EP1941589B1 - Anschlussmodul mit einer piercing-kontaktklemme - Google Patents

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EP1941589B1
EP1941589B1 EP06806496A EP06806496A EP1941589B1 EP 1941589 B1 EP1941589 B1 EP 1941589B1 EP 06806496 A EP06806496 A EP 06806496A EP 06806496 A EP06806496 A EP 06806496A EP 1941589 B1 EP1941589 B1 EP 1941589B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
flat cable
contact pins
contact
cable
receptacle
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06806496A
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English (en)
French (fr)
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EP1941589A1 (de
Inventor
Jürgen Gutekunst
Ralf-Dieter Kaulisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murrelektronik GmbH
Original Assignee
Murrelektronik GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1941589A1 publication Critical patent/EP1941589A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1941589B1 publication Critical patent/EP1941589B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/61—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/613—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures by means of interconnecting elements
    • H01R12/616—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures by means of interconnecting elements having contacts penetrating insulation for making contact with conductors, e.g. needle points
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2404—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having teeth, prongs, pins or needles penetrating the insulation
    • H01R4/2408—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having teeth, prongs, pins or needles penetrating the insulation actuated by clamping screws
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits

Definitions

  • the invention relates to a connection module with a piercing contact terminal for an insulated, multi-core electrical cable according to the preamble of claim 1.
  • connection module for a machine control in which via piercing contact terminals both a bus line and a power line are contacted with terminals, which are provided for connecting sensors, actuators or the like. With a machine control.
  • the piercing contact terminals are used together with flat cables - which can also be designed as a form-coded profile cable - used to connect the bus line and / or the power line of the machine control with actuators (solenoid valves and the like.) Or sensors.
  • the flat cables are mechanically highly resilient and resistant to dirt, acid, solvents and the like, which is achieved by a correspondingly resistant insulation. Therefore, the piercing technique is used for contacting, in which the profile cable is pressed onto contact blades, which cut through the insulation and penetrate into the copper core of the wires to make an electrical connection. Care must be taken to ensure that a polar contact is made to ensure the electrical performance of the system itself.
  • a piercing contact clamp in which two intermeshing clamp members are provided, wherein one of the clamp members has a terminal for connection to an electrical load.
  • the receptacle for inserting the cable is open in the longitudinal direction of the cable on opposite ends, wherein a terminal part comprises a set of contact pins, each cut into a core of the cable inserted into the receptacle and establish the electrical contact.
  • the contact pins of a set are arranged transversely to the longitudinal direction of the cable with a distance corresponding to the wire spacing of the flat cable.
  • connection module with a contact terminal for an insulated multi-core flat electrical cable known.
  • the connection module consists of two interlocking terminal parts with external connections for connection to sensors or actuators.
  • At least one clamping part has a receptacle extending in the longitudinal direction of the flat cable with opposite open ends for inserting a cable.
  • the other terminal part has at least one set of contact pins, wherein at least one respective contact pin of the set is assigned to a respective core of the cable inserted into the receptacle.
  • the contact pins penetrate with mounted terminal parts the insulation of the cable, so they are electrically contacting the wires of the cable.
  • the recording is associated with a second set of contact pins, which lies in the longitudinal direction of the receptacle at a distance from the first set of contact pins.
  • the contact pins of the second set are electrically isolated from the contact pins of the first set.
  • a first electrical cable is insertable into the receptacle via the first open end and a second electrical cable via the second end, the first set of contact pins contacting the first electrical cable and the second set of contact pins contacting the second electrical cable.
  • connection module is in the FR 2 858 059 A1 described.
  • This connection module consists of interlocking terminal parts with contact pins, which are suitable for penetrating the insulation of the cable and making electrical contact with the wires.
  • the invention has for its object to make a per se known terminal module with a contact terminal such that it can be used both with common supply voltage and with separate supply voltages.
  • a second set of contact pins is provided in the receptacle, in the longitudinal direction of the recording away from the first set of contact pins.
  • the contact pins of the second set are completely electrically separated from the contact pins of the first set, the contact pins of the first set being in communication with a first terminal of the terminal module and the contact pins of the second set communicating with a second terminal of the terminal module.
  • a first electrical cable of a first supply voltage is inserted into the receptacle via the first end and a second electrical cable is led into the receptacle via the second end, wherein the first set of contact pins only the first electrical cable and the second set of contact pins only the second electrical cable contacted. If separate supply voltages are supplied via the two electrical cables, this separation is also present at the terminals, so that electrical loads can be supplied with separate supply voltages via the active terminals.
  • both the first set and the second set will cut contact blades into the same cable in an electrically contacting manner so that all active connections of the connection module are at the same supply voltage.
  • connection module with the contact terminal according to the invention is thus - without the user would make changes or settings on the connection module - both for a common supply voltage for all connections and for a separate supply voltage of separately provided, preferably active terminals used.
  • the piercing contact plate of the connection module according to the invention is to be used without further modification on the one hand in the passive distributor and on the other hand in the active connection module.
  • first and second electrical cables are advantageously isolated electrically from one another by a central seal formed as an insulating part.
  • an insulating part may be arranged at one or at both ends and is in particular as an insulating cap, insulating sleeve o. The like. Formed.
  • the cable is a two-core cable and the receptacle formed transversely to the longitudinal direction of the cable wider than the cable itself, wherein a set are assigned three transverse to the longitudinal direction of the cable adjacent contact pins or contact blades.
  • Each set has a center contact pin which lies in a plane extending in the longitudinal direction of the cable which divides the receptacle approximately symmetrically.
  • a further contact pin is arranged in each case with a same lateral distance, wherein the outer contact pins are preferably electrically conductively connected to each other.
  • FIG. 1 shown machine control connection module 50 has a contact terminal 1 ( Fig. 4 ) and outer terminals 2 to 5.
  • the main body of the contact terminal 1 consists of a lower terminal part 6 and an upper terminal part 7 (FIG. Fig. 4 ), which are fixedly connected to each other by suitable means, expediently by releasable fastening screws 8.
  • the upper terminal part 7 carries on its upper side the terminals 2 to 5, which are preferably formed in the embodiment shown as terminals in the form of sockets.
  • a five-pin plug can be inserted, the plug pins or socket pins as input, can be connected as an output and for connection to a voltage source.
  • the connections 2 to 5 may be constructively designed differently, for example as a plug o. The like ..
  • the connections of the upper terminal part may alternatively be formed by integration of appropriate electronics as active terminals or - be provided without passive connections.
  • the terminals 2 to 5 are connected via a corresponding circuit with piercing contacts on the underside of the upper terminal part 7; the bottom with the piercing contacts is in Fig. 2 shown.
  • the piercing contacts are used to contact flat cables 9, which are held clamped between the terminal parts 6 and 7, wherein the respective sets 10, 20a, 20b penetrate the piercing contacts of the upper terminal part 7 in the corresponding flat cable 9 and an electrical contact with the wires 30a, 30b ( Fig. 4 ) of the respective flat cable 9.
  • Fig. 1 shows, run through the contact terminal 1 two flat cables 9a, 9b, wherein the one flat cable 9a preferably forms the data bus as an AS-interface and the other flat cable 9b connects to a supply voltage for active elements.
  • Both flat cables 9a, 9b are provided with two conductor wires 30a, 30b (FIG. Fig. 4 ).
  • the AS-Interface is used to network binary sensors and actuators and connect them to a higher control level.
  • the lower clamp part 6 has in each case a receptacle 40 for the flat cable 9a, 9b to be inserted, the receptacle 40 being wider than the cable itself.
  • the corresponding cable 9a, 9b is inserted into the receptacle 40 in such a way that it is attached to a side edge 41 (FIG. Fig. 4 ) is flush, the space between the flat cable and the other side edge 42 is filled by a filler 43. This is in FIG. 4 shown by the example of the power cable 9b.
  • the flat cable 9a or 9b lying in the receptacle 40 is penetrated by the contact pins of the piercing contact plate of the respective set 10, 20a, 20b when the upper terminal part 7 is fitted, the contact pins designed as contact blades making electrical contact with the respective leads 30a, 30b of the cables 9a, 9b pierce.
  • Each set 10, 20a, 20b of the contact pins is the same design in the basic structure.
  • a middle contact pin 11, 11a, 11b lies in a plane 21 which extends in the longitudinal direction of the cable 9 and divides the receptacle 40 approximately symmetrically. Transverse to the longitudinal direction of the cable 9 is at a lateral distance z, which corresponds approximately to the wire spacing a of the wires in the cable, each have a further outer contact pin 11a, 12a, 13a and 11b, 12b, 13b.
  • the outer contact pins 12, 13; 12a, 13a and 12b, 13b are electrically connected to each other.
  • the outer contact pins 12, 12a, 12b, and 13, 13a, 13b are offset in the longitudinal direction of the cable to the middle contact pin 11, 11a, 11b.
  • each contact pin is made double.
  • Is z. B the power cable 9b according to Fig. 4 flush with the right side wall 41, the middle contact pin 11a and the side contact pin 13a contact the respective wires 30a and 30b of the cable 9b, respectively.
  • the contact pin 12a engages in the Filler 43.
  • the contact pins 11a and 12a contact the respective wires 30a and 30b while the other external contact pin 13a blindly engages the filler 43. In this way, regardless of the incoming position of the flat cable to the connection module 50 a polar contact is guaranteed.
  • the flat cable 9a of the bus line runs through the receptacle which is open at the opposite ends, ie is looped through.
  • the flat cable 9a intersect the contact pins 11, 12, 13 of the set 10, wherein the contact pins 11, 12, 13 are connected to the terminals 2,3.
  • These connections 2, 3 are used for connection to sensors, which are also supplied with a supply voltage via the bus line.
  • the current consumption of such sensors is in the range of mA.
  • the power cable 9b may be looped through, so that both sets 20a, 20b of the contact pins contact the same power cable 9b and the sockets 4 and 5 on the corresponding pins over the power cable 9b made available equal supply voltage can be supplied.
  • the supply voltage can z. B. 24V; the available current is in the range of amperes, e.g. 1.6 A.
  • Actuators are activated via these active connections 4, 5, e.g. Motors, solenoid valves and. etc. ..
  • the distance s measured in the longitudinal direction of the receptacle 40 of the two sets 20a and 20b can be made very small.
  • a center seal may be provided which as the insulating part 18, the two opposite ends 19 of the first and second power cable 9c, 9b, electrically isolated from each other.
  • the insulating member 18 may be embodied as an insulating cap, insulating sleeve o. The like.
  • the contact pins 11a, 12a and 13a of the first set 20a provide a first supply voltage on a part of the connection sockets (in the exemplary embodiment the socket 5). Accordingly, the contact pins 11a, 12a, 13a of the first set 20a are electrically connected to the terminal 5.
  • the second set 20b of contact pins 11b, 12b, 13b is provided electrically separated from the first set 20a and electrically connected to the other terminal, in the embodiment with the terminal 4th
  • the terminal 5 can be connected to a first supply voltage and the terminal 4 to a second supply voltage, which increases safety in the event of failure of machine controls is advantageous and allows, for example, separate EMERGENCY STOP circuits.
  • a power cable 9b can be looped through in the usual way, so that both the contact set 20a and the contact set 20b pierce into the same cable 9b and with the same wires 30a, 30b make an electrical contact, so that the sockets 4 and 5 are connected to a same electrical supply circuit.
  • connection module without the module itself having to be modified for use at one or two supply voltages by the user.
  • the electrical separation is in Fig. 3 shown schematically.
  • Each set 20a, 20b of contact pins is assigned to an electric range I or II, wherein the electrical separation is effective whenever and whenever electrically isolated power cables 9b, 9c are inserted via the open ends 44 and 45 into the receptacle 40. If a power cable 9b is looped through, all connections are at the same supply voltage, since each set 20a, 20b of Contact pins 11a, 12a, 13a and 11b, 12b, 13b contacted the same flat cable 9b.
  • section III of the block diagram according to Fig. 3 the electrical contact with the wires of the bus line 9a takes place in the usual way, regardless of whether a common or a separate supply voltage for the terminals 4 and 5 is provided.
  • connection module according to the invention can be used as an active module for use in safety-compliant machine and system components up to safety category 3.

Landscapes

  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anschlußmodul bestehend aus zwei ineinandergreifenden Klemmenteilen (6, 7) mit außenliegenden Anschlüssen (2, 3, 4, 5) zur Verbindung mit Sensoren, Aktoren oder dgl.. Ein Klemmenteil (6) weist eine sich in Längsrichtung des Flachkabels (9) erstreckende Kabelaufnahme (40) mit gegenüberliegenden offenen Enden (44, 45) auf und das andere Klemmenteil (7) trägt ein Set (20a) Kontaktpins, die bei montierten Klemmenteilen (6, 7) elektrisch kontaktierend in die Adern (30a, 30b) des Kabels (9b) einstechen. Nach der Erfindung ist der Aufnahme (40) ein zweites Set (20b) Kontaktpins (11b, 12b, 13b) zugeordnet, das in Längsrichtung der Aufnahme (40) mit Abstand (s) und elektrisch getrennt zu dem ersten Set (20a) Kontaktpins (IIa, 12a, 13a) liegt. Die Kontaktpins (11a, 12a, 13a) des ersten Sets (20a) stehen mit einem ersten Anschluß (5) und die Kontaktpins (11b, 12b, 13b) des zweiten Sets (20b) mit einem zweiten Anschluß (4) in Verbindung. Wird ein erstes elektrisches Kabel (9c) über das erste offene Ende (45) und ein zweites elektrisches Kabel (9b) über das zweite offene Ende (44) in die Aufnahme (40) eingelegt, werden die Anschlüsse getrennt und unabhängig voneinander mit Spannung versorgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Anschlußmodul mit einer Piercing-Kontaktklemme für ein isoliertes, mehradriges elektrisches Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der EP 1 357 644 A1 ist ein Anschlußmodul für eine Maschinensteuerung bekannt, bei der über Piercing-Kontaktklemmen sowohl eine Busleitung als auch eine Energieleitung mit Anschlüssen kontaktiert werden, die zur Verbindung von Sensoren, Aktoren oder dgl. mit einer Maschinensteuerung vorgesehen sind.
  • Die Piercing Kontaktklemmen werden zusammen mit Flachkabeln - die auch als formkodierte Profilkabel ausgeführt sein können - eingesetzt, um die Busleitung und/oder die Energieleitung der Maschinensteuerung mit Aktoren (Magnetventile und dgl.) oder Sensoren zu verbinden. Die Flachkabel sind mechanisch hoch belastbar und widerstandsfähig gegen Schmutz, Säure, Lösungsmittel und dgl., was durch eine entsprechend widerstandsfähige Isolierung erzielt ist. Daher wird zur Kontaktierung die Piercing-Technik genutzt, bei der das Profilkabel auf Kontaktmesser aufgedrückt wird, welche die Isolierung durchschneiden und in die Kupferseele der Leitungsadern eindringen, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Dabei muß dafür Sorge getragen werden, daß eine polrichtige Kontaktierung erfolgt, um die elektrische Funktionsfähigkeit der Anlage selbst sicherzustellen.
  • Aus der EP 1 355 378 A1 ist eine Piercing-Kontaktklemme bekannt, bei der zwei ineinandergreifende Klemmenteile vorgesehen sind, wobei eines der Klemmenteile einen Anschluß zur Verbindung mit einem elektrischen Verbraucher aufweist. Die Aufnahme zum Einlegen des Kabels ist in Längsrichtung des Kabels auf einander gegenüberliegenden Enden offen, wobei ein Klemmenteil ein Set aus Kontaktpins aufweist, die jeweils in eine Ader des in die Aufnahme eingelegten Kabels einschneiden und den elektrischen Kontakt herstellen. Hierzu sind die Kontaktpins eines Sets quer zur Längsrichtung des Kabels mit einem dem Aderabstand des Flachkabels entsprechenden Abstand angeordnet.
  • Aus der US 6,848,933 B1 ist ein Anschlussmodul mit einer Kontaktklemme für ein isoliertes mehradriges elektrisches Flachkabel bekannt. Das Anschlussmodul besteht aus zwei ineinandergreifenden Klemmenteilen mit außen liegenden Anschlüssen zur Verbindung mit Sensoren oder Aktoren. Zumindest das eine Klemmenteil weist eine sich in Längsrichtung des Flachkabels erstreckende Aufnahme mit gegenüberliegenden offenen Enden zum Einlegen eines Kabels auf. Das andere Klemmenteil weist zumindest ein Set aus Kontaktpins auf, wobei zumindest jeweils ein Kontaktpin des Sets jeweils einer Ader des in die Aufnahme eingelegten Kabels zugeordnet ist. Die Kontaktpins durchdringen bei montierten Klemmenteilen die Isolation des Kabels, sie liegen somit elektrisch kontaktierend an den Adern des Kabels. Der Aufnahme ist ein zweites Set Kontaktpins zugeordnet, das in Längsrichtung der Aufnahme mit Abstand zu dem ersten Set Kontaktpins liegt. Die Kontaktpins des zweiten Sets sind von den Kontaktpins des ersten Sets elektrisch getrennt. Ein erstes elektrisches Kabel ist über das erste offene Ende und ein zweites elektrisches Kabel über das zweite Ende in die Aufnahme einlegbar, wobei das erste Set Kontaktpins das erste elektrische Kabel und das zweite Set Kontaktpins das zweite elektrische Kabel kontaktiert.
  • Ein ähnliches Anschlussmodul ist in der FR 2 858 059 A1 beschrieben. Dieses Anschlussmodul besteht aus ineinander greifenden Klemmenteilen mit Kontaktpins, die geeignet sind, in die Isolation des Kabels einzudringen und zu den Adern einen elektrischen Kontakt herzustellen.
  • Bei Maschinensteuerungen müssen je nach Ausführung unterschiedliche Sicherheitsstandards erfüllt werden, wobei auch vorgesehen sein kann, bestimmte Elemente und Baugruppen von Maschinen getrennt an eine Versorgungsspannung anzuschließen, damit in einem Fehlerfall die Anlage nur teilweise spannungsfrei wird, wodurch ein Herunterfahren der Anlage auf einen definierten Betriebszustand möglich wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein an sich bekanntes Anschlußmodul mit einer Kontaktklemme derart zu gestalten, daß es sowohl bei gemeinsamer Versorgungsspannung als auch bei getrennten Versorgungsspannungen eingesetzt werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Wesentlich ist, daß in der Aufnahme ein zweites Set von Kontaktpins vorgesehen ist, das in Längsrichtung der Aufnahme mit Abstand zu dem ersten Set Kontaktpins liegt. Die Kontaktpins des zweiten Sets sind von den Kontaktpins des ersten Sets elektrisch vollständig getrennt, wobei die Kontaktpins des ersten Sets mit einem ersten Anschluß des Anschlußmoduls und die Kontaktpins des zweiten Sets mit einem zweiten Anschluß des Anschlußmoduls in Verbindung stehen. Ein erstes elektrisches Kabel einer ersten Versorgungsspannung wird über das erste Ende in die Aufnahme eingelegt und ein zweites elektrisches Kabel über das zweite Ende in die Aufnahme geführt, wobei das erste Set Kontaktpins nur das erste elektrische Kabel und das zweite Set Kontaktpins nur das zweite elektrische Kabel kontaktiert. Werden über die beiden elektrischen Kabel getrennte Versorgungsspannungen zugeführt, ist diese Trennung auch an den Anschlüssen vorhanden, so daß über die aktiven Anschlüsse elektrische Verbraucher mit getrennten Versorgungsspannungen versorgt werden können.
  • Wird hingegen ein einziges elektrisches Kabel durch die Aufnahme durchgeschleift, so wird sowohl das erste Set wie auch das zweite Set Kontaktmesser in das gleiche Kabel elektrisch kontaktierend einschneiden, so daß alle aktiven Anschlüsse des Anschlußmoduls an der gleichen Versorgungsspannung liegen.
  • Das Anschlußmodul mit der erfindungsgemäßen Kontaktklemme ist somit - ohne daß der Benutzer am Anschlußmodul Änderungen oder Einstellungen vornehmen müßte - sowohl für eine gemeinsame Versorgungsspannung für alle Anschlüsse als auch für eine getrennte Versorgungsspannung der getrennt vorgesehenen, vorzugsweise aktiven Anschlüsse einsetzbar. Darüber hinaus ist eine sichere Trennung zwischen AS-Interface Anschluß (Busleitung) und Aktorik gegeben. Die Piercingkontaktplatte des erfindungsgemäßen Anschlußmoduls ist ohne weitere Änderung einerseits im passiven Verteiler und andererseits im aktiven Anschlußmodul zu verwenden.
  • Die einander gegenüberliegenden Enden des ersten und des zweiten elektrischen Kabels sind vorteilhaft durch eine als Isolierteil ausgebildete Mitteldichtung elektrisch voneinandere isoliert. Ein derartiges Isolierteil kann an einem oder auch an beiden Enden angeordnet sein und ist insbesondere als Isolierkappe, Isoliermuffe o. dgl. ausgebildet.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Kabel ein zweiadriges Kabel und die Aufnahme quer zur Längsrichtung des Kabels breiter als das Kabel selbst ausgebildet, wobei einem Set drei quer zur Längsrichtung des Kabels nebeneinanderliegende Kontaktpins bzw. Kontaktmesser zugeordnet sind. Jedes Set weist einen mittleren Kontaktpin auf, der in einer sich in Längsrichtung des Kabels erstreckenden Ebene liegt, die die Aufnahme etwa symmetrisch teilt. Quer zur Längsrichtung des Kabels ist jeweils mit einem gleichen seitlichen Abstand ein weiterer Kontaktpin angeordnet, wobei die äußeren Kontaktpins vorzugsweise miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Wird nun das Kabel in der einen Lage an dem einen Seitenrand eingelegt, kontaktieren der mittlere Kontaktpin und ein äußerer Kontaktpin, während der dritte Kontaktpin blind liegt; in der anderen seitlich verschobenen Lage wird der vorher blinde Kontaktpin in das Kabel einstechen und zusammen mit dem mittigen Kontaktpin die elektrische Kontaktierung gewährleisten, während der andere, äußere Kontaktpin blind liegt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf ein Anschlußmodul mit einer Kontaktklemme und Anschlüssen für Sensoren, Aktoren oder dgl. elektrische Verbraucher,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die Unterseite des oberen Klemmenteils nach Fig. 1 mit in Aufnahmen vorgesehenen Kontaktpins in Piercing-Technik,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung der Unterseite des oberen Klemmenteils nach Fig. 2,
    Fig. 4
    einen Teilschnitt durch das Anschlußmodul längs der Linie IV-IV in Fig. 1.
  • Das in Fig. 1 gezeigte Anschlußmodul 50 für eine Maschinensteuerung weist eine Kontaktklemme 1 (Fig. 4) und äußere Anschlüsse 2 bis 5 auf. Der Grundkörper der Kontaktklemme 1 besteht aus einem unteren Klemmenteil 6 und einem oberen Klemmenteil 7 (Fig. 4), die durch geeignete Mittel, zweckmäßig durch lösbare Befestigungsschrauben 8, miteinander fest verbunden werden.
  • Das obere Klemmenteil 7 trägt auf seiner Oberseite die Anschlüsse 2 bis 5, die im gezeigten Ausführungsbeispiel bevorzugt als Anschlüsse in Form von Buchsen ausgebildet sind. In jede Buchse ist ein fünfpoliger Stecker einsteckbar, wobei die Steckerpins bzw. Buchsenpins als Eingang, als Ausgang und zur Verbindung mit einer Spannungsquelle beschaltet sein können. Die Anschlüsse 2 bis 5 können konstruktiv auch anders gestaltet sein, z.B. als Stecker o. dgl.. Die Anschlüsse des oberen Klemmenteils können alternativ durch Integration entsprechender Elektronik als aktive Anschlüsse ausgebildet sein oder - ohne Elektronik - als passive Anschlüsse vorgesehen werden.
  • Die Anschlüsse 2 bis 5 sind über eine entsprechende Beschaltung mit Piercing-Kontakten auf der Unterseite des oberen Klemmenteils 7 verbunden; die Unterseite mit den Piercing-Kontakten ist in Fig. 2 dargestellt. Die Piercing-Kontakte dienen der Kontaktierung von Flachkabeln 9, die zwischen den Klemmenteilen 6 und 7 geklemmt gehalten sind, wobei die jeweiligen Sets 10, 20ä, 20b der Piercing-Kontakte des oberen Klemmenteils 7 in das entsprechende Flachkabel 9 eindringen und eine elektrische Kontaktierung mit den Adern 30a, 30b (Fig. 4) des jeweiligen Flachkabels 9 gewährleisten.
  • Wie Fig. 1 zeigt, verlaufen durch die Kontaktklemme 1 zwei Flachkabel 9a, 9b, wobei das eine Flachkabel 9a bevorzugt als AS-Interface den Datenbus bildet und das andere Flachkabel 9b die Verbindung mit einer Versorgungsspannung für aktive Elemente herstellt. Beide Flachkabel 9a, 9b sind mit zwei Leitungsadern 30a, 30b (Fig. 4) ausgeführt. Das AS-Interface dient dazu, binäre Sensoren und Aktoren zu vernetzen und an eine höhere Steuerungsebene anzubinden.
  • Das untere Klemmenteil 6 weist jeweils eine Aufnahme 40 für das einzulegende Flachkabel 9a, 9b auf, wobei die Aufnahme 40 breiter als das Kabel selbst ausgebildet ist. Das entsprechende Kabel 9a, 9b wird so in die Aufnahme 40 eingelegt, daß es an einem Seitenrand 41 (Fig. 4) bündig anliegt, wobei der Leerraum zwischen dem Flachkabel und dem anderen Seitenrand 42 durch ein Füllstück 43 ausgefüllt wird. Dies ist in Figur 4 am Beispiel des Energiekabels 9b gezeigt.
  • Das in der Aufnahme 40 liegende Flachkabel 9a bzw. 9b wird bei Aufsetzen des oberen Klemmenteils 7 von den Kontaktpins der Piercingkontaktplatte des jeweiligen Sets 10, 20a, 20b durchdrungen, wobei die als Kontaktmesser ausgebildeten Kontaktpins elektrisch kontaktierend in die jeweiligen Adern 30a, 30b der Kabel 9a, 9b einstechen.
  • Jedes Set 10, 20a, 20b der Kontaktpins ist im Grundaufbau gleich ausgebildet. Ein mittlerer Kontaktpin 11, 11a, 11b liegt in einer Ebene 21, die sich in Längsrichtung des Kabels 9 erstreckt und die Aufnahme 40 etwa symmetrisch teilt. Quer zur Längsrichtung des Kabels 9 liegt mit einem seitlichen Abstand z, der etwa dem Aderabstand a der Adern in dem Kabel entspricht, jeweils ein weiterer, äußerer Kontaktpin 11a, 12a, 13a und 11b, 12b, 13b. Die äußeren Kontaktpins 12, 13; 12a, 13a und 12b, 13b sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die äußeren Kontaktpins 12, 12a, 12b, und 13, 13a, 13b liegen in Längsrichtung des Kabels zum mittleren Kontaktpin 11, 11a, 11b versetzt. Vorteilhaft ist jeder Kontaktpin doppelt ausgeführt.
  • Liegt z. B. das Energiekabel 9b gemäß Fig. 4 bündig an der rechten Seitenwand 41, kontaktiert der mittlere Kontaktpin 11a und der seitliche Kontaktpin 13a die jeweilige Ader 30a bzw. 30b des Kabels 9b. Der Kontaktpin 12a greift in das Füllstück 43. Liegt das Kabel 9b hingegen an der Seitenwand 42 an, kontaktieren die Kontaktpins 11a und 12a die jeweiligen Adern 30a und 30b, während der andere äußere Kontaktpin 13a blind in das Füllstück 43 eingreift. Auf diese Weise ist unabhängig von der ankommenden Lage des Flachkabels an dem Anschlußmodul 50 eine polrichtige Kontaktierung gewährleistet.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel läuft das Flachkabel 9a der Busleitung durch die an den gegenüberliegenden Enden offene Aufnahme, ist also durchgeschleift. In das Flachkabel 9a schneiden die Kontaktpins 11, 12, 13 des Sets 10 ein, wobei die Kontaktpins 11, 12, 13 mit den Anschlüssen 2,3 verbunden sind. Diese Anschlüsse 2,3 dienen zur Verbindung mit Sensoren, welche über die Busleitung auch mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt sind. Die Stromaufnahme derartiger Sensoren liegt im Bereich von mA. In gleicher Weise kann auch das Energiekabel 9b durchgeschleift sein, so daß beide Sets 20a, 20b der Kontaktpins das gleiche Energiekabel 9b kontaktieren und den Buchsen 4 und 5 auf den entsprechenden Pins die über das Energiekabel 9b zur Verfügung gestellte gleiche Versorgungsspannung zugeführt werden kann. Die Versorgungsspannung kann z. B. 24V betragen; die zur Verfügung stehende Stromstärke liegt im Bereich von Ampere, z.B. 1,6 A. Über diese aktiven Anschlüsse 4,5 werden Aktoren angesteuert, so z.B. Motoren, Magnetventile und. dgl..
  • Nach der Erfindung sind zur Kontaktierung des Energiekabels 9b die beiden Sets 20a und 20b von Kontaktpins 11a, 12a, 13a bzw. 11b, 12b, 13b in Längsrichtung der Aufnahme 40 mit Abstand s vorgesehen, wobei die Kontaktpins 11a, 12a, 13a des ersten Sets 20a und die Kontaktpins 11b, 12b, 13b des zweiten Sets 20b voneinander elektrisch getrennt sind. Der in Längsrichtung der Aufnahme 40 gemessene Abstand s der beiden Sets 20a und 20b kann sehr gering ausgeführt sein. Zur Isolierung der beiden getrennt zugeführten Energiekabel 9b, 9c kann eine Mitteldichtung vorgesehen sein, die als Isolierteil 18 die beiden einander gegenüberliegenden Enden 19 des ersten und des zweiten Energiekabels 9c, 9b, elektrisch voneinander isoliert. Das Isolierteil 18 kann als Isolierkappe, Isoliermuffe o. dgl. Teil ausgeführt sein. Die Kontaktpins 11a, 12a und 13a des ersten Sets 20a stellen auf einem Teil der Anschlußbuchsen (im Ausführungsbeispiel die Buchse 5) eine erste Versorgungsspannung zur Verfügung. Entsprechend sind die Kontaktpins 11a, 12a, 13a des ersten Sets 20a elektrisch leitend mit dem Anschluß 5 verbunden.
  • Das zweite Set 20b von Kontaktpins 11b, 12b, 13b ist elektrisch getrennt von dem ersten Set 20a vorgesehen und elektrisch mit dem anderen Anschluß verbunden, im Ausführungsbeispiel mit dem Anschluß 4.
  • Wird nun - wie in Fig. 2 strichliert dargestellt - über jeweils ein offenes Ende 44 bzw. 45 der Aufnahme 40 jeweils ein Energiekabel 9b und 9c zugeführt, so ist der Anschluß 5 des Bereichs I mit dem Energiekabel 9c und der Anschluß 4 des Bereichs II mit dem Energiekabel 9b verbunden. Damit kann der Anschluß 5 an eine erste Versorgungsspannung und der Anschluß 4 an eine zweite Versorgungsspannung angeschlossen werden, was zur Erhöhung der Sicherheit beim Ausfall von Maschinensteuerungen vorteilhaft ist und z.B. getrennte NOT-AUS Kreise ermöglicht.
  • Diese elektrische Trennung der Anschlußbuchsen 4 und 5 ist nur dann wirksam, wenn getrennte Energiekabel 9b und 9c durch jeweils ein offenes Ende 44 und 45 in die Aufnahme eingelegt werden, wobei die Enden der Energiekabel vorzugsweise gegeneinander elektrisch zu isolieren sind.
  • Ist für die Anwendung eine getrennte elektrische Versorgung der Buchsen nicht notwendig, kann - in gewohnter Weise - ein Energiekabel 9b durchgeschleift werden, so daß sowohl das Kontaktset 20a als auch das Kontaktset 20b in das gleiche Kabel 9b einstechen und mit den gleichen Adern 30a, 30b eine elektrische Kontaktierung herstellen, so daß die Buchsen 4 und 5 an einem gleichen elektrischen Versorgungskreis angeschlossen sind.
  • Die elektrisch getrennte Anordnung eines zweiten Sets von Kontaktpins in der Aufnahme des Energiekabels 9b erweitert die Funktionalität des Anschlußmoduls, ohne daß das Modul selbst für die Anwendung an einer oder an zwei Versorgungsspannungen vom Benutzer modifiziert werden müßte.
  • Die elektrische Trennung ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Jedes Set 20a, 20b von Kontaktpins ist einem elektrischen Bereich I bzw. II zugeordnet, wobei die elektrische Trennung dann und immer dann wirksam ist, wenn über die offenen Enden 44 und 45 in die Aufnahme 40 elektrisch getrennte Energiekabel 9b, 9c eingelegt werden. Wird ein Energiekabel 9b durchgeschleift, liegen alle Anschlüsse an der gleichen Versorgungsspannung, da jedes Set 20a, 20b von Kontaktpins 11a, 12a, 13a und 11b, 12b, 13b das gleiche Flachkabel 9b kontaktiert.
  • Im Bereich III des Blockschaltbildes nach Fig. 3 erfolgt die elektrische Kontaktierung mit den Adern der Busleitung 9a in gewohnter Weise, unabhängig davon, ob eine gemeinsame oder eine getrennte Versorgungsspannung für die Anschlüsse 4 und 5 vorgesehen ist.
  • Das erfindungsgemäße Anschlußmodul ist als aktives Modul für den Einsatz in sicherheitsgerechten Maschinen- und Anlagenteilen bis zu Sicherheitskategorie 3 einsetzbar.

Claims (9)

  1. Anschlußmodul mit einer Kontaktklemme für ein isoliertes, mehradriges elektrisches Flachkabel (9b, 9c), insbesondere ein formkodiertes Profilkabel, bestehend aus zwei ineinandergreifenden Klemmenteilen (6, 7) mit außenliegenden Anschlüssen (2, 3, 4, 5) zur Verbindung mit Sensoren, Aktoren, wobei zumindest das eine Klemmenteil (6) eine sich in Längsrichtung des Flachkabels (9b,9c) erstreckende Aufnahme (40) mit gegenüberliegenden offenen Enden (44, 45) zum Einlegen eines elektrischen Flachkabels (9b,9c) aufweist und das andere Klemmenteil (7) zumindest ein erstes Set (20a) und ein zweites Set (20b) aus Kontaktpins aufweist, wobei zumindest jeweils ein Kontaktpin (11a, 12a, 13a) des ersten Sets (20a) und ein Kontaktpin (11 b, 12b, 13b) des zweiten Sets (20b) jeweils einer Ader (30a, 30b) des in die Aufnahme (40) eingelegten Flachkabels (9b, 9c) zugeordnet ist, und die Kontaktpins (11a, 12a, 13a, 11 b, 12b, 13b) bei montierten Klemmenteilen (6, 7) die Isolation des Flachkabels (9b, 9c) durchdringen und elektrisch kontaktierend in die Ader (30a, 30b) des Flachkabels (9b, 9c) eingestochen liegen, wobei die Kontaktpins (11a, 12a, 13a) des ersten Sets (20a) und die Kontaktpins (11 b, 12b, 13b) des zweiten Sets (20b) jeweils quer zur Längsrichtung des Flachkabels (9b, 9c) mit einem dem Aderabstand (a) des Flachkabels entsprechenden Abstand (z) nebeneinander liegen, wobei das zweite Set (20b) Kontaktpins (11 b, 12b, 13b) in Längsrichtung der Aufnahme (40) mit Abstand (s) zu dem ersten Set (20a) Kontaktpins (11a, 12a, 13a) liegt und die Kontaktpins (11a, 12a, 13a) des ersten Sets (20a) mit einem ersten Anschluß (5) und die Kontaktpins (11 b, 12b, 13b) des zweiten Sets (20b) mit einem zweiten Anschluß (4) in Verbindung stehen, und ein erstes elektrisches Flachkabel (9c) über das erste offene Ende (45) in die Aufnahme (40) und ein zweites elektrisches Flachkabel (9b) über das zweite Ende (44) in die Aufnahme (40) einlegbar ist, wobei das erste Set (20a) Kontaktpins das erste Flachkabel (9c) und das zweite Set (20b) Kontaktpins das zweite Flachkabel (9b) kontaktiert,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Flachkabel (9b, 9c) durch die Aufnahme (40) durchschleifbar ist, so daß beide Sets (20a, 20b) der Kontaktpins dieses Flachkabel (9b, 9c) kontaktieren, so daß beide Sets (20a, 20b) mit den gleichen Adern (30a, 30b) eine elektrische Kontaktierung herstellen,
    und daß die Kontaktpins (11 b, 12b, 13b) des zweiten Sets (20b) von den Kontaktpins (11a, 12a, 13a) des ersten Sets (20a) elektrisch getrennt sind.
  2. Anschlußmodul nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Enden (19) des ersten und des zweiten Flachkabels 9c, 9b, durch ein Isolierteil (18), vorzugsweise eine Isolierkappe, elektrisch voneinander isoliert sind.
  3. Anschlußmodul nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Flachkabel (9b, 9c) ein Energiekabel (9b) ist.
  4. Anschlußmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Flachkabel (9b, 9c) ein zweiadriges Flachkabel ist und die Aufnahme (40) quer zur Längsrichtung des Flachkabels (9b, 9c) breiter als das Flachkabel ausgebildet ist, wobei einem Set (20a, 20b) von Kontaktpins drei quer zur Längsrichtung des Flachkabels (9b, 9c) nebeneinander liegende Kontaktpins (11a, 12a, 13a; 11b, 12b, 13b) zugeordnet sind.
  5. Anschlußmodul nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß jedes Set (20a, 20b) einen mittleren Kontaktpin (11a, 11b) aufweist, der in einer sich in Längsrichtung des Flachkabels (9b, 9c) erstreckenden Ebene (21) liegt, die die Aufnahme (40) in Längsrichtung des Flachkabels (9b, 9c) etwa symmetrisch teilt, und daß quer zur Längsrichtung des Flachkabels (9b, 9c) mit einem seitlichen Abstand (z) jeweils ein weiterer Kontaktpin (12a, 13a; 12b, 13b) angeordnet ist.
  6. Anschlußmodul nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kontaktpins (12a, 13a; 12b, 13b) eines selben Sets (20a, 20b) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
  7. Anschlußmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Flachkabel (9b, 9c) in der einen Lage an dem einen Seitenrand (41) der Aufnahme (40) und in der anderen Lage an dem anderen Seitenrand (42) der Aufnahme (40) anliegt.
  8. Anschlußmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpins als Kontaktmesser ausgebildet sind, deren jeweiliges Schneidblatt etwa in Längsrichtung des Flachkabels (9b, 9c) ausgerichtet liegt.
  9. Anschlußmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (2, 3, 4, 5) als Steckanschluß in Form einer Buchse ausgebildet ist.
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