DE202004005187U1

DE202004005187U1 - Signaltrennwandler

Info

Publication number: DE202004005187U1
Application number: DE202004005187U
Authority: DE
Original assignee: Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Current assignee: Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2014-03-31

Abstract

Signaltrennwandler für die Automatisierungstechnik, gekennzeichnet durch ein separates Gehäuse (1, 1'), das auf einen Verteiler aufsteckbar ist und an dessen in seinem auf einen Verteiler (19) aufgesteckten Zustand axiale Stirnseiten (2, 3) direkt Steckvorrichtungen (4, 5) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Signaltrennwandler.
Insbesondere im Bereich der Automatisierungstechnik, beispielsweise der Industrieautomatisierung sind bei der Realisierung dezentraler Verdrahtungen, bei welcher Initiatoren, Aktoren, Sensoren u.dgl. an Verteiler angeschlossen werden, die an eine übergeordnete Steuerung (z.B. SPS) angeschlossen sind, u.U. Signaltrennwandler zwischen den Sensoren, Aktoren u.dgl. und den Verteilern vorzusehen.
Nach dem Stand der Technik werden diese Signaltrennwandler entweder an die Ausgänge der Sensoren, Aktoren angelötet oder aber beispielsweise tragschienenorientiert realisiert.
Vor diesem Hintergrund ist die Aufgabe der Erfindung, einen vereinfachten Signaltrennwandler zu schaffen, mit dem der Aufbau einer dezentralen Verdrahtung einer Anlage der Automatisierungstechnik vereinfacht werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.
Danach weist der Signaltrennwandler ein separates Gehäuse auf, das auf einen Verteiler aufsteckbar ist und an dessen in seinem auf einen Verteiler aufgesteckten Zustand axiale Stirnseiten direkt Steckvorrichtungen angeordnet sind. Hierdurch wird die In stallation des Signaltrennwandlers vereinfacht, denn der Signaltrennwandler muss bei der Installation lediglich noch zwischen den Sensoren, Aktoren und den diesen übergeordneten Verteiler angeordnet und mit diesen Elementen mittels einfacher Steckerverbindungen (M12 oder dgl.) verbunden werden.
Der erfindungsgemäß ausgestaltete Signaltrennwandler eignet sich insbesondere für einen Einsatz im Bereich der Automatisierungstechnik, wobei er als Überspannungsschutz oder zur Realisierung einer galvanischen Trennung für digitale Signale eingesetzt werden kann. Hierzu weist er dann entsprechende Optokopplerbausteine und/oder Relaisbausteine auf. Ebenfalls denkbar ist eine DC/DC-Wandlung und Trennung (aktiv/passiv). Er eignet sich auch besonders gut zur Übertragung von Temperatursignalen.
Die kompakte Bauform lässt sich insbesondere dann vorteilhaft realisieren, wenn die Elektronik auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet ist, die zu einem Rohr geformt wird, wobei die freien Enden der Leiterplatte bevorzugt durch eine Schweißnaht miteinander verbunden werden. Die Leiterplatte ist dabei vorzugsweise besonders platzsparend konzentrisch zum insbesondere zylindrischen Gehäuse angeordnet. Derart wird der Raum im zylindrischen Gehäuse optimal genutzt und dennoch die Elektronik auf geringstem Bauraum untergebracht. Die Erfindung realisiert damit eine besonders kompakte Bauform. Auch eine integrierte Schirmführung ist problemlos realisierbar.
Nach einer alternativen Ausgestaltung besteht das Gehäuse aus zwei jeweils abgeflachten Gehäuseschalen, die zur Aufnahme einer Leiterplattenbaugruppe mit einer ebenen Leiterplatte und auf der Leiterplatte angeordneten Bauelementen ausgelegt ist. Diese Variante baut bei niedrigen Herstellkosten besonders kompakt. Es bietet sich dabei an, die Seitenbereiche der Gehäuseschale angeschrägt auszubilden, um eine besonders kompakte Anordnung zu realisieren.
Zweckmäßig sind dabei in dem abgeflacht ausgebildeten Gehäuse mehrere Auflagestege zur Auflage und/oder rastenden Aufnahme der Leiterplattenbaugruppe angeordnet.
Vorteilhaft ist ferner an den beiden gegenüberliegenden axialen Endseiten des Gehäuses jeweils eine von zwei Steckvorrichtungen angeordnet, welche jeweils dichtend in Ausnehmungen der Gehäuseschalen eingesetzt sind.
Zur Verdrehsicherung greifen Nasen am Außenumfang der in das Gehäuse ragenden Endbereiche der Steckvorrichtungen verdrehsicher in korrespondierende Ausnehmungen in den Gehäuseschalen ein.
Besonders bevorzugt ist die Baubreite der einzelnen Gehäuse derart gewählt, dass eine Aneinanderreihung mehrerer der Signaltrennwandler bzw. der Gehäuse auf dem Verteiler auch bei direkt auf dem Verteiler nebeneinander liegenden Anschlüssen möglich ist.
Hierbei bietet es sich insbesondere an, wenn die Baubreite a der Gehäuse kleiner ist als der Abstand der direkt nebeneinander liegenden Anschlüsse.
Zweckmäßig und praktisch ist ferner ein auf den Signaltrennwandler aufklipsbarer Halter zur Anbringung an einer Montagewandung.
Besonders vorteilhaft lässt sich das Gehäuse auch in abgedichteter Bauform ausbilden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
1a, b eine erste perspektivische Darstellung eines Signaltrennwandlers und eine Draufsicht auf eine Steckvorrichtung;
2 eine zweite perspektivische Darstellung des Signaltrennwandlers aus 1;
3 eine Sprengansicht des Signaltrennwandlers aus 1 und 2;
4 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Signaltrennwandlers;
5 die Anordnung mehrerer Signaltrennwandler nach Art der 4 auf einem Verteiler;
6 eine Sprengansicht von Elementen des Signaltrennwandlers aus 4; und
7 Blockschaltbilder von Elementen einer Schaltung für die Signaltrennwandler der 4 bis 6.
1 zeigt einen Signaltrennwandler, der ein kompaktes und hier vorteilhaft zylindrisches Gehäuse 1 aufweist.
Das Gehäuse 1 ist an seinen beiden axialen Stirnseiten 2, 3 (siehe auch 3) von axialen Deckelabschnitten verschlossen, die je eine Durchführung aufweisen, die zur Durchführung elektrischer Leiter und/oder für Steckvorrichtungen 4, 5 vorgesehen ist, wobei die Steckvorrichtungen 4, 5 jeweils auf den Stirnseiten 2, 3 angeordnet sind und in axialer Richtung von diesen Stirnseiten vorstehen.
An die Steckvorrichtungen 4, 5 können Leitungen 9, 10 mit entsprechenden Gegensteckvorrichtungen (nicht zu erkennen) angeschlossen werden.
Die Stecker oder Steckverbinder 4, 5 können beispielsweise nach dem Standard „M 12" oder einem vergleichbaren Standard ausgebildet sein. Zwischen den elektrischen Anschlüssen (z.B. Steckerstifte 8) der beiden Steckverbinder 4, 5 ist im Gehäuse eine Elektronik angeordnet, welche zumindest die Funktion eines Signaltrennwandlers und ggf. noch weitere Funktionen erfüllt. Hierzu ist eine Leiterplatte 6 im Gehäuse angeordnet, die nach der besonders vorteilhaften und kompakt bauenden Variante der 3 als flexible Leiterplatte ausgebildet sein kann, die ebenfalls zu einer zylindrischen Form aufgerollt wird und nach Art eines zylindrischen Rohres an zwei Seitenkanten mittels einer Schweißnaht 7 verbunden ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, eine besonders kleine und runde sowie kompakte Ausgestaltung eines Signaltrennwandlers zu realisieren. Die kleine Bauform ermöglicht eine hohe Packungsdichte bei geringer Verlustleistung. Der Signaltrennwandler kann eine integrierte Schirmführung aufweisen. Durch die beiden Steckverbinder 4, 5 ist ferner ein lötfreier Anschluss möglich. Die Verwendung standardisierter Steckverbinder 4, 5 beispielsweise im M12-Format ermöglicht einen universellen Einsatz. Ein Vorteil besteht dabei in den geringen Herstellkosten.
Ein bevorzugter Anwendungsort ist die direkte Schaltung und Anordnung zwischen Aktoren, Sensoren, Initiatoren u.dgl. und einen diesen in einem Automatisierungssy stem übergeordneten Verteiler, der seinerseits mit einer diesem übergeordneten Steuerung verbunden ist.
Durch die kompakte Ausgestaltung ist es möglich, das Gehäuse in einfachster Weise gegen Staub und Wasser zu schützen und nach einer sog. IP-Norm (IP 65 oder 67 oder höher) auszugestalten. Eine Tragschienenmontage ist nicht erforderlich.
4 bis 6 zeigen eine weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Signaltrennwandlers. Dieser Signaltrennwandler weist ein Gehäuse 1' auf, das aus zwei jeweils abgeflachten Gehäuseschalen 11, 12 besteht, die zur Aufnahme einer Leiterplattenbaugruppe 13 mit einer ebenen Leiterplatte 6' und auf der Leiterplatte 6' angeordneten Bauelementen ausgelegt ist, die innerhalb des gestrichelten Bauraumes 14 angeordnet sind.
In dem abgeflacht ausgebildeten Gehäuse 1' sind mehrere Auflagestege 15 zur Auflage und/oder rastenden Aufnahme der Leiterplattenbaugruppe 13 angeordnet.
Die beiden Gehäuseschalen 11, 12 greifen an Stiften 16 und korrespondierenden Aufnahmelöchern 17 ineinander und werden nach der Montage bevorzugt miteinander dichtend vergossen. An den beiden gegenüberliegenden axialen Endseiten des Gehäuses 1' – bezogen auf die Aufsteckrichtung auf die Anschlüsse 18 des Verteilers 19 der 5 – ist jeweils eine von zwei Steckvorrichtungen 4', 5' angeordnet, die nach Art der 1 ausgestaltet sein können und dichtend in Ausnehmungen 20 der gehäuseschalen eingesetzt sind, wobei Nasen 21 am Außenumfang der in das Gehäuse ragenden Endbereiche 22 der Steckvorrichtungen verdrehsicher in korrespondierende Ausnehmungen 23 in den Gehäuseschalen 11, 12 eingreifen.
Wie in 5 zu erkennen, ist die Baubreite der einzelnen Gehäuse 1' derart, dass eine Aneinanderreihung mehrerer der Signaltrennwandler bzw. der Gehäuse 1' auf dem Verteiler auch bei direkt auf dem Verteiler nebeneinander liegenden Anschlüssen 17a, b möglich ist. Die Baubreite a der Gehäuse 1' ist dabei kleiner als der Abstand der direkt nebeneinander liegenden Anschlüsse 18a,b, wohingegen die Baulänge 1 der Gehäuse größer ist als dieser Abstand und kleiner als der Abstand der hier zwei nebeneinander liegenden Reihen 24a, b aus den Anschlüssen 4a,b, so dass die Signaltrenn wandler in zwei Reihen winklig zueinander auf dem Verteiler aufgereiht werden. Hier wirken sich vorteilhaft aus, dass sich die beiden Gehäuseschalen 11, 12 jeweils von ihren einander zugewandten Seiten 27 her im Endbereich etwas verjüngen, so dass die angeschrägten Seiten 27 in kompakter Weise auf dem Verteiler aneinander angrenzen.
Die angeschrägten Seiten 27 können auch nach 4 in vorteilhafter Weise zum Anklipsen eines Halters 25 zur Anbringung an einer Wand, z.B. einer Maschine oder dgl. genutzt werden. Hierzu wird der Halter 25 an die Montagewand geschraubt und dann der Signaltrennwandler 1 aufgeklipst, wobei Aufklipsarme 26 die angeschrägten Seiten 27 des Signaltrennwandlers hintergreifen.
Nach 6 umfassen die Signaltrennwandler bevorzugt folgende Baugruppen: Überspannungsschutz für binäre Signale (1-stufig), Überspannungsschutz für analoge Signale (3-stufig), Überspannungsschutz für binäre Signale (3-stufig), Schaltverstärker ohne galvanische Trennung, Schaltverstärker mit galvanischer Trennung, Passivtrenner, hier 0 – 20mA.

1, 1': Gehäuse
2, 3: Stirnseiten
4, 5: Steckvorrichtungen
6, 6': Leiterplatte
7: Schweißnaht
8: Steckerstifte
9, 10: Leitungen
11, 12: Gehäuseschalen
13: Leiterplattenbaugruppe
14: Bauraum
15: Auflagestege
16: Stifte
17: Aufnahmelöcher
18: Anschlüsse
19: Verteiler
20: Ausnehmungen
21: Nasen
22: Endbereiche
23: Ausnehmungen
24a, b: Reihen
25: Halter
26: Aufklipsarme
27: Seite

Claims

Signaltrennwandler für die Automatisierungstechnik, gekennzeichnet durch ein separates Gehäuse (1, 1'), das auf einen Verteiler aufsteckbar ist und an dessen in seinem auf einen Verteiler (19) aufgesteckten Zustand axiale Stirnseiten (2, 3) direkt Steckvorrichtungen (4, 5) angeordnet sind.
Signaltrennwandler für die Automatisierungstechnik nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zylindrische Gehäuseform.
Signaltrennwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Elektronik zur Realisierung einer Signaltrennwandlerfunktion aufnimmt, die auf einer Leiterplatte (6) angeordnet ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (6) flexibel ausgebildet ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (6) zu einem Rohr geformt ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (6) an zwei Seitenkantenbereichen mittels einer Schweißnaht zu einem Rohr geschlossen ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckvorrichtungen (4, 5) als M12-Stecker ausgebildet sind.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) in abgedichteter Bauform ausgebildet ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einem integrierten Schirm versehen ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (6) konzentrisch zum Gehäuse (1) angeordnet ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1') aus zwei jeweils abgeflachten Gehäuseschalen (11, 12) besteht, die zur Aufnahme einer Leiterplattenbaugruppe (13) mit einer ebenen Leiterplatte (6') und auf der Leiterplatte (6') angeordneten Bauelementen ausgelegt ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem abgeflacht ausgebildeten Gehäuse (1') mehrere Auflagestege (15) zur Auflage und/oder rastenden Aufnahme der Leiterplattenbaugruppe (13) angeordnet sind.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseschalen (11, 12) an Stiften (16) und korrespondierenden Aufnahmelöchern (17) ineinander greifen und nach der Montage miteinander vergossen sind.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden gegenüberliegenden axialen Endseiten des Gehäuses (1') – bezogen auf die Aufsteckrichtung auf die Anschlüsse 18 des Verteilers (19) – jeweils eine von zwei der Steckvorrichtungen (4', 5') angeordnet ist, welche jeweils dichtend in Ausnehmungen (20) der Gehäuseschalen eingesetzt sind.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Nasen (21) am Außenumfang der in das Gehäuse ragenden Endbereiche (22) der Steckvorrichtungen verdrehsicher in korrespondierende Ausnehmungen (23) in den Gehäuseschalen (11, 12) eingreifen.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baubreite der einzelnen Gehäuse (1') derart gewählt und auf den Verteiler abgestimmt ist, dass eine Aneinanderreihung mehrerer der Signaltrenn wandler bzw. der Gehäuse (1') auf dem Verteiler bei direkt auf dem Verteiler (19) nebeneinander liegenden Anschlüssen (17a, b) möglich ist.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baubreite a der Gehäuse (1') kleiner ist als der Abstand der direkt nebeneinander liegenden Anschlüsse (18a,b), wobei die Signaltrennwandler in Reihen winklig zueinander auf dem Verteiler aufreihbar sind.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseschalen (11, 12) angeschrägten Seiten (27) aufweisen.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen aufklipsbaren Halter (25) zur Anbringung an einer Montagewandung.
Signaltrennwandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Baugruppen: Überspannungsschutz für binäre Signale (1-stufig), Überspannungsschutz für analoge Signale (3-stufig), Überspannungsschutz für binäre Signale (3-stufig), Schaltverstärker ohne galvanische Trennung, Schaltverstärker mit galvanischer Trennung, Passivtrenner, hier 0 – 20mA.