DE69600047T2

DE69600047T2 - Zusammensetzbare elektrische Schnittstellenvorrichtung

Info

Publication number: DE69600047T2
Application number: DE69600047T
Authority: DE
Inventors: Rene Barbier; Jean-Marie Colonna; Andras Gyongyosi; Marc Soulas; Andre Vianes
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: FR2730350B1; CZ36996A3; DE69600047D1; EP0726614A1; ES2107318T3; BR9600352A; EP0726614B1; CZ287548B6; JPH08249013A; PL312645A1; FR2730350A1; JP3933720B2; US5786987A; PL179228B1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Schnittstellenvorrichtung mit einer Printplatte, die an eine Verarbeitungseinheit angeschlossen werden kann, insbesondere eine Verarbeitungseinheit einer vorprogrammierbaren Steuerung, einem länglichen Sockel mit Längsrillen zur Aufnahme der Printplatte, auf der Printplatte aufgeschweissten Schnittstellenelementen - Bestandteile oder Schaltungen - und mindestens einer ebenfalls auf der Printplatte aufgeschweissten Klemmleiste, die den Anschluss der Printplatte an eine elektrische Ausrüstung ermöglicht, die von der Verarbeitungseinheit betrieben oder gesteuert werden kann.
Bei den bekannten Schnittstellenvorrichtungen dieses Typs sind die Bestandteile oder Schnittstellen- Unterbaugruppen wie zum Beispiel Relais oder Relaissockel, Verarbeitungsschaltungen, (sogenannte aktive Organe), Anzeigedioden, Sicherungen oder Trennschalter, (sogenannte passive Organe), auf der Printplatte in so vielen Konfigurationen wie gewünschte Anwendungen aufgeschweisst. Diese Vorrichtungen sind demnach in zahlreichen, den Kundenwünschen angepassten Versionen herstellbar, wobei diese Diversität jedoch die Herstellung und die Verwaltung einer grossen Anzahl von Produkten voraussetzt, selbst wenn man ein einziges Sockel- und Printplattenformat beibehält. Möchte man im Gegenteil eine derartige Schnittstellenvorrichtung ab einem einzigen Monoblockkasten, oder mehreren Monoblockkästen, herstellen, der die Klemmleisten und Anzeigedioden integriert, stösst man zwangsläufig auf eine starke Begrenzung der Palette, mit der logischen Folge, nicht alle Wünsche der Kunden erfüllen zu können.
Die Erfindung soll innerhalb einer Palette von Schnittstellenvorrichtungen des beschriebenen Typs eine grosse Vielfalt von Anwendungen und eine sehr einfache Herstellung und Verwaltung vereinen und dabei gleichzeitig eine gute Steifigkeit des Zusammenbaus gewährleisten.

Erfindungsgemäss

- sind die Schnittstellenelemente in verschiedenen modularen Kästen angeordnet, deren Längen einem Modul entsprechen oder ganze Vielfache davon sind, wobei jeder Kasten eine Leiste mit Anzeige- oder Bedienungsöffnungen für die Klemmen umfasst, die in einem je nach Länge des Sockels bestimmten Abstand verteilt sind,
- weisen die modularen Kästen an ihren Seitenflächen Rillen und ergänzende Laschen zum gegenseitigen Zusammenbau auf, die lotgerecht zur Printplattenebene ausgerichtet sind, um eine aneinanderstossende, zusammensetzbare und steife Baugruppe zu bilden.
Aus dieser Anordnung ergibt sich eine grosse Flexibilität für die Zusammensetzung von funktionellen Modulen, sowie eine homogene Aufmachung und eine gute Zusammenbausteifigkeit der Kästen miteinander einerseits und der Baugruppe Sockel-Printplatte mit den Kästen andererseits. Diese Steifigkeit kann durch Interaktion des modularen Kastens mit einer Printplattenkante noch vergrössert werden. Die modularen Kästen weisen vorteilhafterweise eine Länge auf, die einem Vielfachen von vier oder acht Mal den Abstand der Klemmen entspricht.
Es ist vorteilhaft, dass die Kästen eine Leiste mit Anzeigeöffnungen und zugeordnete Lichtleiter, eine Leiste mit Zugriffsöffnungen auf eine erste Klemmenreihe und, zwischen diesen beiden Leisten einen mittleren, nach hinten versetzten Teil aufweisen, auf dem ein länglicher, vorzugsweise schwenkbarer Deckel angeordnet wird, der alle Kästen abdeckt.
In bestimmten Fällen kann die Zusammenbausteifigkeit durch das Vorhandensein von Positionierungshaken an der Rückseite der modularen Kästen vergrössert werden, die in Kerben eingreifen, die in regelmässigen Abständen an einer Längskante der Printplatte vorgesehen sind, und die gegen die Extraktionskräfte nach vorne von einem Längsumschlag des Sockels zurückgehalten werden, der neben der Rille des Sockels angeordnet ist, die die Kante der Printplatte aufnimmt.
Die nachstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert die Merkmale und die Vorteile der Erfindung. Unter diesen Zeichnungen zeigt:
- Die Figur 1 eine Perspektive der erfindungsgemässen Schnittstellenvorrichtung.
- Die Figur 2 eine explodierte Ansicht der Schnittstellenvorrichtung.
- Die Figuren 3 bis 5 eine Perspektive eines Netzteils, eines modularen Schnittstellenkastens und einer zusätzlichen modularen Klemmleiste.
- Die Figur 6 eine Seitenansicht im Schnitt nach VI -VI der Schnittstellenvorrichtung. Die auf den Figuren 1, 2 und 6 dargestellte Schnittstellenvorrichtung 10 umfasst einen länglichen, sich nach einer Richtung X-X' erstreckenden Sockel 20, eine Printplatte 30 nach einer allgemeinen Ebene P, die im Sockel nach der Länge desselben angeordnet ist, ein Netzteil 40 und mehrere modulare Schnittstellenblöcke 50, die auf der Printplatte 30 aufgeschweisst sind, sowie einen allgemeinen Deckel 70 an der Vorderseite.
Der Sockel 20 ist ein U-förmiges Teil aus Kunststoff, das vorzugsweise durch Extrusion hergestellt und auf die gewünschte Länge zugeschnitten wird, die der Anzahl der gewünschten modularen Blöcken entspricht. Er könnte ebenfalls geformt sein und/oder aus Metall bestehen. Der Sockel weist einen parallel zur Ebene P verlaufenden Kern 21, einen oberen Flügel 22 und einen unteren Flügel 23 auf. Die Flügel 22, 23 ragen ab dem Kern nach vorne und umfassen gegenüberliegende, nach der Richtung X-X' ausgerichtete Rillen 22a, 23a, in die die Printplatte 30 eingesteckt wird. In der Nähe der Anschlüsse der Flügel am Kern umfasst der Sockel Öffnungen 24, die eine Befestigung von seitlichen Verschlussflanschen 25, 26 mittels Schrauben ermöglichen. Die Rillen 22a, 23a sind nach vorne hin von profilierten Umschlägen 27 umgeben. Der Sockel kann an seiner Rückseite an einer Halterung befestigt werden, zum Beispiel einem genormten Profileisen, und zwar mit Mitteln, die nicht beschrieben zu werden brauchen.
Die Printplatte 30 weist an einem ihrer Enden einen Mehrpunkt-Steckverbinder 31 zum Anschluss an eine Verarbeitungseinheit, zum Beispiel eine vorprogrammierbare Steuerung, und Öffnungen 32, 33 auf, die die Anordnung von Laschen oder Spindeln von Anzeige-, Relais- und Verarbeitungselementen oder Klemmen ermöglichen, wobei die einen dem Netzteil 40 (Öffnungen 32) und die anderen gruppenweise den Schnittstellenblöcken 50 (Öffnungen 33) zugeordnet sind.
Die den Schnittstellenblöcken 50 zugeordneten Öffnungen 33 sind in mehreren Reihen und innerhalb dieser Reihen regelmässig in einem bestimmten Abstand 11 angeordnet. Diese Reihen umfassen obere Reihen 33a zur Aufnahme der Anschlusstifte von Leuchtdioden 34, mittlere Reihen 33b zur Aufnahme der Anschlusslaschen von passiven oder aktiven Elementen, zum Beispiel von Sicherungen oder Trennschaltern, von nicht ausziehbaren Relais 35 und von Verarbeitungsschaltungen, und untere Reihen 33c zur Aufnahme der Anschlusslaschen von leitenden Teilen der in den Schnittstellenblöcken integrierten oder an ihnen befestigten modularen Klemmleisten.
Das Netzteil 40 umfasst einen Kasten 41 mit einem Flügel 42, der eine Öffnung 43 für die Durchführung des Steckverbinders 31, der oberen Klemmen 44 und unteren Klemmen 45 zum Anschluss an eine Stromquelle aufweist, sowie vorderseitige Öffnungen 46a, 46b für eine Sicherung 46c und einen Trennschalter 46d (siehe Figur 3). Der mittlere Bereich 47 der Vorderseite des Kastens 41 ist in bezug auf seine den Klemmen 44, 45 zugeordneten Zonen nach hinten versetzt, um die Anbringung des schwenkbaren Deckels 70 zu ermöglichen. Seitlich am Kasten 41 ist ein Drehzapfen 48 für die schwenkbare Montage des Deckels vorgesehen. Auf der Seite des benachbarten Schnittstellenblocks 50A weist das Netzteil 40 in einer Seitenwand 40a zwei Rippen 49 mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt auf, die nach einer Richtung Y-Y' rechtwinklig zur Ebene P der Printplatte ausgerichtet sind und mit den entsprechenden Rilien des benachbarten Schnittstellenblocks 50A zusammenwirken, um den Zusammenbau zu festigen.
Bei dieser Ausführungsform sind die modularen Schnittstellenblöcke 50a, 50B, ... nach vorne hin geschlossen. Jeder weist einen mit einer Vorderseite 51a, einer Oberseite 51b, einer Unterseite 51c und Seitenflächen 51d, 51e ausgerüsteten Kasten 51 auf, die einen internen mittleren Raum 51f umgeben, um dort nicht ausziehbare Komponentengruppen, Relais, Verarbeitungsschaltungen, usw. unterzubringen.
Die Blöcke 50 sind modular, d.h. sie weisen eine Länge 1 auf, die einem bestimmten Modul entspricht oder ein ganzes Mehrfaches davon ist, zum Beispiel 4 bis 8 Mal der Abstand der Klemmen, wobei diese Länge der Anzahl der Kanäle der zu steuernden Automatisierungsausrüstung angepasst ist.
Die Vorderseite 51a umfasst an ihrem oberen Teil eine Leiste mit regelmässig nach einem Abstand ei angeordneten Öffnungen 52 und Kanäle 53, in denen die nach Y-Y' ausgerichteten Lichtleiterklemmen 53a angeordnet sind, die einerseits an den Öffnungen 52 münden und andererseits gegenüber derselben Anzahl von Leuchtdioden 34, um ihre Anzeige zu erleichtern.
An ihrem unteren Teil weist die Vorderseite 51a eine Leiste mit nach Y-Y' ausgerichteten Öffnungen auf, d.h. eine Reihe Testöffnungen 55A und eine Reihe Zugriffsöffnungen 55b auf eine erste Klemmensene 55 mit einem Abstand e1. Jede Klemme 55 umfasst eine durch die Öffnung 55b zugängliche Schraube 55c und ein stromleitendes Teil 55d, das für Stromtests durch die Öffnung 55a zugänglich ist; das leitende Teil 55d wird nach hinten von einer in einer Öffnung 33c der Printplatte 30 angeschweissten Anschlusslasche 55e verlängert. Die Aufnahmen der Lichtleiterklemmen 53a und der stromleitenden Teile 55d sind vom Innenraum 51f des Kastens durch waagerechte Wände 56, 57 getrennt.
Hinter den Einführungsöffnungen 55f der an der ersten Klemmenreihe 55 anzuschliessenden Leiter wird unter der Unterseite 51c des Kastens 51 eine zweite Klemmenreihe 60 in Form einer modularen Klemmleiste 61 vorgesehen, die die gleiche Länge wie diejenige des zugeordneten Kastens 51 aufweist. Die Klemmleiste 61 ist vom Kasten 51 getrennt und abnehmbar, in bezug auf die Klemmenreihe 55 nach hinten versetzt an ihm angebracht, und zwar mittels an seiner Oberseite 63 vorgesehenen Rippen 62, die mit den in der Unterseite 51c des Kastens eingelassenen Rillen 51k zusammenwirken; die Rippen und Rillen sind schwalbenschwanzförmig und im rechten Winkel zur Ebene P der Printplatte ausgerichtet. Jede Klemme 60 umfasst eine Zugriffsöffnung 60b auf eine Schraube 60c ein leitendes Teil 60d, das eventuell von einer in einer Öffnung 33c der Printplatte verschweissten Anschlusslasche 60e nach hinten verlängert wird, und eine Einführungsöffnung 60f für einen Leiter. Die Klemmleiste 61 kann zur Gewährleistung eines gemeinsamen Potentials dienen; in ihrer Abwesenheit kann man eine künstliche Klemmleiste mit gleichen Abmessungen einsetzen.
Im mittleren Bereich der Vorderseite 51a, d.h. zwischen ihrem oberen Teil mit der Öffnungs- und Anzeigeleiste 52 und ihrem unteren Teil mit der Zugriffsöffnungsleiste 55A, 55b auf die erste Klemmenreihe 55, besteht ein mittlerer Rücksprung 51g; die Tiefe des Rücksprungs ermöglicht die Anordnung des schwenkbaren Deckels 70, so dass sich seine vordere Ebene Q in Höhe des oberen und unteren Teils der Vorderseite 51a befindet. Der untere Bereich des mittleren Rücksprungs 51g umfasst Aussparungen 51h zur Einführung von Fingern oder sonstigen Verklinkungsvorrichtungen 71 des Deckels. Der Kasten 51 besteht aus einer im allgemeinen U-förmigen Haube, in deren Schenkeln jeweils Dioden und ihre Lichtleiter und die leitenden Teile der Klemmen angeordnet sind, während der Hauben kern als Schurz dient und eine Aufnahme für den gemeinsamen Deckel bildet und einen Innenraum für die Schnittstellenelemente schützt. Die Seitenwände 51d, 51e der Kästen 51 lassen Öffnungen 51n frei, die der Grösse von Kompenenten, zum Beispiel von Relais, angepasst sind, so dass die Aussenwände dieser Relais mit der Aussenseite der Wände 51d, 51e abschliessen können.
Jeder modulare Schnittstellenkasten 51 weist an einer Seitenfläche 51d zwei schwalbenschwanzförmige Rillen Sii und an der gegenüberliegenden Seitenfläche Sie zwei schwalbenschwanzförmige Rippen 51j auf, so dass die einzelnen Kästen durch diese Verschachtelungen nach der Richtung Y-Y' steif miteinander zusammengesetzt werden können, bevor ihre Laschen in den Öffnungen 33b, 33c der Printplatte verschweisst werden, um die gewünschte Vorrichtung herzustellen.
Der Deckel 70 ist mit Drehzapfen 48 an den Enden der Schnittstellenvorrichtung befestigt, entweder wie dargestellt an einer Seitenfläche des Netzteus 41 und an einem seitlichen Flansch 26, oder an den Seitenflächen von zwei modularen Endkästen 51a. Der Deckel kann durchsichtig oder undurchsichtig sein und ein Kennzeichnungsschild des Verwenders aufweisen, während der Rücksprung 51g der Vorderseite der modularen Kästen 51a mit dem vorher erstellten Stromlaufplan beschildert ist.
Bei bestimmten Versionen der Schnittstellenvorrichtung, insbesondere bei passiven Versionen, die nur obere Anzeigeelemente und untere Klemmleisten umfassen, ist es wünschenswert, die Zusammenbausteife der modularen Kästen am Sockel zu vergrössern. Zu diesem Zweck weisen die Kästen 51a an ihrer Rückseite Finger oder Haken 51l auf, die in regelmässigen Abständen e2 Mehrfachen von ei angeordnet werden; man sieht ebenfalls Kerben 35 mit Abstand e2 in der oberen Kante der Printplatte 30 vor. Die Haken Sie sind so ausgelegt, dass sie sich in die Kerben 35 einfügen, wobei sie zwischen sich selbst und der Rückseite des Kastens 51a einen Freiraum 51m lassen, in den der profilierte Umschlag 27 des Flügels 22 des Sockels eingreift. Der obere Teil der Schnittstellenblöcke 50 wird somit im Sockel 20 festgehalten, nach Einstecken der Printplatte 30, auf der die Blöcke aufgeschweisst sind, in die Rillen 22a, 23a des Sockels.

Claims

1. Schnittstellenvorrichtung mit

- einer Printplatte (30), die an eine Verarbeitungseinheit, wie zum Beispiel eine vorprogrammierbare Steuerung, angeschlossen werden kann,

- einem länglichen Sockel (20) mit nach ihrer Länge angeordneten Rillen (22a, 23a) zur Aufnahme der Printplatte,

- aktiven oder passiven Schnittstellenelementen, die mit Klemmleisten an eine elektrische Ausrüstung angeschlossen werden, die von der Verarbeitungseinheit betrieben oder gesteuert werden kann, wobei die Schnittstellenelemente und die Klemmleisten auf der Printplatte aufgeschweisst sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Schnittstellenelemente (34, 53a ; 35 ; 55) in verschiedenen modularen Kästen (51) angeordnet sind, deren Längen (1) einem Modul entsprechen oder ganze Vielfache davon sind, wobei jeder Kasten eine Leiste (52) mit Anzeige- oder Bedienungsöffnungen für die Klemmen (55) umfasst, die in einem je nach Länge des Sockels bestimmten Abstand (e1) verteilt sind,

- die modularen Kästen (51) an ihren Seitenflächen Rillen und ergänzende Laschen (51i, 51j) zum gegenseitigen Zusammenbau aufweisen, die lotgerecht zur Printplattenebene (P) ausgerichtet sind, um eine aneinanderstossende, zusammensetzbare und steife Baugruppe zu bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die modularen Kästen (51) eine Länge aufweisen, die ein Vielfaches von vier oder acht Mal den Abstand der Klemmen (55) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der modulare Kasten (51) zwei Kanäle (53) aufweist, in denen die Lichtleitklemmen (53a) angeordnet sind, und die einerseits in den Anzeigeöffnungen und andererseits an einer auf der Printplatte vorgesehenen Leuchtdiodenreihe (34) münden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der modulare Kasten (51) eine erste Klemmenreihe (55) integriert, die über die Leiste mit den Bedienungsöffnungen (52) zugänglich ist und auf der Printplatte (30) aufgeschweisste Leiterteile (55d) umfasst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem modularen Kasten (51) eine zweite Klemmenreihe (60) in Form einer Klemmleiste (61) zugeordnet ist, die mit rechtwinklig zur Ebene (P) der Printplatte angebrachten Rillen und Laschen (62, 51k) abnehmbar am Kasten befestigt und in bezug auf die erste Klemmenreihe (55) nach hinten versetzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der modulare Kasten (51) Positionierhaken (51l) aufweist, die in Kerben (35) eingreifen, die in regelmässigen Abständen an einer Längskante der Printplatte (30) vorgesehen sind, und die von einem Längsumschlag (27) des Sockels (20) neben der Rille (22a) des die betrachtete Kante aufnehmenden Sockels festgehalten werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der modulare Kasten (51) eine im allgemeinen U-förmige Haube ist, die seitliche Öffnungen (51n) freilässt, die der Grösse der unter der Haube angeordneten aktiven Komponenten (35) angepasst sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der modulare Kasten (51) zwischen der Anzeigeöffnungsreihe (52) und der ersten Klemmenreihe (55) einen leicht nach hinten versetzten mittleren Bereich (51g) zur Aufnahme eines länglichen Deckels (70) für alle modularen Kästen aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Deckel (70) schwenkbar auf Drehzapfen (48) an den seitlichen Enden der Baugruppe montiert ist, und dass er Laschen (71) aufweist, die in die in regelmässigen Abständen an den modularen Kästen (51) vorgesehenen Öffnungen (51h) eingeklinkt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Nähe eines Endes des Sockels (20) auf der Printplatte befestigtes Netzteil (40) auf einer Seitenfläche mit Rillen oder Laschen (49) zum Verschachteln mit ergänzenden Elementen (51i, 51j) eines angrenzenden modularen Kastens (51) ausgestattet ist, wobei diese Rillen oder Laschen lotgerecht zur Ebene (P) der Karte (30) ausgerichtet sind.