-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Industrieautomatisierung und betrifft insbesondere ein Modul für eine Anschlussdose für Sensoren für Industrieautomatisierung und eine zugehörige Anschlussdose für Sensoren, die eine Mehrzahl von Modulen des oben genannten Typs umfasst.
-
Stand der Technik
-
Auf dem Gebiet der Industrieautomatisierung ist die Verwendung von Automatisierungsvorrichtungen oder Industrierobotern, wie zum Beispiel Greifhände oder Roboterarme, zum Verfahren und Handhaben von Gegenständen während eines industriellen Prozesses bekannt.
-
Derartige Vorrichtungen sind üblicherweise mit Sensoren versehen, um die korrekte Wirkungsweise der verschiedenen Komponenten, oder Werkzeuge der Automatisierungsvorrichtung, zu überprüfen, um den korrekten Zustand der Vorrichtung oder die korrekte Positionierung des von dieser getragenen Gegenstands zu garantieren, bevor zu einem folgenden Schritt des Bearbeitungs- oder Verfahrungsprozesses übergegangen wird.
-
Für die Verkabelung der in die Vorrichtungen des oben genannten Typs eingebauten Sensoren kann mindestens eine Anschlussdose für Sensoren, die auch als Sensorbox definiert ist, installiert sein, mit der sich eine Mehrzahl von Sensoren, auch verschiedenen Typs, in Reihe verbinden lassen.
-
Die bislang auf dem Markt vorhandenen Anschlussdosen weisen, wie in 1 gezeigt, einen schachtelförmigen Körper 100 auf, der durch einen Deckel 101 verschlossen ist, in dessen Innerem eine Reihe von Kontakten 102 vorgesehen ist, um die elektrische Versorgung zu den Sensoren zu bringen, von diesen Sensoren eine Angabe über deren Zustand zu erhalten und diesen Zustand an eine Steuervorrichtung zu übertragen, wie eine SPS. Zu diesem Zweck ist die Anschlussdose über ein entsprechendes Kabel mit der Steuervorrichtung und über ein oder mehrere Kabel, üblicherweise mehrpolige Kabel, an die in der Automatisierungsvorrichtung installierten Sensoren angeschlossen.
-
Für die Verbindung derartiger Kabel mit der Schaltung der Anschlussdose umfasst die Anschlussdose jeweilige Durchlässe 103, 104, die in festgelegten Positionen angeordnet sind, insbesondere in gegenüber der Oberfläche für die Befestigung der Anschlussdose vordefinierten Positionen, die für deren Verbindung mit der Struktur der Automatisierungsvorrichtung vorgesehen ist.
-
Insbesondere ist ein erster Durchlass oder Ausgang 103 für das Verbindungskabel zu der Steuervorrichtung und ein zweiter Durchlass oder Ausgang 104 für jedes der für die Sensoren bestimmten Kabel vorgesehen.
-
Ferner sei gesagt, dass die oben genannten Kabel dick, wenig flexibel und daher schwierig aufzulegen sind.
-
Für die Befestigung der Anschlussdose an der Struktur der Automatisierungsvorrichtung sind dann zusätzliche Elemente notwendig, wie Befestigungswinkel.
-
Die derzeit erhältlichen Anschlussdosen für Sensoren sind für die Verbindung einer maximalen Anzahl von Sensoren vorgesehen, zum Beispiel bis zu 2, bis zu 4, bis zu 6, bis zu 8, bis zu 12 usw., wobei beim Einrichten der Automatisierungsvorrichtung eine Anschlussdose mit einer Anzahl an Kontakten 102 zu wählen ist, die mit der Anzahl der zu montierenden Sensoren kompatibel ist. Da es sich jedoch um Standardgrößen handelt, ist nicht immer gesagt, dass alle vorhandenen Kontakte verwendet werden. In diesem Fall kommt es nachteiligerweise zu einem größeren Platzbedarf als notwendig.
-
Die obigen Ausführungen sind unter der Erwägung relevant, dass die Anschlussdosen aufgrund ihrer Ausgestaltung eher sperrig sind, insbesondere im Vergleich zu dem reduzierten Raum, der in Automatisierungsvorrichtungen des oben genannten Typs zur Verfügung steht.
-
Der schachtelförmige Körper ist in der Tat so dimensioniert, dass er sämtliche Kontakte aufnehmen kann, von denen einige, oder alle bei umfassender Verwendung der verfügbaren Ausgänge, dann mittels Brücken verbunden werden müssen, um die Verbindung der Sensoren in Reihe je nach benötigter Konfiguration zu bilden.
-
Da ferner verschiedene Größen je nach der maximalen Anzahl an Sensoren, die angeschlossen werden können, vorhanden sind, ist es notwendig, Anschlussdosen verschiedener Abmessungen auf Lager zu halten, um sämtliche Erfordernisse zu erfüllen.
-
Es gibt auch Vorrichtungen, die mehrere Module umfassen, die in Reihe oder parallel angeordnet sind, um den Verbrauch, insbesondere den Stromverbrauch, zu messen und/oder überwachen.
-
Insbesondere betrifft die Druckschrift
US2015/0241480 A1 ein Leistungsmessgerät, das ausgestaltet ist, um später rückwärtige und seitliche Erweiterungsmodule aufnehmen zu können. Zu diesem Zweck ist das Messgerät mit einer rückwärtigen Öffnung und einer seitlichen Öffnung für die Aufnahme eines Steckverbinders eines Erweiterungsmoduls versehen.
-
Das europäische Patent
EP 2 635 877 B1 betrifft ein modulares Messsystem, das mindestens ein Slave-Modul zur Messung eines Parameters, zum Beispiel den Verbrauch an elektrischer Energie, Gas, Wasser usw. zu messen, und mindestens ein Master-Modul, das elektronisch mit dem Slave-Modul in Verbindung steht, zum Beispiel im Wireless-Modus oder mittels eines Kommunikationsmoduls, wobei jedes Slave-Modul einen Zähler zum Messen des zugehörigen Parameters einer in Entfernung angeordneten Last umfassen kann, während das Master-Modul für die Abfrage der Slave-Module vorgesehen ist und einen elektronischen Prozessor, einen Speicher, einen Datenlogger und eine Benutzerschnittstelle für die Anzeige der von einem über Tastatur ausgewählten Slave-Module empfangenen Informationen umfassen kann.
-
Die US-Druckschrift
US 2008/0284614 A1 bezieht sich auf ein modulares System zur Überwachung der Leistung einer oder mehrerer elektrischen Leitungen, das eine Zentraleinheit umfasst, die einen Zähler und mehrere optionale Module umfasst, das jedes mit der Zentraleinheit parallel zu den anderen verbunden sind.
-
Die Druckschrift
GB 2503479 betrifft eine Telemetrie-Vorrichtung zur Verwendung in einer Verbrauchseinheit, die mindestens einen Eingang für den Empfang von elektrischen Energiedaten, zum Beispiel Daten von einem Zähler über den Verbrauch oder über die Erzeugung elektrischer Energie auf lokaler Ebene, und mindestens einen Ausgangskanal umfasst, der für die Übertragung der elektrischen Energiedaten angeordnet ist, zum Beispiel mittels Wireless-Kommunikation zu einem Remote-Server.
-
Die europäische Patentanmeldung Nr.
EP 0 726 631 A2 stellt hingegen eine Anschlussdose bereit, die auf einem Fußboden anzuordnen ist, um in ihrem Inneren elektrische und telefonische Geräte, EDV-Geräte oder dergleichen, zu tragen, die einen schachtelförmigen Körper mit Öffnungen für den Durchlass von Kabeln umfasst.
-
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Anschlussdose für Sensoren für Automatisierungsvorrichtungen, welche die Grenzen der bekannten Lösungen überschreitet, wodurch sich der Platzbedarf maximal begrenzen lässt.
-
Eine andere Aufgabe ist, eine Anschlussdose für Sensoren vorzuschlagen, deren Platzbedarf auf Grundlage der exakten Anzahl an in der Automatisierungsvorrichtung installierten Sensoren optimiert ist.
-
Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer Anschlussdose für Sensoren, die von ihrem Aufbau her einfach und mit einer Installationsvielseitigkeit ausgestattet ist.
-
Eine weitere Aufgabe ist ferner die Bereitstellung einer Anschlussdose für Sensoren, die auf der einen Seite die Minimierung der Anzahl an auf Lager zu haltenden Komponenten und auf der anderen Seite die Erfüllung der verschiedenen Erfordernisse hinsichtlich der Ausführung gestattet.
-
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Modul für eine Anschlussdose für Sensoren gemäß Anspruch 1, wobei das Modul, das für die Verbindung mit einer externen Vorrichtung vorgesehen ist, mit einer elektronischen Schaltung versehen ist, die konfiguriert werden kann, um ein so genanntes Master-Modul oder ein Slave-Modul zu bilden, um eine Anschlussdose zu bilden, die zueinander gleiche Master- und Slave-Module mit Ausnahme der elektronischen Schaltung aufweist. Mit anderen Worten kann ein gleiches Modul ein Master- oder ein Slave-Modul sein kann, indem einfach die elektronische Schaltung entsprechend konfiguriert wird. Dadurch ist es möglich, ein Master-Modul zu haben, das einem Slave-Modul hinsichtlich der Form, den Abmessungen und den Anschlüssen vom Aufbau her gleich ist. Der einzige Unterschied ist die andere Konfiguration der elektronischen Schaltung im Inneren dieses Moduls. Des Weiteren ist dieses Merkmal besonders vorteilhaft, da es gestattet, gleichwohl ein Master-Modul oder ein Slave-Modul ausgehend von einer einzigen Ausgangskomponente zu erhalten, was eine Vereinfachung des Lagers ermöglicht, das keine verschiedenen Komponenten vorhalten muss, um Module unterschiedlicher Typologie zu erhalten.
-
Insbesondere umfasst das oben genannte Modul eine elektronische Schaltung, die im Inneren eines Aufnahmekörpers aufgenommen ist; einen oder mehrere Hauptkontakte, die aus einer ersten Seite des Aufnahmekörpers auskragen; mindestens einen Durchlass für ein Kabel für die Verbindung mit einer externen Vorrichtung; und eine oder mehrere Öffnungen, wobei jede der oben genannten einen oder mehreren Öffnungen auf einer zweiten Seite des Aufnahmekörpers angeordnet ist, die der ersten Seite gegenüberliegt, und auf der zweiten Seite so dimensioniert und positioniert ist, dass sie sich in einer Position befindet, die der mindestens eines der oben genannten einen oder mehreren elektrischen Hauptkontakte entspricht, so dass jeder des einen oder der mehreren elektrischen Hauptkontakte sich im Bereich einer der einen oder mehreren Öffnungen befindet. Alternativ sind die elektrischen Hauptkontakte von der ersten Seite des Aufnahmekörpers her zugänglich, und die Öffnungen der zweiten Seite des Aufnahmekörpers sind durch Vorsprünge ersetzt.
-
Vorteilhafterweise kann das oben genannte Modul daher einen einzigen elektrischen Hauptkontakt und eine einzige Öffnung umfassen, die in entsprechenden Positionen, jedoch auf gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmekörpers, angeordnet sind, oder eine Mehrzahl von elektrischen Hauptkontakten und eine oder mehrere Öffnungen, wobei jede auf der zugehörigen Seite so dimensioniert und positioniert ist, dass sie sich im Bereich von mindestens zwei elektrischen Hauptkontakten befindet, oder eine Mehrzahl von elektrischen Hauptkontakten und eine Mehrzahl von Öffnungen, in gleicher Anzahl wie die Anzahl der oben genannten elektrischen Hauptkontakte, die jede auf der zweiten Seite in einer Position angeordnet sind, die der Position eines elektrischen Hauptkontakts auf der ersten Seite entspricht.
-
Die elektronische Schaltung, die das Master-Modul bildet, ist ausgestaltet für die Verbindung mit einer elektrischen Versorgung und für die Erzeugung von Signalen am Ausgang zu einer externen Steuervorrichtung, wie eine SPS, hin, während diejenige, die das Slave-Modul bildet, ausgestaltet ist für die Verbindung mit einem Sensor.
-
In einer bevorzugten Lösung sind einige elektrische Hauptkontakte, vorzugsweise zwei, für die Übertragung der elektrischen Versorgung bestimmt, während andere, vorzugsweise zwei, für die Übertragung von Signalen bestimmt sind.
-
Vorteilhafterweise sind die elektrischen Hauptkontakte mit der elektronischen Schaltung so verbunden, dass sie zwischen einer vorgeschobenen und einer zurückgezogenen Position beweglich sind. Die elektrischen Hauptkontakte können üblicherweise in der vorgeschobenen Position mittels Federmitteln gehalten werden, die entsprechend vorgesehen sind und in die zurückgezogene Position gedrückt werden können, was ein Zusammendrücken der Federmittel bewirkt.
-
Vorzugsweise ist die elektronische Schaltung mit Wahlschaltern versehen, die von außerhalb des Aufnahmekörpers zugänglich sind, um das Modul in Betrieb setzen zu können.
-
Vorzugsweise ist der oben genannte Aufnahmekörper des oben genannten Moduls aus einem Kunststoff, der vorzugsweise halbtransparent ist.
-
Vorzugsweise hat das oben genannte Modul einen quadratischen Querschnitt, mit Seiten von etwa 40 mm und einer Dicke von etwa 10 mm.
-
In einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Anschlussdose für Sensoren gemäß Anspruch 9, die mindestens zwei Module des oben genannten Typs umfasst.
-
Im Einzelnen umfasst die Anschlussdose für Sensoren mindestens ein Master-Modul für den Anschluss an Versorgungsmittel und für die Übertragung von Signalen und mindestens ein Slave-Modul für den Anschluss an einen Sensor, die von einem ersten Master-Modul bis zu einem letzten Slave-Modul in Reihe miteinander verbunden sind. Die so erhaltene Anschlussdose umfasst Master- und Slave-Module, die vom Aufbau her zueinander gleich sind. Durch diese besondere Ausgestaltung ist es möglich, je nach Erfordernis Anschlussdosen jeder beliebigen Typologie und Anzahl an Modulen zusammenzusetzen.
-
Vorteilhafterweise wirken die elektrischen Hauptkontakte eines Moduls mit den Öffnungen eines ihm folgenden Moduls zusammen. Insbesondere sind die elektrischen Hauptkontakte, die aus der ersten Seite des Aufnahmekörpers auskragen, in die Öffnungen eingeführt und wirken mit zugehörigen Teilen der elektronischen Schaltung des benachbarten Moduls zusammen, die bei Bedarf als elektrische Steckverbinder wirken, oder die elektrischen Hauptkontakte, die von der ersten Seite des Aufnahmekörpers zugänglich sind, wirken mit zugehörigen Vorsprüngen, die mit der zweiten Seite des Hauptkörpers des benachbarten Moduls verbunden sind, zusammen, die bei Bedarf als elektrische Steckverbinder wirken. Die Module können so ausgehend von einem ersten Master-Modul, gefolgt von einem oder mehreren Slave-Modulen, zwischen denen weitere Master-Module angeordnet oder nicht angeordnet sind, bis zu einem letzten Modul des Slave-Typs miteinander verbunden sein, je nach der Anzahl der zu verbindenden Sensoren und dem Erfordernis, oder nicht, Slave-Gruppen zu bilden, die jede zu einem zugehörigen Master gehören. In der Tat ermöglicht das Merkmal, ein Master-Modul zu haben, das dem Slave-Modul vom Aufbau her gleich ist, mehr als ein Master-Modul in eine gleiche Anschlussdose einzuführen, was vorteilhafterweise ermöglicht, an eine gleiche Anschlussdose eine Vielzahl von Sensoren auch in dem Fall anzuschließen, dass diese gebündelt und mit verschiedenen Master-Modulen verbunden werden, anhand der Planungserfordernisse.
-
Vorteilhafterweise weist die vorliegende Anschlussdose einen modularen Aufbau auf, der vom Aufbau her zueinander gleiche Module umfasst und der auch nach ihrer Installation verändert werden kann, indem Master-Module und/oder Slave-Module anhand der Erfordernisse einfach hinzugefügt, entfernt oder verschoben werden, was eine hohe Flexibilität in der Verwendung garantiert.
-
Vorzugsweise ist ein Teil der für die Übertragung der elektrischen Versorgung vorgesehenen elektrischen Hauptkontakte eines Master-Moduls elektrisch mit den entsprechenden elektrischen Hauptkontakten eines stromabwärts befindlichen Slave-Moduls verbunden und sind die für die Übertragung der elektrischen Versorgung vorgesehenen elektrischen Hauptkontakte eines Slave-Moduls elektrisch mit den entsprechenden elektrischen Hauptkontakten eines stromaufwärts befindlichen Master- oder Slave-Moduls und gegebenenfalls mit den entsprechenden elektrischen Hauptkontakten eines stromabwärts befindlichen Slave-Moduls verbunden, um eine Leitung für die Versorgung der Anschlussdose für Sensoren zu bilden.
-
Die übrigen für die Übertragung von Signalen vorgesehenen elektrischen Hauptkontakte eines Master-Moduls sind elektrisch mit den entsprechenden elektrischen Hauptkontakten eines stromabwärts befindlichen Slave-Moduls verbunden, und die für die Übertragung von Signalen vorgesehenen elektrischen Hauptkontakte eines Slave-Moduls sind elektrisch mit den entsprechenden elektrischen Hauptkontakten eines stromaufwärts befindlichen Master- oder Slave-Moduls und gegebenenfalls mit den entsprechenden elektrischen Hauptkontakten eines stromabwärts befindlichen Slave-Moduls verbunden, um Verbindungen zu bilden, um eine logische Kette von Kontakten für die Übertragung von Signalen zu bilden. In der Tat bilden die für die Übertragung von Signalen vorgesehenen elektrischen Hauptkontakte, sobald sie mit den von anderen benachbarten Modulen verbunden sind, einen internen Verbindungsbus, wobei jedes Master-Modul die Aufgabe hat, eine Gruppe aus einem oder mehreren Slave-Modulen logisch zu bündeln, indem es sie gleichzeitig von anderen etwaigen Gruppen aus Slave-Modulen trennt, die zu anderen Master-Modulen gehören.
-
Vorzugsweise überträgt jedes Slave-Modul einer Modul-Gruppe an das stromaufwärts befindliche Slave- oder Master-Modul, bis zu dem Master-Modul, das mit der bestimmten Modul-Gruppe verbunden ist, Ausgangssignale, die anhand des Zustands des mit ihm verbundenen Sensors und des Zustands der Ausgangssignale des stromabwärts angeschlossenen Slave-Moduls aktualisiert werden. Es wird somit eine Aktualisierung der Signale kaskadierend und in falscher Reihenfolge ausgehend von dem letzten Slave-Modul der Modul-Gruppe bis zum Master-Modul erzeugt. Somit kommuniziert das einzelne Slave-Modul nur mit dem mit ihm verbundenen Sensor und mit den diesem benachbarten Modulen, kann jede doch keine direkte Kommunikation mit der SPS herstellen. Nur die Master-Module sind nämlich angeschlossen und können daher mit der SPS kommunizieren, indem sie Ausgangssignale an diese senden, die eine Angabe über den Zustand der mit diesen über die jeweiligen Slave-Module verbundenen Sensoren geben.
-
Nicht ausgeschlossen ist jedoch die Möglichkeit, Master- und Slave-Module mit elektrischen Hauptkontakten und elektronischer Schaltung zu haben, die ausgestaltet sind, um einen Kommunikationsbus zu bilden, vorzugsweise einen Bus des digitalen Typs.
-
Vorzugsweise kann die Anschlussdose für Sensoren mit einer Schließ- und Verbindungseinheit versehen sein, die mit dem ersten Master-Modul und dem letzten Slave-Modul der Anschlussdose für Sensoren zu verbinden ist.
-
In einer besonders bevorzugten Lösung haben die Module einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt, so dass sie, relativ zu der jeweiligen Schließ- und Verbindungseinheit, in zwei verschiedenen Positionen montiert werden können, die zueinander um 90° gedreht sind.
-
Figurenliste
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung treten besser beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten nicht ausschließlichen, beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform unter Stützung der beigefügten Zeichnungen hervor, in denen:
- - 1 eine Ansicht einer Anschlussdose für Sensoren nach dem Stand der Technik ist;
- - 2a und 2b jeweilige perspektivische Ansichten aus entgegengesetzten Richtungen eines Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, für eine Anschlussdose für Sensoren;
- - 3 eine Aufrissansicht des Moduls aus 2a und 2b zeigt;
- - 4 eine perspektivische Ansicht einer Anschlussdose für Sensoren, die eine Mehrzahl von Modulen umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- - 5 eine Vorderansicht im Längsschnitt der Anschlussdose für Sensoren aus 4 zeigt;
- - 6 zwei verschiedene Modi der Installation der Anschlussdose für Sensoren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- - 7a und 7b Aufrissansichten, aus entgegengesetzten Richtungen, einer Anschlussdose für Sensoren aus 6 zeigen; und
- - 8 eine andere Ausgestaltung der Anschlussdose für Sensoren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
-
2a, 2b und 3 zeigen ein Modul 1 gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Anschlussdose für Sensoren 2.
-
In 4-8 ist eine Anschlussdose für Sensoren 2 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, die eine Mehrzahl von Modulen 1, in verschiedenen Ausgestaltungen oder Installationsmodi umfasst.
-
Die Anschlussdose für Sensoren 2 ist für den Einbau in Automatisierungsvorrichtungen, wie Greifer oder Rotoberarme, mit einem oder mehreren Werkzeugen, vorgesehen , mit jedem von denen ein zugehöriger Sensor für die Überwachung des Zustands des Werkzeugs verbunden werden kann.
-
Das Modul 1 umfasst einen Aufnahmekörper 3, der von zwei Halbkörpern gebildet sein kann, die mittels Befestigungsmitteln 4 miteinander verbunden sind, in dessen Innerem eine elektronische Schaltung 5 aufgenommen ist. Die elektronische Schaltung 5 ist mit Wahlschaltern 6 versehen, die nach Montage aus dem Aufnahmekörper auskragen.
-
Das Modul 1 ist für die Verbindung mit einer externen Vorrichtung vorgesehen. Insbesondere weist das Modul 1 einen Durchlass 7 für ein Kabel 7' oder 7'' für die Verbindung mit der externen Vorrichtung auf.
-
Das Modul 1 umfasst ferner einen oder mehrere elektrische Hauptkontakte 8, die von einer ersten Seite 9 des Aufnahmekörpers 3 aus zugänglich sind, vorzugsweise auskragen.
-
Auf einer zweiten Seite 10 des Aufnahmekörpers 3, die der ersten Seite 9, gegenüberliegt, sind eine oder mehrere Öffnungen 11 ausgebildet, die auf der zweiten Seite 10 in Positionen angeordnet sind, die denen der elektrischen Hauptkontakte auf der ersten Seite entsprechen.
-
In einer bevorzugten Lösung umfasst das Modul mindestens zwei, vorzugsweise vier, elektrische Hauptkontakte 8 und mindestens eine Öffnung 11, die auf der zweiten Seite dimensioniert und positioniert ist, dass sie sich im Bereich der Position von mindestens zwei der mindestens zwei elektrischen Hauptkontakte auf der ersten Seite befindet. Für den Fall, dass das Modul eine einzige Öffnung umfasst, ist diese auf der zweiten Seite so dimensioniert und in einer Position ausgebildet, die der Position sämtlicher elektrischen Hauptkontakte im Bereich der zweiten Seite entspricht. Alternativ könnten mehrere Öffnungen vorgesehen sein, die auf der zweiten Seite dimensioniert und angeordnet sind, im Bereich der Position von mindestens zwei elektrischen Hauptkontakten auf der ersten Seite. Mit anderen Worten könnte eine Mehrzahl von Öffnungen vorhanden sein, die jede auf der zweiten Seite dimensioniert und ausgebildet sind, in einer Position, die der Position mindestens eines elektrischen Hauptkontakts auf der ersten Seite entspricht. Jeder elektrische Hauptkontakt muss aus der ersten Seite in einer Position auskragen, oder zugänglich sein, die der Position einer Öffnung auf der gegenüberliegenden Seite entspricht, einzeln oder gemeinsam mit anderen elektrischen Hauptkontakten.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Öffnungen 11 mindestens gleich der Anzahl der elektrischen Hauptkontakte 8, und jeder elektrische Hauptkontakt kragt auf der ersten Seite in einer Position aus, die der Position einer zugehörigen Öffnung auf der zweiten Seite entspricht.
-
Die elektrischen Hauptkontakte 8 sind mit der elektronischen Schaltung 5 des Moduls 1 mittels Befestigungsmitteln 12 verbunden, die mit Federmitteln 13 so zusammenwirken, dass jeder elektrische Hauptkontakt in seiner Längsrichtung zwischen einer vorgeschobenen Position und einer zurückgezogenen Position beweglich ist.
-
Der Teil des elektrischen Hauptkontakts, der aus der ersten Seite 9 des Aufnahmekörpers 3 auskragt, wenn der elektrische Hauptkontakt in der vorgeschobenen Position ist, kann daher in Folge eines Drucks, der von außerhalb auf den elektrischen Hauptkontakt ausgeübt wird, teilweise in das Innere dieses Aufnahmekörpers gedrückt werden, was ein Zusammendrücken der Federmittel bewirkt. Ferner ist jeder elektrische Hauptkontakt 8 mit Anschlagmitteln 8' versehen, auf welche die Federmittel 13 einwirken und die mit der ersten Seite 9 interagieren, um einen Teil des elektrischen Kontakts im Inneren des Hauptkörpers des Moduls zu halten.
-
Im Bereich der ersten Seite 9 sind ein oder mehrere Vorsprünge 14 ausgebildet, während im Bereich der zweiten Seite ein oder mehrere Rücksprünge 15 ausgebildet sind, oder umgekehrt, wobei die Vorsprünge auf einer Seite und die Rücksprünge auf der anderen Seite in Positionen ausgebildet sind, die miteinander korrespondieren.
-
Ferner ist die Anzahl der Vorsprünge gleich der Anzahl der Rücksprünge. Im Wesentlichen haben die Vorsprünge 14 eine zu den Rücksprüngen 15 komplementäre Form.
-
Die elektronische Schaltung 5 des Moduls 1 kann so konfiguriert werden, dass sie ein so genanntes Master-Modul, oder ein so genanntes Slave-Modul, bildet. Das Master-Modul ist für den Anschluss an eine Einheit zur Steuerung der Automatisierungsvorrichtung mittels des Kabels 7' bestimmt, während das Slave-Modul für den Anschluss eines einzelnen Sensors mittels des Kabels 7'' bestimmt ist.
-
Die Anschlussdose für Sensoren 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ist des modularen Typs und umfasst mindestens ein Master-Modul und mindestens ein Slave-Modul, für den Anschluss mindestens eines Sensors.
-
Das Master-Modul ist für die Versorgung mindestens eines Teils der Anschlussdose für Sensoren und für die Generierung von Ausgängen zur Angabe des Zustands des mindestens einen Sensors bestimmt. Jedes Slave-Modul ist für den Empfang von Signalen zur Angabe des Zustands des mit ihm verbundenen Sensors bestimmt.
-
Die Master-Module und die Slave-Module werden einfach untereinander kaskadierend in Reihe verbunden, indem einfach der elektrische Hauptkontakt, oder die elektrischen Hauptkontakte 8, falls mehr als einer, eines Moduls in die Öffnung 11, oder in die Öffnungen, falls mehr als eine, eines folgenden Master- oder Slave-Moduls eingeführt wird. Je nach Ausgestaltung des Moduls ist es im Einzelnen möglich, sämtliche elektrischen Hauptkontakte in eine einzige Öffnung einzuführen, oder sie in mehrere Öffnungen einzuführen, einzeln oder mindestens paarweise, oder auch und vorzugsweise jeden elektrischen Hauptkontakt 8 in eine zugehörige Öffnung 11 einzuführen, wie in den Figuren gezeigt.
-
Um den Aufbau der Anschlussdose für Sensoren 2 zu stabilisieren, wirken die Vorsprünge 14 eines Moduls mit den Rücksprüngen 15 des folgenden Moduls zusammen.
-
Die in ihrer Längsrichtung beweglichen elektrischen Hauptkontakte garantieren erforderlichenfalls eine optimale Verbindung der elektrischen Hauptkontakte mit dem benachbarten Modul; die Federmittel 13 haben nämlich die Aufgabe, die elektrischen Hauptkontakte stets in Kontakt mit den zugehörigen Teilen 13' der elektronische Schaltung 5 des benachbarten Moduls zu halten, die bei Bedarf wie elektrische Steckverbinder wirken.
-
Ein Teil der elektrischen Hauptkontakte jedes Moduls ist für die Übertragung der elektrischen Versorgung zu den folgenden Modulen bestimmt, während der andere zur Bildung einer logischen Kette von Kontakten bestimmt ist.
-
Sobald die Module miteinander verbunden sind, bilden die elektrischen Hauptkontakte eine Art internen Verbindungs-Bus. Das kaskadierende Anschlussschema sieht ein erstes Master-Modul gefolgt von einem oder mehreren Slave-Modulen vor, mit gegebenenfalls dazwischen angeordneten weiteren Master-Modulen, welche die Aufgabe haben, Slave-Modul-Gruppen logisch zu trennen und zu bündeln. Das Master-Modul stellt nämlich die Versorgung zu den stromabwärts befindlichen Modulen bereit/überträgt diese und schließt die Verbindung gegebenenfalls stromaufwärts befindlicher Module in Reihe ab.
-
Ausgehend von einem bestimmten Master-Modul bildet ein erster elektrischer Hauptkontakt des bestimmten Master-Moduls insbesondere gemeinsam mit dem jeweiligen elektrischen Hauptkontakt jedes der stromabwärts zu dem bestimmten Master-Modul angeschlossenen Slave-Module eine erste Kommunikationsleitung der logischen Kette der stromlos geöffneten Kontakte der Slave-Module, die stromabwärts zu dem bestimmten Master-Modul angeschlossen sind.
-
Analog bildet, ausgehend von einem bestimmten Master-Modul, ein zweiter elektrischer Hauptkontakt des bestimmten Master-Moduls gemeinsam mit dem jeweiligen zweiten elektrischen Hauptkontakt jedes der stromabwärts zu dem bestimmten Master-Modul angeschlossenen Slave-Module eine zweite Kommunikationsleitung der logischen Kette der stromlos geschlossenen Kontakte der Slave-Module, die stromabwärts zu dem bestimmten Master-Modul angeschlossen sind.
-
Insbesondere übertragen die Kommunikationsleitungen einfach Informationen über den Zustand (geöffnet oder geschlossen) einer Kette von elektrischen Kontakten. Folglich kennt nicht jedes Master-Modul den Zustand der einzelnen Sensoren oder zumindest der mit ihm verbundenen einzelnen Slave-Module, sondern nur das logische Ergebnis ihrer Verbindung in Reihe.
-
Die erste und die zweite Kommunikationsleitung bilden daher einen Kommunikationskanal für die Übertragung von Informationen ähnlich einem Bus, jedoch mit dem Unterschied, dass die übertragene Information keine digitale Codierung hat.
-
In einer alternativen Ausführungsform sind die elektronische Schaltung und die elektrischen Hauptkontakte konfiguriert, um einen tatsächlichen Kommunikationsbus zu bilden, vorzugsweise einen digitalen Bus.
-
Die logische Kette beider Anschlüsse wird dem Nutzer von dem bestimmten Master-Modul mittels zwei getrennter Ausgänge bereit gestellt, die gleichzeitig aktualisiert werden.
-
Jedes Slave-Modul ist ferner mit Anzeigemitteln für die Darstellung des Betriebszustands des jeweiligen Sensors versehen, um etwaige Funktionsstörungen aufzuzeigen.
-
Daher ist es möglich, die Anschlussdose für Sensoren 2 anhand der Anzahl der Sensoren der Automatisierungsvorrichtung und/oder des Erfordernisses, verschiedene Gruppen von Sensoren zu erzeugen, zu konfigurieren, indem einfach ein Master-Modul und die notwendige Anzahl an Slave-Modulen vorgesehen und miteinander verbunden werden, Letztere in Reihe miteinander oder mit erforderlichenfalls dazwischen angeordneten weiteren Master-Modulen, wie in 8 gezeigt.
-
Die Wahlschalter 6 der elektronischen Schaltung in einem Modul des Slave-Typs gestatten, den angeschlossenen Sensor-Typ (PNP, NPN oder 2-Draht) zu konfigurieren und das Signal des Sensors in direkter Logik oder in umgekehrter Logik zu verwalten, in der ein stromlos geöffneter Sensor von dem Modul so verwaltet wird, als wäre er stromlos geschlossen. In dem Modul des Master-Typs hingegen gestatten die Wahlschalter 6, die Ausgänge (PNP o NPN) zu konfigurieren und Komponenten einzufügen, wie integrierte Pullup- oder Pulldown-Widerstände, welche die Verwendung der Vorrichtung seitens des Nutzers vereinfachen.
-
Durch die Möglichkeit, die Betriebslogik des einzelnen Slave-Moduls umzukehren, lassen sich komplexe Anschlusslogiken erzeugen. Ferner gestattet das Einfügen von Master-Modulen als Zwischen-Module, die Anschlüsse der Slave-Module beliebig zu bündeln und die zwei Ausgänge für die stromlos geöffneten Module und die stromlos geschlossenen Module der einzigen Untergruppe, auf die sich das Master-Modul bezieht, in Reihe zu erhalten. Diese Verwendungsmöglichkeit macht die Anschlussdose für Sensoren gemäß der vorliegenden Erfindung besonders vielseitig und multifunktional.
-
Des Weiteren verfügt die neuartige Anschlussdose für Sensoren über eine sehr breite Versorgungsspanne von 12 V bis 24 V, was den Einsatz in den meisten Industrieanlagen gestattet.
-
Vorzugsweise umfasst die Anschlussdose für Sensoren 2 auch eine Schließ- und Verbindungseinheit 16, die zwei Endelemente umfasst, die mit dem ersten Modul und jeweils mit dem letzten Slave-Modul der Modulreihe zu verbinden sind. Das Endelement der Schließ- und Verbindungseinheit 16, das mit dem letzten Slave-Modul der Reihe verbunden ist, schließt die Verbindung sämtlicher Module, welche die Anschlussdose für Sensoren bilden, in Reihe ab. Alternativ können Schließ- und Verbindungselemente direkt in dem ersten Master-Modul und in dem letzten Slave-Modul der Reihe einstückig ausgebildet sein. Das Vorhandensein einer eigenständigen Schließ- und Verbindungseinheit 16 ist vom Gesichtspunkt der Herstellung und Logistik besonders vorteilhaft, da es die Realisierung von Anschlussdosen beliebiger Ausgestaltung ausgehend von Basiskomponenten von lediglich drei Typologien gestattet, nämlich Master-Modul, Slave-Modul und Schließ- und Verbindungseinheit.
-
Um das korrekte Schließen der Anschlussdose für Sensoren zu garantieren, kann mindestens ein Arretierelement 17 verwendet werden, das mit Öffnungen, die in den Vorsprüngen 14 und in den Rücksprüngen 15 ausgebildet sind, interagiert, d. h. in Eingriff kommt.
-
Um genau zu sein, sind die Arretierelemente 17 schraubenförmig und werden verwendet, um sowohl zwei aufeinanderfolgende Module auf starre Weise zu verbinden, als auch, um das erste und das letzte Modul der Anschlussdose für Sensoren mit der Schließ- und Verbindungseinheit zu verbinden.
-
Vorzugsweise hat der Aufnahmekörper 3 des Moduls 1 einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt. Dies gestattet die Montage der Module einer Anschlussdose für Sensoren in einer gegenüber den jeweiligen Schließ- und Verbindungseinheiten ersten Richtung, oder in einer gegenüber der ersten Richtung um 90° gedrehten Richtung, was die Montage der Anschlussdose für Sensoren, die durch diese gebildet ist, mit den Modulen in Standardausrichtungsposition, oder um 90° gedreht, gestattet, wie in dem Beispiel in 6 zu sehen. Diese Möglichkeit gestattet, den Durchlass 7 und die zugehörigen Verbindungskabel 7', oder 7'' in der Automatisierungsvorrichtung anders auszurichten, was die Installation anhand der Bedingungen hinsichtlich des verfügbaren Platzbedarfs vereinfacht.
-
Vorteilhafterweise kann auch die Schließ- und Verbindungseinheit 16 einen Querschnitt aufweisen, dessen Form und Abmessungen denen des Moduls 1 ähnlich sind.
-
Die Schließ- und Verbindungseinheit 16 schließlich ist mit Verbindungselementen 18 versehen, die dazu bestimmt sind, in Standardprofile 20, von denen die Trägerstruktur der Automatisierungsvorrichtung gebildet ist, eingeführt zu werden und mittels entsprechender Befestigungsmittel 19 befestigt zu werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht die unmittelbare Arretierung der Anschlussdose für Sensoren, ohne Erfordernis zusätzlicher Befestigungswinkel.
-
Durch diesen Befestigungsmodus und die reduzierten Abmessungen kann die Anschlussdose für Sensoren auch direkt an den Rändern der Automatisierungsvorrichtung befestigt werden, was Stellen sind, die unter den üblichen Einsatzbedingungen üblicherweise für den Bediener zugänglich sind, ohne dass die Grenzen für den Platzbedarf der Vorrichtung in Querrichtung überschritten werden.
-
Der modulare Aufbau der neuartigen Anschlussdose für Sensoren gestattet dem Nutzer, nur die Komponenten zu erwerben, die für die Anwendung strikt notwendig sind, da sie exakt für die Anzahl an Sensoren der Anwendung zusammengesetzt und dimensioniert wird.
-
Wenn der Automatisierungsvorrichtung ein oder mehrere Sensoren hinzugefügt werden, ist es des Weiteren möglich, die jeweiligen Slave- und gegebenenfalls Master-Module hinzufügen, um sie gemäß den neuen Erfordernissen neu zu konfigurieren.
-
Ferner ist der Aufnahmekörper 3 des Moduls 1 vorteilhafterweise aus einem, vorzugsweise halbtransparenten, Kunststoff hergestellt, und hinsichtlich der Masse und der Abmessungen optimiert. Jedes Modul 1 kann nämlich Seiten von etwa 40 mm und eine Dicke von etwa 10 mm haben, was die Realisierung von Anschlussdosen für Sensoren gestattet, die, bei gleicher Anzahl an anschließbaren Sensoren, Abmessungen insgesamt haben, die um die Hälfte kleiner als die derzeit auf dem Markt erhältlichen sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2015/0241480 A1 [0015]
- EP 2635877 B1 [0016]
- US 2008/0284614 A1 [0017]
- GB 2503479 [0018]
- EP 0726631 A2 [0019]
