DE102004015517B4

DE102004015517B4 - CAN-Knoten und Gehäuse insbesondere für CAN-Knoten

Info

Publication number: DE102004015517B4
Application number: DE200410015517
Authority: DE
Inventors: Bernhard E. Frenzel
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 2004-03-28
Filing date: 2004-03-28
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: DE102004015517A1

Abstract

CAN-Knoten (1) für den Einsatz im mobilen Bereich, mit:
einer Leiterplatte (14) mit CAN-Bus Hardware mit einer Vielzahl von Ein- und Ausgängen die in Buchsen oder Pfostenleisten (141) angeordnet sind;
die Leiterplatte (14) ist in einem U-förmigen Gehäuseprofil (10) derart angeordnet, dass die Buchsen (141) von oben zugänglich sind;
die Buchsen oder Pfostenleisten (141) korrespondieren mit Steckern (142) an Zuleitungen (144), und einzelne Pins in den Buchsen (141) sind derart angeordnet, dass die Zuleitungen (144) direkt und ohne Zwischenverteiler auflegbar sind, und wobei
das Gehäuseprofil (10) umfasst jeweils gegenüberliegende erste (11, 11) und zweite (12, 12) seitliche Wände, wobei zumindest eine der ersten (11, 11) und zweiten (12, 12,) Wände rechtwinklig oberhalb der Leiterplatte (14) abgewinkelt ist; und wobei eine Vielzahl von Mitteln (143) zur Zugentlastung der Zugleitungen und/oder zur Vibrationsdämpfung der Zugleitungen und/oder zur Sicherung der Zuleitungen (144) an der Abwinklung (13) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen CAN-Knoten und ein Gehäuse insbesondere für einen CAN-Knoten insbesondere im mobilen Bereich.

Aus der DE 44 10 171 C1 ist eine Baugruppe eines Automatisierungsgeräts bekannt, das in Reihen angeordnete Anschlusselemente für von aussen an die Baugruppe herangeführte Leitungen umfasst. Aus beispielsweise der DE 198 03 042 C2 ist ein Modul zum Anschluss eines Aktuators oder Sensors bekannt.

Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen benötigen preisgünstige, zeitsparend verarbeitbare und mobiltaugliche Verdrahtungsverteiler.

Diese sog. CAN-Knoten sind über ein bordeigenes CAN-Datennetzwerk verbunden, wobei an die CAN-Verteiler Sensoren und Aktoren angeschlossen sind.

Aus dem Stand der Technik sind Verteiler bekannt, die mit sogenannten M12-Steckbuchsen ausgestattet sind, die zum Einen den Nachteil haben, dass ein Gegenstecker montiert werden muss und zum Anderen – insbesondere in der Montage – kostspielig sind. Ausserdem beanspruchen die aus dem Stand der Technik bekannten CAN-Knoten unerwünscht viel Raum.

Mobiltaugliche CAN-Knoten, die direkt an der Maschine ohne Schaltschrank montiert werden benötigen ausserdem einen entsprechenden Schutz gegen Feuchtigkeit bzw. Spritzwasser.

Aus dem Stand der Technik sind sogenannte PG-Verschraubungen bekannt, die allerdings ebenfalls einen unerwünscht großen Platzbedarf haben und ausserdem ein Austausch eines Kabels ohne Demontage des Steckers nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher einen CAN-Knoten von kompakter Bauart bereitzustellen, der die aufgezeigten Nachteile des Stands der Technik beseitigt und ausserdem kostengünstig herstellbar und montierbar ist.

Weitere Aufgabe ist ein mobiltaugliches Gehäuse insbesondere für einen CAN-Knoten bereitzustellen, das den CAN-Knoten wirksam vor Feuchtigkeit schützt, von kompakter Bauart ist und ausserdem eine einfache und kostengünstige Montage von Zuleitungen ermöglicht.

Die Aufgaben werden mit dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung erwähnt, die von schematischen Zeichnungen begleitet ist.

Hierzu zeigt:
1a eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen CAN-Knoten;
1b einen Schnitt durch den CAN-Knoten von 1a entlang der Linie A-A;
1c eine Unteransicht des CAN-Knotens von 1a;
2a eine schematische Draufsicht auf ein geöffnetes erfindungsgemäßes Gehäuse für einen CAN-Knoten;
2b eine schematische Seitenansicht eines geschlossenen erfindungsgemäßen Gehäuses von 2a;
2c eine schematische Seitenansicht einer Abwandlung des Gehäuses von 2b;
3a eine vergrößerte schematische Teilansicht des Gehäuses von 2b;
3b, 3c und 3d für ein erfindungsgemäßes Gehäuse geeignete Tüllen.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist einen CAN-Knoten für den Einsatz im mobilen Bereich mit einer Leiterplatte mit CAN-Hardware mit einer Vielzahl von Ein- und Ausgängen bereitzustellen, die in Buchsen oder Pfostenleisten angeordnet sind, wobei die Leiterplatte derart in einem U-förmigen Gehäuseprofil angeordnet ist, dass die Buchsen von oben zugänglich sind, und wobei ausserdem die Buchsen mit Steckern korrespondieren und einzelne Pins in den Buchsen derart angeordnet sind, dass die Leitungen direkt und ohne Zwischenverteiler auflegbar sind.
Hierbei umfasst ein erfindungsgemäßer CAN-Knoten geeigneter Weise ein Gehäuseprofil mit jeweils gegenüberliegendem ersten und zweiten seitlichen Wänden, wobei zumindest eine der ersten und zweiten Wände rechtwinklig oberhalb der Leiterplatte abgewinkelt ist, und wobei eine Vielzahl von Mitteln zur Zugentlastung und/oder zur Vibrationsdämpfung und/oder zur Sicherung der Leitungen an der Abwinklung angeordnet sind. Nach einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die Buchsen derart ausgebildet, dass sie mit Steckern ausgewählt aus der folgenden Gruppe korrespondieren: Schraubklemmen, Federzugklemmen mit oder ohne LEDs, Selbstschneidende Klemmen. Geeigneter Weise umfasst ein erfindungsgemäßer CAN-Knoten ausserdem am Boden geeignete Befestigungsmittel, die eine einfach und sichere Montage über geeignete, mit dem Befestigungsmittel korrespondierende, Gegenstände gewährleisten.
Vorteilhafter Weise wird die Leiterplatte mit den Buchsen oder Pfostenleisten auf der einen Wandseite des Gehäuseprofils in einer geeigneten Nut und auf der gegenüberliegenden Wandseite auf einer Absatzkante gelagert, wodurch eine einfache und schnelle Montage des CAN-Knotens bereitgestellt ist und ein Austauschen der Elektronik auf einfache Weise möglich ist.
Grundgedanke eines erfindungsgemäßen Gehäuses insbesondere für einen CAN-Knoten ist ein Gehäuse bei dem für Kabeldurchlässe geeignete Ausnehmungen als integraler Bestandteil des Gehäuses ausgebildet sind.
Das erfindungsgemäße Gehäuse umfasst vorteilhaft ein Gehäuseunterteil mit jeweils gegenüberliegenden ersten und zweiten Wänden und mit ausserdem einem mit dem Gehäuseunterteil korrespondierend ausgebildeten Deckel mit ebenfalls jeweils gegenüberliegenden ersten und zweiten seitlichen Wänden, wobei an wenigstens einer der ersten und zweiten seitlichen Wände von Gehäuseunterteil und/oder Deckel geeignete Ausnehmungen für Kabeldurchlässe ausgebildet sind.
Nach einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Gehäuses für CAN-Knoten sind an dem Gehäuseunterteil und an dem Deckel miteinander korrespondierende Ausnehmungen ausgebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug zu den Zeichnungen detailliert beschrieben.
1a zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen CAN-Knoten 1 mit einem geeigneter Weise U-förmig ausgebildeten Gehäuseprofil 10 mit gegenüberliegenden ersten 11, 11 und zweiten 12, 12 seitlichen Wänden. Geeigneter Weise können die seitlichen Wände 12, 12 als Winkel 121, 121 mit geeigneten Befestigungsvorrichtungen 122 wie beispielsweise Schraublöchern oder Schraubösen ausgebildet werden. In dem U-förmigen Gehäuseprofil 10 ist eine Leiterplatte 14 mit geeigneter Weise preisgünstigem 16-bit Mikrocontroller mit CAN-Bus Interface angeordnet, so dass ein Modul bereitgestellt ist, das mehrere Ein- und Ausgänge unterschiedlicher beziehungsweise kombinierbarer Funktionalität aufweist. Auf der Leiterplatte 14 sind Buchsen 141 derart angeordnet, so dass die Buchsen 141 nach oben zugänglich sind. Die einzelnen Pins in den Buchsen 141 sind geeigneter Weise derart angeordnet, dass die üblichen drei Sensorleitungen (plus; minus; Signal) direkt ohne Zwischenverteiler aufgelegt werden können. Ausserdem sind die Buchsen 141 geeigneter Weise derart ausgebildet, dass Gegenstecker 142 vorteilhafter weise Schraubklemmen, Federzugklemmen mit oder ohne LEDS oder Selbstschneidende Klemmen umfassen können.
Erfindungsgemäß ist wenigstens eine seitliche Wand 11, 12 oberhalb der Leiterplatte 14 abgewinkelt und ausserdem an der Abwinklung 13 geeignete Bohrungen 131 zur Aufnahme von Kabelführungen 143 vorgesehen, wodurch eine integrierte Zugentlastung bereitgestellt ist, die bei Vibration für eine drahtbruchsichere Anordnung sorgt. Am Boden eines erfindungsgemäßen CAN-Knotens 1 ist geeigneter Weise mindestens eine Nut 17 zur Aufnahme von geeigneten Befestigungsmitteln 171 ausgebildet, die beispielsweise mit einer Hutschiene 172 korrespondieren können.
Die Leiterplatte 14 ist auf der einen Wandseite 11 des Gehäuseprofils 10 in einer geeigneten Nut 111 und auf der gegenüberliegenden Wandseite auf einer Absatzkante 112 gelagert, wobei die Leiterplatte 14 ausserdem geeigneter Weise derart angeordnet ist, dass die Verlustwärme produzierende Elektronik (Ausgangstreiber) auf der Unterseite der Leiterplatte 14 zu liegen kommt. Die Elektronik kann mittels einer Wärmeleitfolie 16 mit dem Gehäuseboden 15 verbunden werden, wobei das Gehäuse 10 vorteilhaft als Kühlkörper fungiert.
Die vorstehend beschriebene Bauweise eines erfindungsgemäßen CAN-Knotens 1 ermöglicht eine vorteilhaft komprimierte Anordnung der Stecker-Buchsen-Kombination, wobei eine platzsparende Einheit bereitgestellt ist. Die integrierte Zugentlastung sorgt bei Vibration für eine drahtbruchsichere Anordnung.
Ausserdem ist ein erfindungsgemäßer CAN-Knoten 1 einfach und kostengünstig herstell- und montierbar, und insbesondere aufgrund der direkt ohne Zwischenverteiler auflegbaren Leitungen auf einfache Weise zu warten.
2a zeigt eine Draufsicht auf ein aufgeklapptes erfindungsgemäßes Gehäuse 2 insbesondere für einen CAN-Knoten 1 mit einem Gehäuse-Unterteil 20 und einem Deckel 20'. Erfindungsgemäß sind an wenigstens einer der seitlichen Wände 21, 21' und 22, 22' des Gehäuse-Unterteils 20 und/oder des Deckels 20' Ausnehmungen 23, 23' zur Aufnahme von Kabeldurchführungen ausgebildet. In der Ausführung von 2a sind die Ausnehmungen 23 und 23' jeweils beispielhaft an den gegenüberliegenden seitlichen Wänden 21 beziehungsweise 21' von Gehäuse-Unterteil 20 und Deckel 20' ausgebildet.
Die Ausnehmungen 23, 23' können geeigneter Weise oval, kreisförmig oder rechteckig ausgebildet sein.
2b zeigt eine vorteilhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2 von 2a, in Seitenansicht mit zugeklapptem Deckel 20', wobei die Ausnehmungen 23, 23' von Gehäuse-Unterteil 20 und Deckel 20' vorteilhaft miteinander korrespondierend ausgebildet sind.
2c zeigt beispielhaft eine abgewandelte Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2 insbesondere für einen CAN-Knoten 1, bei der lediglich Ausnehmungen 23 in dem Gehäuse-Unterteil 20 ausgebildet sind.
Erfindungsgemäßg sind die Ausnehmungen 23, 23' für die Bereitstellung einer Kabeldurchführung als integraler Bestandteil am Gehäuse und/oder Deckel bereitgestellt, wobei die einzelnen Durchlässe platzsparend angeordnet sind. Mit dieser vorteilhaften Anordnung können Zuleitungen mit bereits vormontierten Steckern direkt zeitsparend eingelegt und einfach und ohne Werkzeug im Fehlerfall ausgetauscht werden.
Es ist klar, dass die erfindungsgemäßen Ausnehmungen 23, 23' zur Bereitstellung von Kabeldurchlässen mit Tüllen 3 korrespondieren können, wie schematisch in 3a dargestellt ist, wobei die Tüllen 3 beispielhaft, wie schematisch in 3b, c und d dargestellt, ausgebildet sein können. Durch die Kombination der Tüllen 3 mit den Ausnehmungen 23, 23' wird das Innere des Gehäuses 2 wirksam vor Feuchtigkeit und Spritzwasser geschützt.
Ein erfindungsgemäßes Gehäuse 2 gemäß 2 kann ausserdem besonders vorteilhaft für einen erfindungsgemäßen CAN-Knoten 1 gemäß 1 ausgebildet sein.

1: CAN-Knoten
10: Gehäuse (U-Profil)
11: erste seitliche Wände
111: Nut
112: Absatzkante
12: zweite seitliche Wände
121: Abwinklung
122: Befestigungsvorrichtung
13: Abwinklung
131: Bohrung
14: Leiterplatte
141: erste Stecker (Buchse)
142: zweite Stecker
143: Kabelführung
144: Kabel (Zuleitung)
15: Boden
16: Wärmeleitfolie
17: Nut
171: Befestigungsmittel
172: Hutschiene
2: Gehäuse
20: Gehäuse-Unterteil
21: erste seitliche Wände
22: zweite seitliche Wände
23: erste Ausnehmungen
20': Deckel
21': erste seitliche Wände
22': zweite seitliche Wände
23': zweite Ausnehmungen
3: Tülle

Claims

CAN-Knoten (1) für den Einsatz im mobilen Bereich, mit: einer Leiterplatte (14) mit CAN-Bus Hardware mit einer Vielzahl von Ein- und Ausgängen die in Buchsen oder Pfostenleisten (141) angeordnet sind; die Leiterplatte (14) ist in einem U-förmigen Gehäuseprofil (10) derart angeordnet, dass die Buchsen (141) von oben zugänglich sind; die Buchsen oder Pfostenleisten (141) korrespondieren mit Steckern (142) an Zuleitungen (144), und einzelne Pins in den Buchsen (141) sind derart angeordnet, dass die Zuleitungen (144) direkt und ohne Zwischenverteiler auflegbar sind, und wobei das Gehäuseprofil (10) umfasst jeweils gegenüberliegende erste (11, 11) und zweite (12, 12) seitliche Wände, wobei zumindest eine der ersten (11, 11) und zweiten (12, 12,) Wände rechtwinklig oberhalb der Leiterplatte (14) abgewinkelt ist; und wobei eine Vielzahl von Mitteln (143) zur Zugentlastung der Zugleitungen und/oder zur Vibrationsdämpfung der Zugleitungen und/oder zur Sicherung der Zuleitungen (144) an der Abwinklung (13) angeordnet sind.
CAN-Knoten (1) nach Anspruch 1, wobei: die Mittel (143) umfassen geeignete Leitungsführungen (143), die in geeigneten Bohrungen (131) der Abwinklung (13) angeordnet sind.
CAN-Knoten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei: die Buchsen oder Pfostenleisten (141) sind derart ausgebildet, dass sie mit Steckern (142) ausgewählt aus der folgenden Gruppe korrespondieren: Schraubklemmen, Federzugklemmen mit oder ohne LEDs, Selbstschneidende Klemmen.
CAN-Knoten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Leiterplatte (10) ist auf der einen Wandseite (11) von einer Nut (11) und auf der anderen Wandseite (11) auf einer Absatzkante (112) gelagert.
CAN-Knoten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Leiterplatte (10) ist mit der Verlustwärme produzierenden Elektronik nach unten in dem Gehäuseprofil (10) angeordnet, und eine Wärmeleitfolie (16) verbindet die Elektronik mit dem Gehäuseboden (15).
CAN-Knoten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: an dem Gehäuseboden (15) sind geeignete Befestigungsmittel (17, 171) angeordnet, die eine einfache und sichere Montage über geeignete mit den Befestigungsmitteln (17, 171) korrespondierende Gegenstücke (172) gewährleisten.