DE202004020490U1

DE202004020490U1 - Anschlussplatte für Aktuatoren

Info

Publication number: DE202004020490U1
Application number: DE202004020490U
Authority: DE
Original assignee: Kuhnke GmbH
Current assignee: Kuhnke GmbH
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2014-02-12

Abstract

Anschlussplatte für Aktuatoren (7), die mit Strom zur Schaltstellungsänderung und mit Fluid als Betätigungsmedium für externe Verbraucher zu versorgen sind, mit mindestens einer Leiterplatte (4, 9) mit Leiterbahnen (5) zur Stromversorgung und mit einer Kanalplatte (1) mit mindestens einem darin eingearbeiteten, das Fluid aufnehmenden Kanal (2) zur Fluidversorgung, wobei die Kanalplatte (1) mit der zumindest einen Leiterplatte (4, 9) flächig und fluiddicht stoffschlüssig verbunden ist, so dass die Anschlussplatte mit den Leiterbahnen (5) und dem zumindest einen Kanal (2) eine bauliche Einheit bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussplatte für Aktuatoren, die mit Strom zur Schaltstellungsänderung und mit Fluid als Betätigungsmedium für externe Verbraucher zu versorgen sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anschlussplatte, bei die Stromversorgung über Leiterbahnen wenigstens einer Leiterplatte und die Fluidversorgung über mindestens einen das Fluid aufnehmenden Kanal erfolgt, der in eine Kanalplatte eingearbeitet ist und der mit einem Fluidanschluss des jeweiligen Aktuators verbindbar ist.
Bei solchen mehrlagig aufgebauten Anschlussplatten werden die Aktuatoren auf einer Seite einer üblicherweise aus Metall bestehenden Kanalplatte montiert, in die von deren anderer Seite her ein Kanal eingearbeitet ist, der an eine Fluidquelle anzuschließen ist und das Fluid, also ein flüssiges oder gasförmiges Medium, insbesondere Luft, führt und zum jeweiligen Aktuator leitet. Diesem wird das Fluid aus dem Kanal über eine durch die Kanalplatte verlaufende fluidische Verbindung zugeführt.
Die Kanalplatte wird über dem einseitig offenen Kanal mit einer großflächigen Dichtung abgedeckt. Außerdem wird mit einer Metallplatte die Dichtung durch Verschrauben gegen die Kanalplatte gedrückt, um so den Kanal an seiner offenen Längsseite abzudichten.
Diese Bauweise hat den Nachteil, dass man bei größeren Flächen viele Verschraubungspunkte vorsehen muss, damit die Dichtung über ihre Fläche gesehen gleichmäßig gepresst wird. Außerdem müssen die Plat ten zur Erzielung einer ausreichenden Dichtwirkung sehr eben und verwindungssteif sein. Weiterhin muss darauf geachtet werden, dass die Platten beim Schraubvorgang nicht ungleichmäßig gespannt werden, so dass es meist erforderlich ist, die Schrauben in einer bestimmten Reihenfolge anzuziehen. Wenn diese Voraussetzungen nicht erfüllt werden, kann es an Stellen, wo die Dichtung nicht ausreichend gepresst ist, zu Fluidleckagen kommen.
Der elektrische Anschluss bzw. die Stromversorgung der Aktuatoren erfolgt mittels einer gesonderten und oberhalb der Aktuatoren befindlichen Leiterplatte, auf der Leiterbahnen von einem zentralen Übergabestecker zum jeweiligen Aktuator führen. Auf der Leiterplatte befinden sich ebenfalls die sonst noch notwendigen elektrischen Schaltungen.
Anschlussplatten dieser Art sind in baulicher und fertigungstechnischer Hinsicht relativ aufwändig, montage- und kostenintensiv und nicht zuletzt auch fehleranfällig. Außerdem wird bei Anwendung solcher Anschlussplatten verhältnismäßig viel Einbauraum benötigt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anschlussplatte für Aktuatoren zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch eine Anschlussplatte mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
Bei der erfindungsgemäßen Anschlussplatte erfolgt die Stromversorgung über Leiterbahnen und die Fluidversorgung über mindestens einen das Fluid aufnehmenden Kanal, wobei die Anschlussplatte mit den Leiterbahnen und dem mindestens einen in sie integrierten Kanal eine bauliche Einheit bildet. Dabei ist jeder Kanal in eine Kanalplatte eingearbeitet und mindestens eine Leiterplatte mit den auf ihr ausgebildeten Leiterbahnen vorgesehen, wobei die Kanalplatte mit jeder Leiterplatte flächig und fluiddicht stoffschlüssig verbunden ist.
Durch diese Lösung ergibt sich eine konstruktiv und in Bezug auf die Fertigung einfache Anschlussplatte in Form einer baulichen Einheit. Bei Verwendung wenigstens einer die Leiterbahn tragenden Leiterplatte entsteht eine Multilayer-Anschlussplatte, bei der allein der Stoffschluss die Funktion des Verbindungsmittels zwischen den betreffenden Platten übernimmt und gleichzeitig für eine bleibend einwandfreie Dichtung zwischen der Kanalplatte und der jeweiligen Leiterplatte sorgt.
Für die Herstellung der Verbindung gibt es diverse vorteilhafte Möglichkeiten. So kann beispielsweise die jeweilige Leiterplatte mit der Kanalplatte durch Verkleben, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck auf die zu verbindenden Platten, verbunden werden. Somit können die jeweilige Leiterplatte und die Kanalplatte auch mittels einer gesonderten Zwischenlage verbunden werden, die beispielsweise aus einem Klebemittel besteht.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass jede Zwischenlage aus einer beidseitig mit Klebemittel beschichteten Folie aus Kunststoff besteht oder dass jede Zwischenlage beidseitig mit Kunstharz beschichtet ist und mit den beiden ihr benachbarten Plattenflächen thermisch oder chemisch verpresst ist. Mit gleichem Vorteil kann auch ein Prepreg, also ein glasfaserverstärkter Kunststoff, als gegebenenfalls vorgefertigte Zwischenlage zur Anwendung kommen, die mit den beiden ihr benachbarten Platten thermoplastisch oder chemisch verschweißt ist.
Die Fluidversorgung der jeweiligen Aktuatoren erfolgt über eine Bohrung, die von einem Kanal ausgehend durch die Zwischenlage und die betreffende Leiterplatte hindurch bis zu deren außen befindlicher Oberfläche verläuft, wo ein Anschluss für den Fluideingang des jeweiligen Aktuators vorgesehen ist.
In der anliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Anschlussplatten schematisch dargestellt. Es zeigt:
1 eine perspektivische auseinander gezogene Darstellung einer Anschlussplatte mit einer Leiterplatte und einem einseitig offenen Kanal in einer Kanalplatte und
2 eine ebenfalls perspektivisch auseinander gezogene Darstellung einer Anschlussplatte mit zwei Leiterplatten und einem beidseitig offenen Kanal in einer Kanalplatte.
Die Anschlussplatte gemäß 1 besteht im Wesentlichen aus drei Lagen, nämlich aus einer Kanalplatte 1 mit einem oben offenen fluidführenden Kanal 2, einer darüber befindlichen Zwischenlage 3 und einer Leiterplatte 4 mit Leiterbahnen 5 auf einem plattenförmigen Träger 6 aus Kunststoff.
Auf der Leiterplatte 4 ist ein Aktuator 7, beispielsweise ein Ventil als elektropneumatischer Verbraucher, beispielsweise mittels Schrauben, Schnapphaken oder dergleichen befestigt. Der Aktuator 7 steht mit seinen Anschlusskontakten zwecks Schaltstromversorgung mit entsprechenden Leiterbahnen 5 in an sich bekannter Weise in Verbindung. Alle Leiterbahnen 5 enden zweckmäßigerweise in einer Kontaktleiste für einen externen Kabelstecker.
In Bezug auf das Fluid steht der Aktuator 7 mit seinem zugehörigen Fluidanschluss mit dem Kanal 2 in Verbindung, und zwar über eine in und durch den Träger 6 und die Zwischenlage 3 einzubringende, im Kanal 2 mündende Bohrung, die an für den jeweiligen Aktuator passender Stelle hergestellt wird, bevor der Aktuator auf der Leiterplatte 4 montiert wird.
Erfindungsgemäß sind beim fertigen Produkt die beispielsweise aus Kunststoff bestehende Kanalplatte 1 und die Leiterplatte 4 bzw. deren Träger 6 flächig durch Stoffschluss dicht miteinander verbunden. Dieser kann mit einem Klebemittel hergestellt werden, das auf die oder auf wenigstens eine der einander gegenüberliegenden Breitseiten der Kanalplatte und der Leiterplatte 4 aufgebracht wird und in diesem Fall eine nicht vorgefertigte Zwischenlage bildet. Im Anschluss daran werden diese beiden Platten unter Druck zusammengepresst.
Wie auch schon eingangs erwähnt wurde, können jede Leiterplatte und die Kanalplatte auch mittels einer gesondert vorgefertigten Zwischenlage 3 verbunden werden. Insofern sind als Zwischenlage eine beidseitig mit Klebemittel beschichtete Kunststofffolie, ein beidseitig mit Kunstharz beschichteter Träger oder auch ein Prepreg geeignet. Solche Zwischenlagen werden dann unter Anwendung von Druck auf die zu verbindenden Platten, gegebenenfalls auch unter zusätzlicher Wärmeanwendung, für eine vollflächige und fluiddichte Verbindung zwischen der Kanalplatte und der Leiterplatte bzw. zwei Leiterplatten sorgen, falls die Anschlussplatte oben und unten mit einer Leiterplatte ausgestattet wird.
Die in der 2 gezeigte Anschlussplatte hat der Darstellung entsprechend von oben nach unten gesehen bis zur Kanalplatte 1 einschließlich den gleichen Aufbau wie die in 1 dargestellte mit der Ausnahme, dass der Kanal 2 nicht nur teilweise in die Kanalplatte 1 eingearbeitet ist und keinen Boden hat, sondern die Kanalplatte 1 vollständig durchdringt und somit oben und unten offen und abzudichten ist.
Abgesehen davon, dass sich ein solcher Kanal fertigungstechnisch relativ einfach herstellen lässt, ergibt sich die Möglichkeit, die Anschlussplatte über eine weitere verbindende Zwischenlage 8 mit einer zweiten Leiterplatte 9 auszustatten, die bei Bedarf ebenfalls mit Aktuatoren bestückt werden kann. Diese werden, wie auch schon vorher im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach 1 beschrieben wurde, in entsprechender Weise an den Kanal 2 angeschlossen und über Leiterbahnen mit Strom versorgt. Sonst könnte die Leiterplatte 9, falls sie nicht mit Aktuatoren bestückt werden soll, mit ihren Leiterbahnen auch anderen Zwecken dienen und beispielsweise zur Stromversorgung von oder Schaltsignalübermittlung zu externen elektrischen Bauteilen und Geräten genutzt werden.
Schließlich kann die Platte 9 auch einfach als nicht mit Leiterbahnen ausgestattete und den Aufbau der Anschlussplatte zusätzlich stabilisierende Bodenplatte ausgebildet sein, die durch Verkleben oder mittels der Zwischenlage 8 flächig und fluiddicht mit der unteren Fläche der Kanalplatte 1 verbunden ist.
Abweichend von den dargestellten Ausführungsformen kann die Kanalplatte 1 auch mit mehreren getrennten Fluidkanälen versehen sein, z. B. einen Kanal für Gas bzw. Luft und einen weiteren Kanal für Flüssigkeit, falls externe Verbraucher über den Aktuator oder mehrere Aktuatoren entweder alternativ mit Gas oder Flüssigkeit oder mit Gas und Flüssigkeit versorgt werden soll bzw. sollen. Dabei besteht also auch die Möglichkeit, einzelne Aktuatoren je nach Bedarf aus zwei Kanälen mit Luft und Flüssigkeit über entsprechende Anschlüsse zu versorgen.
Im Übrigen wird jedem Kanal ein mit ihm fluidisch verbundener und über einen Schlauch mit einer Fluidquelle zu verbindender Anschluss zugeordnet, der an einer Stirnseite der Anschlussplatte oder auch auf der Leiterplatte stehend montiert ist.

Claims

Anschlussplatte für Aktuatoren (7), die mit Strom zur Schaltstellungsänderung und mit Fluid als Betätigungsmedium für externe Verbraucher zu versorgen sind, mit mindestens einer Leiterplatte (4, 9) mit Leiterbahnen (5) zur Stromversorgung und mit einer Kanalplatte (1) mit mindestens einem darin eingearbeiteten, das Fluid aufnehmenden Kanal (2) zur Fluidversorgung, wobei die Kanalplatte (1) mit der zumindest einen Leiterplatte (4, 9) flächig und fluiddicht stoffschlüssig verbunden ist, so dass die Anschlussplatte mit den Leiterbahnen (5) und dem zumindest einen Kanal (2) eine bauliche Einheit bildet.
Anschlussplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Leiterplatte (4, 9) mit der Kanalplatte (1) durch Verkleben verbunden ist.
Anschlussplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Leiterplatte (4, 9) und die Kanalplatte (1) jeweils mittels einer Zwischenlage (3, 8) verbunden sind.
Anschlussplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (3, 8) aus einem Klebemittel besteht.
Anschlussplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (3, 8) aus einer beidseitig mit Klebemittel beschichteten Folie aus Kunststoff besteht.
Anschlussplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (3, 8) beidseitig mit Kunststoff beschichtet und mit den beiden ihr benachbarten Platten (1, 4; 1, 9) thermisch oder chemisch verpresst ist.
Anschlussplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (3, 8) aus einem Prepreg besteht und mit den beiden ihr benachbarten Platten (1, 4; 1, 9) thermoplastisch oder chemisch verschweißt ist.
Anschlussplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Bohrrung für die Fluidversorgung eines Aktuators (7) von einem Kanal (2) ausgehend durch die Zwischenlage (3, 8) und die betreffende Leiterplatte (4, 9) hindurch bis zu deren außen befindlicher Oberfläche verläuft.
Anschlussplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere voneinander getrennte Kanäle (2) für unterschiedliche Fluide vorgesehen sind.
Anschlussplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kanal (2) ein mit ihm fluidisch verbundener und mit einer Fluidquelle zu verbindender Anschluss zugeordnet ist, der auf einer Leiterplatte (4, 9) montiert ist.
Anordnung, bestehend aus einer Anschlussplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und mindestens einem auf der Anschlussplatte angeordneten Aktuator (7), wobei der Aktuator (7) über seine Anschlusskontakte mit den Leiterbahnen (5) verbunden ist und mit seinem Fluidanschluss mit dem Kanal (2) verbunden ist.