EP1039589B1 - Verteiler zum Verbinden von Aktoren und/oder Sensoren - Google Patents

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EP1039589B1
EP1039589B1 EP00104989A EP00104989A EP1039589B1 EP 1039589 B1 EP1039589 B1 EP 1039589B1 EP 00104989 A EP00104989 A EP 00104989A EP 00104989 A EP00104989 A EP 00104989A EP 1039589 B1 EP1039589 B1 EP 1039589B1
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Klaus Steinmetz
Michael Sturm
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Hirschmann Automation and Control GmbH
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Hirschmann Automation and Control GmbH
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    • H01R12/65—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures characterised by the terminal
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    • H01R9/2625—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting with built-in electrical component
    • H01R9/2658—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting with built-in electrical component with built-in data-bus connection

Definitions

  • the invention relates to a distributor for connecting actuators and / or sensors with connections for the actuators and / or sensors as well as electronics for the supply of the actuators and / or sensors and the forwarding of the actuator-sensor signals.
  • Such distributors are known in their basic structure (EP 0 695 468 B1 ).
  • the previously known distributor are problematic for the service case. If damage occurs, this usually affects the more sensitive electronics.
  • either laborious assembly work is required in case of service, in which the so-called passive wiring of the actual sensor-actuator installation must be solved or you have to replace the entire distributor even more unfavorable way. The problem increases even more, if such distributors must be designed for a degree of protection of IP 65 and larger, ie the associated sealing sealing compounds are present.
  • a typical area of application of such distributors is the connection of the actuators and / or sensors to a bus system, in particular to corresponding shaped-line cables.
  • a distributor according to the preamble of claim 1 is known from DE-A-44 02001 known.
  • the present invention has for its object to provide a distributor of the generic type, which is particularly easy to service while ensuring a high degree of protection.
  • the electronic component in the case of damage to the electronics, the electronic component can be easily replaced as a pure service part, while the first component with the passive wiring of the actual sensor-actuator installation is maintained and thus the passive wiring stops. Thanks to this design of the distributor and the components forming it can also be taken for themselves in a high degree of protection, especially in a degree of protection greater than IP 65, for example IP 67, taken alone.
  • This basic structure of a distributor leads in another particularly useful embodiment also easily to a kit-like design of such a manifold such that a plurality of differently designed electronic components are kit-like provided for a first component with the passive wiring.
  • This embodiment also leads to a further particularly expedient embodiment in that distributors for connection to a bus system in the first component have a cross-neutral receptacle for the Form effetsrade into which a queritessadaptieris cable channel part for at least two Form effetsrade by 180 ° can be used offset and then two electronic components are provided of different polarity.
  • the possibility of feeding the Form effetsrade from different directions now with polarity change results in so far new Jardinverlegeier and thus new mounting options successive such distributor within a system, which are particularly easy to install in many applications. It is exploited that system anyway anyway provided a variety of differently designed electronic components and can easily be configured as part of such a kit electronic components of different polarity.
  • the distributor is composed of several components. It contains a first component 1 with the actual actuator-sensor installation and its passive wiring. Various connections 2 in the form of sockets are provided in the first component 1, into which the connectors of the cables leading to the actuators and / or sensors can be inserted. In the first component 1, the terminals 2 are in electrically conductive connection with a printed circuit board 3 whose printed conductors lead to a group of contact pins 4. The circuit board 3 in the first, passive component 1 is otherwise equipped with only a few light-emitting diodes and resistors.
  • Component 1 is designed in protection class IP 67.
  • a corresponding course of a potting compound 5 is in FIG. 2 illustrated.
  • the distributor includes a second, separate component 6, which contains the electronics for the supply of the actuators and / or sensors and the forwarding of the actuator-sensor signals.
  • This second electronic component 6 is electrically and mechanically detachable and thus interchangeably connected to the first passive component 1.
  • the electronic component 6 is a circuit board 7, which is equipped depending on the corresponding application with appropriate electronic components 8 and further equipped with a pin group 4 of the passive component 1 correspondingly configured socket 9, so that during assembly of the two components on the Contact pins 4 and the socket 9 their electrical connection is made by plugging.
  • fastening screws 10 are provided, with which the electronic component 6 can be screwed onto the first passive component 1.
  • the electronic component 6 is a pure service part, which can be easily replaced in the event of damage to the electronics.
  • the passive wiring in component 1 stops.
  • the first component 1 is particularly suitable for mounting on a machine or on a machine or apparatus frame. When replacing the electronic component 6, this can be unscrewed directly “from above” from the first component. It is therefore no longer necessary to solve the first component 1 consuming of the machine, the first component 1 may rather remain in its mounting position on the machine.
  • a typical field of application for such distributors is the connection of the actuators and / or sensors with a bus system, in particular the connection with form-line cables.
  • the embodiments shown in the drawings refer to such an embodiment.
  • a respect to the form-fitting cable 11 is provided with a cross section neutral recording 12 for this application in the first passive component.
  • the printed circuit board 7 of the electronic component 6 is equipped with a number of contact pins 14, which are provided in a number and spatial position corresponding to the purpose and in the assembly of the component 1 and the component 6 functionally the corresponding conductors in the Form effetsraden 11th Contact insulation penetrating.
  • the cable duct piece 13 has a passage opening for the contact pins 4 and the socket 9.
  • the cable channel piece 13 can be used offset by 180 ° in the cross-section neutral receptacle 12 of the component 1, so that the form-line cable 11 can be supplied to the manifold in different directions.
  • a cable duct piece for all provided form-line cable the implementation leads by 180 ° to a polarity reversal with respect to the position of the Form effetsrade 11 in the cable channel piece 13.
  • FIGS. 3 and 4 show, in a corresponding partial detail, an electronic component 6a with respect to the electronic component 6 FIG. 3 inverse polarity.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verteiler zum Verbinden von Aktoren und/oder Sensoren mit Anschlüssen für die Aktoren und/oder Sensoren sowie einer Elektronik für die Versorgung der Aktoren und/oder Sensoren und die Weiterleitung der Aktoren-Sensoren-Signale. Derartige Verteiler sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau bekannt ( EP 0 695 468 B1 ). Die bislang bekannten Verteiler sind für den Servicefall problematisch. Wenn Schäden auftreten, betrifft dies im Regelfall die empfindlichere Elektronik. Bei den bislang bekannten Verteilern sind im Servicefall entweder mühevolle Montagearbeiten erforderlich, bei denen auch die sogenannte passive Verkabelung der eigentlichen Sensor-Aktor-Installation gelöst werden muß oder man muß in noch ungünstigerer Weise den gesamten Verteiler auswechseln. Die Problematik vergrößert sich dabei noch erheblich, wenn derartige Verteiler auf eine Schutzart von IP 65 und größer ausgelegt werden müssen, d. h. die damit verbundenen abdichtenden Vergußmassen vorhanden sind.
  • Ein typischer Einsatzbereich derartiger Verteiler ist die Verbindung der Aktoren und/oder Sensoren mit einem Bussystem, insbesondere mit entsprechenden Formleitungskabeln.
  • Es ist bei einfachen Aufnahmevorrichtungen für derartige Formleitungskabel bekannt ( DE 298 18 052 U1 ), daß in der Vorrichtung Kabeleinführungsöffnungen mit neutralem Querschnitt vorgesehen sind und für jede der Kabeleinführungen jeweils ein Kabelhalter mit adaptiertem Querschnitt vorgesehen ist, der jeweils unter Beibehaltung der jeweiligen Polseite für das Profilkabel in um 180° wendbarer Weise einzusetzen ist. Auf diese Weise können die Formleitungskabel unter Beibehaltung der Polarität in unterschiedlichen Richtungen in die Aufnahmevorrichtung eingeführt werden. In bestimmten Anwendungsfällen führt dies zu einer Erleichterung der Installationsarbeiten in Bezug auf die Kabelführung.
  • Ein Verteiler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-A-44 02001 bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verteiler der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der bei Gewährleistung einer hohen Schutzart besonders servicefreundlich ist.
  • Dank dieser Ausgestaltung kann im Fall eines Schadens an der Elektronik das Elektronikbauteil als reines Serviceteil problemlos ausgewechselt werden, während das erste Bauteil mit der passiven Verkabelung der eigentlichen Sensor-Aktor-Installation erhalten bleibt und damit auch die passive Verkabelung stehen bleibt. Dank dieser Bauweise des Verteilers können auch die ihn bildenden Bauteile jeweils für sich genommen problemlos in einer hohen Schutzart, insbesondere in einer Schutzart größer als IP 65, beispielsweise IP 67, ausgeführt werden.
  • Dieser grundsätzliche Aufbau eines Verteilers führt in weiterer besonders zweckmäßiger Ausgestaltung auch problemlos zu einer bausatzartigen Ausgestaltung eines derartigen Verteilers dergestalt, daß für ein erstes Bauteil mit der passiven Verkabelung mehrere unterschiedlich ausgelegte Elektronikbauteile bausatzartig vorgesehen sind.
  • Diese Ausgestaltung führt ferner zu einer weiteren besonders zweckmäßigen Ausführung dahingehend, daß Verteiler zur Verbindung mit einem Bussystem in dem ersten Bauteil eine querschnittsneutrale Aufnahme für die Formleitungskabel haben, in die ein querschnittsadaptiertes Kabelkanalteil für mindestens zwei Formleitungskabel um 180° versetzbar einsetzbar ist und dann zwei Elektronikbauteile unterschiedlicher Polarität vorgesehen sind. Die Möglichkeit der Zuführung der Formleitungskabel aus unterschiedlichen Richtungen nunmehr mit Polaritätswechsel ergibt insoweit neue Kabelverlegemöglichkeiten und damit neue Montagemöglichkeiten aufeinanderfolgender derartiger Verteiler innerhalb eines Systems, die in zahlreichen Anwendungsfällen besonders installationsfreundlich sind. Es wird dabei ausgenutzt, daß systembedingt sowieso mehrere unterschiedlich ausgelegte Elektronikbauteile vorgesehen sind und sich im Rahmen eines derartigen Bausatzes problemlos Elektronikbauteile unterschiedlicher Polarität ausgestalten lassen.
  • Weiter bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Verteiler gemäß der Erfindung in sprengbildlicher Darstellung,
    Figur 2
    einen montierten Verteiler gemäß der Erfindung im Längsschnitt,
    Figur 3
    eine Einzelheit des Verteilers nach Figur 2,
    Figur 4
    eine Einzelheit entsprechend Figur 2 bei einem weiteren Verteiler gemäß der Erfindung.
  • Der Verteiler setzt sich aus mehreren Bauteilen zusammen. Er beinhaltet ein erstes Bauteil 1 mit der eigentlichen Aktor-Sensor-Installation und deren passiver Verkabelung. In dem ersten Bauteil 1 sind diverse Anschlüsse 2 in Form von Buchsen vorgesehen, in die die Stecker der zu den Aktoren und/oder Sensoren führenden Kabel eingesteckt werden können. In dem ersten Bauteil 1 stehen die Anschlüsse 2 in elektrisch leitender Verbindung mit einer Leiterplatte 3, deren Leiterbahnen zu einer Gruppe von Kontaktstiften 4 führen. Die Leiterplatte 3 im ersten, passiven Bauteil 1 ist im übrigen nur mit einigen Leuchtdioden und Widerständen bestückt.
  • Das Bauteil 1 ist in der Schutzart IP 67 ausgeführt. Ein dementsprechender Verlauf einer Vergußmasse 5 ist in Figur 2 illustriert.
  • Der Verteiler beinhaltet in seinem grundsätzlichen Aufbau ein zweites, gesondertes Bauteil 6, das die Elektronik für die Versorgung der Aktoren und/oder Sensoren und die Weiterleitung der Aktoren-Sensoren-Signale beinhaltet. Dieses zweite Elektronikbauteil 6 ist elektrisch und mechanisch lösbar und damit auswechselbar mit dem ersten passiven Bauteil 1 verbunden. Im dem Elektronikbauteil 6 befindet sich eine Leiterplatte 7, die je nach dem entsprechenden Anwendungsfall mit entsprechenden Elektronikbauelementen 8 bestückt ist und ferner mit einer der Kontaktstiftgruppe 4 des passiven Bauteiles 1 entsprechend konfigurierten Buchse 9 bestückt ist, so daß bei der Montage der beiden Bauteile über die Kontaktstifte 4 und die Buchse 9 ihre elektrische Verbindung durch Steckung hergestellt wird. Zur mechanischen Verbindung sind Befestigungsschrauben 10 vorgesehen, mit denen das Elektronikbauteil 6 auf dem ersten passiven Bauteil 1 festgeschraubt werden kann.
  • Dank dieses grundsätzlichen Aufbaus ist das Elektronikbauteil 6 ein reines Serviceteil, das im Fall des Schadens an der Elektronik problemlos ausgewechselt werden kann. Die passive Verkabelung im Bauteil 1 bleibt dabei stehen. Das erste Bauteil 1 eignet sich insbesondere zur Montage an einer Maschine bzw. an einem Maschinen- oder Apparategestell. Beim Auswechseln des Elektronikbauteils 6 kann dieses direkt "von oben" vom ersten Bauteil abgeschraubt werden. Es ist somit nicht mehr notwendig, das erste Bauteil 1 aufwendig von der Maschine zu lösen, das erste Bauteil 1 kann vielmehr in seiner Montagestellung an der Maschine verbleiben.
  • Unter Beibehaltung des vorstehend geschilderten Aufbauprinzipes für einen derartigen Verteiler können mehrere Elektronikbauteile vorgesehen werden, die bezüglich der Weiterleitungsfunktion der Elektronik unterschiedlich gestaltet sind. Es kann sich dabei um Kabelanschlüsse aller Art aber auch Steckanschlüsse für weitere Module oder dergleichen handeln.
  • Es versteht sich, daß auch die auswechselbaren Elektronikbauteile in der entsprechenden Schutzart, beispielsweise IP 67, auszuführen sind. Im übrigen wird auch eine entsprechend dichte Steckverbindungsart bei den Anschlüssen 2 für die Kabel zu den Aktoren und/oder Sensoren vorgesehen.
  • Ein typisches Anwendungsgebiet für derartige Verteiler ist die Verbindung der Aktoren und/oder Sensoren mit einem Bussystem, insbesondere die Verbindung mit Formleitungskabeln. Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beziehen sich auf eine solche Ausführung.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist für diesen Anwendungsfall in dem ersten passiven Bauteil 1 eine bezüglich der Formleitungskabel 11 querschnittsneutrale Aufnahme 12 vorgesehen. In diese kann ein im Ausführungsbeispiel bezüglich zweier Formleitungskabel 11 querschnittsadaptiertes Kabelkanalstück 13 eingesetzt werden, das dann die beiden Formleitungskabel 11 in einer vorgegebenen Raumlage aufnimmt. Bei einem derartigen Anwendungsfall ist die Leiterplatte 7 des Elektronikbauteiles 6 mit einer Anzahl von Kontaktstiften 14 bestückt, die in einer dem Einsatzzweck entsprechenden Anzahl und Raumlage vorgesehen sind und die bei der Montage des Bauteiles 1 und des Bauteiles 6 funktionsgerecht die entsprechenden Leiter in den Formleitungskabeln 11 isolationsdurchdringend kontaktieren.
  • Das Kabelkanalstück 13 hat eine Durchtrittsöffnung für die Kontaktstifte 4 und die Buchse 9.
  • Das Kabelkanalstück 13 kann um 180° versetzt in der querschnittsneutralen Aufnahme 12 des Bauteiles 1 eingesetzt werden, so daß die Formleitungskabel 11 dem Verteiler in unterschiedlicher Richtung zugeführt werden können. Bei dieser Ausgestaltung eines Kabelkanalstückes für sämtliche vorgesehene Formleitungskabel führt die Umsetzung um 180° zu einer Polatitätsvertauschung bezüglich der Lage der Formleitungskabel 11 im Kabelkanalstück 13. Dies ergibt sich aus einem Vergleich der Figuren 3 und 4 aus der jeweils unterschiedlichen Lage der kleinen seitlichen Formelemente 11a an den Formleitungskabeln 11. Bei dem bausatzartig ausgelegten Verteiler sind von daher Elektronikbauteile entsprechend unterschiedlicher Polarität vorgesehen. Die Figur 6 zeigt in entsprechendem Teilausschnitt ein Elektronikbauteil 6a mit im Verhältnis zum Elektronikbauteil 6 nach Figur 3 inverser Polarität.
  • Im Rahmen des Verteilerbausatzes können weitere je nach Einsatzzweck bezüglich ihrer Bestückung unterschiedlich ausgelegte Elektronikbauteile vorgesehen sein.

Claims (6)

  1. Verteiler zum Verbinden von Aktoren und/oder Sensoren mit Formleitungskabeln, mit Anschlüssen (2) für die Aktoren und/oder Sensoren sowie einer Elektronik (8) für die Versorgung der Aktoren und/oder Sensoren und die Weiterleitung der Aktoren-Sensoren-Signale, wobei eine Aufnahme (12) für die Formleitungskabel (11) in dem ersten Bauteil (1) vorgesehen ist, wobei der Verteiler ein erstes Bauteile(1) mit den Anschlüssen (2) zum Verbinden der Aktoren und/oder Sensoren und ein zweites gesondertes Bauteile (6) mit der Elektronik (8) aufweist und die Bauteile (1 und 6) mechanisch und elektrisch lösbar miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dass bausatzartig mehrere unterschiedlich ausgelegte Elektronikbauteile (6, 64) vorgesehen sind und dass alle Bauteile (1, 6, 6a) auf eine Schutzart von IP65 oder IP67, und geschützter, mithilfe einer Vergussmasse ausgelegt sind.
  2. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Bauteil (1) eine querschnittsneutrale Aufnahme (12) für Formleitungskabel (11) vorgesehen ist, in die ein für mindestens zwei Formleitungskabel (11) querschnittsadaptiertes Kabelkanalstück (13) um 180° versetzbar einsetzbar ist und zwei Elektronikbauteile (6, 6a) unterschiedlicher Polarität vorgesehen sind.
  3. Verteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Bauteil (1) die Anschlüsse (2) elektrisch leitend mit einer Leiterplatte (3) verbunden sind, die ihrerseits mit einem Satz von Kontaktstiften (4) bestückt ist, für die eine entsprechend ausgelegte Buchse (9) mit der Leiterplatte (7) des Elektronikbauteiles (6, 6a) zwecks elektrischer Steckverbindung vorgesehen ist.
  4. Verteiler nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kabelkanalstück (13) eine Durchtrittsöffnung für die Kontaktstifte (4) und die Buchse (9) vorgesehen ist.
  5. Verteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (7) des Elektronikbauteiles (6, 6a) mit Kontaktstiften (14) für die isolationsdurchdringende Kontaktierung der Formleitungskabel (11) bestückt ist.
  6. Verteiler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (1) zur direkten Montage an einer Maschine und/oder einem Maschinen- und/oder Apparategestell ausgelegt ist, so dass ein Auswechseln des Elektronikbauteils (6) ohne ein Lösen der ersten Bauteils (1) aus seiner Montagestellung realisierbar ist.
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