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Die
Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät nach dem Oberbegriff des
Hauptanspruchs.
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Aus
der
DE 197 17 909 ist
ein elektrisches Gerät
mit einem Gehäuse
bekannt, das durch eine Frontkappe abgeschlossen ist, wobei die
Frontkappe als Bedienteil ausgebildet ist und eine Tastatur sowie Anzeigeelemente
aufweist. In dem Gehäuse
sind mehrere Baugruppen aufgenommen, die jeweils als mit Schaltungskomponenten
bestückte
Schaltungsplatinen ausgebildet sind. Die Schaltungsplatinen tragen
auch Steckerleisten, die mit in der Rückwand des Gehäuses vorgesehenen
Anschlussklemmen zusammenarbeiten. Für die elektrische Verbindung
zwischen den Schaltungsplatinen bzw. den Komponenten auf den Schaltungsplatinen
ist ein Bus in Form eines Flachbandkabels mit Steckern vorgesehen,
der hinter der Frontplatte quer zu den Schaltungsplatinen angeordnet
ist, wobei die Stecker an dem Bus mit an den Schaltungsplatinen
angebrachten Steckverbindern in Eingriff treten. Wenn bei dem bekannten
Gerät eine
Baugruppe ausgewechselt werden soll, muss die gesamte Anordnung
auseinander genommen werden, und weiterhin blockiert das breite
Buskabel Frontmontageplätze
für Steckverbinder
und Anzeigeelemente.
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Die
elektrischen Geräte
sind üblicherweise als
Wandeinbaugeräte
konzipiert, da sie beispielsweise in die Wände von Schaltschränken oder
dergleichen eingebaut werden. Allerdings werden in bestimmten Fällen sogenannte
Aufbaugeräte
verwendet, wenn keine Montagemöglichkeit
für ein
normalerweise verwendetes Einbaugerät besteht. Wie erwähnt erfordern
die Ein baugeräte
einen Ausschnitt in der Montagewand, durch die das Gerät geschoben und
von vorn befestigt wird. Alle Leitungsverbindungen sind an der Rückwand,
wo die Geräteklemmen sitzen,
herstellbar. Aufgrund der unterschiedlichen Montageorte ist es wünschenswert,
dass die Baugruppen in beide Richtungen gesteckt oder gezogen werden
können,
z.B. nach Entfernen der Fronteinheit Baugruppe nach vorne ziehen
oder im anderen Fall nach Rückwanddemontage
Baugruppe nach hinten ausziehen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät mit einem
eine Mehrzahl von Baugruppen in Form von bestückten Schaltungsplatinen oder
Leiterplatten aufnehmenden mantelartigen Gehäuse zu schaffen, wobei die
Schaltungsplatinen über
einen Bus verbindbar sind, bei dem die Kontaktierung zwischen Baugruppen
und Bus vereinfacht wird und der Bus die Montage und die Demontage nicht
behindert und die Baugruppen sowohl von der Frontseite als auch
von der Rückseite
her durch Herausziehen entfernt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
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Dadurch,
dass der Bus als mindestens eine Bus-Leiterplatte ausgebildet ist,
die an der Deck- und/oder Bodenfläche des Gehäuses angeordnet ist und dass
an der Bus-Leiterplatte leistenförmige Steckverbinder
befestigt sind, in die jeweils die Leiterplatten der Baugruppen
einschiebbar sind, weisen die Vorder- und Rückfläche direkt hinter der Frontabdeckung
bzw. der Rückwand
keine Hindernisse auf, die das Herausziehen der Leiterplatten erschweren bzw.
verhindern. Außerdem
wird Raum für
zusätzliche
im vorderen Bereich anzuordnende Bauelemente wie Anzeigeelemente
oder dergleichen geschaffen, da die Bus-Ebene an die Deck- und/oder
Bodenfläche
verlagert wird. Durch die Verwendung von Steckverbindern mit rinnenartigem
Querschnitt, die auf die Bus-Leiterplatte montiert sind, wird eine
Führungsfunktion
für die
Leiterplatten übernommen.
Die Kontaktflächen
liegen aufgrund der Ausbildung als Direktsteckverbinder baugruppenseitig
im Leiterplatten-Randstreifen, der bisher für die Auflage im Montagerahmen
diente und als Bestückungsfläche ausfiel,
so dass gegenüber
normalen Steckverbindern Bestückfläche gewonnen
wird. Durch die Führungsfunktion
der Steckverbinder sind keine Sucherstifte oder ähnliches mehr notwendig. Die
Baugruppe kann nach Demontage der Front- oder Rückwände herausgezogen werden, wobei
keine weiteren störenden
Elemente zu beachten sind.
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Durch
die in den Unteransprüchen
angegebenen Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
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Vorzugsweise
ist die leistenförmige
Steckverbindung gleichzeitig als mechanische Einspannvorrichtung
ausgebildet, wobei in einem Beispiel die leistenförmige Steckverbindung
einen u-förmigen Querschnitt
aufweist, in den federnde Elemente, vorzugsweise federnde Kontaktelemente
eingreifen. Durch die kraftschlüssige
Kontaktierung entlang der Leiterplattenführung, die auch als mechanische
Einspannung wirkt, wird das Spiel der Leiterplatte verhindert, so
dass keine Vibrationsprobleme auftreten und zusätzliche Dämpfungselemente entfallen können.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die Bus-Leiterplatte an ihrer dem Gehäuseboden
oder -decke zugewandten Seite als Kontaktfläche ausgebildet ist ind mit
dem Steckverbinder kontaktiert ist, wodurch der Baugruppe Schirmpotential
zur Verfügung
gestellt wird. Es können
zusätzliche
Kontaktfedern, die häufig als
Einzelteile vorhanden sind und kostenaufwendig sind, entfallen.
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Vorteilhafterweise
kann durch Zusammenziehen bzw. Auffächern der Leiterzuführung auf
der Bus-Leiterplatte Platz für
Lüftungsöffnungen
geschaffen werden.
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Bei
Gehäusen,
die zur Befestigung der Rückwand
oder von Teilen derselben abgebogene Gehäusefalze aufweisen, werden
in diese Falze Schlitze eingebracht, so dass die Leiterplatten beim
Herausziehen nach hinten nicht gestört werden.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann ein Aufbaugerät ohne großen Aufwand erhalten werden, indem
die Bauteile entsprechend dem Einbaugerät von einem mantelartigen Gehäuse aufgenommen werden
und die vormalige Frontseite mit einer Blindfront abgedeckt wird.
Durch Verlängern
des Gehäuses über die
die Anschlussklemmen tragende Rückwand
hinaus können
die Geräteklemmen
durch eine als z. B. Bedienteil dienende Frontkappe abgedeckt werden,
wobei zur Herausführung
der Kabel im Bereich der Anschlussklemmen Fenster im Gerätetubus seitlich
vorgesehen sind. Auf diese Weise kann die im Stand der Technik vorgesehene
Zwischenverdrahtung zu Klemmböcken,
die auf der Ober- und Unterseite des dort verwendeten zusätzlichen
Außengehäuses angebracht
sind, entfallen, wodurch die durch die Zwischenverdrahtung hervorgerufenen Fehlerquellen
vermieden.
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Durch
Vorsehen von Verstärkungswinkeln
an der Ober- und/oder Unterseite des Gehäusetubus wird die Festigkeit
der Anordnung gesteigert und es können Zugkräfte aufgenommen werden, wodurch das
gefürchtete
Einreißen
des Gehäuses
an der Vorderseite verhindert wird.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen
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1 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen elektrischen Gerätes in perspektivischer
Ansicht und auseinandergezogener Weise;
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2 eine
elektrisches Gerät
in Aufbaumontage in perspektivischer Ansicht und
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3 eine
aufgebrochene Ansicht auf einen Zwischenbereich des elektrischen
Gerätes
in Aufbaumontage.
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Das
in 1 dargestellte elektrische Gerät weist ein mantelartiges Gehäuse 1 auf,
dessen Vorderseite 2 durch eine Frontkappe 3 verschließbar ist. Das
Gehäuse
nimmt mehrere Baugruppen 4 auf, die jeweils eine Leiterplatte 5 und
jeweils eine Bestückung
mit elektrischen Komponenten umfasst, wobei hier lediglich Steckleisten 6 dargestellt
sind, die mit an der Rückwand 7 befestigte,
nicht dargestellte Anschlussklemmen einsteckbar sind. Die Rückwand 7 ist
an dem mantelartigen Gehäuse 1 befestigbar.
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Die
Leiterplatten
5 bzw. deren elektrische Komponenten sind
untereinander mittels eines Bus elektrisch verbindbar. Dieser Bus
ist als Busleiterplatte
8 ausgebildet, wobei diese Busleiterplatte
8 vor dem
Einbauen der Baugruppen
4 in den Gehäusemantel einsetzbar ist, wobei
sie am Gehäuseboden aufliegt
bzw. auf diesem befestigt ist. Eine solche Busleiterplatte kann
zusätzlich
an der Decke des Gehäuses
1 befestigt
werden oder anstelle auf dem Boden an der Decke angeordnet werden.
Die Busleiterplatte
8 weist leistenartige Steckverbinder
9 mit
entsprechenden Anschlussstiften auf, die in Längsrichtung eine U-förmige Rinne
aufweisen, wobei in die Rinne Kontaktfedern für die Kontaktierungen hineinragen.
Eine solche Kontaktleiste bzw. ein solcher Steckverbinder ist beispielhaft
in der
DE 196 36 335 beschrieben.
Auf der Busleiterplatte
8 sind weiterhin Leiterzüge
10 aufgebracht,
die mit den Steckverbindern
9 elektrisch in Verbindung
stehen und die in ihrer Gesamtheit den Bus bilden. Wie auf dem unteren Rand
der Leiterplatten
5 zu erkennen ist, sind dort Kontaktflächen
11 vorgesehen,
die mit den entsprechenden Kontakten der leistenförmigen Steckverbinder
9 zusammenarbeiten.
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Die
auf der jeweiligen Gehäusefläche aufliegende
Seite der Busleiterplatte ist mit einer oder mehreren Kontaktflächen versehen,
die elektrisch mit dem mantelartigen Gehäuse 1 verbunden ist
bzw. sind und die mit mindestens einem Kontakt des leistenförmigen Steckverbinders
verbunden ist bzw. sind und dem Baugruppenschirm Potential zur Verfügung stellt.
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Für den Einbau
der Baugruppe wird zuerst die Busleiterplatte 8 auf dem
Boden und/oder der Decke des Gehäusemantels 1 befestigt
und anschließend
werden die Leiterplatten 5 der Baugruppen in die Steckerleisten 9 eingeschoben.
Dabei dienen die Steckerleisten als Führungen, so dass zusätzliche Sucherstifte
nicht notwendig sind. Es können
jedoch am Steckverbinder oder am Gehäusemantel Verriegelungselemente
oder Anschläge
zur Verriegelung der Baugruppen vorgesehen sein. Wenn nur eine Busleiterplatte
vorgesehen ist, sind an der der Busleiterplatte 8 gegenüber liegenden
Mantelfläche
zusätzliche
Führungen
für die
Leiterplatten 5 angeordnet.
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In
der Busleiterplatte 8 können
für eine
verbesserte Lüftung Öffnungen
vorgesehen sein, wobei die Leiterzüge 10 entsprechend
um die Öffnungen herum
geführt
sind.
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Nach
dem Einbau der Baugruppen wird zur Herstellung eines Einbaugerätes die
Vorderseite 2 mit der Frontkappe 3 verschlossen,
wobei innerhalb des Rahmens der Frontkappe 3 zusätzliche
bestückte
Platinen angeordnet sind. Außerdem
sind in die Frontplatte 3 Anzeigeelemente, wie ein Display 12 oder
Leuchtdioden 13 oder dergleichen eingesetzt. Leuchtdioden
können
allerdings auch auf den Leiterplatten 5 angebracht sein
und in entsprechende Aufnahmen in der Frontkappe 3 eingreifen.
Weiterhin sind an der Frontkappe Eingabeelemente wie eine Tastatur 14 vorgesehen.
Die Frontkappe bildet somit ein Bedienteil für die Baugruppen 4,
wobei sie selbstverständlich
gleichfalls abgeschirmt ist.
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In 2 ist
ein Aufbaugerät
dargestellt, das dem Einbaugerät
entsprechend 1 bzw. dem Einbaugerät weitgehend
entspricht. Bei einem solchen Aufbaugerät ist die nunmehr als Rückseite 20 dienende
Frontpartie des Gerätes
nach 1 mit einem Blindteil abgedeckt. Der Gehäusemantel
ist länger als
der Gehäusemantel 1 nach 1 und
weist im Bereich der ursprünglichen
Rückwand
einen mit dem Gehäuse
fest verbundenen umlaufenden Falz 27 auf, an dem eine Zwischenwand 22 mit
Ausnehmungen für
Anschlussklemmen 23 befestigt ist. In den Seitenwänden des
Gehäuses 1 sind
Fenster 24 vorgesehen, durch die mit den Anschlussklemmen 23 verbundene
Verkabelung nach außen
hindurch geführt wird.
Die Tiefe des gegenüber
der Zwischenwand 22 verlängerten Teils des Gehäuses 1 hängt von
dem minimal benötigten
Biegeradius der verwendeten Leiter ab.
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Die
als Bedienteil ausgebildete Frontkappe 3 entsprechend 1 mit
den Anzeigeelementen 12, 13 und der Tastatur 14 wird
auf das verlängerte
Ende des Gehäuses 1 aufgesetzt,
wobei die Frontkappe 3 eine Abschirmung zur Vermeidung
von Einflüssen durch
die dahinter liegende Verdrahtung der Anschlussklemmen 23 trägt.
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An
der Oberseite und der Unterseite des Gehäuses 1 sind Versteifungswinkel 25, 26 angebracht, die
mit zur Befestigung des Gerätes
auf einer Wand dienen und die insbesondere die dynamische Festigkeit
steigern. Die Versteifungswinkel 25, 26 nehmen die
auf das Gehäuse
wirkenden Zugkräfte
auf, wodurch ein Einreißen
des Gehäuses
an der Vorderseite verhindert wird.
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In 3 ist
eine Ansicht auf das Gerät
nach 2 teilweise dargestellt, wobei in dieser Ansicht
zu sehen ist, dass die Zwischenwand 22 mit den Anschlussklemmen 23 entfernt
ist. Andeutungsweise ist auf der linken Seite das Gehäuse 1 mit
dem Fenster 24 dargestellt, die restlichen drei Flächen des
Gehäuses 1 sind
der Übersichtlichkeit
halber in dieser Darstellung weggelassen worden, bzw. lediglich
gestrichelt angedeutet.
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Wie
zu erkennen ist, weist die Zwischenwand 22 die Gehäusefalze 27 auf,
die zu den übrigen Flächen des
Mantels um 90 Grad abgewinkelt sind. Diese Gehäusefalze dienen zur Befestigung
der Zwischenwand 22 bzw. von Zwischenwandteilen. Damit bei
einem Aufbaugerät
die Leiterplatten 5 der Baugruppen 4 für eine Demontage
bzw. Montage herausziehbar sein können, sind in den Falzen Schlitze 28 eingearbeitet,
so dass eine Leiterplatte 5 ohne Hindernisse durch die
Falze 27 entfernt werden kann. Die Zwischenwand 22 kann
dann wieder auf die Falze 27 aufgesetzt und mit diesen
verbunden werden, wobei die Anschlussklemmen 23 in die
Steckerleisten 6 eingreifen können.
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Selbstverständlich können solche
Schlitze 28 auch in Falzen der Rückwand eines Einbaugerätes vorhanden
sein, damit Leiterplatten oder dergleichen auch von hinten aus dem
Einbaugerät
herausgezogen und entfernt oder bei Austausch eingeschoben werden
können.
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Ein
weiteres denkbares Ausführungsbeispiel für ein Aufbaugerät, das hier
nicht dargestellt ist, ist derart ausgebildet, dass ein Einbaugerät mit Versteifungswinkeln
entsprechend denen 25, 26 in 2 versehen
wird und dass eine Frontkappe 3 auf die einen Rahmen bildenden
Enden der Versteifungswinkel aufgesetzt wird. Die Verkabelung für die Anschlussklemmen
kann dann zwischen Rückwand
des Einbaugerätes
und Frontkappe weggeführt
werden.
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Schließlich kann
in einer Ausführungsform eines
Aufbaugerätes
ein zusätzlicher
Gehäusetubus entsprechend
dem Gehäuse
in 2 und 3 vorgesehen sein, in dem ein
Einbaugerät
eingesetzt ist. Ansonsten entspricht sie dem Ausführungsbeispiel nach 2 und 3.