EP3043111B1

EP3043111B1 - Signalvorrichtung

Info

Publication number: EP3043111B1
Application number: EP15150795.1A
Authority: EP
Inventors: Michael Auer; Thomas Fehringer
Original assignee: Auer Signal GmbH
Current assignee: Auer Signal GmbH
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2035-01-12
Also published as: EP3043111A1; US10475304B2; US20160203686A1; PL3043111T3; EP3205933A1; EP3043111B2; US10127779B2; US20190080571A1; ES2631809T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalvorrichtung, insbesondere für eine Signalsäule, zum Anzeigen von Betriebszuständen, mit zumindest einem Signalmodul, welches ein Leiterplattenelement für zumindest ein Signalelement zur Abgabe eines Signals, insbesondere für ein Leuchtelement zur Abgabe eines Signallichtes, aufweist, wobei das Signalmodul lösbar mit einem weiteren Signalmodul verbindbar ist und die Signalmodule im verbundenen Zustand übereinander angeordnet sind, wobei das Signalmodul ein Bajonettverbindungselement zur Verbindung mit einem Bajonettverbindungselement des weiteren Signalmoduls aufweist und eine durch das Signalmodul verlaufende Verbindungsleitung zur Ansteuerung eines Leiterplattenelements des weiteren Signalmoduls vorgesehen ist.
Eine derartige Signalvorrichtung mit mehreren Signalmodulen ist aus der EP 1 460 332 A2 bekannt, wobei die Signalmodule jeweils ein horizontal angeordnetes Leiterplattenelement für zumindest ein Signalelement ur Abgabe eines Signals aufweisen. Zudem weisen die Signalmodule durch das jeweilige Signalmodul verlaufende Drähte als Verbindungsleitungen zur Ansteuerung eines Leiterplattenelements des weiteren Signalmoduls auf. Zur elektrischen Verbindungherstellung zwischen den Drähten benachbarter Signalmodule im verbundenen Zustand und zur Kontaktierung des Leiterplattenelements sind Plattenelementen auf den Leiterplatten aufgesteckt.
Eine weitere Leuchtsäule zum Anzeigen von Betriebszuständen, beispielsweise von Fehlern an automatisch arbeitenden Maschinen, ist beispielsweise aus der DE 195 13 983 A1 bekannt. Die Leuchtsäule weist mehrere, ihrer Bauart nach im Wesentlichen gleiche, übereinander angeordnete Signalelementen auf, die mittels einer Verschlussverbindung miteinander verbunden sind. Die Signalelemente bestehen aus einem Zylinderteil zur Aufnahme eines optischen bzw. akustischen Signalgebers und aus elektrischen Verbindungsleitungen, die zur individuellen Stromversorgung der Signalelemente dienen. Die elektrischen Verbindungsleitungen sind als Drähte ausgebildet, die jeweils an ihrem einen Ende eine etwa U-förmige, in einer etwa tangential ausgerichteten Ebene liegende Verbindungsbrücke und an ihrem anderen Ende einen abgewinkelten Verbindungssteg aufweisen. Die Verbindungsbrücke des einen Signalelements wirkt beim Zusammenbau zweier benachbarter Signalelemente mit dem Verbindungssteg des benachbarten Leuchtelements durch eine federnde Drahtverbindung kraftschlüssig zusammen. Dadurch wird die elektrische Kontaktierung vorgenommen, wenn die einzelnen Signalelemente über eine Bajonettverbindung mechanisch miteinander verbunden werden.
Auch aus der EP 1 650 489 A2 ist eine Signalvorrichutung mit mehreren lösbar miteinander verbundenen Signalmodulen bekannt, die außerhalb des eingesetzten Elektronikträgers geführte Drähte zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Signalmodulen beim Zusammenfügen der Signalmodule aufweist.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist insbesondere, dass Verbindungs- bzw. Speiseleitungen das vom Signalelement gegebenenfalls abgegebene Lichtbild stören. Zudem ist die Assemblierung zeit- und kostenaufwändig. Darüber hinaus bringt die Anordnung der Verbindungs- bzw. Speiseleitungen innerhalb der Signalelemente einen hohen Platzbedarf mit sich. Dadurch ist die Anzahl der übereinander anordenbaren Signalelemente bei gegebenem Durchmesser des zylindrischen Aufnahmeteils limitiert.
Darüber hinaus ist aus der EP 1 347 233 A2 eine Signalsäule mit mehreren Segmenten unterschiedlicher Farbe bekannt geworden, bei welcher eine sich durch alle Segmente erstreckende Leiterplatte vorgesehen ist, die Leuchtdioden als Leuchtmittel trägt. Die Leuchtdioden sind jeweils einem Segment zugeordnet, wobei die Leuchtdioden verschiedener Segmente separat ansteuerbar sind. Bei dieser Ausführung ist jedoch nachteilig, dass die Variabilität der Leuchtsäule für verschiedene Anwendungen verloren geht.
Darüber hinaus wurde im Stand der Technik bereits eine Signalsäule vorgeschlagen, bei welchen die Signalmodule jeweils eine Leiterplatte aufweisen. Die Signalmodule werden bei dieser Ausführung ineinander gesteckt, wobei die Leiterplatten miteinander verbunden werden. Diese Ausführung ist jedoch dahingehend nachteilig, dass die Kontaktierung zwischen zwei Leiterplatten und die Verbindung zwischen zwei aneinander anschließenden Signalmodulen gesondert vorgenommen werden muss.
Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine gattungsgemäße Signalvorrichtung der eingangs angeführten Art zu schaffen, bei welcher die Kontaktierung der einzelnen Signalmodule mit konstruktiv einfachen, geringen Platzbedarf benötigenden Mitteln bewerkstelligt wird, wobei die Signalmodule weiter ohne Verwendung von Werkzeugen an beliebiger Stelle auseinandergenommen und wieder zusammengesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Signalvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß weist das Leiterplattenelement des Signalmoduls zur Ausbildung der Verbindungsleitung eine dem Signalelement des weiteren Signalmoduls zugeordnete Leiterbahn auf, welche im verbundenen Zustand der Signalmodule über ein Kontaktelement mit einer Leiterbahn am Leiterplattenelement des weiteren Signalmoduls verbunden ist, wobei die Leiterplattenelemente in einem zusammengesteckten, unverdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente in einer kontaktfreien Stellung und in einem zusammengesteckten, verdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente in einer Kontaktstellung zueinander angeordnet sind.
Vorteilhafterweise sind daher die Verbindungs- bzw. Speiseleitungen für die Versorgung der Signalelemente über mehrere Signalmodule hinweg in Form von Leiterbahnen in die Leiterplattenelemente integriert. Als Signalelemente können Leuchtelemente, beispielsweise Leuchtdioden, oder Tonsignalelemente vorgesehen sein. Dadurch kann auf außerhalb der Leiterplattenelemente verlaufende, beispielsweise draht- oder plättchenförmige Verbindungs- bzw. Speiseleitungen verzichtet werden. Solche Verbindungs- bzw. Speiseleitungen wurden beim Stand der Technik in Abstand zueinander an der Innenseite der Signalmodule, in axialer Richtung verlaufend angeordnet, wodurch - um optische Störstellen in einem akzeptablen Rahmen zu halten - die Anzahl übereinander anordenbarer Signalmodule faktisch begrenzt war. Zudem stieg der Montage-/Assemblieraufwand mit der Zahl der anzubringenden Verbindungs- bzw. Speiseleitungen. Bei der erfindungsgemäßen Signalvorrichtung dient das Leiterplattenelement nicht nur zur Ansteuerung bzw. Versorgung des darauf befindlichen Signalelements, sondern auch zur Weiterleitung von Steuer- bzw. Versorgungssignalen an die Signalelemente darüberliegender Signalmodule. Zu diesem Zweck weist das Leiterplattenelement zumindest eine Leiterbahn auf, welche zur Weiterleitung elektrischer Steuer- bzw. Versorgungssignale an ein darüberliegendes Signalmodul eingerichtet ist. Darüber hinaus weist jedes Leiterplattenelement zumindest eine mit dem Signalelement dieses Signalmoduls verbundene Leiterbahn auf, um insbesondere den Leuchtzustand des Leuchtelements am jeweiligen Signalmodul einzustellen; selbstverständlich kann das Leiterplattenelement aber auch mehrere, über unterschiedliche Leiterbahnen versorgte Signalelemente aufweisen. Der Montage-/Assemblieraufwand ist vorteilhafterweise von der Anzahl der Leiterbahnen im Wesentlichen unabhängig. Im mechanisch verbundenen Zustand der Signalmodule sind die Leiterplattenelemente über zumindest zwei Kontaktelemente elektrisch leitend miteinander verbunden. Bevorzugt weist zumindest das unterste Signalmodul mehrere Leiterbahnen zur Weiterleitung von Steuer- bzw. Versorgungssignalen an mehrere darüberliegende Signalmodule auf, wobei eine entsprechende Anzahl von Kontaktelementen zwischen den Signalmodulen vorgesehen ist. Beim Zusammenbau der Signalmodule wird somit zugleich die elektrische Kontaktierung der Leiterplattenelemente vorgenommen. Die Signalvorrichtung kann, bevorzugt am unteren Ende, ein Sockelelement aufweisen, welchem über im Stand der Technik an sich bekannte Anschlussmittel die Steuer- bzw. Versorgungssignale für die einzelnen Signalmodule zugeführt werden. Die erfindungsgemäße Ausführung bringt insbesondere den Vorteil mit sich, dass die Anzahl der übereinander anordenbaren, einzeln montierbaren bzw. demontierbaren Signalmodule (bei gegebenem Durchmesser) erhöht werden kann. Darüber hinaus kann die Kontaktierung der Leiterplattenelemente beim Zusammenbau der Signalvorrichtung zuverlässiger vorgenommen werden. Weiters ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung besonders stabil. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Montage der Signalvorrichtung einfacher und daher kostengünstiger durchgeführt werden kann. Zudem können Kostenvorteile auch durch die teilesparende Ausführung erzielt werden. Schließlich ist von Vorteil, dass die Lichtabgabe der Signalmodule an die Umgebung nicht durch Speiseleitungen behindert wird.
Darüber hinaus weist das Signalmodul ein Bajonettverbindungselement zur Verbindung mit einem Bajonettverbindungselement des weiteren Signalmoduls auf, wobei die Leiterplattenelemente in einem zusammengesteckten, unverdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente in einer kontaktfreien Stellung und in einem zusammengesteckten, verdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente in einer Kontaktstellung zueinander angeordnet sind. Im Stand der Technik ist es an sich bekannt, die Signalmodule über Bajonettverbindungen lösbar miteinander zu verbinden. Zu diesem Zweck weisen die Signalmodule zusammenwirkende Bajonettverbindungselemente auf, welche durch einen Bajonettvorsprung auf dem einen Signalmodul und eine Bajonettöffnung auf dem anderen Signalmodul gebildet sind. Die Bajonettverbindungselemente sind über eine Steck-Dreh-Bewegung miteinander verbindbar, wobei der Bajonettvorsprung zunächst durch einen in axialer Richtung verlaufenden Eingangsbereich der Bajonettöffnung gesteckt und danach entlang eines dazu im Wesentlichen rechtwinkelig verlaufenden Sicherungsabschnitts der Bajonettöffnung verdreht wird. Bei der vorliegenden Ausführung ist die mechanische Verbindung über die Bajonettverbindungselemente mit der elektrischen Verbindung zwischen den Leiterplattenelementen gekoppelt. Zu diesem Zweck sind die Kontaktelemente des einen Signalmoduls in dem zusammengesteckten, unverdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente in einer kontaktfreien Stellung zu den entsprechenden Kontaktstellen des anderen Signalmoduls angeordnet. Durch Anordnung der Bajonettverbindungselemente in der zusammengesteckten, verdrehten Stellung werden die Kontaktelemente des einen Signalmoduls in Kontakt mit den Kontaktstellen des anderen Signalmoduls gebracht. Somit kann die Signalleitung zwischen den aufeinanderfolgenden Signalmodulen über die Bajonettverbindung freigegeben bzw. getrennt werden.
Um ein bestimmtes Signalmodul der Signalsäule mit einer Steuer- bzw. Versorgungsspannung beaufschlagen zu können, ist es günstig, wenn sich das Leiterplattenelement im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Signalmoduls erstreckt, wobei das Kontaktelement im verbundenen Zustand der Signalmodule zwischen einer oberseitigen Kontaktstelle des einen Leiterplattenelements und einer unterseitigen Kontaktstelle des anderen Leiterplattenelements angeordnet ist. Diese Ausführung ist bevorzugt bei einem Signalmodul mit einem Leuchtelement vorgesehen. Für die Zwecke dieser Offenbarung beziehen sich die Bezeichnungen "oben" und "unten" auf eine im Wesentlichen vertikale Betriebsstellung der Signalvorrichtung, bei welcher die Signalmodule übereinander angeordnet sind. In dieser vertikalen bzw. stehenden Betriebsstellung der Signalvorrichtung ist das Leiterplattenelement bevorzugt in einer im Wesentlichen vertikalen Stellung innerhalb des Signalmoduls angeordnet, wobei sich das Leiterplattenelement jeweils über im Wesentlichen die gesamte Höhe des zugehörigen Signalmoduls erstreckt. Um die elektrische Steuer- bzw. Versorgungssignale durch ein Signalmodul hindurch zu einem darüberliegenden Signalmodul weiterzuleiten, ist zumindest zwei Leiterbahnen dieses Signalmoduls über zumindest zwei Kontaktelemente mit zugehörigen Leiterbahnen des darüberliegenden Signalmoduls verbunden. Demnach erfolgt die Signalweiterleitung im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Signalvorrichtung entlang der Leiterbahnen der Leiterplattenelemente, wobei die aufeinanderfolgenden Signalmodule durch die Kontaktelemente kontaktiert werden.
Um den elektrischen Kontakt zwischen den Signalmodulen zuverlässig herzustellen oder trennen zu können, ist es günstig, wenn als Kontaktelement eine elastisch auslenkbare Kontaktfeder vorgesehen ist, welche im verbundenen Zustand der Signalmodule deren Leiterplattenelemente miteinander verbindet. Zur Kontaktierung zwischen den Leiterplattenelementen übereinander angeordneter Signalmodule sind daher Kontaktfedern vorgesehen, welche beim Herstellen der mechanischen Verbindung zwischen den Signalmodulen an den entsprechenden Kontaktstellen des jeweiligen Leiterplattenelements angelegt werden. Durch Abnehmen eines Signalmoduls von der Signalvorrichtung wird zugleich die elektrische Verbindung über die Kontaktfedern getrennt. Zur zuverlässigen Durchkontaktierung der Signalmodule liegen die Kontaktfedern im verbundenen Zustand der Signalmodule mit einem Anpressdruck an den entsprechenden Kontaktstellen an.
Um die Kontaktierung zwischen den Signalmodulen auf konstruktiv einfache, zuverlässige Weise zu bewerkstelligen, ist es von Vorteil, wenn das Leiterplattenelement Kontaktstellen aufweisende, von der ober- und der unterseitigen Stirnseite der Leiterplattenelemente abstehende Zapfenelemente aufweist, wobei die unter- oder oberseitigen Zapfenelemente mit den Kontaktelementen verbunden sind und die ober- bzw. unterseitigen Zapfenelemente frei von Kontaktelementen sind. Demnach sind die Kontaktstellen des Leiterplattenelements auf der einen Seite, vorzugsweise auf der Unterseite, mit Kontaktelementen verbunden und auf der anderen Seite, vorzugsweise auf der Oberseite, frei von solchen Kontaktelementen. Beim Verbinden der Signalmodule treten so stets die Kontaktelemente des einen Signalmoduls mit von Kontaktelementen freien Kontaktstellen des anderen Signalmoduls in Kontakt.
Zur stabilen Halterung der Leiterplattenelemente innerhalb der Signalmodule ist es vorteilhaft, wenn das Signalmodul ein mit dem Leiterplattenelement verbundenes Aufsatzelement mit einem Verbindungselement aufweist. Die Montage der Signalvorrichtung kann mit geringem Aufwand vorgenommen werden, wenn das Verbindungselement über eine lösbare Verbindung, vorzugsweise eine Rastverbindung, in einem äußeren Gehäuse, vorzugsweise mit einer zylindrischen Mantelfläche, aufgenommen ist. Bei dieser Ausführung wird daher das Verbindungselement samt dem Leiterplattenelement in dem äußeren Gehäuse verschnappt bzw. verrastet. Das äußere Gehäuse weist bevorzugt eine zylindrische Mantelfläche auf, welche auf der einen Seite mit einem Deckel- bzw. Bodenteil und auf der anderen Seite mit einer Halteöffnung zum Verbinden mit dem weiteren Signalmodul ausgebildet ist. Bevorzugt sind an gegenüberliegenden Enden der Mantelfläche, jeweils benachbart des Deckel-/Bodenteils bzw. der Halteöffnung, die Bajonettverbindungselemente in Form der Bajonettvorsprünge bzw. der Bajonettöffnungen vorgesehen.
Bei einer Ausführung kann das Leiterplattenelement im Wesentlichen vollständig innerhalb eines das Verbindungselement umfassenden Aufsatzelements angeordnet sein. Mit einem derartigen Aufsatzelement in der Art eines Gehäuses wird das Leiterplattenelement und insbesondere auch die Kontaktelemente im Wesentlichen vollständig vor mechanischen Einwirkungen, insbesondere beim Verbinden der Signalmodule, geschützt.
Um die elektrische und mechanische Verbindung übereinander angeordneter Signalmodule ohne die Gefahr von Beschädigungen zuverlässig herstellen und trennen zu können, ist es günstig, wenn zum Schutz der Kontaktelemente zumindest ein die Kontaktelemente zumindest teilweise umschließendes Schutzelement vorgesehen ist. Bevorzugt weist das Schutzelement mehrere, vorzugsweise stift- oder zapfenförmige Vorsprünge auf, welche benachbart der Kontaktelemente angeordnet sind.
Insbesondere sind hierbei zwei Reihen derartiger Vorsprünge vorgesehen, zwischen welchen die Kontaktelemente angeordnet sind, wobei eine erste Reihe vergleichsweise kurze Vorsprünge und eine zweite Reihe vergleichsweise lange Vorsprünge vorgesehen sind. Die Kontaktstellen, insbesondere Zapfenelemente, eines weiteren Leiterplattenelements, mit welchen eine Kontaktierung herzustellen ist, sind beim Zusammenführen der Signalmodule vorteilhafterweise derart angeordnet, dass sie beim Schließen des Bajonettverschlusses über den kurzen Vorsprünge hinweg gedreht werden können, ohne mit diesen in Berührung zu kommen.
Die langen Vorsprünge hingegen können vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass sie an jener Seite, an welcher die Kontaktelemente nicht zur Berührung mit einer Kontaktstelle vorgesehen sind, die Kontaktelemente im Wesentlichen über die gesamte Länge bedecken, so dass ein Zugriff bzw. eine Beschädigung der Kontaktelemente möglichst verhindert wird.
Um eine Kontaktherstellung über die Drehbewegung bei Schließen der Bajonettverbindung ohne freiliegende, einem Zugriff ausgesetzte Kontaktstellen zu ermöglichen, ist es günstig, wenn ein Deckel-/Bodenelement des weiteren Signalmoduls oder ein Aufsatzelement eines weiteren Leiterplattenelements zumindest eine bogenförmig gekrümmte Durchgangsöffnung aufweist. Kontaktelemente sowie ggf. Berührungsschutz-Vorsprünge eines Singalmoduls können somit im zusammengesteckten, unverdrehten Zustand in Durchgangsöffnungen des anderen Signalmoduls eingeführt werden. Beim Verdrehen der Signalmodule gegeneinander werden die Kontaktelemente ebenso wie die (Berührungsschutz-) Vorsprünge sodann in den bogenförmigen Durchgangsöffnungen geführt. Mit Erreichen der Anschlagstellung, welche vorzugsweise über die Bajonettverbindung definiert ist, ist der elektrische Kontakt zwischen den Leiterplattenelementen über die Kontaktelemente hergestellt.
Um den optischen Effekt des vom Signalelement abgesendeten Lichtsignals zu verbessern, d.h. insbesondere eine gerichtete Abstrahlung der erzeugten Lichtstrahlen zu erzielen, ist es günstig, wenn mit dem Leiterplattenelement zumindest ein Optikelement verbunden ist, das zumindest eine optische Linse aufweist, wobei vorzugsweise die Anzahl der Linsen im Wesentlichen einer Anzahl der als Signalelement vorgesehenen Leuchtdioden entspricht.
Um auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise einen Schutz der Kontaktelemente, ein Verbindungselement für ein äußeres Gehäuse und eine gerichtete Abgabe der erzeugten Lichtstrahlen zu bewirken, ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Aufsatzelement umfassend das Verbindungselement, das Schutzelement und das Optikelement vorgesehen ist. Durch die Zusammenfassung der drei vorstehend genannten unterschiedlichen Funktionen in einem einzigen Aufsatzelement kann sowohl die Teilezahl als auch der Assemblierungsaufwand gering gehalten werden.
Der Zusammenbau der Signalvorrichtung kann besonders einfach gestaltet werden, wenn das Aufsatzelement zwei Halbschalen aufweist, welche über eine lösbare Verbindung, vorzugsweise eine Rastverbindung, miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand ist daher das Leiterplattenelement zwischen den Halbschalen des Aufsatzelements angeordnet, wobei das Leiterplattenelement jedoch insbesondere seitlich über die zusammengesetzten Halbschalen hinausragen kann.
Zur Erzielung einer vielseitig verwendbaren Signalsäule ist es günstig, wenn zumindest ein Leiterplattenelement mehr als drei, vorzugsweise zumindest fünf, insbesondere acht, Leiterbahnen für die Ansteuerung einer entsprechenden Anzahl von Signalmodulen aufweist.
Zur Erzielung einer Signalsäule ist es günstig, wenn zumindest zwei miteinander verbundene, im verbundenen Zustand übereinander angeordnete Signalmodule vorgesehen sind. Bevorzugt sind zumindest zwei gleichartige Signalmodule als Lichtsignalmodule mit Leuchtelementen vorgesehen. Zudem kann ein Signalmodul mit einem Tonsignalelement vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Signalsäule, welche mehrere lösbar miteinander verbundene Signalmodule zur optischen und akustischen Anzeige von Betriebszuständen einer Maschine aufweist;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene, schaubildliche Ansicht eines Signalmoduls der Signalsäule gemäß Fig. 1, wobei das Signalmodul ein Leiterplattenelement mit einem LED-Leuchtelement aufweist;
Fig. 3 eine weitere teilweise geschnittene, schaubildliche Ansicht des Signalmoduls gemäß Fig. 1, 2;
Fig. 4, 5 weitere schaubildliche Ansichten des Signalmoduls gemäß Fig. 1 bis 3;
Fig. 6 und Fig. 7 schematische Ansichten der Leiterplattenelemente übereinander angeordneter Signalmodule, deren Leiterbahnen über Kontaktfedern durch Verdrehung zwischen der in Fig. 6 dargestellten Ruhestellung und der in Fig. 7 dargestellten Kontaktstellung miteinander verbindbar sind;
Fig. 8 eine schaubildliche Ansicht einer Halbschale eines Aufsatzelements mit eingesetztem Leiterplattenelement; und
Fig. 9 eine weitere schaubildliche Ansicht der Halbschale des Aufsatzelements für das Leiterplattenelement;
Fig. 10 eine schematische Ansicht von vier übereinander angeordneten Leiterplattenelementen;
Fig. 11 eine schaubildliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leiterplattenelements mit einem Aufsatzelement;
Fig. 12 eine schaubildliche Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 11 mit einer abgenommenen Halbschale des Aufsatzelements; und
Fig. 13 eine geschnittene schaubildliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Signalmoduls.

In Fig. 1 ist eine Signalvorrichtung 1 zum Anzeigen von Betriebszuständen einer Maschine bzw. einer Anlagenkomponente gezeigt. Die Signalvorrichtung ist als Signalsäule mit mehreren Signalmodulen 2 ausgebildet, welche, wie nachstehend noch näher erläutert wird, lösbar miteinander verbindbar sind. Im verbundenen Zustand sind die einzelnen Signalmodule 2 übereinander angeordnet. In der gezeigten Ausführung sind drei optische Signalmodule 2' zur Abgabe verschiedenfarbiger Lichtsignale und ein (im Stand der Technik hinreichend bekanntes) akustisches Signalmodul 2'' zur Abgabe eines Tonsignals vorgesehen. Die Signalmodule 2' weisen jeweils ein äußeres Gehäuse 3 auf, welches mit einer zylindrischen, teilweise durchsichtigen und jeweils in einer anderen Farbe ausgeführten Mantelfläche 4 und einem Deckel 5 ausgebildet ist (vgl. Fig. 4, 5). Die Signalmodule 2 sind in bekannter Weise auf einem Sockelelement 6 angeordnet, welches über (schematisch eingezeichnete) elektrische Anschlussmittel mit der (nicht gezeigten) Maschine verbunden ist. Demnach erfolgt die Ansteuerung sämtlicher Signalmodule 2 über die gemeinsamen Anschlussmittel des Sockelelementes 6.
Wie aus Fig. 2, 3 ersichtlich, weist das Signalmodul 2 innerhalb des äußeren Gehäuses 3 ein Leiterplattenelement 7 auf, an welchem in bekannter Weise zumindest ein (in Fig. 8 schematisch eingezeichnetes) Signalelement 8 zur Abgabe eines Signals angeordnet ist. Die optischen Signalmodule 2' weisen auf den Leiterplatten 7 jeweils zumindest ein Leuchtelement auf. Als Leuchtelement ist insbesondere zumindest eine Leuchtdiode (LED) vorgesehen, wobei das in Fig. 8 gezeigte Signalelement 8 insgesamt sechs LEDs (drei auf jeder Seite des Leiterplattenelements) umfasst. Zur Ansteuerung der Leiterplattenelemente 7 sind durch die Signalmodule 2 verlaufende Verbindungsleitungen vorgesehen, welche in der gezeigten Ausführung als in Fig. 8 schematisch ersichtliche Leiterbahnen 10 in die Leiterplattenelemente 7 integriert sind.
In Fig. 10 sind vier übereinander angeordnete Leiterplattenelemente 7 gezeigt sowie schematisch im Sockelelement 6 integriert eine Basis 9 mit Anschlussklemmen 9' ("0" bis "7"). Demnach weist jedes Leiterplattenelement 7 einen zum nächsten Signalmodul 2 führende "0"-Leiterbahn 10' auf. Weiters ist jeweils zumindest eine Leiterbahn 10'' vorgesehen, welche eine Verbindung von dem Kontaktelement "1" rechts von der "0"-Leiterbahn über das jeweilige Signalelement 8 zu der "0"-Leiterbahn herstellt, sowie weitere durchführende Leiterbahnen 10'''. Über Anlage von Spannung an der "0"-Leiterbahn und einer der Anschlussklemmen 9' "1" bis "7" kann somit ein entsprechendes Signalmodul 2 aktiviert werden. Im mechanisch verbundenen Zustand der Signalmodule 2 sind die Leiterbahnen 10', 10''' über Kontaktelemente 11 mit den entsprechenden Leiterbahnen 10'' am Leiterplattenelement 7 des darüber liegenden Signalmoduls 2 elektrisch verbunden. Sofern daher Spannung an die Anschlussklemme 9' "0" und "1" angelegt wird, leuchtet das Signalelement 8 des untersten Signalmoduls 2; sofern Spannung an die Anschlussklemme 9' "0" und "2" angelegt wird, leuchtet das Signalelement 8 des (von unten gesehen) zweiten Signalmoduls 2, etc.. Wie aus Fig. 2, 3 weiters ersichtlich, erstrecken sich die Leiterplattenelemente 7 im Wesentlichen über die gesamte Höhe bzw. axiale Erstreckung der Signalmodule 2. Im verbundenen Zustand der Signalmodule 2 sind die Kontaktelemente 11 zwischen einer oberseitigen Kontaktstelle 12 des einen (unteren) Leiterplattenelements 7' und einer unterseitigen Kontaktstelle 13 des anderen (oberen) Leiterplattenelements 7'' angeordnet (vgl. Fig. 7). Als Kontaktelemente 11 sind in der gezeigten Ausführung elastisch verformbare Kontaktfedern 11' vorgesehen, welche im verbundenen Zustand der Signalmodule 2 deren Leiterplattenelemente 7; 7', 7'' miteinander verbinden (vgl. Fig. 7).
Wie aus Fig. 2 bis 5 ersichtlich, weisen die Signalmodule 2 zu deren lösbaren Verbindung Bajonettverbindungselemente 14 auf, welche durch Bajonettvorsprünge 15 an einem nach innen versetzten oberen Randbereich der Mantelfläche 4 des äußeren Gehäuses 3 und entsprechende Bajonettöffnungen 16 am gegenüberliegenden, unteren Randbereich der Mantelfläche 4 des äußeren Gehäuses 3 gebildet sind. Die Bajonettverbindungselemente 14 übereinander angeordneter Signalmodule 2 sind in bekannter Weise über eine Steck-Dreh-Verbindung miteinander verbindbar. Hierbei werden zunächst die Bajonettvorsprünge 15 am unteren Signalmodul 2 in einen in axialer Richtung verlaufenden Eingangsbereich 16a der Bajonettöffnung 16 geführt. Danach werden die Signalmodule 2 gegeneinander verdreht, wobei die Bajonettvorsprünge 15 entlang von horizontalen Sicherungsabschnitten 16b der Bajonettöffnungen 16 verschoben werden. Die Kontaktelemente 11 des einen (oberen) Signalmoduls 2 sind in dem zusammengesteckten, unverdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente 14 in Abstand zu den entsprechenden Kontaktstellen des anderen Signalmoduls 2 angeordnet. Durch Anordnung der Bajonettverbindungselemente 14 in der zusammengesteckten, verdrehten Stellung gemäß Fig. 1 werden die Kontaktstellen 12, 13 übereinander angeordneter Signalmodule 2 in leitenden Kontakt gebracht. Somit kann die Signalleitung durch die aufeinanderfolgenden Signalmodule 2 über die Bajonettverbindung freigegeben bzw. getrennt werden.
Wie insbesondere aus Fig. 6, 7 ersichtlich, weisen die Leiterplattenelemente 7 die Kontaktstellen 12, 13 ausbildende Zapfenelemente 17 auf, welche von der oberseitigen Stirnseite der Leiterplattenelemente 7 nach oben bzw. von der unterseitigen Stirnseite der Leiterplattenelemente 7 nach unten vorspringen. In der gezeigten Ausführung sind jeweils die unterseitigen Zapfenelemente 17'' mit den Kontaktelementen 11 verbunden, wohingegen die oberseitigen Zapfenelemente 17' frei von solchen Kontaktelementen 11 sind.
Wie aus Fig. 8, 9 ersichtlich, vgl. auch Fig. 2, 3, weisen die Signalmodule 2 jeweils ein Aufsatzelement 18 für das zugehörige Leiterplattenelement 7 auf, wobei bei einem ersten Ausführungsbeispiel das zugehörige Leiterplattenelement 7 im Wesentlichen vollständig innerhalb des Aufsatzelements 18 aufgenommen ist. Das Aufsatzelement 18 weist in einem unteren Abschnitt ein Schutzelement 25, mit zwei Reihen an Vorsprüngen 19 auf, wobei eine Reihe mit längeren Vorsprüngen 19' und eine Reihe mit kürzeren Vorsprüngen 19" vorgesehen ist. Die Kontaktelemente 11 sind jeweils zwischen den als Berührungsschutz dienenden Vorsprüngen 19', 19" angeordnet. Die längeren Vorsprünge 19' bedecken die Kontaktelemente 11 auf jener Seite, auf welcher keine Kontaktierung hergestellt wird, im Wesentlichen zur Gänze. Die kürzeren Vorsprünge 19" lassen hingegen einen Endabschnitt der Kontaktelemente 11 zwecks Kontaktierung frei. Die Kontaktelemente 11 ebenso wie die Vorsprünge 19', 19" werden beim Zusammenführen zweier Signalmodule 2 in entsprechenden Durchgangsöffnungen 20 an der Oberseite des Aufsatzelements 18 des benachbarten Signalmoduls 2 aufgenommen. Zur Anpassung an die Drehbewegung während des Schließens der Bajonettverbindung sind die Durchgangsöffnungen 20 des Aufsatzelements 18 bogenförmig gekrümmt. Beim Verdrehen der Signalmodule 2 zur Herstellung der Bajonettverbindung werden die stiftförmigen Vorsprünge 19 des einen (oberen) Signalmoduls 2 daher in der bogenförmig gekrümmten Durchgangsöffnungen 20 des anderen (unteren) Signalmoduls 2 bewegt. Entsprechend wird für die jeweilige Anzahl von Signalmodulen 2 vorgegangen.
Die Anordnung der längeren 19' bzw. kürzeren Vorsprünge 19" ist auf den gegenüberliegenden radialen Abschnitten des Aufsatzelements 18 vertauscht. Somit wird eine bei Erreichen einer von der Bajonettverbindung definierten Anschlagstellung zuverlässig eine Kontaktierung benachbarter Leiterplattenelemente 7 hergestellt. Die Ausgestaltung der kürzeren Vorsprünge 19" stellt dabei zugleich sicher, dass die Kontaktierung zwischen den Leiterplattenelementen 7 beim Verbinden der Signalmodule 2 nicht behindert wird.
Wie aus Fig. 8, 9 weiters ersichtlich, vgl. auch Fig. 2, 3, weist das Aufsatzelement 18 zwei Halbschalen 22 auf, welche über eine Rastverbindung 23 miteinander verbunden sind. Im verbundenen Zustand der Halbschalen 22 weist das Aufsatzelement 18 ein Verbindungselement 24, in welchem die Durchgangsöffnungen 20 vorgesehen sind, ein Schutzelement 25 mit Vorsprüngen 19', 19" und ein Optikelement 26 auf. Das Optikelement 26 weist eine Anzahl an Linsen 27 auf, mit welchen der von der jeweils zugehörigen LED des Signalelements 8 abgegebenen Lichtstrahlen in zweckmäßiger Weise verteilt bzw. gerichtet wird. Das Aufsatzelement 18 selbst ist über eine Schnappverbindung 29 in dem äußeren Gehäuse 3 montiert.
In den Fig. 11 bis 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel ersichtlich, bei welchem das Aufsatzelement 18 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel deutlich reduziert ist. D.h., dieses Aufsatzelement 18 schließt das Leiterplattenelement 7 nicht in der Art eines Schutzgehäuses ein, sondern vielmehr ist ein Leiterplattenelement 7 mit im Wesentlichen konstanter Breite vorgesehen, welches sich insbesondere im Bereich des Optikelements 26 und des Verbindungselements 24 deutlich über das Aufsatzelement 18 hinaus erstreckt. Im Übrigen weist das Aufsatzelement 18, ebenso wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, ein Verbindungselement 24 mit Rastvorsprüngen 24' zwecks Befestigung an dem Gehäuse 3 bzw. einem gesondert oder einteilig mit dem Gehäuse 3 ausgebildeten Deckel 5 auf.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 11 bis 13 sind die Durchgangsöffnungen 20 zudem ebenfalls in dem Deckel 5 ausgebildet und nicht im Aufsatzelement 18.
Über die Rastnasen 24' kann das Leiterplattenelement 7, welches fest mit dem Aufsatzelement 18 verbunden ist, somit auf einfache Weise in dem Gehäuse 3 mittels einer Schnappverbindung, insbesondere mit einem mittigen Steg 30 des Deckels 5, verbunden werden.
Bei dem Aufsatzelement 18 des zweiten Ausführungsbeispiels umschließt das Schutzelement 25 jedoch, insbesondere zum Schutz von Kontaktelementen 11, nach wie vor einen unteren Endabschnitt des Leiterplattenelements 7, wobei - wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel bereits im Detail beschrieben - die Kontaktelemente 11 zwischen einer Reihe kurzer Vorsprünge 19" und langer Vorsprünge 19' des Schutzelements 25 aufgenommen sind.
In den Fig. 12 und 13 ist insbesondere ersichtlich, dass auch das Aufsatzelement 18 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus zwei Halbschalen 22 zusammengesetzt ist, wobei zur konstruktiv einfachen Verbindung zwischen den beiden Halbschalen 22 des Aufsatzelements 18 und dem Leiterplattenelement 7 das Leiterplattenelement 7 Durchbrechungen 31, 32 aufweist, durch welche Verbindungselemente der jeweiligen Halbschale, insbesondere Rasthaken 34 oder Verbindungsstifte 35, zwecks Herstellung einer Steckverbindung mit der gegenüberliegenden Halbschale des Aufsatzelements 18 hindurchgeführt werden können. Wesentlich ist jedoch bei beiden Ausführungsbeispielen lediglich, dass bei der Verbindung zweier Signalmodule 2 über eine Bajonettverbindung in verdrehtem Zustand zugleich eine elektrische Verbindung zwischen übereinander angeordneten Leiterplattenelementen hergestellt wird.

Claims

Signalvorrichtung (1), insbesondere für eine Signalsäule, zum Anzeigen von Betriebszuständen, mit zumindest einem Signalmodul (2), welches ein Leiterplattenelement (7; 7') für zumindest ein Signalelement (8) zur Abgabe eines Signals, insbesondere für ein Leuchtelement zur Abgabe eines Signallichtes, aufweist, wobei das Signalmodul (2) lösbar mit einem weiteren Signalmodul (2) verbindbar ist und die Signalmodule (2) im verbundenen Zustand übereinander angeordnet sind, wobei das Signalmodul (2) ein Bajonettverbindungselement (14) zur Verbindung mit einem Bajonettverbindungselement (14) des weiteren Signalmoduls (2) aufweist und eine durch das Signalmodul (2) verlaufende Verbindungsleitung (9) zur Ansteuerung eines Leiterplattenelements (7'') des weiteren Signalmoduls (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplattenelement (7') des Signalmoduls (2) zur Ausbildung der Verbindungsleitung (9) eine dem Signalelement (8) des weiteren Signalmoduls (2) zugeordnete Leiterbahn (10') aufweist, welche im verbundenen Zustand der Signalmodule (2) über ein Kontaktelement (11) mit einer Leiterbahn (10; 10', 10'') am Leiterplattenelement (7'') des weiteren Signalmoduls (2) verbunden ist, wobei die Leiterplattenelemente (7; 7', 7'') in einem zusammengesteckten, unverdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente (14) in einer kontaktfreien Stellung und in einem zusammengesteckten, verdrehten Zustand der Bajonettverbindungselemente (14) in einer Kontaktstellung zueinander angeordnet sind.
Signalvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Leiterplattenelement (7; 7', 7'') im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Signalmoduls (2) erstreckt, wobei das Kontaktelement (11) im verbundenen Zustand der Signalmodule (2) zwischen einer oberseitigen Kontaktstelle (12) des einen Leiterplattenelements (7') und einer unterseitigen Kontaktstelle (13) des anderen Leiterplattenelements (7'') angeordnet ist.
Signalvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontaktelement (11) eine elastisch auslenkbare Kontaktfeder (11') vorgesehen ist, welche im verbundenen Zustand der Signalmodule (2) deren Leiterplattenelemente (7; 7', 7'') miteinander verbindet.
Signalvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplattenelement (7; 7', 7'') Kontaktstellen (12, 13) aufweisende, von der ober- und der unterseitigen Stirnseite der Leiterplattenelemente (7; 7', 7'') abstehende Zapfenelemente (17; 17', 17'') aufweist, wobei die unter- oder oberseitigen Zapfenelemente (17; 17', 17'') mit den Kontaktelementen (11) verbunden sind und die ober- bzw. unterseitigen Zapfenelemente (17; 17', 17'') frei von Kontaktelementen (11) sind.
Signalvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalmodul (2) ein mit dem Leiterplattenelement (7; 7', 7'') verbundenes Aufsatzelement (18) mit einem Verbindungselement (24) aufweist, wobei das Verbindungselement über eine lösbare Verbindung, vorzugsweise eine Schnappverbindung (29), in einem äußeren Gehäuse (3), vorzugsweise mit einer zylindrischen Mantelfläche, aufgenommen ist.
Signalvorrichtung (1) nach Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz der Kontaktelemente (11) zumindest ein die Kontaktelemente (11) zumindest teilweise umschließendes Schutzelement (25) vorgesehen ist.
Signalvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (25) zwei Reihen von Vorsprüngen(19) aufweist, zwischen welchen die Kontaktelemente (11) angeordnet sind, wobei eine erste Reihe vergleichsweise kurze Vorsprünge (19'') und eine zweite Reihe vergleichsweise lange Vorsprünge (19') aufweist.
Signalvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckel-/Bodenelement (5) des weiteren Signalmoduls (2) oder das Aufsatzelement (18) eines weiteren Leiterplattenelements (7; 7, 7'') zumindest eine bogenförmig gekrümmte Durchgangsöffnung (20) aufweist.
Signalvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Leiterplattenelement (7; 7', 7'') zumindest Optikelement (26) verbunden ist, dass zumindest eine optische Linse (27) aufweist, wobei vorzugsweise die Anzahl der Linsen (27) im Wesentlichen einer Anzahl der als Signalelement (8) vorgesehenen Leuchtdioden entspricht.
Signalvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Aufsatzelement (18) umfassend das Verbindungselement (24), das Schutzelement (25) und das Optikelement (26) vorgesehen ist.
Signalvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzelement (18) zwei Halbschalen (22) aufweist, welche über eine lösbare Verbindung, vorzugsweise eine Rastverbindung (23), miteinander verbunden sind.
Signalvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Leiterplattenelement (7; 7', 7'') mehr als drei, vorzugsweise zumindest fünf, insbesondere acht, Leiterbahnen (10; 10', 10'', 10''') für die Ansteuerung einer entsprechenden Anzahl von Signalmodulen (2) aufweist.
Signalvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei miteinander verbundene, im verbundenen Zustand übereinander angeordnete Signalmodule (2) vorgesehen sind.