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Anordnung von dezentralen Anschlußstellen für Baugruppen von Rahmengestellen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von dezentralen Anschlußstellen mit
Anschlußelementen für Verdrahtungsfelder von SchaltungsRasteranordnungen, welche
bei Rahmengestellen der elektrischen Meß-, Steuer- und Regeltechnik vorgesehen sind,
wobei Leiterplatten oder Baugruppen innerhalb von Baugruppenträgereinheiten des
Rahmengestells mit insbesondere genormten Messerleisten in Federleisten, die an
der Rückwand des Rahmengestells angeordnet sind, als Einschübe kontaktgebend und
auswechselbar einfügbar sind, und wobei die Federleisten auf ihren den Einschüben
abgewandten Seiten einander benachbarte, insbesondere vertikale Reihen von Anschlußkontakten
aufweisen, welche ,n horizontaler Fluchtrichtung der Einschübe gesehen ein Kontktfeld
mit vorgegebenem Schaltungsraster für die jeweilige Rahmengestelletage ergeben und
wobei schließlich in horizontaler Richtung durch die Rasterteilung und die Abmessungen
der Baugruppen und Federleisten bedingte Zwischenräume als Differenz Baugruppen-
minus Federleisten-Abmessung verbleiben.
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Das vorstehend erläuterte Bausteinsystem hat sich in weiten Bereiche
der Keß-, Steuer- und Regeltechnik bewährt, insbesondere auch im Yaftwerksbereich.
Es zeichnet sich vor allem dadurch aus, daE sich die Warten und zugehörigen Schrankeinheiten
für Messen, Steuern und Regeln weitestgehend vom Reißbrett her projektieren lassen,
ohne daß die Schaltungskreise bis ins Detr,\3.
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schon von voreein festliegen müßten. das Systern ist vielmehr so flexibel,
daß nach seinem grundsätzlichen Aufbau kurz vor
Inbetriebnahme des
Kraftwerkes oder einer sonstigen zu überwachellder Anla,e dann, wenn die Montage
der mechanischen Kraftwerkkomponenten beendet ist, die endgültige Verschaltung vorgenommen
werden kann. 5un Anschluß der externen Kabel und Leitungen an die einzelnen Rahrengestelle
bzw. Steuerschränke sind sogenannte zentrale Rangierverteiler bekannt. Darüber hinaus
ist man hinsichtlich der Rangierverteiler noch einen Schritt weiter gegangen und
hat jedem einzelnen Rahmengestell gewissermaßen einen individuellen Rangierverteiler
zugeordnet in Form einer zentralen Anschlußstelle, von der dann die Verteilung der
externen Kabel und Leitungen auf die einzelnen Baugruppenträger erfolgt. Die Erfindung
geht von der Überlegung aus, daß man Kabel- und Leitungslänge beim Verdrahten und
An-.
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schließen noch weiter einsparen kann, wenn man eine Anordnung von
dezentralen Anschlußstellen für einen oder mehrere Baugruppenträger eines Rahmengestelles
vorsieht, weil es dann für einen Teil der Kabel und Leitungen nicht erforderlich
ist, diese über die zentrale AnschluMstelle zu führen. Der erwähnte direkte Anschluß
ist beispielsweise/dne Befehlsleitungen, die von der Warte kommen, vorteilhaft,
welche über den Steuerschrank bzw.
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das Rahmengestell mit der Anlage verbunden werden müssen, wobei entsprechende
Rückmeldungsleitungen wieder über den Steuerschrank zurück zur Warte verlegt werden
müssen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann deshalb dahin definiert
werden, eine Anordnung von Anschlußstellen für Verdrahtungsfelder von Schaltungs-Rasteranordnungen
der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche sich die zu verlegende Kabel-
und Leitungslänge und damit auch der Verlegungs- und Montage-Aufwand reduzieren
lassen. Si-ne Teilaufgabe kann ferner darin gesehen werden, den grundsätzlichen
Aufbau der Rahmenestelle und des mechanischen sowie des Anschluß-Rasters beizubebehalten
und ein sich in diesen Raster unter vorteilhafter Raumausnutzung einfügendes Bauelement
zu schaffen.
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Gegenstand der Erfindung ist damit eine Anordnung von dezent-ralen
Anschlußstellen mit Anschlufdele;nenten für VeLdrahtungsfe3devon
Schaltungs-Rasteranordnungen
der eingflgs genannten Art.
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Die Erfindung ist hierbei dadurch gekennzeichnet, daß in die Zwischenraume
die Isolierstoff-Formkörper der Anschluß elemente einfügbar und ebenso wie die Federleisten
am Rahmengestell befestigbar sind und daß vertikale Anschlußkontakt-Reihen der jeweiligen
Anschlußelemente in angepaßter Rasterteilung zum übrigen Kontaktfeld angeordnet
sind und davon im Querschnitt stärkere Kontaktreihen oder -reihenteile für den Anschluß
von unmifttelbar an die Baugruppen des betreffenden Baugruppenträgers heranzuSührende
(externe) Leitungen sowie gegebenenfalls weitere Kontaktreihen oder -reihenteile
demgegenüber schwächeren Querschnitts zur internen Schaltverbindung zwischen den
einzelnen Baugruppen des betreffenden Baugruppenträgers vorgesehen sind.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile s:nd vor allem darin zu
sehen, daß Leitungs- und Kabelumwege, die durch eine zentrale Anschlußstelle eines
Steuerschrankes oder einen zentralen Rangierverteiler bedingt sind, soweit als möglich
vermieden werden und daß mit dem Anschlußelement ein Bauelement zur Verfügung steht,
welches die Flexibilität der Verdrahtung erhöht, d.h. wahlweise mit externen Anschlußkontakten
alleine oder zusätzlich noch mit internen Anschlußkontakten versehen werden kann.
Die ohnehin durch den Schaltungs- und Einbauraster gegebenen Zwischenräume werden
in vorteilhafter welse ausgenutzt, und durch die Einsparung von Rangierverbindungen
werden mögliche Fehlrangierungen vermieden bzw. reduziert.
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Ausgehend von einer Anordnung, bei der die Federleisten auf der Verdrahtungsfeldseite
Anschlußpfosten bzw. -stifte aufweisen, besteht eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung darin, daß auch die Anschlußelemente mit Anschlußpfosten versehen
sind. Es ist hierdurch die Anwendung eines automatischen Veldrahturlgsve-t'ahrens
ermöglicht, insbesondere des an sich bekannten Wire-Wrap-Verfahrens oder des Thermipoint-Verfahrens.
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Die Erfindung ist jedoch nicht an die besondere Art des Anngchlu3verfahrens
gebunden; es ließen sich grundsätzlich auch Lot-lschlusse oder Schraubanschlüsse
vorsenen oder für den Fall,
daß die Federleisten in Kontaktkammern
von.der Anschlußseite her einftigbare Kontaktfedern mit durch Cximp-Anschluß an
diesen befestigten Anschlußdrähten aufweisen, auch entsprechende Federkontakte für
die Anschlußelemente vorsehen Bevorzugt bezieht sich die Erfindung jedoch auf Anschlußpfosten-Verdrahtungsfelder,
da sie besonders robuste Isolierstofi-Formörper und Anschlußkontaktverbindungen
ergeben, die insbesondere für den Anschluß externer Kabel und Leitungen in der Kraftwerkleittechnik
erwünscht sind.
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Auf bestimmten Gebieten der Kraftwerkleittechnik, z.B. der Antriebssteuerung,
ist das Bausteinsystem der Rahmengestelle bereits so verfeinert, daß auf das Anschlußpfostenfeld
der Federleisten zur internen Schaltverbindung der Baugruppen des jeweiligen Baugruppenträgers
eine mit Leiterbahnen in gedruckt er Schaltung und entsprechenden Durchsteckschlitzen
versehene Leiterplatte aufsteckbar ist, wobei die Schlitze im Feld der Leiterbahnen
liegen und letztere mit den Anschlußpfosten durch Lötung verbindbar sind. Ausgehend
von einer solchen Anordnung besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, daß
auch das Kontaktfeld des Anschlußelementes in die Leiterbahnen der Leitrplatte einbezogen
ist und hierzu letztere im Bereich ihrer Leiterbahnen auch mit Schlitzen zum Einfügen
der Anschlußpfosten des Anschlußelementes versehen ist.
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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden detaillierter im folgenden
anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.- Darin zeigen:
Fig.
1 eine Draufsicht auf ein Anschlußelement für eine dezentrale Anschlußstelle von
der Anschlußseite her; Fig. 2 die Seitenansicht zu Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt
längs der Linie III-III aus Fig. 1; Fig. 4 einen Aufriß mit Blickrichtung auf die
Längsseite des Anschlußelementes im Ausschnitt; Fig. 5 eine Draufsicht auf die Rückseite
des Anschlußelementes nach ig. 1; Fig. 6 im Aufriß zum Teil im Schnitt die Seitenansicht
eines Rahmengestelles, und zwar eine Baugruppenträger-Einheit bzw. -Etage desselben;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Verdrahtungs- bzw. Anschlußseite der Baugruppenträger-Einheit
nach Fig. 6 und Fig. 8 eine Draufsicht auf die Frontseite der Baugruppenträger-Einheit
nach Fig. 6, wobei die Figuren 7 und 8 gleichfalls im Ausschnitt und ebenso wie
Fig. 6 unter Fortlassung der für d2s Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen
Teile dargestellt sind.
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Fig. 7 zeigt die Anordnung einer dezentralen Anschlußstelle 1.1 mit
einem Anschlußelement 1, welche für ein Verdrah-tungsfeld 2 einer entsprechenden
Schaltungs-Rasteranordnung 4 vorgesehen ist. Der Schaltungsraster 4 ist durch strichpunktierte,
sich kreuzende Linien angedeutet, wobei in den Kreuzungspunkten der Federleiste
3 entsprechende Kontaktstifte bzw AnschlußpfoUten 5 angeordnet sind, von denen in
Fig. 6 lediglich der oberste 5.1 ausgezogen dargestellt ist und die übrigen durch
strichpunktierte Linien ebenfalls nur angedeutet sind. Das als Ganzes mit 6 bezeichnete
Rahmengestell (vgl. Figuren 6 bis 8) ist für Schränke oder Gerüste der elektrischen
Meß-, Steuer- oder Regeltechnik vorgesehen. ns besteht im wesentlichen aus Eckschienen
6.1 fiir den jeweiligen Baugruppenträger B, rückseitigen Schienen 6.2, frontseitigen
Schienen 6.3, Verriegelungs- bzw. Beschrif@ungsschienen 6.4 und frontseitigen Verkleidungsblechen
6.5. Diese genannten Schienenelemente sind mittels nicht näher dargestellter Schraubverbindungen
zu den quaderförmigen Baugruppenträger-Einheiten B des Rahmengectells und die letztgenannten
Einheiten
wieder übereinander zusalPmengespanrlt, wobei hierdurch
ein Befestigungs- bzw. Einsehubraster für die Baugruppen 31, B2, B3 usw. (Fig. 8)
gebildet wird. Jede dieser Baugruppen weist eine Leiterplatte 7 mit Leitungszügen
7.1 für eine gedruckte Schaltung, die in Fig. 6 lediglich ausschnittsweise angedeutet
ist, sowie mit nicht dargestellten elektronischen bzw. elektrischen Bauelementen
auf, ferner eine Messerkontaktleiste 7.2 mit Messerkontakten 7.3, welche mit ihren
Lenden 7.31 in die Kontaktfederenden 5.2 der Anschlußkontakte 5 eingesteckt und
mit diesen kontaktgebend verbunden werden können. Ein solcher Kontaktfederteil 5f2,
welcher mit dem Anschlußpfoste 5.1 einstückig oder durch Orimp-Verbindung angequetscht
ausgebildet sein kann, ist in Fig. 6 angedeutet. Die Kontaktfederteile 5.2 sind
in Kontaktkammern 5.3 der Federleiste 3 jeweils angeordnet und in ihrer Lage durch
die beiden Federleistenteile 3.1, 3.2, die formschlüssig zusammengefügt sind, gehalten.
Im Bereich 3.3 des Federleistenteils 3.2 können die Anschlußpfosten 5 bzw. 5.1 mit
Kunststoff umgossen und damit eindeutig fixiert sein. Jede der Federleisten 3 einer
Baugruppe hat drei vertikale Kontaktreihen al, a2,'a3 die allgemein mit a bezeichnet
sind und jeweils 16 Anschlußpfosten bzw.
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Stifte 5 aufweisen. Die Erfindung ist jedoch nicht an dreireihige
Federleisten mit 16 Stiften pro Reihe gebunden. In horizontaler Richtung sind durch
die teilung des Schaltungsrasters 4 bzw. die Teilung der Kontaktreihen a der Federleisten
3 sowie durch die Abmessungen der Baugruppen B1, B2 usw. Zwischenräume z als Differenz
der Baugruppenabmessung b zur Federleistenabmessung f gegeben. In diese Zwischenräume
z sind die Isolie::stofi-Formkörper i der Anschlußelemente 1 einfügbar (Fig. 7)
und ebenso wie die Federleisten 3 am Rahmengestell 6 befestigbar. Hierzu weisen
die Formkörper 1 an ihren Schmalseiten Flansche 1.2 mit Befestigungsbohrungen 1.3
auf (Fig. 1). Der Abstand dieser Befestigungsbohrungen 1.3 ist der gleich wie der
Abstand der Befestigungsbohrungen 3.4 der Federleisten (siehe Fig. 6, wo diese Bohrungen
3.4 durch strichpunktierte Linien angedeutet sind). Somit lassen sich die Anschlußelemente
1 genauso wie die Bederleisten 3 an den Eckschienen 6.1 festschrauben.
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Die vertikalen Anschlußkontakt-Reihen z1 bis z6 der jeweiligen Anschlußelemente
1, von denen in Fig. 7 lediglich eins dargestellt ist, sind in angepaßter Rasterteilung
zum übrigen Kontaktfeld 4 angeordnet. Hierbei sind Kontaktreihen z1, z2, z3 mit
im Querschnitt stärkeren Anschlußpfosten bzw. Kontaktstiften für den Anschluß von
ummittelbar an die Baugruppen B1, B2, 33 des betreffenden Baugruppenträgers B heranzuführende
(externe) Leitungen vorgesehen. Diese externen Leitungen werden in Form von Kabeln
C unterschiedlichen Querschnitts, welche in Kabelschellen K gehalten sina, herangeführt,
wobei hinter der Befestigungastelle der Kabelachelle K die Kabel abisoliert sind
und die einzelnen Leitungen wie durch die Pfeile 11, 12 symbolisiert, an die einzelnen
Stifte bzw. Anschlußpfosten 5' herangeführt und dort angeschlossen sind. Die Kabel
C sind lediglich schematisch dargestellt, und in Fig. 6 sind die Leitungen der besseren
Übersichtlichkeit abgeschnitten, wobei es sich versteht, daß die Leitungen 11, 12
usw. als externe Leitungen nicht zu den Federleistenkontakten 5, sondern zu den
Anschlqußelement-Kontakten 5' herangeführt sind. Wie erwähnt, sind entsprechend
der Ausbildung der Federleisten-Kontakte 5 als Stifte bzw. Anschlußpfosten auch
die Kontakte 5' der Anschlußelemente als Anschlußpfosten bzw. Stifte ausgeführt.
Das Anschlußelement 1 weist nun außer den Kontaktreihen z1, z2, z3 mit Anschlußpfosten
verstärkten Querschnitts zum Anschlu3 der externen Leitungen auch Kontaktreihen
z4, z5, z6 auf, welche aus Stiften 5' verringerten Querschnitts (siehe insbesondere
Fig. 1) bestehen und zu internen Schaltverbindung zwischen den einzelnen Baugruppen
B1, B2 usw. de betreffenden Baugruppenträgers B vorgesehen sind.
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Wie es Fig. 6 zeigt, ist auf das Feld der Anschlußpfosten 5 der Federleiste
3 zur internen Schaltverbindung der Baugruppen 31, B2 usw. de jeweiligen Baugruppenträgers
3 eine mit Leiterbahnen in gedruckt er Schaltung und entsprechenden Durchsteckschlitzen
versehene IJeiterplatte 8 aufsteckbar, welche schematisch und im Ausschnitt als
Einzelheit X herausgezrichnet ist. Die Schlitze 1 '.C-;tn im P@ld der Leiterbahnen
ä,Z, üid die durch diese
Schlitze 8.1 hindurchsteckbaren Anschlußpfosten
5 sind mit den Leiterbahnen 8.2 durch Lötung, insbesondere Hochfrequenzlötung, zu
verbinden. Die Leiterplatte 8 erstreckt sich über die gesamte Flucht der Bauelemente
B1, B2 oder nur einen Teil aerselben, je nach Einbeziehung von mehr oder weniger
Baugruppen in diese Anschiußtechnik. Im Falle der Anordnung derartiger Leiterplatten
8 ist es besonders vorteilhaft, wenn auch das Kontaktfeld 5' des Anschlußelementes
1 in die Leiterbahnen 8.2 der Leiterplatte 8 einbezogen ist und hierzu die Leiterplatte
8 im Bereich ihrer Leiterbahnen 8.2' (vgl. diesbezügliche Andeutung in Fig. 7) auch
mit Schlitzen 8.1' zum Einfügen der Anschlußpfosten 5' des Anschlußelementes 1 versehen
ist.
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Mit 9 ist in Figuren 6 und 7 noch eine Bezeichnungsschablone bezeichnet,
welche mit Schlitzen bzw. Ausnehmungen 9.1 über den Kontaktstiftraster 5, 5' steckbar
ist und die Verdrahtung der einzelnen Stifte 5, 5' erleichtert. 10 bedeutet eine
Potentialschiene, welche zur Stromversorgung der einzelnen Baugruppen des Baugruppenträgers
B dient, jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht näher erläutert zu werden
braucht. 11 sind Leitungskanäle zum Verlegen der internen Verbindungsleitungen.
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Wie es Figuren 1 bis 5 zeigen, sind die Anschlußpfosten 5' des AnschLußelementes
1 im Isolierstoff-Formkörper i eingebettet und gehalten und ragen auf der Rückseite
12 (vgl. Figuren 3 und 5) des Anschlußelementes bzw. seines Kontaktfeldes heraus,
siehe kortaktenden 13 in Figuren 3 und 5. Die Seite 12 ist der Frontseite F (vgl.
Fig. 8) des Rahmengestells 6 zugewandt, so daß bei herausgezogenen Sinschüben der
Baugruppen B1, B2 usw. eine Zugänglichkeit zu diesen Kontaktenden 13 zwecks Anschlusses
von Prüfleitungen besteht. Der Isolierstoff-Formkörper i weist auf der Verdrahtungsseite
R eine plane, zum Einformen von Bezeichnungen 14 für die Anschlußpfosten 5' geeignete
Rechteckfläche il auf, welche im Bereich ihrer Ecken 15 und Längsseiten 16 mit einreformten,
warzenförn!igen Vorsprüngen 17 zur Abstandshalturl»-bezüglich der aufzusteckenden
Leiterplatte'8 versehen ist. Wie
es insbesondere Fig. 1 zeigt,
sind pro Anschlußelement 1 drei einander benachbarte Anschlußpfostenreihen z1, z2,
z3 größeren Pfostenquerschnitts für den externen Anschluß mit vergrößert er Rasterteilung
4' vorgesehen, auch als Messerreihen bezeichnet, und drei einander benachbarte Ar,schlußpf'ostenrethen
z4, z5, z6 verringerten Querschnitts für die internen Schaltverbindungen, auch als
Stiftreihen bezeichnet. Die Stiftreihen haben die gleicht Rasterteilung 4 wie die
Federleistenkontakte 5. Da das Anschlußelement 1 vorzugsweise für vertikale Gebrauchslage
vorgesehen ist, sind die Rasterteilungen 4' und 4 jeweils horizontale Rasterteilungen;
die Erfindung ist jedoch nicht an die Verwendung vertikaler Kontajftreihen in der
aus Fig. 7 ersichtlichen Konfiguration gebunden. Die Messerreihen z2 und z3 sind,
wie insbesondere Figuren 1 und 5 zeigen, lediglich halb mit Kontakten besetzt, und
im Plächenbereich der freigebliebenen zwei Messerreihenhälften sind die StitreShen
z4 bis z6 angeordnet. Die warzenförmigen Anformungen 17 sind jeweils auf kleinen
Rechteckerhebungen 17.1 angeordnet. Auch die Zahlen 14 bzw. allgemeiner die Bezeichnungen
auf der Fläche il sind vorzugsweise als erhabene reliefartige Einformungen vorgesehen.
Die Hohlräume 18 im Isolierstoff-Formteil dienen der Materialeinsparung und erhöhen
außerdem die Eriechstrecken von Kontakt zu Kontakt. Als Isolierstoff kommt insbesondere
ein gieß-, spritz- oder preßfähiger Kunststoff hoher Formbeständigkeit in Betracht,
z.B.
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ein solcher auf Makrolonbasis, so daß die Anschlußpfosten 5' formstabil
und sicher gehalten werden.
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6 Patentansprüche 8 Figuren