DE2600352A1

DE2600352A1 - Zweiteiliger koppler fuer elektrische leitungen zwecks signaluebertragung bei galvanischer trennung dieser leitungen

Info

Publication number: DE2600352A1
Application number: DE19762600352
Authority: DE
Inventors: Doushan Diebold
Original assignee: Oerlikon Contraves AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1975-04-22
Filing date: 1976-01-07
Publication date: 1976-11-04
Also published as: BE828910A; IT1059172B; CH591132A5; FR2309043A1; LU74485A1

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Π-8 MÖNCHEN 22

Dipi.-i.,. κ. GUNSCHMANN ΠΓΪΪ¹⁰

Dr. r.r. not. W. KÖRBER Dipl.-In₉. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE _?<

Dr.Kö/ko

Contraves AG
Schaffhauser Strasse 58o

CH-8o52 Zürich
Schweiz

Patentanmeldung

Zweiteiliger Koppler für elektrische Leitungen zwecks Signalübertragung bei galvanischer Trennung dieser Leitungen.

Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Koppler für elektrische Leitungen. In bekannten Kopplern vom Stecker/ Buchsen-Typ oder vom Stecker/Steckdosen-Typ werden die elektrischen Leitungen galvanisch verbunden. Zur übertragung von Signalen zwischen zwei Leitungen, die galvanisch nicht verbunden werden dürfen, sind Koppler bekannt, in deren beiden Teilen je eine Leitung an eine Elektrode eines Kondensators angeschlossen ist, derart, dass beim Zusammenfügen der beiden Teile des Kopplers ein Kondensator gebildet wird, der zwischen den Leitungen die Signalübertragung, aber auch die Isolation gewährleistet; dieser Typ von Kopplern ist für

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die Übertragung niederfrequenter Signale oder logischer Zustände ("O" oder "L") nicht geeignet. Bei einem anderen bekannten Kopplungstyp ist im einen Teil des Kopplers eine Spule zur Erzeugung eines magnetischen Feldes angeordnet und an die entsprechenden Leitungen angeschlossen, während im anderen Teil des Kopplers ein auf das Magnetfeld empfindliches Element, beispielsweise ein Schutzrohrankerkontakt oder eine andere Spule, angeordnet und an die entsprechenden Leitungen angeschlossen ist, derart, dass beim Zusammenfügen der beiden TEiIe des Kopplers ein Relais oder ein Transformator gebildet wird; die Anwendungsmöglichkeiten dieses Typs von Kopplern sind einerseits durch den Platzbedarf der Spulen beschränkt und andererseits auch dadurch, dass Relais nur logische Zustände und Transformatoren nur Wechselstromsignale in beschränkten Frequenzbereichen übertragen können.

Aufgabe der Erfindung ist, einen zweiteiligen Koppler für elektrische Leitungen zu schaffen, mit welchem gleichermassen logische Zustände, nieder- und hochfrequente Signale übertragen werden können, ohne dass eine galvanische Verbindung zwischen den Leitungen hergestellt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein zweiteiliger Koppler für elektrische Leitungen dadurch gekennzeichnet, dass ein im einen Teil des Kopplers befindlicher elektrooptischer Wandler,

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beispielsweise eine Leuchtdiode, und ein im anderen Teil des Kopplers befindlicher optoelektrischer Wandler, beispielsweise eine Fotodiode, einander zugeordnet und derart angeordnet sind, dass bei zu einem Koppler zusammengefügten Teilen die optisch wirksamen Stellen der Wandler in Sicht voneinander liegen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines ersten Ausführungsbeispieles eines Kopplers, mit dessen Hilfe die in zwei Kabelsträngen befindlichen elektrischen Leitungen untereinander verbunden sind;

Fig. 2 das gleiche Ausführungsbeispiel wie in Fig. 1, wobei die Schnittebene der Fig. 2 senkrecht zur Schnittebene der Fig. 1 liegt;

Fig. 3 einen Schnitt bzw. einen Teilaufriss eines zweiten Ausfuhrungsbeispieles eines Kopplers, mit dessen Hilfe die in einem Kabelstrang und die in einem Kasten befindlichen elektrischen Leitungen unter-. einander verbunden sind; und

Fig. 4 das gleiche Ausführungsbeispiel wie in Fig. 3, wobei die Schnittebene der Fig. 4 senkrecht zur . Schnittebene der Fig. 3 liegt, und auch ein Teilaufriss dargestellt ist.

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In Fig.. 1 und Pig. 2 sind die beiden Teile (1, 2) des Kopplers in zusammengefügter Stellung abgebildet. Jedem'Kopplerteil (1, 2) entspricht ein Gehäuse (3, 4), in welches je ein Kabelstrang (5, 6) eingeführt und mit einer entsprechenden Vorrichtung (7, 8) auf herkömmliche Weise befestigt ist. Im Kopplerteil 1 sind zwei Leüchtdioden (9, 10), zwei Fototransistoren (11, 12) und zwei.Steckbuchsen (13» 14) angeordnet; es kann zudem auch ein weiteres elektronisches Bauelement 15, beispielsweise und je nach Bedarf ein Widerstand oder ein Verstärker,, im Kopplerteil 1 angeordnet sein. Im Kopplerteil 2 sind zwei Leuchtdioden (16, 17)» zwei Fototransistoren (18, 19) und zwei Stecker (20, 21) mit ihren Steckerstiften (22, 23) angeordnet; es kann zudem auch ein weiteres elektronisches Bauelement 24, beispielsweise und je nach Bedarf ein Widerstand oder ein Verstärker, im Kopplerteil 2 angeordnet sein. Die dazu benötigten und dem Fachmann geläufigen Befestigungselemente (25, 26, 27» 28) sind angedeutet und brauchen nicht näher beschrieben zu werden. Es ist auch angedeutet, dass die in den Kabelsträngen (5» 6) befindlichen elektrischen Leitungen wie beispielsweise die Leitung im Innern der Gehäuse (3» 4) aufgefächert und an Lötstellen, wie beispielsweise 30 mit je einem zugeordneten Anschluss eines der aufgezählten Bauelemente verbunden sind. Schliesslich sind die beiden Kopplerteile (1, 2) mit je einer isolierenden Platte '(31, 32) versehen, die mit dem entsprechenden Gehäuse (3> 4) _ zusammenwirkt, um das Innere der Kopplerteile gegen äussere Einflüsse zu schützen. ■

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Im abgebildeten,, zusammengefügten Zustand des Kopplers liegt jede Steckbuchse einem ihr zugeordneten Stecker gegenüber* wie beispielsweise die Steckbuchse 13 und der Stecker 20; dabei ist der entsprechende Steckerstift in die entsprechende Steckbuchse eingeführt, wie beispielsweise der Steckerstift 22 in die Steckbuchse 20. Zudem liegt jede Leuchtdiode einem ihr zugeordneten Fototransistor gegenüber, wie beispielsweise die Leuchtdiode 9 und der Fototransistor 19* und zwar auf solche Weise, dass die lichtstrahlende Stelle der Leuchtdiode und die lichtempfindliche Stelle des Fototransistors einander zugewendet sind. Die isolierenden Platten (3I₃ 32) sind mit Löchern versehen, die durch das^;Zusammenfügen des Kopplers zu zweien und zudem auch mit den entsprechenden Leuchtdioden und Fototransistoren gefluchtet werden. Es wird dadurch ge- · währleistet, dass das Licht aus einer Leuchtdiode durch die . einander gegenüberliegenden Löcher der Platten hindurch auf den entsprechenden Fototransistor und nur auf diesen eintreffen kann, d.h., die einander zugeordneten Leuchtdioden und Fototransistoren sind in Sicht voneinander und bilden zusammen einen sogenannten Optokoppler.

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In einer Ausbildungsvariante können die Löcher' in den Platten (31, 32) mittels einer lichtdurchlässigen Füllung beispielsweise aus Glas oder Kunststoff abgedichtet werden^ um eine Verschmutzung des Innern der Kopplerteile zu verhindern. ■

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In jeder der beiden Platten sind auch Löcher vorgesehen, um den Durchgang der Steckerstifte zu gewährleisten. Hier kann die Abdichtung auf dem Kopplerteil 1 zwischen den Steckbuchsen und der Platte 31, auf dem Kopplerteil 2 zwischen den Steckern und der Platte 32 erfolgen, beispielsweise durch Verkleben oder Vernieten.

Mit dem beschriebenen Koppler werden die elektrischen Leitungen zweier Kabelstränge 5 und 6 miteinander verbunden, und zwar derart, dass vier Signale oder logische Zustände über je einen Optokoppler bei galvanischer Trennung der Leitungen übertragen werden, während zwei Leitungen des einen Kabelstranges mit zwei Leitungen des anderen Kabelstranges direkt verbunden sind. Dieses Beispiel soll zeigen, dass in einem Koppler die Kombination einer üblichen Steckerverbindung mit einer Verbindung über Optokoppler bewerkstelligt werden kann.

Es versteht sich, dass andere aber äquivalente Bauelemente benutzt werden können: anstelle der Leuchtdioden könnten Glühbirnen oder anstelle der Fototransistoren Fotodioden benutzt werden, soweit dies den von den Signalen gestellten Anforderungen genügt.

In Fig. 3 und Fig. 4 ist eine zweite Ausbildung eines Kopplers dargestellt, mit dessen Hilfe in einem Kabelstrang befindliche elektrische Leitungen mit in einem Kasten befindlichen

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elektrischen Leitungen verbunden werden. Der Kopplerteil, der dem Kabelstrang entspricht, ist mit dem Kopplerteil 2 der - Fig. 1 und Fig..2 identisch, er ist ebenfalls mit 2 bezeichnet und wird nicht näher beschrieben. Der zweite Kopplerteil ist mit 33 bezeichnet, er unterscheidet sich vom Kopplerteil 1 der Fig. 1 und Fig. 2 im wesentlichen nur durch die Gestaltung des Gehäuses 3*f, das zur Befestigung auf einen Kasten mit Hilfe eines Flansches 35 vorgesehen ist und Lötstützpunkte oder Lötpilze wie beispielsweise den Lötstützpunkt 36 trägt, während die Vorrichtung zum Einführen und Befestigen eines Kabelstranges ausfällt. In Fig. 3 ist zudem eine her¹ kömmliche Vorrichtung 37 zur Verriegelung der Kopplerteile aufeinander dargestellt.

Bei der Gestaltung eines Kopplers der beschriebenen Art ist zunächst die Anzahl Steckverbindungen, die Anzahl Optokoppler-Verbindungen und deren Richtung festzulegen. Die eigentliche Anordnung der entsprechenden Bauelemente auf den Kopplerteilen erfolgt aufgrund der besten Platzausnutzung unter Berücksichtigung der Abschirmungs- und Isolatxonsbedingungen. Es ist durchaus möglich, in einen Koppler der beschriebenen Art noch weitere Verbindungen einzubauen, beispielsweise Spulen bzw. SchUtzrohrankerkontakte bekannter Art. Es ist auch möglich, einen der Kopplerteile zur Aufnahme mehrerer nebeneinander aufsteckbaren Gegenstücken vorzusehen, wobei dann die Gesamtheit dieser Gegenstücke den entsprechenden anderen , , Kopplerteil bildet. - ',

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Claims

Anspruch

Zweiteiliger Koppler für elektrische Leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein im einen Teil (1,2) des Kopplers befindlicher elektrooptischer Wandler (9,1o;16,17) beispielsweise eine Leuchtdiode, und ein im anderen Teil (2;1) des Kopplers befindlicher optoelektrischer Wandler (18,19;11,12) beispielsweise eine Fotodiode, einander zugeordnet und derart angeordnet sind", dass bei zu einem Koppler zusammengefügten Teilen die optisch wirksamen Stelle-η der Wandler in Sicht voneinander liegen.

iwalt

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