DE19921970A1 - Adapteranordnung - Google Patents

Abstract

Adapteranordnung für den Anschluß von mehreren elektrisch steuerbaren Bauelementen an eine Zentraleinheit unter Verwendung von Steuer-/Informationskabeln mit Steuerleitern, einem gemeinsamen Leiter mit Minuspol und einem gemeinsamen Schutzleiter sowie mehrpoligen steckbaren Kupplungseinheiten, wobei zusätzlich ein Leiter mit Pluspol zur gemeinsamen Nutzung für alle Sensoren integriert ist und zu allen Sensoren durchverbunden ist und dieser Leiter mit Pluspol mit dem leiter mit Minuspol sowie dem Schutzleiter durchgängig in fixierter Kontaktanordnung steht und über ein gemeinsames Zuleitungskabel und ein Verteilsystem mit feststehender Pollage, bestehend aus konfektionierten mehrpoligen Kabelstrecken und Kabeldosen mit metrischer Rändelverschraubung in gleicher Kontaktausführung und Verteilungskabel, eine elektrische Verbindung der Sensoren und/oder Aktoren erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Adapteranordnung für den Anschluß von mehreren elektrisch steuerbaren Bauelementen an einen zentralen Klemmkasten bzw. Steuer- oder Schaltschrank unter Verwendung von mehrardrigen Steuer-/Informationskabeln und mehrpoligen steckbaren Kupplungseinheiten.

Elektrisch steuerbare Bauelemente kommen auf vielen Gebieten zum Einsatz. Diese Bauelemente werden über elektrische Steuerleitungen von der Zentraleinheit angesteuert. Darüber hinaus sind Masse- und Schutzleitungen erforderlich, so daß der Anschluß dieser Bauelemente stets mehrpolig erfolgt. Für die Kontaktierung sind sogenannte Steuer-/Informationskabel zuständig, die sämtliche Leiter zusammenfassen. Die mehradrigen Steuer-/Informationskabel werden dabei im allgemeinen mit entsprechenden Kontakteinheiten verbunden. Jedes Bauelement muß von der Zentraleinheit einzeln angeschlossen werden, so daß eine Vielzahl von Steuerkabeln erforderlich ist. Der Anschluß über Kontakteinheiten kann bei Einsatz unterschiedlicher Bauelemente vielgestaltig sein.

Die DE 296 08 532 U1 beschreibt eine Kontakteinrichtung für Mehrwege-Magnetventile mit einem Elektromagneten und Kontaktstiften. Durch unterschiedliche Verwendung von Magnetspulen sind unterschiedliche Kontaktelemente, insbesondere in ihren Abmessungen zu berücksichtigen. Die Magnetspulen der Elektromagnete werden über eine sogenannte Kontaktbrücke angeschlossen. Die unterschiedlichen geometrischen Abmessungen der Kontakte der verschiedenen Magnetspulen sind mit der vereinheitlichten Kontaktbrücke über einen Anschlußadapter verbunden. Der Separatanschluß der einzelnen Magnetspulen bleibt jedoch bestehen.

Aus der DE 32 20 658 A1 ist ein Adapter zum Anschließen von Steuerautomaten für Heizanlagen bekannt, bei dem der Lagerhaltungsaufwand bei Verwendung einer Vielzahl von verschiedenen Steuerautomaten gesenkt werden soll. Hierfür ist der Adapter an seinem aggregateseitigen Ende mit zueinander beweglichen Anschlußenden eines mehradrigen Kabels ausgebildet. Dabei kann der Anschluß der Steuerautomaten durch einen über ein Kabel angeschlossenen Stecksockel erfolgen.

Die Anschlußenden können auch mit isolierendem Griffteil versehene Steckerstifte oder Stecklaschen aufweisen, die zur Kontaktierung verwendet werden. Jeder Kontakt ist einzeln zu setzen, eine Konfektionierung des Anschlußsystems in der Gesamtheit aller Kontakte ist nicht möglich.

Die DE 40 40 610 C1 beschreibt eine Verkabelungsanordnung für Aktoren, also elektrisch bzw. elektromagnetisch steuerbare Stellglieder wie Wegeventile. Der Anschluß dieser Aktoren erfolgt von einen zentralen Steuer- oder Schaltschrank über ein mehradriges Hauptkabel, Verteilkabel und mehrpolige Stecker- und Kontakteinheiten. Das Hauptkabel enthält die Anzahl der Steuerleiter, die dem Anschluß der Aktoren entspricht, einen gemeinsamen Masseleiter und einen gemeinsamen Schutzleiter. Das Hauptkabel wird zu dem ersten Adapter geführt, wo über eine dreipolige Steckereinheit für den Steuer-, Masse- und Schutzkontakt der erste Aktor angeschlossen ist und die übrigen Steuerleiter sowie die gemeinsamen Masse- und Schutzleiter sind über ein Verteilkabel zu den anderen Aktoren weitergeführt, wo entsprechende Steckereinheiten den Anschluß der Aktoren mit dem zugeordneten Steuerleiter und dem gemeinsamen Masse- und Schutzleiter sicherstellen. Die bekannte Verkabelungsanordnung spart zwar eine Vielzahl von Steuerkabeln für den sonst notwendigen Einzelanschluß der Aktoren ein, aber die Steckereinheiten müssen unterschiedlich aufgebaut sein. Entsprechend der anzuschließenden Aktoren besitzt die Steuereinheit am ersten Verteilknotenpunkt die Summe der Steuerkontakte sowie die gemeinsamen Masse- und Schutzkontakte. In der weiteren Verteilung zu den einzelnen Aktoren nimmt die Kontaktanzahl der Stecker­ einheiten gemäß dem bereits erfolgten Anschluß der Aktoren ab. Der Einsatz der Steckereinheiten ist jedoch auf den Verteilknotenpunkt beschränkt.

Der stetig wachsende Automatisierungsgrad im allgemeinen, aber auch die komplexer gewordenen Anforderungen der Fertigungs- und Verfahrenstechnik verlangen nach immer leistungsfähigeren Systemen für den jeweils speziellen Anwendungsfall. So ist es aus der DE 40 40 610 C1 bekannt, mehrere Aktoren gleichzeitig über ein Hauptkabel anzusteuern, so daß der Kabelaufwand gegenüber dem Separatanschluß entscheidend gesenkt werden kann, jedoch die für die Steuerung notwendigen Sensoren müssen nach wie vor einzeln von einer Zentraleinheit versorgt werden.

Hierzu sind ebenso Steuer- bzw. Informationskabel jedoch mit einem anderen Aufbau gegenüber dem Aktoreinsatz notwendig. Da in leistungsfähigen Aktor/Sensor-Systemen eine Vielzahl von Sensoren erforderlich ist, muß auch der Bedarf an Steuer- bzw. Informationskabeln sehr groß sein. Das bedeutet, daß oft große Kabelstränge über längere Strecken zu einer Zentraleinheit, wie einem Netzkasten oder einem Steuer- oder Schaltschrank geführt werden müssen. Sämtliche Sensoren, wie Lichtschranken, Taster, Näherungsschalter, alle Initiatoren werden mit Buchsensteckern und dem zugeordneten Kabel einzeln angeschlossen, auch wenn sie räumlich nah beieinanderliegen. Neben dem großen Kabelverbrauch nach diesem bekannten System bedingt dies aber auch eine zeitaufwendige und komplizierte Fehlersuche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Adapteranordnung zu schaffen, die den Verkabelungsaufwand für den Anschluß von Sensoren entscheidend senkt, eine übersichtliche Kontaktierung herstellt und darüber hinaus können Sensoren und Aktoren in einem gemeinsamen System angeschlossen werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Adapteranordnung für den Anschluß von mehreren elektrisch steuerbaren Bauelementen wie Aktoren und/oder Sensoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Aus- und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt. Gemäß der Erfindung sind in dem Kabel, das vom zentralen Klemmkasten bzw. Steuer- oder Schaltschrank zu den Sensoren und Aktoren geführt ist, sämtliche Leiter enthalten, also Steuerleiter zur Versorgung mit Spannung oder Signalen entsprechend der Anzahl der Sensoren und/oder Aktoren, einen Leiter mit Pluspol ausschließlich zum Anschluß der Sensoren, einem Leiter mit Minuspol und einem Schutzleiter. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sämtliche Sensoren über einen einzigen Leiter mit Pluspol, einen Leiter mit Minuspol und den vorhandenen Schutzleiter versorgt werden, wobei die genannten Leiter durchverbunden sind. Nur die Steuerleiter zur Versorgung mit Spannung oder Signalen entsprechen der Sensorenanzahl. Darüber hinaus ist auch ein Aktoranschluß mit dieser Leiterkonfiguration möglich, wobei der Leiter für den Pluspol nicht belegt ist, sondern nur die Steuerleiter jeweils einzeln zu den Aktoren geführt sind und eine gemeinsame Nutzung des Leiters mit Minuspol und des Schutzleiters realisiert ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in der gemeinsamen und gleichzeitigen Nutzung des Leitersystems für Sensoren und Aktoren zu sehen. Dabei sind entsprechend der Anzahl der Aktoren und Sensoren Steuerleiter vorhanden; der gemeinsame Leiter mit Minuspol und der gemeinsame Schutzleiter finden für alle Sensoren und Aktoren Verwendung, aber der gemeinsame Leiter mit Pluspol ist nur für sämtliche Sensoren zuständig. Das Verteilsystem besteht aus einheitlichen Kabelsteckern und -dosen mit einer fixierten Kontaktierung der entsprechenden Leiter gemäß der Anzahl der anzuschließenden Sensoren und Aktoren und Verteilungskabeln. Damit ist eine standardgemäße Konfektionierung von Adaptereinheiten möglich, die an jedem Knotenpunkt im Verteilsystem eingesetzt werden können. Die Verwendung von einem runden Stecker-Buchsen-System mit metrischer Rändelverschraubung der Adaptereinheiten für die Kontaktierung ist kompatibel und erweiterungsfähig. Die Erfindung verringert erheblich den Installationsaufwand sowie die Installationskosten.

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Adapteranordnung für Sensoren,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Adapteranord­ nung für Aktoren,

Fig. 3, 4, 5 eine schematische Darstellung des Verteilsystems in baulicher Ausführung,

Fig. 6 ein Buchsen/Stecker-Zwischenstück.

Die Fig. 1 zeigt eine Adapteranordnung für zwei Sensoren. Das Zuleitungskabel K besteht aus 5 Leitern zur Leistung/Signalübertragung. Der Steckverbinder besteht aus einer Kabeldose A. Pin Nr. 1 ist Plus (ankommend über das Zuleitungskabel K). Dieser Plus wird über die Adapteranordnung auf Kabelstecker B Stift 1 übertragen. Der Kabelstecker B Stift 1, Kabeldose C Buchse 1 und Kabeldose D Buchse 1 erhalten dieses Signal durchgehend. Die gleiche Konstellation gilt für Pin Nr. 3 Minus. Kabelstecker B und Kabeldosen C und D stellen eine Einheit als Sensoradapter dar. Bei dieser Konstellation befinden sich durchgehend an den Stiften und Buchsen auf Pin Nr. 1 der Plus und auf Pin Nr. 3 der Minus. Buchse bzw. Stift 5 wird durchgängig mit dem Schutzleiter PE verbunden. Durch diese Schaltung ist die Versorgung mit Spannungspotential für aktive Bauteile (hier Sensoren) gesichert; zum Beispiel Näherungsschalter; diese benötigen Plus/Minus 24 Volt.

Schaltet jetzt ein Näherungsschalter, der z. B. an D angeschlossen ist, durch, dann erhält man auf Buchse Pin 4 (D) ein 24 Volt Signal, das durchgängig auf Stift Pin 4 (B) ansteht. Stift Pin 4 (B) ist mit Buchse Pin 4 (A) Zuleitung verbunden. Dieses Signal geht in die Zuleitung und kann in einer Steuerung als Eingangssignal verarbeitet werden.

Schaltet jetzt ein zweiter Näherungsschalter, der z. B. an C angeschlossen ist, durch, dann erhält man zusätzlich auf Buchse Pin 4 (C) ein 24 Volt Signal, das jedoch an Stift Pin 2 (B) ansteht. Stift Pin 2 (B) ist mit Buchse Pin 2 (A) Zuleitung verbunden. Dieses Signal geht ebenfalls in die Zuleitung und kann in einer Steuerung weiter verarbeitet werden. Bei dieser Schaltung bleiben die Buchsen Pin 2 bei C und D frei.

In Fig. 2 ist eine äquivalente Adapteranordnung in der Schaltungsversion für zwei Aktoren dargestellt. Das Zuleitungskabel K besteht ebenfalls aus 5 Leitern zur Leistung/Signalübertragung mit einer Kabeldose A.

Pin Nr. 1 ist nicht beschaltet. Dieser Plus wird für die Adapteranordnung nicht benötigt, ist jedoch physisch als Leiter vorhanden. Die Adapteranordnung bestehend aus Kabelstecker B, Kabeldose C und Kabeldose D bleiben wie beim Sensoreinsatz unverändert.

Der Pin Nr. 3 Minus wird analog zum Sensoreinsatz geschaltet, also Pin Nr. 3 durchgängig zu Kabelstecker B und Kabeldosen C und D, die eine Einheit als Aktoradapteranordnung darstellen. Bei dieser Konstellation befindet sich an dem Stift Pin 2 der Kabeldose A das geschaltete Steuersignal Plus, das wird auf Stift Pin 2 (B) zu Buchse Pin 4 (C) zur Spannungsversorgung für einen Aktor, z. B. Magnetventil weiterverbunden.

Der Pin Nr. 5 ist durchgängig als Schutzleiter PE angeschlossen. Durch diese Schaltung ist die Versorgung mit Spannung für passive Bauteile (hier Aktoren) gesichert; z. B. Magnetventile; diese benötigen Plus/Minus 24 Volt für die Ansteuerung.

Soll jetzt ein Magnetventil zusätzlich an D angesteuert werden, dann wird auf Buchse Pin 4 (A) ein 24 Volt Signal, das durchgängig auf Stift Pin 4 (B) ansteht, geschaltet. Stift Pin 4 (B) ist mit Buchse Pin 4 (D) verbunden. Dieses Signal kommt von der Zuleitung Buchse Pin 4 (A) und wird als Plus für D bezeichnet. Eine Steuerung kann dieses Signal als Ausgabe geben.

Bei dieser Schaltung bleiben die Buchsen Pin 2 bei C und D frei.

Fig. 3 zeigt ein Verteilsystem für zwei Sensoren bzw. Aktoren in Kabelstecker und -dosen-Kombination. Kabelstecker B und Kabeldose C bilden eine Adaptereinheit M mit einem Anschluß für das Verteilungskabel V. Das Verteilungskabel V ist mit einer Kabeldose D verbunden. Die Kabeldosen C und D dienen zum Anschluß von Sensoren und/oder Aktoren T und R. Der Kabelstecker B ist mit der Kabeldose A verbunden. Das Zuleitungskabel K ist an die Kabeldose A kontaktiert. Dabei besteht auch die Möglichkeit, daß ein Umtausch von A und B erfolgt.

Fig. 4 zeigt ein äquivalentes Verteilsystem für zwei Sensoren bzw. Aktoren, wobei eine Adaptereinheit M1 aus einer Kabeldose C1 und einem Muffenteil E mit Anschluß des Zuleitungskabels K und des Verteilungskabels V besteht und das Verteilungskabel V andererseits mit der Kabeldose D1 verbunden ist.

In Fig. 5 ist ein erweiterungsfähiges Verteilsystem dargestellt. Die Adaptereinheit M3 besteht aus den Kabeldosen C2 und A2; an diese Einheit ist das Zuleitungskabel K angeschlossen. Eine Verteileinheit, bestehend aus Kabelstecker B2 mit angeschlossenem Verteilungskabel V und einer Adaptereinheit M4 mit den Kabeldosen D2 und E, ist über den Kabelstecker B2 mit der Kabelbuchse A2 kontaktiert. Dabei dient die Kabeldose E zur Erweiterung des Verteilsystems durch Anschluß weiterer Verteileinheiten. Im vorliegendem Beispiel, also dem Anschluß zweier Sensoren bzw. Aktoren, ist die Kabeldose E durch einen Verschlußstopfen F geschützt.

Fig. 6 zeigt ein Buchsen/Stecker-Zwischenstück zur Vergrößerung bzw. Reduzierung der Anschlüsse verschiedener Bauformgrößen. Die Kabeldose A mit dem Zuleitungskabel K wird an ein Buchsen/Stecker-Zwischenstück Z angeschlossen. Dieses besitzt auf der einen Seite einen Kabelstecker B entsprechend der Größe der Kabeldose A und auf der anderen Seite eine Kabelbuchse G in vergrößerter Bauform zum Anschluß an einen Kabelstecker H. Kabelstecker und Kabelbuchsen sind mit metrischer Rändelverschraubung in Eingriff gebracht. An der Kabeldose befindet sich eine Innengewinderändelbuchse 6, die am Kabelstecker in das Außengewinde 7 eingreift. Zum Anschluß der Leiter können Schneidbuchsen 8 vorgesehen sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

A, A2 Kabeldose
B, B2 Kabelstecker
C, C1, C2 Kabeldose
D, D1, D2 Kabeldose
E Muffenteil
F Verschlußstopfen
G Kabelbuchse
H Kabelstecker
K Zuleitungskabel
M, M3, M4 Adaptereinheit
R, T Sensor/Aktor
V Verteilungskabel

1

Stift/Buchse Pin Nr. 1 - Pluspol

2

Stift/Buchse Pin Nr. 2 - 24 Volt Signal

3

Stift/Buchse Pin Nr. 3 - Minuspol

4

Stift/Buchse Pin Nr. 4 - 24 Volt Signal

5

Stift/Buchse Pin Nr. 5 - PE, Schutzleiter

6

Innengewinderändelbuchse

7

Außengewinde

8

Schneidbuchsen

Claims (11)

1. Adapteranordnung für den Anschluß von mehreren elektrisch steuerbaren Bauelementen an einen zentralen Klemmkasten bzw. Steuer- oder Schaltschrank unter Verwendung von Steuer-/Informationskabeln und mehrpoligen steckbaren Kupplungseinheiten, die entsprechend der Anzahl der Bauelemente Steuerleiter sowie einen gemeinsamen Leiter mit Minuspol und einen gemeinsamen Schutzleiter beinhalten und durchverbinden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Leiter mit Pluspol (1) zur gemeinsamen Nutzung für alle Sensoren integriert ist und zu allen Sensoren durchverbunden ist und dieser Leiter mit Pluspol (1) mit dem Leiter mit Minuspol (3) sowie dem Schutzleiter (5) durchgängig in fixierter Kontaktanordnung steht und über ein gemeinsames Zuleitungskabel (K) und ein Verteilsystem mit feststehender Pollage, bestehend aus konfektionierten mehrpoligen Kabelsteckern und Kabeldosen mit metrischer Rändelverschraubung in gleicher Kontaktausführung und Verteilungskabel (V), eine elektrische Verbindung der Sensoren und/oder Aktoren erfolgt.

2. Adapteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verteilsystem Kabelstecker (B) und Kabeldose (C) mit Anschluß für ein Verteilungskabel (V) eine Adaptereinheit (M) bilden und die Kabeldose (D) über das Verteilungskabel (V) mit der Adaptereinheit (M) sowie Kabelstecker (B) mit Kabeldose (A) mit Zuleitungskabel (K) verbunden sind.

3. Adapteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kabeldose (A) und Kabelstecker (B) miteinander vertauscht sind.

4. Adapteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verteilsystem eine Adaptereinheit (M1) aus einer Kabeldose (C1) und einem Kabelmuffenteil (E) zum Anschluß des Zuleitungskabels (K) und Verteilungskabels (V) sowie der Kabeldose (D1) besteht.

5. Adapteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verteilsystem eine Adaptereinheit (M3) aus den Kabeldosen (C2 und A2) mit Anschluß für das Zuleitungskabel (K) besteht und eine Verteileinheit, bestehend aus Kabelstecker (B2), Verteilungskabel (V) und einer Adaptereinheit (M4) mit den Kabeldosen (D2 und E), durch Kontaktierung von Kabelstecker (B2) mit Kabelbuchse (A2) angeschlossen ist, wobei die Kabeldose (E) zur Erweiterung des Verteilsystems durch Anschluß weiterer Verteileinheiten vorgesehen bzw. durch Verschlußstopfen (F) geschützt ist.

6. Adapteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeldosen und Kabelstecker in den Adaptereinheiten entsprechend der Montage- und Baufreiheit eine 90°-Anordnung zueinander erhalten.

7. Adapteranordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeldosen und Kabelstecker in den Adaptereinheiten entsprechend der Montage- und Baufreiheit eine 180°-Anordnung zueinander erhalten.

8. Adapteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse für das Verteilungskabel (V) und das Zuleitungskabel (K) entsprechend der Montage- und Baufreiheit waagerecht oder senkrecht angeordnet sind.

9. Adapteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung von Kabelstecker und Kabeldose durch eine an der Kabeldose befindlichen Innengewinderändelbuchse (6) und einem am Steckergehäuse angeordneten Außengewinde (7) erfolgt.

10. Adapteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung über runde Steckerstifte und runde Dosenbuchsen erfolgt.

11. Adapteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Buchsen/Stecker-Zwischenstück (Z) mit angepaßtem Anschluß (B, G) zur Vergrößerung bzw. Reduzierung der Anschlüsse verschiedener Bauformgrößen zwischengesetzt ist.