DE4002252A1 - Baugruppe fuer automatisierungsgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Baugruppe für Automatisierungsgeräte mit einem frontseitigen Steckverbinderelement, das eine rechteckige Grundplatte mit mindestens drei in Längsrichtung parallel zueinander verlaufenden, mindestens zwei Längsnuten bildenden Stegen aufweist, wobei in einer Nut eine Reihe von Anschlußstiften für auf diese aufsteckbare Schraubklemmenblöcke vorgesehen sind, und die andere Nut einen Kabelkanal für zu den Schraubklemmenblöcken geführte Anschlußleitungen bildet.

Eine derartige Baugruppe ist bereits bekannt (DE-PS 36 03 643). Der Steckverbinder der bekannten Baugruppe ist mit einer in Fortsetzung einer Wand der Nut des Kabelkanals vorspringenden Leiste versehen, die eine Reihe von parallel zueinander angeordneten, zylindrischen Löchern enthält. In den Löchern befinden sich Leuchtdioden, die über ihre Anschlußdrähte mit Lötstellen auf einer am Steckverbinder befestigten Leiterplatte verbunden sind. Die Stifte des Steckverbinders, die fest in der Grundplatte angeordnet sind, sind jeweils durch Drähte mit Lötstellen der Leiterplatte verbunden. Zwischen den Leuchtdioden und den Stiften verlaufen leitende Verbindungen, z. B. über die Lötstellen, so daß eine Leuchtdiode von dem an jeweils einem Stift herrschenden Pegel beaufschlagt wird. Eine solche Anordnung eignet sich für Spannungen, wie sie im Rahmen logischer Schaltkreise üblich sind.

Automatisierungsgeräte sind über Eingabe-, Ausgabeschaltungen mit Meß-, Steuer- und Überwachungselementen verbunden, die in einer für einen Prozeß bestimmten Anlage häufig verteilt und in größeren Abständen von den Eingabe-, Ausgabeschaltungen angeordnet sein können. Insbesondere bei größeren Abständen zwischen der jeweiligen Eingabe-, Ausgabeschaltung und dem jeweiligen Geber- oder Steuerelement ist es günstig, ein Geber- oder Steuerelement für höhere Nennspannungen zu verwenden. Durch die höhere Spannung wird die Gefahr der Beeinflussung durch Störspannungen stark vermindert. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich dann, wenn Geber- oder Steuerelemente für die Netzspannung eingesetzt werden. Derartige Geber- und Steuerelemente sind im allgemeinen kostengünstig verfügbar. Darüber hinaus steht die Nennspannung in technischen Anlagen an vielen Stellen zur Verfügung, so daß aufwendige Maßnahmen zur Erzeugung und störspannungssicheren Verteilung niedriger Spannungen für die Geber- und Steuerelemente entfallen können.

Wenn höhere Eingabe-, Ausgabespannungen ohne galvanische Trennung an Baugruppen der eingangs beschriebenen Gattung eingesetzt werden sollen, sind die für Starkstromanlagen geltenden Sicherheitsbestimmungen zu beachten. Insbesondere müssen zwischen spannungsführenden Teilen bestimmte Luft- und Kriechstreckenabstände eingehalten werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß die auch für die Ein- und/oder Ausgabe höherer Spannungen mit möglichst geringem Aufwand eingesetzt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußstifte teilweise in isolierende Hülsen eingefügt sind, in denen die Enden der Anschlußstifte mit isolierten, flexiblen Leitungen verbunden sind, die zu Verbindungsstellen der Baugruppe verlegt sind, und daß die Hülsen in Ausnehmungen der Grundplatte einsetzbar und an der Grundplatte lösbar verrastet sind, wobei die freien Enden der Anschlußstifte in die Nut durch Löcher hindurch ragen, die im Abstand der für die angelegte Spannungen erforderlichen Luft- und Kriechstrecken angeordnet sind. Diese Baugruppe erlaubt die Beaufschlagung der Anschlußstifte mit höheren Spannungen, die mittels der flexiblen Leitungen an ausgewählten Verbindungsstellen der Baugruppe, z. B. einer Leitplatte, herangeführt werden, die zu anderen spannungsführenden Teilen der Baugruppe ausreichende Sicherheitsabstände in Bezug auf Luft- und Kriechstrecken haben. Die für eine sichere Arbeitsweise bei höheren Spannungen notwendigen Isolationswiderstände können demnach ohne weiteres eingehalten werden. Es ist im übrigen auch möglich, Anschlußstifte, die mit niedrigeren Spannungen beaufschlagt werden, in die Löcher einzusetzen und die Anschlußstifte wie bei der bekannten Baugruppe mit Leuchtdioden in einer an den Kabelkanal angrenzenden Leiste zu verbinden.

Vorzugsweise sind die Anschlußstifte mit den Hülsen jeweils als einzelne, für sich handhabbare Stecker ausgebildet. Nicht für alle Anschlußstifte für die Ein- und Ausgabe ist in vielen Fällen die Beaufschlagung mit höheren Spannungen wie der Netzspannung erforderlich. Die Verwendung der Anschlußstifte mit den Hülsen in Form von Einzelsteckern ermöglicht eine flexible Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten des zu steuernden zu überwachenden bzw. zu regelnden Prozesses.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die zylindrische Hülse auf ihrer Mantelfläche einen Vorsprung auf, der in einem erweitenden Ende eines Führungsleiters in einer von der Grundplatte vorspringenden Leiste einrastbar ist. Die Anschlußstifte mit den Hülsen können auf sehr einfache Weise befestigt werden.

Die nicht mit den Anschlußstiften verbundenen Enden der Leistungen können jeweils in verschiedenen Anschlußtechniken mit der Baugruppe, insbesondere mit Lötanschlüssen auf einer Leiterplatte der Baugruppe verbunden werden. Eine direkte Einlötung der Enden ist möglich, wenn eine nicht auftrennbare Verbindung hergestellt werden soll. An jedes Leitungsende oder an eine Gruppe von Leitungsenden kann auch ein Steckverbinder angeschlossen werden, der z. B. als Federleiste ausgebildet ist.

Auf der Leiterplatte ist an der gewünschten Stelle eine Stiftreihe vorgesehen. Weiterhin können auf der Leiterplatte Klemmen angeordnet sein, mit denen die Enden der flexiblen Leitungen verbunden werden. Es ist auch möglich, an den Enden Steckschuhe zu befestigen, die mit auf der Leiterplatte befestigten Gegenstreckenelementen verbunden werden.

Um den Steckverbinder wahlweise für Anschlußstifte mit geringeren Anforderungen an die Isolationswiderstände und mit Anschlußstiften mit höheren Anforderungen an die Isolationswiderstände verwenden zu können, ist es zweckmäßig, die Abstände der Löcher so zu wählen, daß die Abstände benachbarter Löcher auf die Isolationswiderstände der niedrigeren Spannung und die Abstände zwischen zwei durch ein Loch getrennten Löchern an die Isolationswiderstände der höheren Spannung angepaßt sind. Wenn Anschlußstifte mit höheren Spannungen belegt werden sollen, reicht es aus, nicht die nächsten sondern die übernächsten Löcher mit Anschlußstiften ausgestattet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben.

Die Zeichnung zeigt teilweise im Schnitt die perspektivische Ansicht einer Baugruppe 1 für Automatisierungsgeräte, die eine Leiterplatte 2 enthält, auf der elektrische Bauteile 3, 4 angeordnet sind. Im allgemeinen sind auf der Leiterplatte einer Baugruppe mehr als die in der Zeichnung dargestellten Bauteile angeordnet. Die Bauteile sind durch nicht näher dargestellte Leiterbahnen auf der Leiterplatte 2 in einer bestimmten schaltungstechnischen Anordnung miteinander verbunden. An der Rückseite der Baugruppe 2 ist ein Steckverbinderelement 5 vorgesehen, das beim Einfügen der Baugruppe 1 in einem nicht dargestellten Baugruppenträger mit einem an dessen Rückwand angeordneten Gegensteckelement zusammenwirkt.

Mit der Vorderseite der Baugruppe 1 ist ein Steckverbinderelement 6 verbunden. Das Steckverbinderelement 6 weist eine rechteckige Grundplatte 7 auf, von der drei in Längsrichtung verlaufende Stege 8, 9, 10 vorspringen. Durch die drei Stege 8, 9, 10 werden zwei Längsnuten 11, 12 gebildet. Die Nut 12 dient als Kabelkanal. In die Nut 11 ragen Anschlußstifte 13, 14, 15, 16, 17, die auf die Schraubklemmen aufgesteckt werden können, von denen eine, mit 18 bezeichnete Schraubklemme in der Zeichnung dargestellt ist. Die in dem Kabelkanal verlegten Leitungen werden mit den Enden in den Schraubklemmen 18 befestigt, die seitliche, der Nut 12 zugewandte Einführungsöffnung für die Drahtenden aufweisen. Diese Einführungsöffnungen sind in der Zeichnung nicht näher dargestellt.

Der Steg 10 ist als über die Stege 8, 9 hinausragende Leiste ausgebildet, die eine Reihe in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnete Löcher 19 aufweist, die für die Aufnahme von Leuchtdioden bestimmt sind. Die Löcher 19 sind jeweils über Kanäle 20 mit nach der Rückseite verlaufenden Vertiefungen 21 im Steg 10 verbunden. In den Vertiefungen 21 und den Kanälen 20 verlaufen die Anschlußdrähte der Leuchtdioden in den Löchern 19.

Am Boden der Nut 11 sind in gleichmäßigem Abstand voneinander eine Reihe von Durchgangslöchern 23 vorgesehen. Die Abstände zwischen zwei nebeneinander angeordneten Löchern 23 sind jeweils auf die Isolationswiderstände, das heißt die Luft- und Kriechstrecken relativ niedriger Spannungen abgestimmt. Es handelt sich um Spannungen im Bereich z. B. 5 bis 40 Volt, die beim Betrieb von logischen Schaltungen und der Leuchtdioden nicht überschritten werden. Den Durchgangslöchern 23 sind die Löcher 19 zugeordnet. Wenn die Baugruppe 1 zur Eingabe und/oder zur Ausgabe binarer Pegel eingesetzt werden soll, können alle Durchgangslöcher bedarfsweise mit Anschlußstiften entsprechend 13, 14, 15 bestückt werden. Die Anschlußstifte werden in diesem Fall je mit einer Leuchtdiode verbunden, so daß die Leuchtdioden durch Aufleuchten das Vorhandensein eines bestimmten Pegels am zugeordneten Anschlußstift anzeigen.

Für Steuer-, Regel und Überwachungszwecke eines Prozesses sind häufig Spannungen im Bereich der Netzspannung erforderlich oder wenigstens zweckmäßig. Um Aufwand einzusparen, kann es erwünscht sein; die Baugruppe 1 so auszustatten, daß Leitungen für höhere Spannungen, z. B. Netzspannung von 220 V, angeschlossen werden können. Für die Netzspannung müssen bestimmte Isolationswiderstände zwischen leitenden Teilen eingehalten werden, d. h. bestimmte Luft- und Kriechstrecken müssen zwischen leitenden Teilen vorhanden sein. Wenn einem Anschlußstift Netzspannung zugeführt wird, dann wird zur Einhaltung der notwendigen Isolationswiderstände für Spannungen von z. B. 1000 V der benachbarte Anschlußstift erst im übernächsten Loch 23 angeordnet. Die Abstände zwischen zwei durch ein Loch getrennten Löchern 23 sind auf den für die höhere Spannung notwenigen Isolationswiderstand abgestimmt.

Damit die Baugruppe 1 schnell und einfach an die gewünschten Eingangsspannungen angepaßt werden kann, sind die Anschlußstifte 13 bis 17 jeweils als einzeln in die Grundplatte 7 einsteckbare Einheiten ausgebildet. Jeder Anschlußstift 13 bis 17 weist eine einen Teil seiner Länge abdeckende Hülse 24 aus Isoliermaterial auf. Die zylindrische Hülse 24 ist mit einem Ende in ein zylindrisches Loch 25 in der Grundplatte 7 eingesteckt. Von der Grundplatte 7 springt eine Leiste 26 in Richtung des rückseitigen Endes der Baugruppe 1 vor. Die Leiste 26 hat im Bereich jedes Lochs 25 einen Schlitz 27, der nicht ganz bis zum Ende des Lochs 25 verläuft, das in einem Absatz endet, an dem das Loch 23 beginnt, das durch die Grundplatte 7 hindurchgeht. Am Ende jedes Schlitzes 27 ist eine Stelle mit größerem Querschnitt. In diese Stelle ragt ein Vorsprung 28 hinein, der von der Hülse 24 ausgeht. Die Leiste 26 besteht aus einem in gewissen Grenzen elastischen Material. Hierdurch ist es möglich, beim Einsetzen der Hülse 24 den Vorsprung 28 im Schlitz 27 zu verschieben, bis der Vorsprung 28 am Ende des Schlitzes 27 einrastet und die Hülse 24 in ihrer Position festhält. Die Anschlußstifte 13 bis 17 können daher schnell und einfach an einer gewünschten Stelle eingesetzt bzw. daraus gelöst werden.

In der Hülse 24 sind die Anschlußstifte 13 bis 17 jeweils mit Enden von flexiblen, isolierten Leitungen 29, 30, 31, 32 und 33 verbunden, deren andere Enden jeweils an eine Stelle der Leiterplatte 2 geführt sind. Diese Stelle ist so ausgewählt, daß zu anderen spannungsführenden Teilen ein der jeweiligen Spannung entsprechende Kriech/Luftstrecke vorliegt. Die Anschlußtechnik an den zweiten Enden der Leitungen 29, 30, 31, 32 und 33 ist den jeweiligen Erfordernissen angepaßt. Das zweite Ende der Leitung 29 ist zum Beispiel an eine Schraubklemme 34 angeschlossen. Das zweite Ende der Leitung 30 ist unmittelbar in eine Bohrung 35 der Leiterplatte 2 eingelötet. Von der Bohrung 35 geht eine nicht näher dargestellte Leiterbahn aus. Mit dem zweiten Ende der Leitung 31 ist eine Kabelschub/Aufsteckhülse 36 verbunden. Als Gegensteckelement ist auf der Leiterplatte 37 ein Messer angeordnet. Die beiden Leitungen 32, 33 sind mit ihren Enden jeweils mit Kontakten eines handelsüblichen Steckverbinders 38 verbunden, mit dem eine Stiftleiste 39 auf der Leiterplatte 2 korrespondiert.

Claims (5)

1. Baugruppe für Automatisierungsgeräte mit einem frontseitigen Steckverbinderelement, das eine rechteckige Grundplatte mit mindestens drei in Längsrichtung parallel zueinander verlaufenden, mindestens zwei Längsnuten bildenden Stegen aufweist, wobei in einer Nut eine Reihe von Anschlußstiften für auf diese aufsteckbare Schraubklemmblöcke vorgesehen sind, und die andere Nut einen Kabelkanal für zu den Schraubklemmblöcken geführte Anschlußleitungen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (13, 14, 15, 16, 17) teilweise in isolierende Hülsen (24) eingefügt sind, in denen die Enden der Anschlußstifte (13, 14, 15, 16, 17) mit isolierten flexiblen Leitungen (29, 30, 31, 32, 33) verbunden sind, die zu Verbindungsstellen der Baugruppe (1) verlegt sind, daß die Hülsen (24) in Ausnehmungen der Grundplatte (7) einsetzbar und an dieser lösbar verrastet sind, und daß die freien Enden der Anschlußstifte (13 bis 17) in die Nut (11) durch Löcher (23) hindurchragen, die im Abstand des für die angelegte Spannung erforderlichen Isolationswiderstands angeordnet sind.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (13, 14, 15, 16, 17) mit den Hülsen (24) jeweils als einzelne, für sich handhabbare Stecker ausgebildet sind.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (24) auf ihrer Mantelfäche einen Vorsprung (28) aufweist, der in einem erweiternden Ende eines Führungsschlitzes (27) in einer von der Grundplatte (7) vorspringenden Leiste (26) einrastbar ist.

4. Baugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Löcher (23) in einem derartigen Abstand angeordnet sind, daß für zwei durch ein Loch voneinander getrennte Löcher (23) der Isolationswiderstand dem Mindestwert entspricht, der für die Nennspannung zwischen zwei durch ein Loch (23) getrennten Anschlußstiften (13 bis 17) festgelegt ist.

5. Baugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die dem Anschlußstiften (16 und 17) abgewandten Enden der flexiblen Leitungen Steckverbinder (38) angeschlossen sind.