二导体具有第二馈电触点，这些馈电触点与接线端子连接。

在一个有利设计中，接线端子以如下方式布置在插接带上，即该接线端子在摆动运动之后在接触带上与第一馈电触点和第二馈电触点相接触，并且因此通过连接在接线端子上的负导体和正导体将电源电压施加在第一和第二导体上。在以有利的方式机械地与插接带锁定在一起的接线端子上，由此可以以有利的方式连接两条电源线，例如，一负一正。通过摆动以有利的方式设计成正面插接件的接触带，接线端子在输入/输出组件或接触带上与馈电触点接触，其中，接触带的接触件同样与插接带的对置接触件接触。

为了为印制电路板配备大量技术功能，印制电路板设计为第一电路板和第二电路板，并且第一和/或第二电路板在此具有多种功能模块，其中，通过用于传输电源电压的装置分别为这些功能模块供给电源电压，并且在装置中为每个功能模块设置有各两个接线位置。

在具有插入的桥接元件的输入/输出组件中有利的是：桥接元件具有第一支腿、第二支腿和第三支腿，并且第一和第二支腿几乎等长且相互呈叉形地布置，第三支腿布置在第一和第二支腿的分叉点上并且其长度超过第一和第二支腿的长度。优点在于，第三支腿由此相对于第一支腿和第二支腿设计地更为前置，从而使得布置在中间的、布置在插接带下方的接线位置由此能够通过更为前置的第三支腿与桥接元件接触。

附图说明

附图中阐述了一个实施例，其中示出：

图1是输入/输出组件的透视图，

图2是带有剖开的壳体的输入/输出组件，

图3是用于传输电源电压的装置，

图4是金属接触件，该金属接触件布置在多个处在插接带内部的其他接触件旁边，

图5示出了输入/输出组件的细节图，以及

图6示出了桥接元件。

具体实施方式

图1示出了用于工业自动化的输入/输出组件。输入/输出组件1包括基础部件2，该基础部件带有正面3和背面4，对此也可以参考图2，图2描绘了输入/输出组件1的截面透视图。

输入/输出组件1在自动化技术中优选地用作在自动化控制装置和需要进行自动化的过程之间的接口，在此，输入/输出组件1通常通过总线系统，例如，通过背板总线在背面4上与布置在上级的自动化控制装置相连接，其中，在可插在输入/输出组件1上的插接带上可以夹紧信号导线。在需要进行自动化的过程中，信号导线与例如传感器或致动器连接。

在背面4上设计有空隙，可以利用该空隙将输入/输出组件1卡在型材轨道中并且在此与背板总线相接触。

根据图2，输入/输出组件1的侧面部件中具有第一印制电路板11和第二印制电路板12，它们代表了第一电路板和第二电路板，在这两个电路板11，12之间布置有带有大量接触件5a，5b，5c等的接触带5。接触带5被分成了第一接触带5’和第二接触带5”，其中，第一接触带5’被分配给第一印制电路板11，而第二接触带5”被分配给第二印制电路板12。

无论如何上述接触带的布置方式均不被视为限制，可以选择以下方式作为设计变体：

方式1：输入/输出组件包括两个装配好的电路板，其中，每个电路板均承载有测量片或接触带。

方式2：输入/输出组件包括两个装配好的电路板，其中，只有一个电路板承载有测量片或接触带。

方式3：输入/输出组件包括两个装配好的电路板，其中，只有一个电路板承载有单排测量片或接触带。

用于为印制电路板11，12传输电源电压的装置7与接触带5并联布置，其中，装置7具有第一接线位置71、第二接线位置72、第三接线位置73和第四接线位置74。在第一至第四接线位置71，…，74中，可以随后相应地插入用于将电源电压施加在印制电路板上的可插接的桥接元件20（见图6）。

根据图1，接触带5具有外壳，该外壳设计有用于插入桥接元件20的相应的开口61，62，63和64。开口的数量原则上不局限于4个，也可以设置例如二十个开口。

依据根据图1的实例，插接了第一桥接元件20’、第二桥接元件20’’、第三桥接元件20’”和第四桥接元件20””。桥接元件20’，…，20””穿透了插接带5的外壳并且通过在图4中所示的接触件接触用于传输电源电压的装置。

图5给出了接触的详细视图，在此第一桥接元件20’这样插入到接触带5中，即第一支腿21与第一对置接线位置7a接触，而第二支腿22与第二对置接线位置7a’接触。第三支腿23在此接触第一接线位置71（见图3）。

桥接元件20的设计见图6。图6示出了带有第一支腿21和第二支腿22和第三支腿23的桥接元件20。其中，第一支腿21和第二支腿22长度几乎相同且彼此成叉状布置，第三支腿23布置在第一和第二支腿21，22的交叉点24上，并且具有的长度超过第一和第二支腿21，22的长度。支腿21，22和23接入到手柄25中，该手柄额外地具有定位突起26。

如图5所示，接触带5分成第一接触排51和第二接触排52，其中，第一接线位置71和第二接线位置72根据图2依次布置，并且这样布置在第一接触排51和第二接触排52中，即，被插入的第一桥接元件20’将第一接线位置71与第一对置接线位置7a电连接，并且与第二对置接线位置7a’电连接，其中，第一对置接线位置7a布置在第一接触排51中，而第二对置接线位置7a’布置在第二接触排52中，并且另一个被插入的第二桥接元件22’将第二接线位置72与第三对置接线位置7b电连接，并且与第四对置接线位置7b’电连接，其中，第三对置接线位置7b布置在第一接触排51中，而第四对置接线位置7b’布置在第二接触排52中。

为了更好地理解电源电压的贯通接触（Durchkontaktierung）可以参考图3。

图3示出了用于传输电源电压的装置7。装置7在纵向方向100上随第一导体75和第二导体76延伸。第一导体75和第二导体76被埋置在塑料注塑件中从而使得它们彼此相对绝缘。第一接线位置71与第一导体75保持电连接，而第二接线位置72与第二导体76保持电连接。与此类似，第三接线位置73和第四接线位置74同样与第一导体75或第二导体76相连接，并且通过塑料部件彼此电绝缘。为了改善第一接线位置71至第四接线位置74的强度，塑料部件具有第一容纳部8a，第二容纳部8b，第三容纳部8c和第四容纳部8d。接线位置70，…，75被确保在这些容纳部8a，…，8d中。

在观察图5时必须提出，将根据图3的前面说明的用于传输电源电压的装置7布置在第一接触排51和第二接触排52下面，其原因在于当插入第一桥接元件20’时，该桥接元件的被设计的明显更长的第三支腿23将与用于传输电源电压的装置7的第一接线位置71相接触，并且因此能够通过第三支腿23将施加在第一馈电触点75a上的正电源电压或由电压引起的电流传输到第一支腿21和第二支腿22中，并且因此最终通过插接带6的对置接触件6a，6b上方的对置接线位置7a，7b将其进一步输送给接触件5a，5b（为此参见图4）。由于接触件5a，5b在左侧或右侧与布置在输入/输出组件1中的电路板连接，所以电源电压被进一步传输给电路板11，12。

如图5中所示的那样，可以利用螺旋夹紧连接将已提及的在需要进行自动化的过程中连接至致动器或传感器的信号线夹紧在插接带上。

根据图1，输入/输出组件1具有接线端子80，在其上可以连接有例如用于输出电源电压的正导体和负导体。

如果现在一个插接带在正面上可摆动地连接基础部件2，那么插接带可借助摆动运动套装在接触带上，并且连接在接线端子80上的正导线或负导线也将由于接线端子的套装而在第一馈电触点75a和第二馈电触点76a上将电源电压施加在用于传输电源电压的装置7上。其优点在于：现在在接触带5的内部提供一条“电源电压总线”。现在不再需要向插接带中引入多条电源线并且也对其进行连接。现在有利的是，例如仅利用两条电源线（即，一负一正）便可以为32信道的输入/输出组件供电。根据现有技术则需要八条电源线。

Claims

1.一种工业自动化技术的输入/输出组件（1），包括

-具有正面（3）和背面（4）的基础部件（2），

-印制电路板（11，12），

-布置在所述正面（3）上的接触带（5），所述接触带具有多个接触件（5a，5b，…），这些所述接触件设计与插接带（6）的相应的对置接触件（6a，6b，…）电连接，

其中，所述接触件（5a，5b，…）与所述印制电路板（11，12）电连接，

其特征在于，用于为所述印制电路板（11，12）传输电源电压的装置（7）与所述接触带（5）平行布置，其中，所述装置（7）具有接线位置（71，…，74），并且这样设计所述插接带（6），即所述插接带具有多个对置接线位置（7a，7b），这些所述对置接线位置与各个所述对置接触件（6a，6b）电连接，其中，通过能插入到所述接线位置（71，…，74）和所述对置接线位置（7a，7b）中的桥接元件（20）将所述电源电压施加到所述印制电路板（11，12）上。

2.根据权利要求1所述的输入/输出组件（1），其中，所述装置（7）被绝缘体（7a）包围并且这样布置在所述正面（3）的区域中，即，在从所述正面（3）套装在所述接触带（5）上的所述插接带（6）处，所述绝缘体（7a）布置在所述接触带（5）和所述插接带（6）之间。

3.根据权利要求1或2所述的输入/输出组件（1），其中，所述装置（7）设计为在纵向方向（100）上延伸的、具有第一导体（75）和第二导体（76）的导体对。

4.根据权利要求3所述的输入/输出组件（1），其中，所述装置（7）具有第一接线位置（71）和第二接线位置（72），这些所述接线位置关于所述纵向方向（100）依次布置。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的输入/输出组件（1），其中，所述接触带（5）设计为第一接触带（5’）和第二接触带（5”），并且在所述纵向方向（100）上，所述接触件（5a，5b，…）作为第一接触带（5’）的第一接触排（51）和第二接触带（5”）的第二接触排（52）依次布置。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的输入/输出组件（1），其中，所述绝缘体（8）具有用于所述第一接线位置（71）的第一容纳部（8a）和用于所述第二接线位置（72）的第二容纳部（8b）。

7.根据权利要求5至6中任意一项所述的输入/输出组件（1），其中，依次布置的所述接线位置（71，72）在所述第一接触排（51）和所述第二接触排（52）之间这样布置，即，被插入的第一桥接元件（20’）

-将所述第一接线位置（71）与第一对置接线位置（7a）电连接，并且

-与第二对置接线位置（7a’）电连接，其中

所述第一对置接线位置（7a）布置在所述第一接触排（51）中，而

所述第二对置接线位置（7a’）布置在所述第二接触排（52）中，以及

被插入的第二桥接元件（20”）

-将所述第二接线位置（72）与第三对置接线位置（7b）电连接，并且

-与第四对置接线位置（7b’）电连接，其中

所述第三对置接线位置（7b）布置在所述第一接触排（51）中，而

所述第四对置接线位置（7b’）布置在所述第二接触排（52）中。

8.根据权利要求2至7中任意一项所述的输入/输出组件（1），其中，所述接触带（5）具有用于插入所述桥接元件（20’，20’’）的开口（61，62，63，64）。

9.根据权利要求2至8中任意一项所述的输入/输出组件（1），其中，所述插接带（6）在所述正面（3）上能摆动地与所述基础部件（2）相连接，由此所述插接带（6）能借助摆动运动套装在所述接触带（5）上。

10.根据权利要求3至9中任意一项所述的输入/输出组件（1），其中，所述第一导体（75）具有第一馈电触点（75a），而第二导体（76）具有第二馈电触点（76a），这些所述馈电触点与接线端子（80）相连接。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的输入/输出组件（1），在其中，印制电路板（11，12）设计为第一电路板（11）和第二电路板（12），并且所述第一和/或第二电路板（11，12）具有多个功能模块，其中，通过用于传输所述电源电压的所述装置（7）分别为所述功能模块供给所述电源电压，并且在所述装置（7）中为每个功能模块设置有各两个接线位置（71，72）。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的输入/输出组件（1），所述输入/输出组件（1）具有插入的桥接元件（20，20’），其中，所述桥接元件（20，20’）具有第一支腿（21）、第二支腿（22）和第三支腿（23），并且所述第一和第二支腿（21，22）几乎等长并且彼此呈叉形地布置，所述第三支腿（23）布置在所述第一和第二支腿（21，22）的交叉点（24）处，并且所述第三支腿的长度超过所述第一和第二支腿（21，22）的长度。