DE2355924A1

DE2355924A1 - Logische baueinheit zur verwendung in logischen schaltungen fuer industrielle anwendungszwecke

Info

Publication number: DE2355924A1
Application number: DE2355924A
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Clarke; Deryck John Fayers
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1972-11-09
Filing date: 1973-11-08
Publication date: 1974-05-16
Also published as: IT999744B; FR2206658B1; ZA738492B; DE2355924C2; FR2206658A1; GB1453195A

Description

Patentanwalt Dip:.-Ing. W GcherrniGun Dr.-lng. R. Rügsr

7300 Esslingen c^eckar", Fabr'kdtraßo 24, Postfach 348

Telefon

7.November 1973 Stuttgart (0711)356539

35 9619 PA 33 rÜSe Telegramme Patentschutz

Firma Square D Company, Executive Plaza, Park Ridge, Illinois 60068/USA

Logische Baueinheit zur Verwendung in logischen Schaltungen für industrielle Anwendungszwecke

Die Erfindung betrifft eine logische Baueinheit zur Verwendung in logischen Schaltungen für industrielle Ariwendungszwecke, sowie eine unter Verwendung solcher logischer Bauelemente aufgebaute Schaltungsanordnung sowie einen entsprechenden Schaltungsteil.

Als wesentliche Anforderung an logische Schaltungssysteme für industrielle Anwendungszwecke .kann angeführt werden:

1. Gute elektrische Storungsempfindlichkeit. Die Schaltungssysteme sind in der Regel in Bereichen angeordnet, die in der Nachbarschaft von grossen Motoren, Schalteinrichtungen, Transformatoren etc. liegen, welche im Betrieb eine beträchtliche HF-Energie erzeugen, die entweder durch unmittelbare Leitung, kapazitiv, induktiv oder durch Strahlung in die logische Schaltungsanordnung eingekoppelt wird und dort eine"Fehlfunktion des logischen Schaltungssystems hervorrufen kann. Ausserdem gibt es eigenerregte Störungen. Beispiele hierfür sind Übersprecherscheinungen zwischen der Signalverdrahtung in de.r Schaltung sowie übermässige Spannungsabfälle, die. auf Verdrahtungsinduktanζ oder rasch wechselnde Ströme zurückzuführen sind, welche beim Übergang der logischen Signale von einem Zustand in einen anderen auftreten..

409820/0913 ²

2. Die Unterbringung in einem Gehäuse, die Verdrahtung, das Auftreten von hohen Spannungen sowie die Wartung bieten bei industriellen logischen Schaltungsanordnungen spezielle Probleme. So müssen z.B. durch die Unterbringung in einen entsprechenden Gehäuse nicht nur die elektronischen Bauelemente gegen schwere Umweltbedingungen abgeschirmt werden; sie müssen vielmehr auch gegen eine rauhe Behandlung durch Bedienungspersonen geschützt v/erden, bei denen nicht notwendigerweise Fachkenntnisse vorausgesetzt werden.

Der Hersteller von logischen bauelementen für "industrielle Anwendungszwecke hat abgesehen von Empfehlungen keine Möglichkeiten, einen Einfluss auf den von dem Benutzer der Baueinheiten vorgesehenen Einsatz derselben. In einem gleichen Gehäuseteil können verhältnismässig hohe Spannungen (110-660 V) zum Schalten von Motoren, Zugmagneten u.dergl. an den Trennflächen zwischen den logischen Schaltungsteilen und den übrigen I Steuerungsschaltungen auftreten. Beim Versagen der Isolation j an diesen Trennflächen oder bei einer falschen Verdrahtung können diese Hochspannungen an die Netzteile der logischen Schaltungsanordnungen angelegt werden, was in der Regel entsprechende verheerende Auswirkungen hat, wie etwa die auf die niedrige Impedanz der logischen Stroiwerteilungsnetzwerke zurückzuführende Zerstörung der ganzen logischen Schaltungsanordnungen. Ausserdem ist die Wartungsfreundlichkeit wesentlich, weil der Ausfall einer logischen Schaltungsanordnung bei hohem Produktionsausstoss sich als ausserordentlich kostspielig erweisen kann« Es ist deshalb wesentlich die schnelle Identifizierung jedes Teiles der logischen Schaltung soweit als KOgIiCh zu erleichtern, um damit die Überprüfungen der Schaltung zu unterstützen.

Zur Lösung des elektrischen Störproblems sind an sich zwei Wege geläufig:

403820/0913 - 3 -

OWQlNAL INSPECTED

a) Die elektrischen Störungen zwar in die Schaltungsanordnung eindringen zu lassen, aber die Schaltungsanordnung selbst für diese Störungen unempfindlich zu machen oder

b) die elektrischen Störungen von der Schaltungsanordnung durch geeignete Störungsisolation abzuschirmen» Bei einer gegebenen Schaltungsanordnung kann typischerweise der eine oder der andere Weg beschritten werden, doch ist es auch möglich, beide Wege zu benutzen, um die angestrebte Störunempfindlichkeit zu erreichen.

Wenn man die beiden Wege getrennt für sich betrachtet, so * ergibt sich, dass der Weg a) entweder zu einer trägen Schaltungsanordnung führt, die für viele mit hoher Geschwindigkeit ablaufende industrielle Prozesse, insbesondere solche, bei denen Rechenvorgänge nötig sind, ungeeignet ist oder die Verwendung von Schaltelementen mit hoher Nennspannung (12-50 V) nötig macht, die wesentlich teurer als entsprechende Elemente mit niedriger Nennspannung (4-7 V) sind,während der Weg b) eine sehr kostspielige Lösung ergibt, weil eine umfassende elektromagnetische und elektrostatische Abschirmung sowie eine vollständige elektrische Isolation vorgesehen v/erden müssen, die gemeinsam schnell den doppelten Kostenaufwand der ganzen zwischen dem Eingang und dem Ausgang liegenden Schaltungsteile ausmachen können„

Her-kömmlicherweise wird bei der"Abpackung" logischer Bauelemente so vorgegangen, dass entweder ein verkapselter Block vorge-' sehen oder Kunststoffab.deckungen benutzt werden, wobei entweder für Drahtverbindung oder für Steckverbindung, aber nicht für beide Verbindungsarten, vorgesehene Anschlüsse vorhanden sind. Die jeweiligen Anschlussverbindungen werden in der Pegel von dem Benutzer festgelegt, mit der Ausnahme von solchen Schaltungsanordnungen, bei denen die logische Energieverteilung

409 8 20/09 13

gleich eingebaut, ist, um damit den Netzanschluss zu vereinfachen. Gelegentlich ist auch ein Überspannungsschutz vorgesehen, der jedoch in der Regel lediglich einen Schutz der Schaltung gegen Fehler in der Netzversorgung und nicht entgegen die' ungewollte Anlegung einer von einer anderen Spannungsquelle stammenden Spannung bietet. Die Unterbringung der einzelnen Anschlussklemmen ist schwierig, weil die. Anschlussklemmen häufig durch Kennbuchstaben/- ziffern identifiziert sind, sodass entweder das Datenblatt des jeweiligen Schaltungsteiles in der Nähe angeordnet oder dauernd in das Schaltbild eingesehen werden muss, um einen speziellen Anschluss zu identifizieren* Dies ist insbesondere dann sehr zeitraubend, wenn eine ganze Schaltung durchgeprüft werden muss.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein logisches Bauelement zu schaffen, das bei günstiger Herstellungsmög- ! lichkeit war tu'ngs freundlich ist und das wahlweise mit einer j Drahtverbindung oder einer Steckverbindung angeschlossen werden kann. Ausserdem will die Erfindung eine unter Verwendung solcher Bauelemente aufgebaute Schaltungsanordnung bzw. einen entsprechenden Schaltungsteil schaffen, die bzw. der sich bei kompaktem Aufbau durch eine hohe Anpassungsfähigkeit an den jeweiligen Verwendungszweck und eine grosse Wartungsfreundlichkeit auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Baueinheit genäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie einige gekapselte Schaltungselemente und diesen zugeordnete Schaltungen enthaltendes Isolierstoffgehäuse aufweist, an dem auf einer Seite parallel zueinander im gegenseitigen Abstand in wenigstens einer Reihe angeordnete und an die Schaltungen angeschlossene Anschlussklemmen vorragend angeordnet sind, von denen jede wahlweise durch eine Drahtverbindung oder eine Steckverbindung mit einer äusseren Verdrahtung verbindbar 1st und dass sie

409820/0913

INSPECTED

mit einer Befestigungseinrichtung versehen ist, die von einer Seite des Isolierstoffgehäuses zur gegenüberliegenden Seite durchgehende Öffnungen aufweist,, durch welche von einer Gehäuseseite aus einführbare Befestigungsschrauben durchsteckbar sind, durch die die Baueinheit auf einem Träger befestigbar ist. ·

Die unter Verwendung solcher logischer Baueinheiten aufgebaute Schaltungsanordnung zeichnet sich gemäss weiterer Erfindung dadurch aus, dass jeder Träger einen Sockel aufweist, auf dem die zugeordnete- Baueinheit eins.teckbar befestigbar ist und der ein aus Isoliermaterial bestehendes Blöckchen aufweist, das mit einer Reihe auf einer Seite komplementär zu den Anschlussklemmen der Baueinheit angeordneter Einstecköffnungen sowie mit im Abstand angeordneten öffnungen zur Aufnahme der Endteile der Befestigungsschrauben ausgebildet ist und dass auf der gegenüberliegenden Seite des Isoliermaterial-Blöckchens vorragende Anschlussbuchsen vorgesehen sind, die in die Einstecköffnungen sich erstrecken und mit den Anschlussklemmen der Baueinheit eine elektrische Steckverbindung herstellen.

Der unter Verwendung der neuen logischen Baueinheiten aufgebaute Schaltungsteil ist schliesslich erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass er ein laminiertes Sammelschienensystem zur Energieverteilung auf die einzelnen Baueinheiten aufweist, das über zwei leitende ebene flache Elemente verfügt, die durch einen dielektrischen Film yoneinander getrennt und mit über die Berandung des Filmes vorstehenden Anschlüssen versehen sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen;

Fig. 1 eine logische Baueinheit gemäss der Erfindung mit der zugeordneten Steckvorrichtung in perspektivischer Darstellung im ausgesteckten Zustand,

409820/0 913 -6-

-β - j

Fig. 2 eine logische Baueinheit gemäss der Erfindung in der Ausführungsform für Drahtverbindung der Anschlussklemmen in perspektivischer Darstellung mit herausgenommenen Befestigungsschrauben,

Fig. 3 eine laminierte Sammelschiene für eine Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung in perspektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten,

Fig. 4 eine zur Befestigung auf einer Schalttafel eingerichtete laminierte Sammelschiene zur Verwendung· in einer Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung in Derspektivischer Darstellung, teilweise auseinandergenommen,

Fig. 6 die logische Baueinheit mit der zugeordneten Anschlussvorrichtung nach Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von hinten und.

Fig. 7 eine mehrrahmige Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung in perspektivischer Darstellung.

409820/09

In der Zeichnung ist eine logische Schaltungsanordnung dargestellt, die eine Anzahl identisch gestalteter logischer Bau-' einheiten gleicher Grosse aufweist, von denen lediglich ein Bauelement 10 dargestellt ist. Jedes logische Bauelement weist ein aus Isoliermaterial geformtes Gehäuse in Gestalt eines rechtwinkligen, achteckigen Parallepipedes auf, das über zwei einander gegenüberliegende länglicheSeitenwnnde 14 und eine ebenfalls längliche Vorderv/and 16 verfügt und in dem nicht dargestellte gekapselte Schaltungselemente sowie eine zugeordnete ebenfalls nicht veranschaulichte Schaltung enthalten sind, die auf einer nicht dargestellten Trägerplatte für gedruckte Schaltungen angeordnet ist.

Jede logische Baueinheit hat eine oder mehrere logische Funktionen zu erfüllen;die Ausgangsgrösse bzw. jede "Funktion" ist kapazitiv von der Stromquelle durch einen Kondensator entkoppelt, der zwischen jedem logischen Ausgang und einer länglichen Anschlussklemme 18 liegt, von denen die logische Schaltanordnung eineAnzahl aufweist. Die Anschlussklemmen ragen von der Rückseite des Gehäuses 12 nach hinten, wobei sie parallel zueinander im Abstand in zwei in der Längsrichtung des Gehäuses 12 verlaufenden Reihen angeordnet sind.Die Anschlussklemmen 18 verlaufen im übrigen durch eine durchsichtige Deckplatte 20 (Figuren 2,6) ₇ auf deren Innenseite ein Bezeichnungsätreifen oder ein Bezeichnungsschild 22 angeordnet ist, das durch die Deckplatte 20 sichtbar - ist. Der Bezeichnungsstreifen oder das Bezeichnungsschild 22 sind derart gekennzeichnet, dass sie die jeweilige logische Funktion der Baueinheit 10 angeben und die Verbindung der jeweiligen Anschlussklemmen 18 mit deji richtigen Eingang und Ausgang zeigen.

Um die Trägerplatte für die gedruckte Schaltung und die Deckplatte 20 in dem Isoliergehäuse 12 unterbringen zu können, ist in dem Gehäuse 12 längs der beiden Seitenwände 14 jeweils eine von der vorderwand 16 aus durchgehende Bohrung 24 aus-

409820/0913

gebildet, Qie bei in das Gehäuse 12 eingefügterTrägerplatte für die gedruckte Schaltung mit einer entsprechenden Qffnuna 26 der Deckplatte 20 fluchtet. In die Bohrungen 2 4 können sodann entweder von der Vorderseite oder von der Rückseite des Gehäuses aus Befestigungsschrauben 2 8 eingefügt werden, die jeweils durch eine Öffnung 26 und die zugeordnete Bohrung 24 verlaufen und nicht dargestellte Schraubenmuttern tragen, durch welche die Trägerplatte der gedruckten Schaltung und die Deckplatte 20 in dem Gehäuse fixiert-sind. Die öffnungen 26 und die Bohrungen 24 sind bezüglich der durch die vordere Wand 16 und die Deckplatte 20 verlaufenden Mittellinie versetzt, um damit sicherzustellen, dass die Trägerplatte für die gedrxickte Schaltung und die Deckplatte 20 in dem Gehäuse 12 lediglich lagerichtig angeordnet werden können. Die Befestigungsschrauben 28 weisen im übrigen eine solche Länge auf, dass sie an einer Seite des Gehäuses 12 für einen noch zu erläuternden Zweck vorstehen.

Die logischen Baueinheiten 10 können auf zwei verschiedene Arten entweder zur Verwendung mit verdrahteten Anschlüssen oder als Steckeinheit angeordnet werden.

Beim Einsatz mit Verdrahtung (Fig.2) ist jede Baueinheit 10 mit ihrer Vorderwand 16 in der Nähe einer nicht dargestellten Schalttafel liegend angeordnet, wobei die Befestigungsschrauben 2 8 mit zugeordneten Unterlegscheiben 30 durch die Deckplatte 20 eingesteckt und.sodann durch die Bohrungen 24 des Gehäuses 12 hindurchgesteckt sind, derart, dass Teile der Befestigungsschrauben 28 über die Vorderwand 16 des Gehäuses 12 vorstehen und an der Schalttafel unter lagerichtiger Fixierung der Baueinheit 10 befestigt werden können.

Die Stromversorgung der logischen Baueinheiten geschieht aus einer Stromquelle, die eine kleine Versorgungseinheit enthalten kann, über ein laminiertes Sammelschienensysten 32

409820/0913

(Fig. 3, 4), welches eine besonders kleine Induktanz aufweist, die typischerweise einhundertmal kleiner ist, als die eines .Drahtstückes in der gleichen Länge im freien Raunt. Die laminierte Sammelschiene 32 enthält zwei flache Elemente, d.h. ein Nulleiterelement 34 und ein spannungsführendes flaches Element 36, die durch einen dünnen Film 3 8 aus einem dielektri-

sehen Material voneinander getrennt sind. Die beiden flachen Elemente 34, 36 tragen jeweils, eine äussere Abdeckung und Isolierung 40, wobei der dielektrische Film 38 und die Abdeckungen 40 solche Abmessungen aufweisen, dass die ebenen flachen Elemente 34, 36 vollständig eingeschlossen sind. Jedes flache Element 34, 36 weist über den Film 38 und die Abdeckungen 40 vorstehende Anschlüsse 42 auf.

Bei der Verwendung in einer Verdrahtung ist die Sammelschiene 3 auf einem Halter 44 angeordnet, der zur Befestigung auf einer Schalttafel dient. Das ganze schichtweise aufgebaute Sammelschienengebilde ist mit einer entsprechend geformten Polychloropren- ,Abdichtung 45 eingefasst.

Die Anschlussklemmen 18 der Baueinheiten können entweder mittels eines umwickelten Drahtanschlusses oder einer Anschlussklemme mit den Anschlüssen 42 der laminierten Sammelschiene 32 verbunden werden. Bei der Steckausführung der Baueinheiten 10 sind diese auf einem Rahmen 46 (Fig, 5) angeordnet,

der zwei endseitige Halterungsteile 48, 50 aufweist»Der Halterungsteil 48 ist an einem Halterungselement 51 angelenkt, das seinerseits auf einem nicht dargestellten Träger befestigt werden kann, während der andere Halterungsteil 50 mit einem Befestigungselement 52 verbunden ist, das seinerseits abnehmbar an dem Träger befestigt werden kann,Die Halterungsteile 50 sind durch zwei Schienen, nämlich eine obere Schiene 54 und eine untere Schiene 56 miteinander verbunden, von denen jede ein L-förmiges Profil aufweist und mit einem Flanschen bzw. 60 versehen ist, wobei die beiden Schienen 54, 56 auf der Rückseite des Rahmen 46 (47) verlaufend angeordnet sind.

4098 20/0913

- 10 -

-IG-

Die Flanschen 58, 60 weisen jeweils in Abständen angeordnete Gewindebüchsen 62 auf, die einem noch zu erläuternden 'Zweck dienen.

Jede Baueinheit 10 weist in der Steckausführung eine zugeordnete steckbare Anschlussvorrichtung 64 auf, die über zwei Sockel G6 verfügt, welche jeweils aus einen entsprechenden Blöckchen aus Isoliermaterial hergestellt sind und eine Reihe von Einsteck Öffnungen aufweisen, welche komplementär zu den Anschlussklemmen 18 der einzelnen Baueinheiten angeordnet sind und eine Anzahl von Anschlussbuchsen 6 8 aufnehmen, die auf der den Einstecköffnungen gegenüberliegenden Seite nach aussen vorragen und im übrigen sich so weit in die Einstecköffnungen hinein erstrecken, dass sie bei in die Sockel 66 eingesteckter Baueinheit 10 einen elektrischen Kontakt mit den Anschlussklemmen 12 herstellen. Die Sockel 6 6 sind auf einem Sockelträger 70 angeordnet, der den Einstecköffnungen der Sockel 66 entsprechende Öffnungen zur Aufnahme der Anschlussklemmen aufweist. Die Anschlussklemmen der einzelnen Baueinheiten können dadurch polarisiert werden, dass eine Anschlussklemme kurz geschlossen wird. Zu diesem Zwecke kann jede Anschlussvorrichtung 64 mit einem oder mehreren Kunststoffpolarisierungsstiften (nicht dargestellt) ausgerüstet sein, die in eine oder mehrere Öffnungen des Sockelträgers 70 eingesteckt werden können«

Bei dieser Ausführungsform werden die Befestigunqschrauben 2 8 in die Vorderwand 16 der einzelnen Baueinheiten 1o derart eingesteckt, dass sie durch die jeweilige Baueinheit 10 und

ι deren Deckplatte 20 durchgehen, wobei die über die Deckplatte 2O j vorragenden Eckteile der Befestigungsschrauben 28 in zwei in ; entsprechendem Abstand angeordnete Öffnungen 72 des Sockelträgers 70 ragen. Da die Öffnungen 72 seitlich versetzt sind, kann die jeweilige Baueinheit 10 lediglich richtig ausgerichtet auf die Anschlussvorrichtung 64 aufgesetzt werden.

409820/0 913

— 11 —

Zwischen den Steckbuchsen 6 8 der Anschlussvorrichtung 64 ist ein Klebestreifen oder ein Bezeichnungsschild 74, das dem Bezeichnungsstreifen oder Bezeichnungsschild 22 der Baueinheit 10 entspricht, vorgesehen, so dass die jeweilige logische Funktion auch bei in die Anschlussvorrichtung 64 eingesteckter Baueinheit 10 abgelesen werden kann.

Der Sockelträger 70 weist an beiden Enden eine durchgehende Bohrung 76 auf, in welche eine Befestigungsschrauben 78 eingefügt werden kann, die in eine entsprechende Gewindebüchse der Flanschen 58, 60 einschraubbar ist, um damit die Anschlussvorrichtung 64 und somit auch die Baueinheit "¹O an, dem Rahmen zu befestigen.Die Bohrungen 76 verlaufen neben der Baueinheit

Die Anschlussbuchsen 6 8 der Sockel 66 sind bei Verwendung fester Leiter zur Anschlussverbindung mittels Drahtumwicklung eingerichtet. Auf der Unterseite der unteren Schiene 56 ist ein laminiertes Sammelschienensystem vorgesehen, das gleich ausgebildet ist wie des. im Zusammenhang mit der Verdrahtungsausführung der Baueinheit 10 bereits beschrieben worden ist; die Anschlüsse 42 des Sammelschienensystems ragen an dem Rahmen 46 hinten vor. Um die Anschlüsse von dem Rahmen 46 zu einem auf den Träger angeordneten, nicht dargestellten Anschlussblock zu verlegen, ist ein nicht veranschaulichter Bandkabelleiter vorgesehen. Zur Aufnahme einer Streckvorrichtung am einen Ende dieses Bandkabelleiters ist eine andere nicht dargestellte Einsteckvorrichtung an dem Rahmen,ähnlich wie die erwähnte Anschlussvorrichtung 64,angeordnet und zwar vorzugsweise in der Nähe der Gelenkstelle des Halterungsteiles bzw. 50.

Wenn in dem Rahmen 46 eine Anzahl Baueinheiten 10 angeordnet sind, sind zwischen den Halterungsteilen 48, 50 Halteschienen vorgesehen j die mittels Flanschen 82, 84 der Haiterungsteile 50 angeschlossen sind und die eine L-förmige Profilgestalt aufweisen,sowie über einen Flansch 86 verfügen, der die einzelnen Baueinheiten 10 lagerichtig festhält. Die einzelnen

40982 0/0913

- 12 -

Baueinheiten 10 sind mittels verschiedener Farbencodes gekennzeichnet, um damit ihre sofortige Identifizierung zu ermöglichen.Die Farbcodes erscheinen ausserdem auf dem Bezeichnungsstreifen oder -schild 22 bzw. 74 und auf der Vorderwand 16. Auf der Vorderwand 16 können noch zusätzliche klassifizierende Informationen angeordnet sein,die zusammen mit dem Farbcode zwischen den Flanschen der Halteschienen 80 sichtbar sind.

Durch Vervjendung von Verbindungslaschen 88 mittels derer die einzelnen Rahmen 46 übereinanderliegend miteinander verbunden sind, lässt sich ein mehrrahmiger Aufbau {Fig. 7) herstellen. In diesem Falle muss ein eigenes laminiertes Sammelschienen system SO zur Stromversorgung der einzelnen Rahmen vorgesehen sein. Dieses eigene Sammelschienensystem 90 ist auf der gelenkfreien Seite der Rahmen 46 befestigt.

Die in der logischen Schaltanordnung verwendeten logischen B^aueinheiten enthalten Vorrichtungen zum Umwandeln von schwachen Signalen in starke Ausgangsgrössen, welche zur Erregung von Schaltern mit definierten Schaltzuständen,Verstärkern oder Treiberstufen oder entsprechenden Ausgangselementen dienen. Diesen Ausgangselernenten können im übrigen eine oder mehrere lichtaussendende Dioden zugeordnet sein, die den jeweiligen Betriebszustand der Ausgangselemente anzeigen.

Die lichtaussendenden Dioden können derart angeordnet sein, dass sie von auserhalb der jeweiligen Baueinheit beobachtbar sind,bei der sie den Betriebszustand eines Ausgangselementes: kennzeichnen. In den steckbaren Anschlussvorrichtungen können Öffnungen vorgesehen sein, welche die Beobachtung der lichtaussendenden Diode (n) gestatten.

, - 13 409820/0913

Bei logischen Baueinheiten mit einer Nennspannung bis zu 120 V sind die entsprechenden Anschlußklemmen auf dem Bezeichnungsstreifen oder -schild rot gekennzeichnet, wobei über die Anschlußklemmen selbst nicht dargestellte rote Kunststoffschutzkappen gesteckt sein können, um eine zufällige Berührung oder den ungewollten Anschluß einer Testsonde zu verhüten.

Durch die Verwendung eines laminierten Samme!schienensystems zur Kraftverteilung wird erreicht, daß außerhalb erzeugte Störungen über die Sammelschienen kein so großes Potential erzeugen können, daß eine Fehlfunktion der logischen Schaltungen hervorgerufen würde. In dieser Weise erzeugen von-innerhalb herrührende Störungen? z„ B. vorübergehende Schaltspannungsspitzen der logischen Schaltungen keine übermässigen Potential - Differenzen zwischen dem Bereich der logischen Schaltungen und anderen Bereichen. Diese technische Lehre wird deshalb bei Rechenmaschinen zur Ausschaltung eigen-erregter Storspannungen, die nicht außerhalb erzeugt werden, benutzt^ weil solche Rechenmaschinen normalerweise derart ausgelegt werden müssen, daß sie in Bereichen mit einem hohen elektrischen Störpegel arbeiten.

Die kapazitive Entkoppelung hat vier günstige Wirkungen: Sie begrenzt den Frequenzgang der Schaltungsanordnung, so daß sehr hochfrequente Störungen vollständig unbeachtlich werden; außerdem wird das Maß der Störenergie wesentlich erhöht, die erforderlich ist, um eine logische Ausgangsgröße so weit anzuheben (oder abzusenken), daß eine Fehlfunktion auftritt; daneben v/erden von einem übersprechen und von Störspannungen herrührende eigenerzeugte Störungen wirksam ausgeschaltet, und schließlich kann das Maß der Störungsunempfindlichkeit durch entsprechende Änderung des Kapazitätwertes des Kondensators entsprechend den jeweiligen Erfordernissen eingestellt werden.

409820/0913

- 14 -

Die Verdrahtung kann unmittelbar von Punkt zu Punkt in Gestalt einer sogenannten "wilden Verdrahtung" geschehen; um ein besseres Aussehen der ganzen Schaltungsanordnung zu erzielen, können die Leitungen aber auch in Kanälen verlegt oder miteinander zu Kabelbäumen verschnürt werden. Die letztere Anordnung ergibt Eigenkapazitäten zwischen den einzelnen Signalleitungen; sie würde ohne den erwähnten Entkoppelungskondensator zu schwierigen übersprech-Probleinen führen, doch gibt dieser Kondensator die Möglichkeit die jeweilige Verdrahtungsart frei zu wählen.

Ein überspannungsschutz wird dadurch erreicht, daß Mittel vorgesehen sind, welche die Impedanz der logischen Energieversorgungsquelle im Zusammenhang mit dem laminierten Sammelschienenverteilersystem so begrenzen, daß innerhalb der vorbestimmten Grenzwerte der Durchlaßstrom einer Sicherung geführt werden kann, welche die auf einem die logische Spannung übersteigenden höheren Spannungsniveau stehenden Schaltungen schützt, ohne daß dadurch ein übermässiger Spannungsabfall in das logische Spannungsverteilungssystem eingeführt würde. Unter diesen Bedingungen kann die Änderungsgeschwindigkeit des Stromes sehr hoch sein; die niedrige Induktanz der laminierten Sammelschiene führt xviederum zu einem kleinen Spannungsgradienten, womit die logischen Bauelemente geschützt werden. Wenn auch laminierte Sammeischienensysteme zur Verbesserung der Störungsunempfindlichkeit bei Rechenmaschinen schon verwendet worden sind, so ist doch der Einsatz von laminierten Samme!schienen bei logischen Schaltungsanordnungen für indiistrielle Zwecke zur Erzielung sowohl einer Störungsunabhängigkeit als auch eines umfassenden Überspannungsschutzes neu. Die Mittel zur Begrenzung der Impedanz der logischen Energieversorgungsquelle können eine. Zenerdiode enthalten, die an der Energieversorgungsquelle liegt, wobei ihre Kathode an die positive Versorgungsleitung angeschlossen ist und die Zenerdurchbruchs-Spannung derart gewählt ist, daß sie geringfügig höher als die Nennspannung der Energieversorgungsquelle, aber kleiner als die Grenzspannung ist, bei der die logischen Bauelemente zerstört werden. ^03820/0913

- 15 -

Claims

Patentansprüche

1. jr Logische Baueinheit zur Verblendung in logischen Schaltungen -■-."" für industrielle Anwendungszwecke, dadurch gekennzeichnet, dass sie eingekapselte Schaltungselemente und diesen zu-" geordnete Schaltungen enthaltendes Isolierstoffgehäuse (12) aufweist, an dem auf einer Feite parallel zueinander im gegenseitigen Abstand in wenigstens einer Reihe angeordnete und an die Schaltungen angeschlossene Anschlußklemmen (18) vorragend angeordnet sind, von denen jede wahlweise durch eine Drahtverbindung oder eine Steckverbindung mit einer äusseren Verdrahtung verbindbar ist und dass sie mit einer Befestigungseinrichtung versehen ist, die von einer Seite des Isolierstoffgehäuses (12) zur gegenüberliegenden Seite durchgehende öffnungen (24) aufweist, durch welche von einer Gehäuseseite aus einführbare Befestigungsschrauben (28) durchsteckbar sind, durch die die Baueinheit (10) auf einem Träger (64) befestigbar ist.

2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschrauben (28) mit ihren Endteilen über die jeweils zugeordnete Seite der Baueinheit (10) vorragen.

3. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Aufnahme der Befestigungsschrauben (28) dienenden Öffnungen (24) bezüglich der Mittellinie der

" einen Gehäuseseite und der dieser gegenüberliegenden Gehäuseseite versetzt sind.

4. Baueinheit nach einem der vorherg-ehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussklemmen (18) durch eine eine Seite der Baueinheit (10) begrenzende durchsichtige Deckplatte (20)ragen,auf deren Innenseite ein Befestigungsschild (22) angeordnet ist, das die logische

409820/0913 ' -

Funktion der Baueinheit (1O) angebende und die einzelnen Anschlussklemmen (18) identifizierende Bezeichnungen trägt.

5. Baueinheit nach Anspruch 4 _r dadurch gekennzeichnet, dass"die Schaltungselemente zumindest eine lichtaussendende Diode umfassen, durch die der jeweilige Betriebszustand eines Ausgangselementes angebbar ist und dass die lichtaussendende Diode durch das Bezeichmmgsschild (22) und die Deckplatte (20) hindurch von aussen beobachtbar ist.

6. Baueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungselemente,zumindest eine, den jeweiligen Betriebszustand eines /iusgangselementes anzeigende Iichtaussendende Diode umfassen, die durch die den Anschlussklemmen (18) gegenüberliegende Seitenwand (16) des Isolierstoffgehäuses (12) von aussen her beobachtbar ist.

7. Baueinheit nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der oder jeder logischen Funktion kapazitiv bezüglich einer Energieversorgungsquelle entkoppelt ist.

8. Unter Verwendung, wenigstens einer logischen Baueinheit gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche aufgebaute logische Schaltungsanordnung, bei der jede Baueinheit auf einem Träger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Träger (64) einen Sockel (66) aufweist, auf dem die zugeordnete Baueinheit (1O) einsteckbar befestigbar ist und der ein aus Isoliermaterial bestehendes Blöckchen aufweist, das mit einer Reihe auf einer Seite komplementär zu den Anschlussklemmen (18) der Baueinheit (10) angeordneter Einstecköffnungen sowie mit im Abstand

40 9 8 20/0913

- 17 -

OHiGfMAL IN5PEGTED

- "Ϊ7 -

angeordneten öffnungen (72) zur Aufnahme der Endteile der Befestigungsschrauben (28) ausgebildet ist und dass auf der gegenüberliegenden Seite des- Isoliermaterial-Blöckchensvorragende Anschlussbuchsen (68) vorgesehen sind, die in die Einstecköffnungen sich erstrecken und mit den Anschlussklemmen (18) der Baueinheit (10) eine elektrische Steckverbindung herstellen.

9. ' Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite des Sockels (66) ein Befestigungsschild (74) angeordnet werden kann, das die logische Funktion der jeweiligen Baueinheit (10) angebende und die Anschlussbuchsen (68) des Sockels (66) identifizierende Bezeichnungen trägt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (64) ausserdem einen Rahmen (46) aufweist, in den die einzelnen Baueinheiten (10) mit ihren Sockeln (66) in in die Sockel eingestecktem Zustand einfügbar sind und der zwei endseitige, jeweils mit einem vorderen' Flansch teil (8 4). versehene Halterungsteile (48,50) enthält, welche durch längliche, jeweils mit einem hinteren Flanschteil (58,60) versehene Verbindungsglieder (54,56) miteinander verbunden sind, an deren hinteren Flanschteilen (58,60) Gewinde (76)

zur Befestigung der einzelnen Sockel (66) auf diesen Flanschteilen (58,60) ausgebildet sind und dass an den vorderen Flanschteilen (84) der endseitigen Halterungsteile (48,50) in Längsrichtung verlaufende Halteglieder

dies
(80) angeordnet sind, die mit/den Anschlussklemmen (18) gegenüberliegenden Seite (16) dar Isolierstoffgehäuse '(12) der einzelnen Baueinheiten (10) zusammenwirken und dass ausserdem der mit einer Einrichtung (51,52) zur Befestigung an einer festen Unterlage eingerichtete Rahmen (46) um einen der endseitigen Halterungsteile (4 8) schwenkbar gelagert ist.

409820/0913

- 18 -

,11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der einzelnen Bauelemente (10) durch ein laminiertes Sammelschienensystem '

(32) geschieht, das zwei leitende flache ebene Elemente jj (34,36) enthält, die durch einen dielektriscnen Film (38) j voneinander getrennt und mit über die Berandung des Filmes (38) vorragenden Anschlüssen (42) versehen sind { und dass das Sammelschienensystem (32) unter Ermöglichung einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlüssen (42) und den Anschlussbuchsen (68) der Sockel (66) in dem Rahmen (46) angeordnet ist. .

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass sie eine Schaltung aufweist, durch die die Impedanz eines Netzteiles herabsetzbar ist und die gemeinsam mit der niedrigen Impedanz des laminierten Sammelschienensystems(32) sowie der durch eine Sicherung bewirkten Strombegrenzung einen überspannungsschutz für die einzelnen Bauelemente (1G) bildet. .

13. unter Verwendung einer Anzahl von logischen Bauelementen gemäss den Ansprüchen 1-7 aufgebauter Schaltungsteil für industrielle logische Systeme, dadurch gekennzeichnet, dass er ein laminiertes Sammelschienensystem (32) zur Energieverteilung auf die einzelnen Baueinheiten(10) aufweist, das über zwei leitende ebene flache Elemente (34,36) verfügt, die durch einen dielektrischen Film (38) voneinander getrennt und mit über die Berandung des Filmes (38) vorstehenden Anschlüssen (42) versehen sind.

14. Schaltungsteil nach Anspruch 1", dadurch gekennzeichnet, dass er eine die Impedanz eines Netzteiles herabsetzende Schaltung enthält, durch die gemeinsam mit der ; niederen Impedanz des laminierten Sammelschienensystems (32) und der durch eine Sicherung bewirkten Strombegrenzung ein Überspannungsschutz der Baueinheiten (10)

bewirkt wird. __

40 9 8 20/0913 offlG^AL INSPECTED

Leerseite