DE4402002B4 - E/A-Module/ für einen Datenbus - Google Patents

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Abstract

Ein-/Ausgabe-Module für einen Datenbus,
– von denen mehrere benachbart zueinander auf einer Tragschiene aufrastbar sind,
– mit Klemmstellen für die parallele Verdrahtung von Busteilnehmern (Aktoren, Sensoren, Geräte)
– und mit einer E/A-Elektronik, die mit einer seriellen Datenbusleitung verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
– daß die E/A-Module jeweils in an sich bekannter Weise als separate Einzelreihenklemmen oder zu mehrerem in einer Gruppe von Einzelreihenklemmen auf die Tragschiene aufrastbar sind,
– wobei jede Einzelreihenklemme, auch der Gruppe, jeweils eine eigene E/A-Elektronik aufweist, die in die Einzelreihenklemme eingebaut oder auf diese aufstehbar ist,
– daß sowohl die Datenbusleitungen als auch die Stromversorgungsleitungen für die E/A-Elektronik in die Einzelreihenklemme integriert und durch diese hindurchgeschleift sind, indem jede Einzelreihenklemme und jede Gruppe von Einzelreihenklemmen in ihren Seitenflächen zu den Nachbarklemmen jeweils Druckkontakte (10, 11) aufweisen,
– derart, daß die Druckkontakte beim Aufrasten der Einzelreihenklemmen oder der Gruppe von...

Description

  • Die Erfindung betrifft E/A-Module für einen Datenbus gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
  • Solche bekannten E/A-Module für einen Datenbus, von denen der Oberbegriff des Anspruches 1 der vorliegenden Erfindung ausgeht, hat die Fa. Phoenix als INTERBUS-ST- System vorgestellt (siehe "DATE UP 93/2" = Druckschrift Nr. 5007833 der Fa. Phoenix Contact GmbH & Co., Blomberg, Juni 1993, Seiten 4 und 5). Bei diesem Datenbus-System sind die E/A-Module großvolumig als sogenannte E/A-Bus-Blöcke ausgebildet und jeweils für eine größere Anzahl von Busteilnehmern ausgelegt. Die Modularität eines solchen Systems, d. h. die Anpassungsmöglichkeit der E/A-Module an die tatsächlich vorhandenen Busteilnehmer ist entsprechend gering.
  • Die Datenbus-Verbindung zwischen den E/A-Bus-Blöcken des bekannten INTERBUS-ST-Systems erfolgt von Block zu Block jeweils mittels eines steckbaren Verbindungskabels. Die Stromversorgung für die Modulelektronik der E/A-Bus-Blöcke und die Leistungsstromversorgung der an die E/A-Bus-Blöcke angeschlossenen Busteilnehmer erfolgt pro Block jeweils gesondert, wobei jedoch Standard-Einlegebrücken angeboten werden, um eine Querverteilung der Stromversorgungen auf mehrere nebeneinander angeordnete Bus-Blöcke zu ermöglichen. Das ist jedoch insgesamt eine für den Anwender etwas umständliche und zeitraubende Montagearbeit.
  • In der DE 22 05 086 wurde bereits 1972 vorgeschlagen, als Querverbindungssystem zwischen reihenklemmenähnlichen Funktionsbausteinen beidseitig steckbare Verbindungsstifte zu verwenden (sogenannte Stöpselverbindungen), die allerdings den Nachteil haben, daß die Funktionsbausteine vor der Schienenmontage zusammengesteckt werden müssen. Eine verbesserte elektrische Querverbindung zwischen eng benachbarten Reihenklemmen ist durch Seitenwandkontakte möglich, die beim senkrechten Aufsetzen der Reihenklemme auf eine Tragschiene einander automatisch elektrisch kontaktieren (siehe hierzu 4 der DE 30 30 070 C1 ).
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, E/A-Module für einen Datenbus zu schaffen, die eine hohe Modularität haben und die in einfachster Weise auf eine handelsübliche und unveränderte Tragschiene aufzurasten sind, wobei zugleich beim Aufrastvorgang automatisch die Verbindung zu den Datenbus- und Stromversorgungsleitungen hergestellt sein soll.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäßen E/A-Module lassen sich problemlos auf einer handelsüblichen Tragschiene aufrasten und verbinden sich dabei automatisch zu einem Klemmenbus mit durchgeschleiften Datenbus- und Versorgungsleitungen. Dafür bedarf es seitens des Anwenders keiner zusätzlichen Montagearbeiten.
  • Die Modularität der neuen E/A-Module ist besonders groß, da jede Einzelreihenklemme immer nur einen E/A-Baustein darstellt und jeweils eine eigene E/A-Elektronik aufweist die in das Isolierstoffgehäuse der Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen eingebaut ist. Dabei entspricht die Breite eines solchen E/A-Moduls der üblichen Breite einer Reihenklemme, und sie besitzt die gleiche für Reihenklemmen übliche Technik der Verrastung auf der Tragschiene und die gleiche Anschlußtechnik bezüglich der Klemmstellen für die Verdrahtung der Busteilnehmer. Die erfindungsgemäße E/A-Module sind daher im Prinzip Reihenklemmen, wie sie dem Anwender mit ihren bekannten Montage- und Verdrahtungsarbeiten geläufig sind.
  • Der Klemmenbus kann mittels auf der Tragschiene fixierter Endwinkel zusammengehalten werden, wie dies für Reihenklemmen bekannt ist. Dadurch wird gewährleistet, daß der Kontaktdruck der Druckkontakte zwischen den Einzelreihenklemmen oder Gruppen von Einzelreihenklemmen den Klemmenbus auf der Tragschiene nicht auseinanderschiebt.
  • Zu demselben Zweck sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 2 vor.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 mit 2 + 3 3-er Gruppen von Einzelreihenklemmen,
  • 4 + 5 Querschnitte durch eine Einzelreihenklemme,
  • 6 Details der Druckkontakte der 2 mit 4,
  • 7 Details der Leistungsstrombrücker der 3 mit 5.
  • In 1 sind zwei Gruppen von Einzelreihenklemmen, jeweils bestehend aus drei Einzelreihenklemmen.
  • Jede Einzelreihenklemme besitzt eine in das Isolierstoffgehäuse 8 eingebaute E/A-Elektronik, die in 1 in Form einer bestücken Leiterplatte 9 erkennbar ist.
  • Jede Leiterplatte 9 trägt und ist elektrisch verbunden mit Druckkontakten, die als federnde Druckbügel 10 und auf der gegenüberliegenden Seitenfläche als fest angeordnete Kontaktstege 11 vorhanden sind (vergleiche 2 und 4). In 6 sind die Kontaktstege 11 im Querschnitt von oben zu sehen und entsprechend die Kontaktbügel 10 auf der gegenüberliegenden Seite der Nachbarklemme.
  • Insgesamt besitzen die dargestellten Einzelreihenklemmen (vergleiche 4 und 5 und die dargestellten Gruppen von Einzelreihenklemmen (vergleiche 1 mit 2 und 3) jeweils sechs Druckkontakte auf jeder Seitenfläche ihres Isolierstoffgehäuses. Das entspricht den in die E/A-Module integrierten und durch diese hindurchgeschleiften Leitungen, von denen zwei Leitungen für die Stromversorgung der E/A-Elektronik auf den jeweiligen Leiterplatten 9 der E/A-Module vorgesehen sind und die restlichen vier Datenbusleitungen sind (bei einer Ring-Topologie des Datenbusses jeweils zwei Datenleitungen in die eine Hin-Richtung und zwei Datenleitungen in die entgegengesetzte Rück-Richtung).
  • Das Hindurchschleifen dieser Leitungen durch die Gruppe von Einzelreihenklemmen sowie durch die Einzelreihenklemme ist in den 2 und 4 gut erkennbar. Bei der Gruppe sind dafür Stift-Buchsen 12 vorgesehen, so daß die scheibenförmigen Einzelreihenklemmen in einfachster Weise zu einem beliebigen 2-er, 3-er oder sonstigen Mehrfach-Modul zusammengerastet werden können. Zu diesem Zweck sind auch die kräftigen Knopf-Verrastungen 13 des Isolierstoffgehäuses bestimmt. Den Abschluß jeder Einzelreihenklemme und jeder Gruppe von Einzelreihenklemmen bilden die jeweiligen Isolierstoff-Abschlußpatten 14 (siehe 2 und 4).
  • Die 3, 5 und 7 verdeutlichen die Konstruktion und die Anordnung der Leistungsstrombrücker, jeweils bestehend aus einem Kontaktmesser 15 und einer federnden Kontaktgabel 16, die die Endstücke einer stabförmigen Flachschiene 17 bilden, die durch die Einzelreihenklemme (5) und durch die Gruppe von Einzelreihenklemmen (3) hindurchgeführt ist. Wie 1 zeigt, sind die Leistungsstrombrücker 15, 16 in einem ausreichenden Abstand zu den Druckkontakten 10, 11 angeordnet, da sie zur Leistungsstromversorgung der an die Klemmstellen der E/A-Module angeschlossenen Teilnehmer (Aktoren, Sensoren, Geräte) dienen und ein wesentlich höheres Spannungspotential führen können als die Buskontakte.
  • Die Klemmstellen für die parallele Verdrahtung der Busteilnehmer sind von oben zugänglich, wie dies 1 zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind für jeden Teilnehmer vorgesehen ein Signalanschluß 18, ein (+) Anschluß 19, ein (–) Anschluß 20 und ein Schutzleiter-Anschluß 21. Jede Klemmstelle ist in bekannter Bauart als Federkraftklemme 22 ausgeführt und bedarf keiner weiteren Beschreibung. Oberhalb des Signalanschlusses sind Leuchtdioden 23 vorgesehen, die den E/A-Status und gegebenenfalls Fehler anzeigen.
  • Die 3 und 5 sowie 1 lassen auch erkennen, daß die E/A-Module an ihren Seitenflächen korrespondierende Vor- und Rücksprünge 24, 25 aufweisen, die beim Aufsetzen bzw. Aufrasten der E/A-Module auf die Tragschiene ineinandergreifen und die E/A-Module in Anreihrichtung mechanisch zugfest miteinander verbinden.

Claims (3)

  1. Ein-/Ausgabe-Module für einen Datenbus, – von denen mehrere benachbart zueinander auf einer Tragschiene aufrastbar sind, – mit Klemmstellen für die parallele Verdrahtung von Busteilnehmern (Aktoren, Sensoren, Geräte) – und mit einer E/A-Elektronik, die mit einer seriellen Datenbusleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – daß die E/A-Module jeweils in an sich bekannter Weise als separate Einzelreihenklemmen oder zu mehrerem in einer Gruppe von Einzelreihenklemmen auf die Tragschiene aufrastbar sind, – wobei jede Einzelreihenklemme, auch der Gruppe, jeweils eine eigene E/A-Elektronik aufweist, die in die Einzelreihenklemme eingebaut oder auf diese aufstehbar ist, – daß sowohl die Datenbusleitungen als auch die Stromversorgungsleitungen für die E/A-Elektronik in die Einzelreihenklemme integriert und durch diese hindurchgeschleift sind, indem jede Einzelreihenklemme und jede Gruppe von Einzelreihenklemmen in ihren Seitenflächen zu den Nachbarklemmen jeweils Druckkontakte (10, 11) aufweisen, – derart, daß die Druckkontakte beim Aufrasten der Einzelreihenklemmen oder der Gruppe von Einzelreihenklemmen auf die Tragschiene automatisch einander kontaktieren, so daß die auf die Tragschiene aufgerastete Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen zu einem Klemmenbus mit durchgehenden Datenbuus- und Stromversorgungsleitungen verbunden sind, – daß die Leistungsstromversorgung für die an die Klemmstellen (19, 20) der Einzelreihenklemmen angeschlossenen Busteilnehmer mittels Leistungsstrombrücker (15, 16) erfolgt, die an den Seitenflächen jeder Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen fest angeordnet sind, und die beim Aufsetzen der Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen auf die Tragschiene automatisch ineinandergreifen derart, – daß die Leistungsstrombrücker jeweils aus einem Kontaktmesser (15) und einer federnden Kontaktgabel (16) bestehen, die wechselseitig an den Seitenflächen der Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen vorhanden sind und die beim Aufsetzen der Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen auf die Tragschiene in Querrichtung ineinandergreifen.
  2. E/A-Module nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen an ihren Seitenflächen korrespondierende Vor- und Rücksprünge (24, 25) aufweisen, die beim Aufsetzen auf die Tragschiene ineinandergreifen und die Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen in Anreihrichtung mechanisch zugfest miteinander verbinden.
  3. E/A-Module nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstrombrücker (15, 16) die Endstücke einer stabförmigen Flachschiene (17) bilden, die intern durch die Einzelreihenklemme oder Gruppe von Einzelreihenklemmen hindurchgeführt ist.
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