DE2709707A1

DE2709707A1 - Program control unit rack - has lower part holding main unit and hinged cover carrying connectors and circuitry

Info

Publication number: DE2709707A1
Application number: DE19772709707
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Dr Klaschka
Original assignee: Industrieelektronik Dr Ing Walter Klaschka GmbH and Co
Current assignee: Industrieelektronik Dr Ing Walter Klaschka GmbH and Co
Priority date: 1977-03-05
Filing date: 1977-03-05
Publication date: 1978-09-07
Also published as: DE2709707C2

Abstract

The rack is used to support electronic program control units. It has a rectangular metal lower part (13-17) which is closed below and on four sides and which holds the main unit (22). A cover (32) is hinged to the lower part and carries printed circuitry on its underside and/or upperside. Flexible lines (42) connect the main unit to the underside (33) of the printed circuits. The cover also carries plugs and connectors (36, 37) connected to the printed circuits.

Description

GESTELL FUR PCFRAME FOR PC

Die Erfindung betrifft ein Gestell für Programmspeicher, Zentraleinheit, Netzteil, Eingaben, Ausgaben, Zeitglieder, Zeiteinheiten, Registereinheiten usw. von programmierbaren Steuerungen (PC), mit Steckerleisten für die Ränder der Karten, mit Klemmleisten zum Anschluß externer ankommender und abgehender Leitungen sowie mit internen gedruckten Leitungen und flexiblen Leitungen zur Verbindung der Gruppen (Einheiten ) untereinander.The invention relates to a frame for program memory, central unit, Power supply unit, inputs, outputs, timers, time units, register units, etc. of programmable controllers (PC), with connector strips for the edges of the cards, with terminal strips for connecting external incoming and outgoing lines as well as with internal printed lines and flexible lines to connect the groups (Units) with each other.

Die in einem solchen Gestell enthaltenen Schaltungen sollen eine kurze Zykluszeit der programmierbaren Steuerung (PC) ermöglichen. Die Grenzfrequenz einer solchen Schaltung sinkt aber mit der Länge der Verbindungsleitungen. Außerdem werden solche Gestelle in hbrikhellen verwendet, die einen hohen elektrischen Störpegel haben. Dieser schadet insbesondere dem Prozessor der Zentraleinheit, aber auch den sonst in der Zentraleinheit zusammengefaßten Baugruppen wie Multiplexern, Leitwerk, Befehlsspeicher usw. Bei bekannten Gestellen sieht man eine größere Anzahl von Einzelgestellen vor, die rückseitig uber flexible Leitungen verbunden werden.The circuits contained in such a rack are intended to be brief Enable cycle time of the programmable controller (PC). The cutoff frequency of a such a circuit decreases with the length of the connecting lines. Also be Such racks are used in briquettes that have a high level of electrical noise to have. This damages the processor of the central unit in particular, but also the assemblies otherwise combined in the central unit such as multiplexers, tail units, Command memory, etc. A larger number can be seen in known frames from Individual racks that are connected at the back with flexible cables.

Der Volumenbedarf bei diesen Gestellen ist hoch.The volume requirement for these racks is high.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gestell anzugeben, das sowohl billig ist als auch alle oben genannten Nachteile der bekannten Gestellanordnungen vermeidet.The object of the invention is to provide a frame that is both cheap is and avoids all of the above-mentioned disadvantages of the known frame arrangements.

ErFindungsgemaß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst: a) Das Gestell hat ein rechtflachförmiges metallisches Unterteil, das noch unten und den vier Seiten geschlossen ist und in dem sich die Zentraleinheit befindet.According to the invention, this object is achieved by the following features: a) The frame has a right flat metallic lower part, which is still below and the four sides is closed and in which the central unit is located.

b) An das Unterteil ist ein dieses abdeckender Deckel angelenkt, wobei der Deckel auf seiner Unter- und/oder Oberseite gedruckte Leitungen aufweist, von denen diejenigen mit Erdpotential regelmäßig verteilt und wesentlich großflächiger sind als die signarführenden Leitungen.b) A lid covering this is hinged to the lower part, wherein the cover has lines printed on its lower and / or upper side, from those with earth potential are regularly distributed and much more extensive are as the signar-carrying lines.

c) Die die Zentraleinheit mit der Unterseite der gedruckten Leitungen verbindende flexible Leitung liegt im Unterteil.c) The the central unit with the bottom of the printed lines connecting flexible line lies in the lower part.

d) Der Deckel trägt nebeneinander angeordnet in parallelen Reihen Paare von Stecker- und Anschlußleisten, die durch die unterseitig vorgesehenen gedruckten Leitungen miteinander verbunden sind.d) The cover carries arranged side by side in parallel rows Pairs of plug and connection strips, which are printed by the provided on the underside Lines are connected to each other.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man eine direkte Versorgung der Prozessorkarte mit elektrischer Energie ohne den Einfluß von Streufeldern und benötigt keinen räumlich evtl. entfernt liegenden Raum für das Netzteil.The features of claim 2 achieve a direct supply the processor card with electrical energy without the influence of stray fields and does not require a possibly distant space for the power supply unit.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 kommt man zu einer guten Ubersichtlichkeit kann die Kabelbäume gut vorfertigen, einfach anschließen und muß einen solchen Gang lediglich etwa 1 cm breit halten.The features of claim 3 provide a good overview can prefabricate the wiring harnesses well, simply connect them and must have such a gear hold only about 1 cm wide.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 kann man die Zentraleinheit nochmals gegen elektromagnetische Felder abschirmen und diese Wand ggf. zu Kühlungszwecken für Halbleiter verwenden.By the features of claim 4 you can use the central unit again Shield against electromagnetic fields and, if necessary, use this wall for cooling purposes use for semiconductors.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man eine Anor dnung, die eine hohe Ubersichtlichkeit gewährleistet zu sehr kurzen elektrischen Wegen führt und die Kombination aller Teile zu einem kleinen, übersichtlichen, leicht zu wartenden und zu transportierenden Kasten führt.By the features of claim 5 one reaches an Anor dnung that a high level of clarity guarantees very short electrical paths and the combination of all parts into one small, clear, easy-to-maintain and boxes to be transported.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 die schematische Seitenansicht des teilweise aufgeklappten Kastens im Maßstab 1 : 2, montiert an einer Wand, Fig. 2 die Ansicht gemaß Pfeil A in Fig. 1 bei zugeklapptem Kasten ohne Verdrahtung und mit fehlender Unterwand Fig. 3 eine Ansicht gemäß Pfeil B in Fig. 2, jedoch ohne Steckkarten,aber mit teilweise durchgeführter Verdrahtung Fig. 4 die Unterseite des Deckels mit den gedruckten Leitern.Further features of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment. In the drawing: Fig. 1 shows the schematic side view of the partially opened box on a scale of 1: 2, mounted on a wall, FIG. 2 shows the view according to arrow A in FIG. 1 when it is closed Box without wiring and with no lower wall Fig. 3 is a view according to the arrow B in Fig. 2, but without plug-in cards, but with wiring partially carried out 4 shows the underside of the cover with the printed conductors.

An einer Wand 11 ist eine metallische, rechteckige Platte 12 befestigt, die elektromagnetische Wellen in dem fürPC interessanten Bereich abzuschirmen vermag. Auf dieser Platte 12 sind eine untere Wand 13, eine obere Wand 14 und zwei seitliche Wände 16, 17 aufgebaut, die senkrecht zur Platte 12 stehen, einen rechtflachförmigen Hohlraum 18 umgrenzen und für elektromagnetische Wellen dicht gefügt sind. In die Platte 12 sind Abstandshalter 19 eingeschraubt. Im Hohlraum 18 verläuft an der in Fig. 2 ersichtlichen Stelle senkrecht von oben nach unten eine Trennwand 21, Gemaß Fig. 2 rechts von dieser Trennwand sind an den Abstandshaltern 19 eine oder mehrere gedruckte Leiterplatten 22 befestigt, die die Zentraleinheit tragen. Zur Zentraleinheit zählen Baugruppen wie Leitwerk, Befehlsspeicher, Datenspeicher (Merker) und Rechenwerk.A metallic, rectangular plate 12 is attached to a wall 11, the electromagnetic Waves in the area of interest for PC able to shield. On this plate 12 are a lower wall 13, an upper wall 14 and two side walls 16, 17 built up perpendicular to the plate 12, delimit a rectangular cavity 18 and for electromagnetic waves are tightly joined. Spacers 19 are screwed into the plate 12. In the cavity 18 runs vertically from top to bottom at the point shown in FIG. 2 a partition wall 21, according to Fig. 2 to the right of this partition wall are on the spacers 19 one or more printed circuit boards 22 attached to the central processing unit wear. The central unit includes assemblies such as tail unit, instruction memory, data memory (Marker) and arithmetic unit.

Zwar wird in Fig. 2 nur eine Leiterplatte 22 gezeichnet. Ist die Zentraleinheit jedoch größer, kann sie auch auf zwei Leiterplatten 22 angeordnet sein, die dann parallel zueinander im Abstand liegen. Although only one circuit board 22 is drawn in FIG. 2. Is the However, the central unit is larger and can also be arranged on two circuit boards 22 which are then parallel to each other at a distance.

Gemäß Fig. 2 links von der Trennwand 21 ist eine Leiterplatte 23 an den Abstandshaltern 19 befestigt, die die Stromversorgungseinheit trägt, bestehend zumindest aus Transformator, Gleichrichter, Siebgliedern und Spannungsstabil isator. Die Leitungen zwischen den Leiterplatten 22 und 23 verlaufen durch nichtdargestellte Durchbrechungen in der Tennwand 21. According to FIG. 2, to the left of the partition wall 21 is a printed circuit board 23 attached to the spacers 19, which carries the power supply unit, consisting at least a transformer, rectifier, filter elements and voltage stabilizer. The lines between the circuit boards 22 and 23 run through not shown Openings in the partition wall 21.

An der oberen Wand 14 an deren äußerem Rand ist die eine Hälfte eines Schami ers 24 befestigt, deren andere Hälfte an einem aufklappbaren Aufbau 26 befestigt ist. Dieser Aufbau umfaßt zwei Seitenwände 27, 28, die mit den Wänden 16, 17 fluchten, eine Unterwand 29, die mit der Wand 13 fluchtet und eine Oberwand 31, die mit der Wand 14 fluchtet, sofern der Aufbau 26 nach unten abgeklappt ist. Die Wände können ein- oder mehrteilig sein, so daß sie teilweise oder ganz abgenommen werden können. On the upper wall 14 at its outer edge is one half of one Schami ers 24 attached, the other half of which is attached to a hinged structure 26 is. This structure comprises two side walls 27, 28 which are flush with the walls 16, 17, a lower wall 29, which is aligned with the wall 13 and an upper wall 31, which with the Wall 14 is aligned if the structure 26 is folded down. The walls can a- or in several parts, so that they can be partially or completely removed.

Auch diese Wände bestehen aus Material, das im interessierenden Frequenzbereich elektromagnetisch abschirmt und sind in diesem Sinne elektromagnetisch dicht gefügt.These walls are also made of material that is in the frequency range of interest electromagnetically shielded and in this sense are electromagnetically tightly joined.

In den Aufbau 26 ist von rückwarts eine den gesamten Grundriß ausfüllende bedruckte Leiterplatte 32 mechanisch fest und parallel zu den Leiterplatten 22, 23 eingesetzt.In structure 26, from the rear, there is one that fills the entire floor plan printed circuit board 32 mechanically fixed and parallel to circuit boards 22, 23 used.

Die Leiterpiatte 32 ist gemäß Fig. 4 auf ihrer Unterseite 33 entsprechend der Technik gedruckter Schaltungen mit metallischen Leitern versehen. Die großen, flächenmäßig dominierenden Flächen 34 haben Massepotential. Wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, sind diese Flächen 34 untereinander wieder durch dünnere Leiterstrecken verbunden, so daß ein faroday'scher Käfig entsteht und der Hohlraum 18 somit auch von dieser Seite geschirmt ist.The printed circuit board 32 is corresponding to FIG. 4 on its underside 33 the technology of printed circuits provided with metallic conductors. The big ones Surfaces 34 which dominate in terms of area have ground potential. As can be seen from FIG. 4 is, these surfaces 34 are connected to each other again by thinner conductor lines, so that a Faroday'scher cage arises and the cavity 18 thus also from this Side is shielded.

Wie Fig. 2 zeigt, sind auf der Oberseite der Leiterplatte 32 Klemmleisten 36 und Steckerleisten 37 befestigt. Ihre Anschlüsse sind durch die Leiterplatte 32 hindurch verzir)nten kontaktiert. Zum Beispiel sind die in den Spalten (Fig. 4 ) 38 liegende Kupferflöchen die Anschlußflächen für die durch die Leiterplatte 32 hindurch gehenden Anschluß verzinnten stifte der Klemmleisten 36. Die in den Spalten 39 I;egenden/Kupferflächen sind die verzinnten Anschlußflächen für die Lötstifte der Steckerleisten 37. Die jeweiligen/Kupferflöchen sind paarweise durch sehr kurze Leitungen 41 miteinander verbunden, die ebenfalls gedruckt sind. Die Leiterplatte 32 ist mit den Leiterplatten 22, 23 durch Flex-Leitungen 42 in einer durch den gewählten Schaltungsaufbau bedingten Weise miteinander verbunden. Wie Fig. 1 zeigt, laufen die Flex-Leitungen 42 innerhalb des Hohlraums 18, wenn der Aufbau 26 abgeklappt ist und sind damit ebenfalls geschützt und auch einfach zu montieren.As FIG. 2 shows, there are 32 terminal strips on the upper side of the circuit board 36 and connector strips 37 attached. Your connections are through the circuit board 32 wired through it. For example, those in the columns (Fig. 4) 38 lying copper areas the connection surfaces for the circuit board 32 through connection tinned pins of the terminal strips 36. The in the Columns 39 I; the edges / copper areas are the tinned connection areas for the solder pins of the connector strips 37. The respective / copper areas are paired by very short Lines 41 connected to one another, which are also printed. The circuit board 32 is with the circuit boards 22, 23 by flex lines 42 in one through the selected Circuit construction conditionally connected to each other. As Fig. 1 shows, run the flex lines 42 within the cavity 18, when building 26 is folded down and are therefore also protected and also easy to assemble.

Auf der Oberseite der Leiterplatte 32 sind die Klemmleisten 36 und die Steckerleisten 37 jeweils paarweise in der gezeigten Darstellung dicht nebeneinander angeordnet und zwischen jedem Paar bleibt von der Seite der Klemmleisten 36 her ein Gang 43 frei, so daß von dort her Kabelbäume 44 eingelegt werden können, wie dies Fig. 3 zeigt, die nach unten zu immer schlanker werden, je mehr der einzelnen Leitungen 46 abgezweigt und in einer Fassung durch eine Madenschraube 47 festgeklemmt sind.On the top of the circuit board 32 are the terminal strips 36 and the connector strips 37 each paired close to one another in the illustration shown arranged and between each pair remains from the side of the terminal strips 36 ago a passage 43 free so that cable harnesses 44 can be inserted from there, such as Fig. 3 shows this, the more and more of the individual are down, the more and more of them become slimmer Lines 46 branched off and clamped in a socket by a grub screw 47 are.

Statt die Leitungen 46 der Kabelbäume 44 mit Madenschrauben 47 festzuklemmen ist es auch möglich, die Enden der Kabelbäume 44 außerhalb des Aufbaus 26 an Kämmen anzulegen und dann jeweils einen Kamm in die nunmehr statt der Klemmleisten 36 verwendeten Steckleisten einzustecken. Dies hat den Vorteil, daß man diese Stecker mit ihren Leitungen vorfertigen kann und daß man nicht darauf achten muß, ob die richtige Leitung 46 dem richtigen Segment der Klemmleiste 36 zugeordnet ist.Instead of clamping the lines 46 of the cable harnesses 44 with grub screws 47 It is also possible to attach the ends of the cable harnesses 44 outside the structure 26 to combs to apply and then a comb in each of the now used instead of the terminal strips 36 To plug in headers. This has the advantage that you can use these connectors with their Can prefabricate lines and that you do not have to pay attention to whether the right one Line 46 is assigned to the correct segment of the terminal strip 36.

Direkt neben den Klemmleisten liegen in minimalem Abstand die Steckerleisten 37, die in bekannter Weise einen Elnführungsschlitz 48 aufweisen, in dem Zungen vorgesehen sind, die elektrisch mit den Spalten 38 verbunden sind. Die Gange 43 sind nach und ynten abe offen, und an dieser Stelle hat auch die Oberwand 31 . Durchbrechungen, so daß die Kabelbäume 44 nach oben austreten können. Man hat also zwischen den einzelnen Segmenten der Steckerleiste 37 und den einzelnen Segmenten der Klemmleisten 36 bzw.The connector strips are located directly next to the terminal strips at a minimal distance 37, which in a known manner have an insertion slot 48 in the tongues which are electrically connected to the columns 38 are provided. Aisle 43 are gradually open, and at this point the top wall also has 31. Breakthroughs, so that the harnesses 44 can exit upwards. So you have between the individual Segments of the connector strip 37 and the individual segments of the terminal strips 36 or

einer wf. verwendeten Steckleiste sehr kurze At#ande und spart die sonst für die Klemmleisten 36 benötigte Grundfläche.one wf. used connector strip very short at # ande and saves the otherwise for the Terminal strips 36 required floor space.

In die Steckerleisten 37 sind Leiterplatten 51 eingesteckt, die senkrecht zur Leiterplatte 32 stehen und in ihrem unteren Randbereich 52 Leiterzungen haben, die mit den Zungen der Steckerleisten 37 fluchten, wodurch die Leiterplatten 51 elektrisch angeschlossen und auch zum Teil mechanisch gehalten werden. Die Leiterplatten 51 sind gemäß Fig. 2 etwa 12 cm hoch und gemäß Fig. 3 20 cm breit. Dies ist ein besonders platzsparendes Maß. Die Leiterplatten 51 tragen sonstige bei der progrommlerburen Steuerung (PC) noch benötigten Einheiten wie die Eingabeeinheiten, die Ausgabeeinheiten, Zeitglieder, Registereinheiten, Zahler usw.In the connector strips 37 printed circuit boards 51 are inserted, which are perpendicular stand for circuit board 32 and have 52 conductor tongues in their lower edge area, which are aligned with the tongues of the connector strips 37, whereby the circuit boards 51 electrically connected and also partially held mechanically. The circuit boards 51 are about 12 cm high according to FIG. 2 and 20 cm wide according to FIG. 3. This is a particularly space-saving dimensions. The circuit boards 51 carry others at the progrommlerburen Control (PC) units still required such as the input units, the output units, Timers, register units, payers, etc.

Gemäß Fig. 2 nach oben ist der Aufbau 26 durch eine in Streifen 53 unterteilte Platte 54 abgeschlossen, wobei jeweils ein Streifen 53 zu einer Leiterplatte 51 gehört. Die Platte 54 stellt die Bedienungsebene dar und trägt Leuchtdioden 56, welche Betriebszustande anzeigen,sowie Bedienungsknöpfe 57.According to FIG. 2 upwards, the structure 26 is through a strip 53 subdivided plate 54 completed, each one strip 53 to a circuit board 51 heard. The plate 54 represents the operating level and carries light-emitting diodes 56, which display operating states, as well as control buttons 57.

Den Aufbau 26 kann man gemaß Fig. 1 ohne weiteres um den notwendigen Schwenkwinkel aufschwenken, denn die Kabelbäume 44 sowie die Flex-Leitung 42 sind flexibel.The structure 26 can be shown in FIG. 1 easily to the necessary Swivel open the pivot angle, because the cable harnesses 44 and the flex cable 42 are flexible.

Das Öffnen des Hohlraums 18 ansich erfordert noch keinen elektrischen Eingriff.The opening of the cavity 18 per se does not yet require an electrical one Intervention.

Sollte das Volumen des beschriebenen Gestells nicht ausreichen, dann läßt essich im erforderlichen Maß gemäß Fig. 2 nach links und/ oder rechts ohne weiteres erweitern, ohm daß man vom System obgehen muß. Im Betrieb kann gemaß Fig. 1 oben und unten vertauscht sein. Die Oberwtinde werden dann zu Unterwönden und umgekehrt.If the volume of the frame described is not sufficient, then it can be left and / or right without to the required extent according to FIG. 2 further expand, ohm that you have to go from the system. In operation, according to Fig. 1 can be swapped above and below. The Oberwtinde then become Unterwönd and vice versa.

Claims

Patent claims frame for program memory, central unit, power supply unit, Inputs, outputs, timers, clock units, register units, etc. from programmable Controls (PC), with connector strips for the edges of the cards, with terminal strips for connecting external incoming and outgoing lines as well as with internal printed Lines and flexible lines for connecting the groups (units) to one another, characterized by the following features: a) The frame (Fig. 1, 2) has a right flat shape metallic lower part (13,14,16,17), which is closed at the bottom and the four sides and in which the central unit (22) is located.

b) The lower part (13,14,16,17) has a cover that covers it (32) hinged, the cover (32) printed on its lower and / or upper side Has lines (34, 41), of which those (34) with ground potential regularly distributed and much larger than the signal-carrying lines (41).

c) The the central unit (22) with the underside (33) of the printed The flexible line (42) connecting lines (34, 41) lies in the lower part (13, 14, 16, 17).

d) The cover (32) carries arranged side by side in parallel rows Pairs of plug and connection strips (37, 36), which are provided by the underside printed lines (41) are interconnected.

2. Frame still claim 1, characterized in that that too Power supply unit (23) is provided in the lower part.

3. Frame according to claim 1, characterized in that between a pair of plug and connection strips (37, 36) on the cover (32) Gang (43) is provided for a cable harness (44) each.

4. Frame according to claim 1, characterized in that the power supply unit (23) separated electromagnetically from the central unit (22) by a partition (21) is.

5. Frame according to claim 1, characterized in that the groups (units) on printed cards (22,23,32,51) are provided, the cards (22) of the central unit and the power supply unit (23) form the lowest level, the cover (32) a parallel one The level above that forms the plug-in cards (51) one that is perpendicular to it Form fourth level and that to the first and second planes parallel, outer Level includes the operating and display elements (56, 57).

6. Frame according to claim 1, characterized in that instead of the connection strips (36) are plugs with sockets or pins.