DE4320327C1 - Aktuatoren oder Sensoren zum Anschluß an eine Busleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Aktuatoren und Sensoren, insbesondere Näherungsschalter.

Aktuatoren und Sensoren bzw. Näherungsschalter sind als elektrische Geräte bekannt, die über eine elektrische Versorgungsleitung an eine Spannungsquelle angeschlossen und durch Zu- bzw. Abschaltung einer Spannungsversorgung in den Betriebszustand EIN bzw. AUS geschaltet werden. Die bekannten Sensoren bzw. Näherungsschalter haben üblicher­ weise zum Anschluß an die Stromversorgung ein elektrisches Anschlußteil mit Steckkontakten, wie es z. B. im Gebrauchs­ muster G 92 00 770.8 offenbart ist. Bei einem weiteren Nährungsschalter gemäß G 92 00 772.4 sind zum Anschluß gehörige Steckerstifte über eine Steckerstiftplatte mit einer elektrischen Schaltung auf einer Leiterplatte verbunden. Zum elektrischen Anschluß wird hier stets ein passend ausgebildeter Stecker benötigt, der über eine eigene Stromversorgungsleitung mit der Spannungsquelle ver­ bunden ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Stromversorgungsleitung gemäß DE 33 21 666-A1 im Nährungs­ schalter enden zu lassen und dort direkt z. B. an einer flexiblen Leiterplatte anzuschließen.

Allen diesen Sensoren ist gemein, daß ihr Betriebszustand durch Zuschaltung der Versorgungsspannung über die zuge­ hörige Stromversorgungsleitung gesteuert wird, was bei der Anordnung einer Vielzahl von Sensoren und Aktuatoren auf engem Raum zu einer entsprechenden Leitungshäufung und zu unübersichtlichen Zuordnungen der Leitungen führen kann. Um auch dies u. a. zu vermeiden, ist gemäß einer neuen Entwick­ lung der Anschluß von Aktuatoren und Sensoren als Teilneh­ mer an ein Bus-Modul vorgesehen, das mit einer zweiadrigen formkodierten Busleitung kontaktiert wird. Diese Technik ist in der noch unveröffentlichen Europäischen Patentanmeldung EP 93 106 060.2 offenbart. Eine elektrische Schaltung im Bus-Modul sorgt für die gegenseitige Anpassung zum Da­ tenverkehr zwischen einem Teilnehmer, d. h. einem Aktuator oder Sensor einserseits und einem übergeordnet betriebenen ebenfalls an der Busleitung angeschlossenen Master anderer­ seits.

Eine wesentliche Vereinfachung kann dadurch erreicht wer­ den, daß zwischen dem Master und dem Teilnehmer direkt Daten bzw. Informationen ausgetauscht werden, wozu der Teilnehmer selbst mit einer entsprechenden Anpaßschaltung ausgestattet ist. Für solche Teilnehmer besteht die Forde­ rung, daß sie an beliebiger Stelle einer geschleiften Bus­ leitung anschließbar sein müssen.

Techniken zum Anschluß von Glühlampenfassungen an einer beliebigen Stelle eines Kabels sind in diesem Zusammenhang als bekannt vorauszusetzen. Die Schweizer Patentschrift CH 444 302 offenbart eine derartige Glühlampenfassung mit ei­ ner kanalförmigen Ausnehmung, in die ein Flachkabel einge­ drückt wird. Aus dem Boden der Ausnehmung ragen zwei Kon­ taktspitzen hervor, die sich beim Eindrücken des Flachkabels in die Isolierung bohren und schließlich jeweils eine Leitungsader kontaktieren. Die Lampenfassung ist im Bereich des Flachkabels formschlüssig und dicht durch einen Deckel abgedeckt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, busfähige Senso­ ren oder Aktuatoren derart auszubilden, daß eine einfache und sichere Kontaktierung mit einer Busleitung möglich ist. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kontaktierungseinrich­ tung zur Kontaktierung mit Leitungsadern einer verpolungs­ sicher formkodierten Busleitung, mit Messerkontakten, mit an die Formkodierung der Busleitung angepaßten Positionie­ rungsmitteln zur Positionierung derselben und mit Führungs­ mitteln, die zur geführten Einbringung der Messerkontakte in die Busleitung bis hin zur Kontaktierung der Leitungs­ adern dienen. Vorzugsweise ist die Busleitung eine Flach­ bandleitung mit einer einseitig angeformten Rippe, über die die Polarität der Leitungsadern leicht erkennbar ist. Eine besonders einfache Ausführungsform wird erreicht, wenn die Messerkontakte in einem Unterteil stecken, das als Abschluß des Sensor- oder Aktuatorgehäuses, wenn die Spitzen der Messerkontakte zur Außenseite des Sensors oder Aktuators hin hinausragen und die Messerkontakte zur Innenseite mit einer elektrischen Schaltung kontaktiert sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktierungseinrichtung ein auf das Unterteil aufschiebbares Oberteil aufweist, das den Spitzen der Messerkontakte gegenüberliegend mit einer an die Formkodierung der Busleitung angepaßten Ausnehmung zur Aufnahme derselben versehen ist. Selbstverständlich muß die Kontaktierung gegenüber äußerer Feuchtigkeitseinwirkung geschützt sein. Hierzu ist es von Vorteil, wenn im montierten Zustand der Busleitung das Oberteil und das Unterteil z. B. durch Verschraubung miteinander verpreßt sind, wobei die außenseitig mit den Messerkontakten ver­ sehene Oberfläche des Unterteils gegen die durch die Mes­ serkontakte durchstoßene Oberfläche der Busleitung unter Erzielung der erforderlichen Abdichtung der Messerkontakte drückt.

Um sicherzustellen, daß die Leitungsadern der Busleitung nicht an den falschen Messerkontakt angeschlossen werden und die Einbringbewegung, bei der die Messerkontakte die Isolierung der Leitung durchstoßen, geführt erfolgt, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Führungsmittel in Form von zwei Stegen am Unterteil in Verbindung mit einer daran angepaßten Formgebung des Oberteils bestehen und zumindest einer der Stege mit Kodiernasen versehen ist.

Durch Schnapphaken am Oberteil, die günstigerweise in Verlängerung der Ausnehmung vorgesehen werden, läßt sich auf einfache Weise eine Halterung der Busleitung für die Montage erreichen.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau zum Datenverkehr zwischen Aktuatoren bzw. Sensoren und einem Master über eine Busleitung und

Fig. 2 eine Kontaktierungseinrichtung für einen Flachkabel­ anschluß bei Aktuatoren und Sensoren.

Ein an einer zentralen Steuerungs- und Überwachungsstelle angeordneter Master 17 ist gemäß Fig. 1 über ein formkodier­ tes Flachkabel 3 als Busleitung mit Sensoren 1 bzw. Aktua­ toren 2 verbunden. Das Flachkabel 3 dient zur Stromversor­ gung und zum Datenverkehr, wozu die Datensignale auf die Versorgungsspannung aufmoduliert werden. Der Master 17 ist außerdem an eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS 18 angeschlossen, die sozusagen als intelligente Einheit Daten vom Master 17 entgegennimmt, diese mittels Programm auswer­ tet und daraufhin Befehle über den Master 17 an Teilnehmer ausgibt. Außerdem können weitere Teilnehmer, wie z. B. Nie­ derspannungsschaltgeräte 19 (siehe Fig. 1) direkt mit dem Master 17 in Verbindung stehen, um diese Teilnehmer mit möglichst geringer Verzögerung abhängig von den Meßergeb­ nissen der Sensoren 1 zu steuern.

Das geschleifte Flachkabel 3 ist an seinem Ende durch ein geeignetes Abschlußstück 20 gedichtet.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines Sensorgehäuses 21 mit einer Kontaktierungseinrichtung für einen Flachkabelanschluß. Im vergossenen Innenraum des Sensorgehäuses 21 befindet sich eine Leiterplatte 22 mit der zum Betrieb des Sensors 1 er­ forderlichen elektrischen Schaltung 13. Die Kontaktierungs­ einrichtung weist im wesentlichen ein Unterteil 10 und ein Oberteil 14 auf, die beide durch eine Schraubverbindung im montierten Zustand zusammengehalten sind. Beide Teile 10, 14 sind aus Kunststoff geformt. Im Kunststoff des Unterteils 10, das im Sensorgehäuse 21 steckt, sind zwei Messerkontak­ te 5 vergossen, die mit ihren Spitzen 12 zur Außenseite und mit ihren anderen Enden zum Innenraum des Sensorgehäuses 21 vorragen. Letztere sind mit der elektrischen Schaltung auf der Leiterplatte 22 verlötet. Das Unterteil 10 weist zwei Stege 8 auf, von denen einer mit Kodiernasen 9 versehen ist (s. Fig. 3). In den durch die Stege 8 gebildeten Zwischen­ raum ist das entsprechend geformte Oberteil 14, durch die Kodiernasen 9 geführt, einschiebbar. Das Oberteil 14 hat in seinem den Spitzen 12 der Messerkontakte 5 gegenüber­ liegenden Bereich eine Ausnehmung 6 zur Aufnahme des Flach­ kabels 3. Die Ausnehmung 6 ist in ihrer Form der Form­ kodierung des Flachkabels 3 angepaßt, das somit nur in einer einzigen Lage einlegbar ist. Das Flachkabel 3 weist eine seitlich angeformte Rippe 16 auf. In Verbindung mit dem durch die Kodiernasen 9 des Unterteils 10 gesicherten lagerichtigen Einfügen des Oberteils 14 ergibt sich eine eindeutige Zuordnung der Messerkontakte 5 zu den Leitungs­ adern des Flachkabels 3, d. h. durch die genannten Maßnahmen wird Verpolungssicherheit gewährleistet.

Das Oberteil 14 weist in der Verlängerung der Ausnehmung 6 zu beiden Seiten Schnapphaken 7 auf, die das Flachkabel 3 bei der Montage umklammern und damit halten.

Die Montage und Kontaktierung der geschleiften Busleitung 3 erfolgt in der Weise, daß zunächst das Flachkabel 3 in die Ausnehmung 6 eingelegt wird und die Schnapphaken 7 das Flachkabel 3 umgreifen (siehe Fig. 3, 4). Anschließend wird das Oberteil 14 zusammen mit dem Flachkabel 3 lagerichtig zwischen die beiden Stege 8 des Unterteils 10 eingeschoben. Dabei durchstoßen die Spitzen 12 der Messerkontakte 5 zu­ nächst die Isolierung und dann die als Schaltlitzen 4 aus­ geführten Leitungsadern des Flachkabels 3.

Das in die Ausnehmung 15 eingelegte Flachkabel 3 steht soweit vor, daß beim Zusammenfügen von Ober- 14 und Unter­ teil 10 letzteres mit seiner Oberfläche derart gegen das Flachkabel 3 in dem durch die Messerkontakte 5 durchbohrten Bereich drückt, daß sich hierdurch eine dichtende Wirkung für die Messerkontakte ergibt.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Kontaktierungseinrich­ tung mit den beiden Stegen 8 des Unterteils 10 und dem da­ zwischen liegenden Oberteil 14, das seitlich mit den Schnapphaken 7 zur Halterung der Busleitung 3 versehen ist.

In Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Kontaktierungseinrich­ tung am Sensorgehäuse 21 dargestellt. Hier ist das Umgreifen und Halten des Flachkabels 3 durch die in Verlängerung der Ausnehmung 6 ausgebildeten Schnapphaken 7 deutlich sichtbar. Die Andruckfläche des Unterteils 10 auf das Flachkabel 3 dient als Dichtfläche.

Claims (9)

1. Aktuatoren oder Sensoren, insbesondere Nährungsschalter, gekennzeichnet durch eine Kontaktierungseinrichtung zur Kontaktierung mit Leitungsadern (4) einer verpolungssicher formcodierten Busleitung (3), mit Messerkontakten (5), mit an die Formkodierung der Busleitung angepaßten Positionie­ rungsmitteln (6, 7) zur Positionierung derselben und mit Führungsmitteln (8, 9), die zur geführten Einbringung der Messerkontakte (5) in die Busleitung (3) bis hin zur Kon­ taktierung der Leitungsadern (4) dienen.

2. Aktuatoren oder Sensoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Busleitung als Flachbandleitung (3) mit einer ein­ seitig angeformten Rippe (16) ausgeführt ist.

3. Aktuatoren oder Sensoren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerkontakte (5) in einem Unterteil (10) stecken, das als Abschluß des Sensor- oder Aktuatorgehäuses (11) dient, und daß die Spitzen (12) der Messerkontakte (5) zur Außenseite des Sensors (1) oder Aktuators (2) hin heraus­ ragen und die Messerkontakte (5) zur Innenseite mit einer elektrischen Schaltung (13) kontaktiert sind.

4. Aktuatoren oder Sensoren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungseinrichtung ein auf das Unterteil (10) aufschiebbares Oberteil (14) aufweist, das den Spitzen der Messerkontakte (3) gegenüberliegend mit einer an die Formkodierung der Busleitung (3) angepaßten Ausnehmung (6) zur Aufnahme derselben versehen ist.

5. Aktuatoren oder Sensoren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im montierten Zustand der Busleitung (3) das Oberteil (14) und das Unterteil (10) z. B. durch Verschraubung mit­ einander verpreßt sind, wobei die außenseitig mit den Mes­ serkontakten (5) versehene Oberfläche des Unterteils (10) gegen die durch die Messerkontakte (5) durchstoßene Ober­ fläche der Busleitung (3) unter Erzielung der erforderlichen Abdichtung der Messerkontakte (3) drückt.

6. Aktuatoren oder Sensoren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel in Form von zwei Stegen (8) am Unterteil (10) in Verbindung mit einer daran angepaßten Formgebung des Oberteils (14) bestehen.

7. Aktuatoren oder Sensoren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Stege (8) mit Kodiernasen (9) versehen ist.

8. Aktuatoren oder Sensoren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (14) Schnapphaken (7) zur Positionierung der Busleitung (3) aufweist.

9. Aktuatoren oder Sensoren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnapphaken (7) in Verlängerung der Ausnehmung (6) am Oberteil (14) vorgesehen sind.