NO137925B - Forbindelses- og matingsinnretning for utskiftbare elektriske kretser - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en forbindelses- og - matingsinnretning for utskiftbare elektriske kretser omfattende et isolerende bærelegeme som bærer parallelle kontaktstifter anordnet i linjer og kolonner, og kretser som hver bærer sokler for samvirke med kontaktstiftene.

En slik innretning kan anbringes f.eks. i et

skap eller et stativ som inneholder utstyr for automatisk styring eller progressiv styring av et industrianlegg.

Det er kjent mange innretninger av denne art,

f.eks. fra tysk utlegningsskrift nr. 1.765-800 hvor det an-

vendes skap, i hvilke det er anordnet et antall skuffer eller uttagbare enheter som inneholder trykte kretsplater som er forsynt med elektroniske komponenter for å utføre bestemte funksjoner.

Disse kretsplater er forbundet med eller

støpslet inn i forbindelsesorganer hvis bakside samvirker med endene av stifter som strekker seg gjennom en vegg og hvis andre ender er innrettet til å oppta de bare ender av for-bindelsesledninger som er forbundet med disse automatisk eller halvautomatisk som f.eks. ved omvikling, varmebehandling etc.

Fra fransk patentskrift nr. -1.344.202 er det

kjent en innretning hvor kretsene som skal utføre logiske funksjoner har form av moduler i kappe som er forsynt med støpsler. Kappene kan inneholde en eller flere trykte kretser. Kappene er forbundet med hverandre ved hjelp av strimler i forbindelse med trykte kretser og ledningene har ender som er

forsynt med forbindelsesorganer i form av klemmer. Ved disse innretninger er det nødvendig at forbindelsesorganene anbringes i stilling bare på manuell måte og krever en viss grad av sideveis tilgjengelighet.

Ved disse kjente innretninger er den først- ■ nevnte innrettet på sådan måte at den er tilpasset de elektriske eller elektroniske kretser for styring av anlegget, med det resultat at montering og vedlikehold ikke blir noe lettere selv om den som holder anlegget i drift er kjent med kretsene slik han burde. For endringer eller kontroll gjør ledningsføringen det nødvendig å ha tilgang til bakveggen.

Ved den sistnevnte innretning kan konstruk-sjonen stort 'sett være basert på et strømningsdiagram for styring av anlegget når de logiske moduler er konstruert for det og feilfinning og vedlikehold kan derfor gjøres enkelt, men på den annen side er det ikke mulig å automatisere for-bindelsesarbeidet, med det resultat at omkostningene ved denne type installasjoner øker med antall funksjoner som anvendes. Videre er vanskeligheten ved å forbinde et antall innbyrdes forbundne ledninger med et enkelt for-bindelsespunkt økende ved anvendelse av klemmer. Sluttelig er strimmelene ganske skjøre.

Ved begge de kjente innretninger er forbindelsene mellom den logiske enhet og inn- og utgangs-signalene foretatt via ledninger som skiller seg fra den teknikk som anvendes til den logiske enhet.

Kontaktblokker anvendes derfor vanligvis

til å forbinde den sistnevnte logiske enhet med matekilden eller nettet og med ledninger som tilfører inngangssignalene. For disse signaler som frembringes av en operatør f.eks. ved hjelp av en trykknapp eller lignende anvendes ledninger hvis ender er festet til skrueklemmer på trykknappen som ofte er anordnet på døren av skapet som anvendes.

Det samme gjelder for indikatorer og inn-stillingsorganer som f.eks. sifferbrytere.

Følgen.av å anvende slik forskjellig teknikk gir på den ene side store fremstillingsomkostninger og på den annen side nødvendigheten .av reservedellageret.

Videre er anvendelsen av forskjellig for-bindelsesteknikk forskjellige nivåer av pålitelighet med det resultat at det kan være vanskelig å oppnå tilfredsstillende drift over lengre tid.

Sluttelig nødvendiggjør anvendelsen av trykte kretser i form av logiske moduler utskyvbare stativer, og disse er meget kostbare å fremstille og blir mindre og mindre nødvendig fordi kraftforbruket som følge av innføring av integrerte kretser minsker og minsker nødvendigheten av varmebortføring.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å til-veiebringe en innretning av den innledningsvis nevnte art hvor aktive komponenter som f.eks. logiske enheter og til-leggsutstyr for styring og innstilling såvel som passive komponenter som f.eks. indikatorer o.lign. har form av ut-takbare moduler som tillater lett overvåkning men som an-vender bare en enkel metode for forbindelse og allikevel muliggjør tilgang til praktisk talt alle forbindelser uansett aktive eller passive komponenter.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at kontaktstiftene omfatter et første område nær enden for samvirke bare med soklene i kretsene, og et andre område mellom bærelegemet og det.første området som bare mottar endene av ledere, og at stoppeinnretninger er anbragt mellom bærelegemet og kontaktstiftendene for å begrense inngrepet i kretsene.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-5-

Ved hjelp av oppfinnelsen kan plassbehovet minskes og monteringshastigheten kan økes.

Noen utførelseseksempler på oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig.l viser et grunnriss av en del av en anordning iføl-ge oppfinnelsen. Fig.2 viser i perspektiv og delvis i snitt en utførelse av oppfinnelsen hvor det anvendes forskjellige aktive og passive moduler. Fig.3 viser i grunnriss hvorledes ledningsføringen er beskyttet og modulene holdt på plass. Fig. H viser på samme måte hvorledes styreorganer kan anbringes. Fig.5 viser i perspektiv en utførelse med hjelpemidler for identifisering av modulene. Fig.6 og 8 viser i perspektiv utførelser som muliggjør at moduler som er anordnet i forskjellige plan kan forbindes innbyrdes.

Fig.7 viser dette skjematisk.

Fig.9a, 9b, og 9c viser forbindelsesstrimler og forbindelsesorganer som muliggjør innbyrdes forbindelse av grupper av bære-organer. Fig.10 viser i grunnriss en modifisert utførelse av et bæreorgan for en modul. Fig.l viser en automasjonsmodul 1 som enten kan være en aktiv komponent, dvs. en komponent som er beregnet på å utføre en logisk operasjon, f.eks. ved hjelp av elektroniske kretser, eller å ut-føre koplingsoperasjoner enten ved hjelp av et innvendig relé eller å bevirke en koplingsoperasjon ved manuell styring, eller en passiv komponent som f.eks. en stabilisert matekilde, en signalindikator, en komponent som inneholder et måleinstrument med skalaavlesning, eller ganske enkelt en del som kopler sammen ledninger for måling av spen-ning eller utsending av signaler som er utledet fra disse.

I flaten 10 av modulen 1 er anordnet en rekke åpninger

9 overfor innvendige fleksible forbindelsesorganer 2 eller 25 som kan bestå av fleksible klemmer av egnet metall og er i og for seg kjente. Disse forbindelsesorganer er forbundet med kretsene i modulen som ikke er vist på tegningen. Et isolerende bæreorgan 5 har et antall innbyrdes parallelle metallstifter 4 med en innbyrdes avstand som svarer til avstanden mellom åpningene 9 i modulen. Bæreorganet kan være utstyrt med festeorganer 49 som kan anbringes på skinner 18 som vist på fig.2.

Disse stifter som er innleiret i isolasjonsmateriale ved støping, krymping eller lignende har en første del 3 i den frie ende, og en andre del 6 mellom bæreorganet og den første del 3«

Den første del 3 er beregnet på å føres inn i åpningen

9 og samvirke med det tilhørende fleksible forbindelsesorgan 2 resp. 25 i modulen, mens den andre del 6 er beregnet på å oppta enden av en ledning 7 som anvendes for å forbinde moduler med hverandre eller en matékilde, inngangssignaler eller utgangssignaler, under anvendelse av en helautomatisk fremgangsmåte for forbindelse eller manuell fremgangsmåte som kan bestå i at enden av ledningen vikles på delen 6.

Hvis følgelig bæreorganet 5 er anbrakt på en vegg f.eks. ved hjelp av skinnen 18 anbringes modulen 1 i den retning som er an-tydet med pilen F som er den samme som retningen i hvilken forbindel-sesledningen 7 anbringes.

På denne måte tilir de to hovedkomponenter, nemlig ledningen og modulene fullstendig tilgjengelige for montering, kontroll eller endringer samtidig som den innbyrdes anordning er fastlagt i samsvar med rekkefølgen for kontrollen.

Fig.2 viser en' utførelse hvorav det tydelig fremgår hvorledes forskjellige moduler som er beregnet på å utføre forskjellige funksjoner kan forbindes med hverandre, med matekilder og med innganger og utganger. Videre er dimensjonene av disse moduler slik at når de en gang er montert vil deres forside 11 som er lengst fra bæreorganene 5 og 12 ligge praktisk talt i samme plan slik at disse flater som skal betjenes eller som skal iakttas er tilgjengelige eller synlige gjennom åpninger 22 i en vegg 21 som lukker skapet 20 som inneholder innretningen og som befinner seg nær flaten .11.

Ved denne utførelse er tverrsnittet og isoleringen av endene av ledningene 16 og 17 som kommer utenfra normalt bestemt av sikkerhetshensyn og kan ikke forbindes direkte med stiftene ved omvikling eller lignende slik som ledningene 7.

Av den grunn er det anordnet et mellomliggende•isoleren-de bæreorgan 13 med stifter som tilsvarer stiftene 4 og som er forbundet med klemmer 14 f.eks. skrueklemmer.

Bæreorganene og forbindelsesorganene kan festes i skapet ved hjelpemidler som sikrer at stiftene befinner seg i rekker og kolonner slik at de er lettere å identifisere når forbindelsen utføres manu-elt eller gjør det mulig å anvende automatiske maskiner for forbindelse av ledningene 7 ved f.eks. vikling av ledningsendene rundt stiftene eller ved punktsveising. Bæreorganene 5, 12 eller 13 kan anbringes på profilskinner 18.

Fig.2 viser styremoduler som f.eks. trykknappmodulen 1, en logisk modul 301, en modul 101 som kombinerer en logisk krets og en indikator 19, en modul 401 som inneholder en logisk krets og et rele, og en kraftmodul 201 som inneholder en styrt halvleder.

Forbindelsesledere 7 og ledninger 23 forbinder stiftene 4 på bæreorganet 12 med forbindelsesorganer 13 enten for å forbinde

forbindelsesorganer innenfor samme gruppe eller å forbinde forbindelsesorganer i en gruppe IV med en annen gruppe V.

Bæreorganene 5 kan ha enhver egnet lengde eller kan ha samme form som bæreorganet 12. Bæreorganene kan også ha stifter 15 som rager ut fra en felles strimmel 24 som er forankret på bæreorganene for tilførsel av felles signaler eller matespenninger til bestemte moduler uten at det er nødvendig med ekstra forbindelser.

Det er også mulig å anbringe alle stiftene på et enkelt bæreorgan av egnet størrelse slik at trådføringen kan skje automatisk før monteringen.

Hvis det er ønskelig å anvende standard trådfestemaskin-er er det nødvendig å anvende stifter med standard tverrsnitt med f.eks. kvadratisk tverrsnitt med sider på 1 mm.

Dette betyr at lengden av stiftene blir stor i forhold

til tverrsnittet og en viss fare kan oppstå når modulene anbringes.

En fare er at stiftene kan bøyes. En annen er at uønsket ko rtakt kan oppstå mellom flatene 10 av modulene og endene av forbindelseslederne, og det kan også være en fare for at modulene kan for-skyves fra stiftene hvis oet etterpå oppstår støt eller vibrasjoner. For å begrense det stykke som modulen skyves på stiftene er det mulig å bringe den første seksjon eller enden 3 av stiften til anlegg mot en faststående del i modulen f.eks. mot bunnen i det fleksible forbindelsesorgan som f.eks. 25- på fig.l, eller å forsyne modulen med utragende deler som f.eks. tapper 8 som kommer til anlegg mot bæreorganet 5 eller i tillegg eller alternativt å forsyne bæreorganet 5 med utragende tapper 26.

En annen måte å hindre dette på er vist på fig.3 hvor en isolasjonsplate 27 med åpninger 28 er anordnet i området mellom den andre seksjon 6 av stiften og den første seksjon eller enden 3 av stiften som modulene skal anbringes på.

I tillegg til åpningene 28 som stiftene rager gjennom kan det også anordnes åpninger 29 som samvirker med fleksible låseorganer 30 som er anbrakt på modulen 1 for å hindre at modulen skal løs-ne.

Isolasjonsplaten kan festes enten til tapper 26 som er en del av bæreorganet eller til avstandsstykker 31 som er festet på chassiset og en slik beskyttelsesplate forbedrer utseendet og hindrer inntrengen av fremmedlegemer mellom de forskjellige seksjoner av stiftene som kan beskyttes av platen. - Det er klart at modulene også kan sikres i forhold til beskyttelsesplaten på annen måte, f.eks. ved hjelp av skruer, fjærer o.lign.

Beskyttelsesplaten 27 kan også forsynes med markeringer som angir hvilke typer moduler som skal anvendes.

På fig.5 er ikke anvendt låseorganer for å holde modulene fast til beskyttelsesplaten men istedet er det anordnet en dekkpla-te 32 som er festet til en faststående del i skapet som opptar innretningen. Dekkplaten ligger meget nær frontveggen 11 av modulene fortrinnsvis i et felles plan.

Dekkplaten 32 kan være transparent og elektrisk isolerende og kan være utstyrt med markeringer 33 som angir modulenes funk-sjon. Dekkplaten kan ha åpninger 34 som gir tilgang til prøveklemmer slik som kjent fra fransk patentskrift nr.1.344.202.

Som det fremgår av fig.4 kan prøveklemmene omfatte enden 3 av bestemte stifter som blir tilgjengelige f.eks. gjennom en passa-sje 35. Denne utførelse av prøveklemmene kan gi direkte kontakt som vist øverst på fig.4 mellom et prøveorgan 50 og forbindelsesorganet 2.

Når antallet grupper av moduler som er anordnet i parallelle rekker er stort som vist på fig.6 kan forbindelseslederne være anbrakt over hverandre langs stiftene i form av sjikt ved stor tykkelse. I dette tilfelle kan det være fordelaktig å foreta visse innbyrdes forbindelser ved hjelp av samlestrimler 36 i likhet med bæreorganene 5 og disse anordnes i rett vinkel på modulgruppene langs endene av disse.

Som vist på fig.6 og 7 kan andre strimler 37 være tråd-forbundet på forhånd på motsatt side med hensyn til stiftene 38 og kan ha fleksible forbindelsesorganer 39 i likhet med de i modulene, slik at strimlene kan plugges på lignende måte på et bestemt antall stifter på bæreorganene 5 som er innrettet for dette formål.

Da gruppene av moduler støpsles på bæreorganene i samme plan og da modulene har liten høyde for ikke å utsett-e festeinnretninge-ne for for stor påkjenning, er det hensiktsmessig å anvende flere parallelle deleplater I, II, III, etc. som vist på fig.6 og 8.

Disse deleplater kan være fjernbare eller bevegelige-i noen grad for

å sikre fasthold og siden gjøre det lettere å få adgang til de deleplater som er anbrakt bak andre. Deleplatene kan være innrettet til å svinge om parallelle akser som f.eks. XX' og YY' som vist på fig.6 eller kan være festet til skapet eller et stativ med den ene kant som vist på fig.8. I begge tilfeller er det innbyrdes forbindelse mellom forskjellige deleplater og forbindelse kan skje ved hjelp av fleksible kabler eller strimler 48 som vist på fig.6 hvis ender er forsynt med støpsler 50 som passer på stiftene på samlestrimlene 36, 37 på samme måte som modulene kan støpsles.

Når deleplatene som vist på fig.8 ikke er svingbare er det også mulig å foreta forbindelser ved hjelp av samlestrimler 41 som strekker seg vinkelrett på deleplatenes plan.

Disse samlestrimler 41 kan ha stifter i likhet med samlestrimlene 36 eller kan ha andre hjelpemidler for å danne forbindelse med samlestrimlene.I alle tilfelle er det nødvendig at forbindelsene er løsbare og dette er oppnådd ved at forbindelsesorganet 42 eom vist på fig.9a, 9b og 9c. På fig.9c består forbindelsesorganene av to deler 45 og 46 som er forbundet med fleksible strimler 47 og som er forsynt med fortrinnsvis flate ledere.

Det er klart at i dette tilfelle kan stiftene og bæreorganene ha vilkårlig form.

I og med at det her kan anvendes standard utforming av forbindelsene og at det er muliggjort fri adgang til ledningsføringen i støpselretningen som vist med pilen F på fig.l er det mulig slik det fremgår av fig.10 og 2- å-ha stifter med to ben 43 og 44, nemlig korte ben 43 for den sideveis ledningsføring og lange ben 44 for modulene. Det er også mulig å fordele endene av ledningene mellom benene 43 og 44, slik at det kan anvendes like lange stifter. Dette vil imidlertid bety en viss økning av dimensjonene for hele innretningen i tverret-ningen.

Claims (4)

1. Forbindelses- og matings innretning for utskiftbare elektriske kretser omfattende et isolerende bærelegeme som bærer parallelle kontaktstifter anordnet i"linjer og kolonner, og kretser som hver bærer sokler for samvirke med kontaktstiftene, karakterisert ved at kontaktstiftene (4) omfatter et første område (3) nær enden for samvirke bare med soklene (2,25) i kretsene, og et andre område (6) mellom bærelegemet (5) og det første området som bare mottar endene av lederne (7), og at stoppeinnretninger (8,5; 26,10) er anbragt mellom bærelegemet og kontaktstiftendene for å begrense inngrepet i kretsene (1).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at stoppinnretningene består av tapper (26,8) anbragt mellom bæreren og kretsen.

3- Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at stoppinnretningene omfatter en perforert plate (27) holdt fast i en viss avstand fra bæreren av tapper (26,31).

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at hærelegemene (5) er forbundet til mellomliggende forbindelsesorganer (13) som bærer lignende kontaktstifter som er forbundet elektrisk med forbindelsesklemmer (14).

5- Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at tforbindelsesklemmene og kontaktstif tene utgjøres av endéne (43,44) av ledende bøyler festet i bæreren for forbindelsesorganet (13).