ANSCHLUSSMODUL MIT LICHTANZEIGER
Die Erfindung betrifft ein Anschlussmodul, mit einer Mehrzahl von Anschlüssen für Funktionselemente, und mit einer Mehrzahl von Betriebsanzeigen. Derartige Anschlussmodule werden verwendet, um in einer Automatisierungseinrichtung eine maschinennahe Signalabfassung zu erreichen. Mit derartigen Anschlussmodulen können Installations- und Servicekosten reduziert werden, da Schaltschränke und
Leitungsmaterialien eingespart werden können, und handelsübliche Steckverbinder einen unkomplizierten und sicheren Anschluss ermöglichen. Die Betriebsanzeigen derartiger Anschlussmodule erlauben eine einfache Überprüfung, ob an den jeweiligen Anschlüssen des Anschlussmoduls Signale anliegen. Hierzu sind jedoch separate Betriebsanzeigen mit Lichtquellen erforderlich, die in der Nähe von den Anschlüssen angeordnet sind, um eine einfach und intuitive Zuordnung von einer Betriebsanzeige zu einem Anschluss zu ermöglichen. Dies führt zu einem komplizierten Aufbau derartiger Anschlussmodule.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anschlussmodul mit
vereinfachtem Aufbau bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch Verwendung eines Lichtleiters sich der Aufbau eines derartigen Anschlussmoduls vereinfacht.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest eine der Betriebsanzeigen ein Anzeigeelement aufweist, und dass das Anzeigeelement einen als Lichtleiter ausgebildeten Grundkörper mit einer Lichteinkoppelfläche und einer
Lichtauskoppelfläche aufweist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass
Lichtsignale von einer Lichtquelle weitergeleitet werden können, wobei die Lichtquelle entfernt von dem Anzeigeelement angeordnet ist. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des Anschlussmoduls.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Anzeigeelement ein
Beschriftungsfeldelement auf. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass mit dem Beschriftungsfeldelement Informationen über das an dem Anschluss angeschlossenem Funktionselement zur Verfügung gestellt werden, z.B. durch ein bestimmte
Farbgestaltung des Beschriftungsfeldelements, wie z.B. Grün für Sensor und Blau für Aktor. So ist eine einfache und schnelle Zuordnung bei einer Überprüfung der
Funktionsfähigkeit der Automatisierungseinrichtung möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Beschriftungsfeldelement eine Beschriftungsfeld-Lichteinkoppelfläche auf, und die Beschriftungsfeld-Lichteinkoppelfläche steht lichtleitend in Kontakt mit der Lichtauskoppelfläche. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass Lichtsignale aus der Lichtauskoppelfläche in das
Betätigungsfeldelement eingekoppelt und dann ausgekoppelt werden können, so dass das Beschriftungsfeldelement selber beleuchtet ist und die Informationen des
Beschriftungsfeldelements ohne Zuhilfenahme weiterer Beleuchtungsmittel zur Verfügung stehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Beschriftungsfeldelement eine Beschriftung auf. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass weitere Informationen bezüglich der an das Anschlussmodul angeschlossenen Funktionselemente zur
Verfügung stehen. Dabei kann die Beschriftung klar, weiß oder auch farbig ausgebildet sein, um z.B. durch Kontrast eine besonders einfache Erkennbarkeit zu gewährleisten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Beschriftungsfeldelement einen Führungsabschnitt auf, der in Eingriff mit einer Führung des Grundkörpers steht. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass das Beschriftungsfeldelement an dem
Grundkörper sicher gelagert ist, aber durch eine Verlagerung des Führungsabschnitts in der Führung von dem Grundkörper getrennt und gegebenenfalls ausgewechselt bzw. mit einer anderen Beschriftung versehen werden kann, falls an einen Anschluss ein anderes Funktionsmodul angeschlossen wird. Somit ist die Handhabbarkeit des Anschlussmoduls verbessert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform definieren der Führungsabschnitt und die Führung eine erste Montagerichtung zur Montage des Beschriftungsfeldelements an den
Grundkörper, wobei die erste Montagerichtung sich von einer zweiten Montagerichtung zur Montage des Anzeigeelements an dem Anschlussmodul unterscheidet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass das Anschlussmodul einen besonders einfachen Aufbau aufweist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Montagerichtung und die zweite Montagerichtung in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Hierdurch vereinfacht sich der Aufbau des Anschlussmoduls nochmals.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Grundkörper einen
Basisabschnitt mit der Lichtauskoppelfläche und zwei sich an den Grundkörper anschließende Armabschnitte mit je einer Lichteinkoppelfläche auf. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Grundkörper unterschiedliche Lichtsignale weiterleitet, die an der jeweiligen Lichteinkoppelfläche eingekoppelt werden. Somit können mit dem Anzeigeelement mehrere Informationen angezeigt werden, die von unterschiedlichen Lichtquellen stammen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der Basisabschnitt und die beiden Armabschnitte einstückig und/oder materialeinheitlich ausgebildet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass an den Lichteinkoppelflächen eingekoppelte Lichtsignale beim Durchtritt durch den Grundkörper an Grenzflächen in Form von Verbindungsflächen keine Brechung erfahren und somit eine optimale Weiterleitung von Lichtsignalen gewährleistet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Grundkörper aus Kunststoff gefertigt. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Grundkörper mit bekannten Technologien aus leicht verfügbaren Materialien maschinell und damit besonders preiswert hergestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Grundkörper ein Rastelement zum Befestigen an dem Anschlussmodul auf. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Grundkörper sicher an dem Anschlussmodul befestigt ist und sich nicht durch im Umfeld einer Automatisierungseinrichtung auftretenden Vibration ungewollt löst und verlagert. Somit ist die Betriebssicherheit gesteigert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Anschlussmodul eine Öffnung auf, in die das Anzeigeelement zumindest teilweise aufgenommen ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Grundkörper Lichtsignale aus dem Inneren des Anschlussmoduls zu der Betriebsanzeige leiten kann. Somit weist das Anschlussmodul einen besonders einfachen Aufbau auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Anschlussmodul eine in die Lichteinkoppelfläche Licht emittierende Lichtquelle auf. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Lichtquelle Lichtsignale erzeugt werden können, die mit dem Grundkörper zu dem Anzeigeelement geleitet werden können und verschiedene Signale anzeigen können, wie z.B. digitale Signalzustände, Anzeige von
Eingabe/Ausgabe-Signalzuständen (IO-Signalzustände), Anzeige von
Diagnosezuständen von angeschlossenen Geräten und/oder Anzeige von
Netzwerkzuständen.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Anzeigeelement für ein derartiges Anschlussmodul. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass
Lichtsignale von einer Lichtquelle weitergeleitet werden können, die entfernt von dem Anzeigeelement angeordnet ist. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des
Anschlussmoduls.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Beschriftungsfeldelement für ein derartiges Anzeigeelement. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass Lichtsignale von einer Lichtquelle weitergeleitet werden können, die entfernt von dem Anzeigeelement angeordnet ist. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des
Anschlussmoduls.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht zwei Ausführungsbeispiele von
Anschlussmodulen,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch einen Abschnitt eines Anschlussmoduls in Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Grundkörpers,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Grundkörper,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Grundkörpers,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Grundkörpers,
Fig. 7 eine weitere perspektivische Darstellung des Grundkörpers, und
Fig. 8 eine weitere perspektivische Darstellung des Grundkörpers. Fig. 1 zeigt ein erstes Anschlussmodul 100a und ein zweites Anschlussmodul 100b. Es handelt sich um Ein-/Ausgabe-Signal- und/oder Funktionsgeräte der
Automatisierungstechnik zum Einsatz in einer Automatisierungseinrichtung.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das erste Anschlussmodul 100a und das zweite Anschlussmodul 100b als Sensor-/Aktor-Boxen zur maschinennahen Signalabfassung in einer Automatisierungseinrichtung ausgebildet.
Die erste Anschlussmodul 100a weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht
Anschlüsse 102 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als M12-Anschlüsse ausgebildet sind und im vorliegenden Ausführungsbeispiel es erlauben, als
Funktionselement je einen Sensor oder Aktor an jeden der Anschlüsse 102
anzuschließen. Somit sind die Anschlüsse 102 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Sensor-Aktor-Anschlüsse ausgebildet. Ferner weist das Anschlussmodul 100a im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier weitere Anschlüsse 1 10 auf, von denen im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei als M12-Anschlüsse ausgebildet sind. Mit den weiteren Anschlüssen 1 10 können z.B. Sensorsignale von den Anschlüssen 102 zu weiteren Komponenten der Automatisierungseinrichtung weitergeleitet werden. Bei den weiteren Anschlüssen 1 10 kann es sich z.B. um einen Netzwerk- oder Feldbusanschluss
handeln, der auch Buchse-Buchse-Anschluss ausgebildet sein kann, z.B. bei Ethernet basierten Geräten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist einer der weiteren Anschlüsse 1 10 als Stecker - Buchse Feldbusschnittstelle ausgebildet. In einer zweiten Reihe kann ein Anschluss für eine Spannungsversorgung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel für eine Versorgung und Weiterleitung elektrischer Energie, angeordnet sein.
Das Anschlussmodul 100b weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht Anschlüsse 102 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als M8-Anschlüsse ausgebildet sind, und im vorliegenden Ausführungsbeispiel es erlauben, als Funktionselement je einen Sensor oder Aktuator an jeden der Anschlüsse 102 anzuschließen. Somit sind die Anschlüsse 102 als Sensor-Aktor-Anschlüsse ausgebildet. Ferner weist das
Anschlussmodul 100b drei weitere Anschlüsse 1 10 auf, von denen im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Anschluss als M12-Anschluss ausgebildet ist. Auch hier erlauben die weiteren Anschlüsse 1 10 eine Weiterleitung von Sensorsignalen von den Anschlüssen 102 zu weiteren Komponenten der Automatisierungseinrichtung. Bei den weiteren Anschlüssen 1 10 kann es sich z.B. um einen Netzwerk- oder Feldbusanschluss handeln, der auch als Buchse ausgebildet sein kann, z.B. bei Ethernet basierten Geräten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist einer der weiteren Anschlüsse 1 10 als Stecker einer ankommenden Feldbusschnittstelle ausgebildet. In einer zweiten Reihe kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Anschluss für einen weiterführenden Feldbus oder für eine Ethernet-Schnittstelle und in einer dritten Reihe ein Anschluss für eine
Spannungsversorgung angeordnet sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedem der Anschlüsse 102 und jedem der weiteren Anschlüsse 1 10 eine Betriebsanzeige 104 zugeordnet. Die Betriebsanzeigen 104 dienen der optischen Signalisierung von digitalen Signalzuständen, zur Anzeige von Eingangs-/Ausgangs-Signalzuständen, zur Anzeige von Diagnosezuständen von Geräten der Automatisierungseinrichtung und zur Anzeige von Netzwerkzuständen. Jede
Betriebsanzeige 104 weist ein Anzeigeelement 106 auf, das in je einer Öffnung 108 eines Gehäuses 1 12a, 1 12 b der Anschlussmodule 100a, 100b aufgenommen ist. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Gehäuse 1 12a, 122b staubdicht und spritzwassergeschützt ausgebildet, um einen sicheren Betrieb der Anschlussmodule 100a, 100b in einer Automatisierungseinrichtung zu gewährleisten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Gehäuse aus Kunststoff, z.B. mittels Spritzguss gefertigt.
Ferner weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gehäuse 1 12a, 1 12b
An schlag mittel 1 14 auf, der Funktion später erläutert wird. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind die Anschlagmittel 1 14 an den Gehäusen 1 12a, 1 12b angeformt. Somit sind die Gehäuse 1 12a, 1 12b und die Anschlagmittel 1 14 im
vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig und materialeinheitlich ausgebildet.
Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau der Betriebsanzeige 104 mit dem Anzeigeelement 106. Das Anzeigeelement 106 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Grundkörper 200 auf. Der Grundkörper 200 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Basisabschnitt 202, einen ersten Armabschnitt 204a und einen zweiten Armabschnitt 204b. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 200, umfassend den Basisabschnitt 202 und die beiden Armabschnitte 204, 204b, einstückig und
materialeinheitlich aus einem optisch transparenten Kunststoff gefertigt. Jedoch kann der Grundkörper 200 vollständig oder auch nur abschnittsweise optisch eingefärbt sein, um farbiges Licht bereitzustellen.
Der erste Armabschnitt 204a weist eine erste Lichteinkoppelfläche 206a auf, und der zweite Armabschnitt 204b weist eine zweite Lichteinkoppelfläche 206b auf. Die erste
Lichteinkoppelfläche 206a steht in Kontakt mit einer Lichtquelle 218, die auf einer Platine 226 angeordnet ist, die im Inneren des Anschlussmoduls 100a, 100b angeordnet ist. Ferner ist die zweite Lichteinkoppelfläche 206b mit einer weiteren Lichtquelle 218 in Kontakt stehend angeordnet, die ebenfalls auf der Platine 226 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle 218 als LED ausgebildet. Somit können von den beiden Lichtquellen 218 Lichtsignale durch die beiden
Lichteinkoppelflächen 206a, 206b in den Grundkörper 200 eingekoppelt werden.
Der Basisabschnitt 202 des Grundkörpers 200 weist eine Lichtauskoppelfläche 208 auf, wobei sich der erste Armabschnitt 204a und der zweite Armabschnitt 204b in dem
Basisabschnitt 202 vereinigen, so dass Lichtsignale von der ersten Lichteinkoppelfläche 206a an dem ersten Armabschnitt 204a und/oder von der zweiten Lichteinkoppelfläche 206b an dem zweiten Armabschnitt zu der Lichtauskoppelfläche 208 geführt werden.
Mit der Lichtauskoppelfläche 208 des Basisabschnitts 202 des Grundkörpers 200 steht eine Beschriftungsfeld-Lichteinkoppelfläche 220 eines Beschriftungsfeldelements 210 in Kontakt. Somit können Lichtsignale von der Lichtauskoppelfläche 208 durch die
Beschriftungsfeld-Licheinkoppelfläche 220 in das Beschriftungsfeldelement 210 eingekoppelt werden, das wiederum eine Beschriftungsfeld-Lichtauskoppelfläche 224 zur Abgabe der Lichtsignale aufweist.
Das Beschriftungsfeldelement 210 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Kunststoff gefertigt, z.B. klarem Kunststoff. Es kann aber auch aus eingefärbtem Kunststoff gefertigt sein. Das Beschriftungsfeld 210 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen
Führungsabschnitt 212 auf, der in Eingriff mit einer Führung 214 des Grundkörpers 200 steht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Führung 214 im Basisabschnitt 202 angeordnet. Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Führung 214 als Nut und der Führungsabschnitt 212 als Nutstein ausgebildet. Durch den in die Führung 214 eingreifenden Führungsabschnitt 212 ist das Beschriftungsfeldelement 210 sicher an dem Grundkörper 200 befestigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der
Führungsabschnitt 212 einstückig an das Beschriftungsfeldelement 210 angeformt.
Das Beschriftungsfeldelement 210 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Beschriftung 220 auf, die Informationen über z.B. das Funktionselement wiedergibt, das an dem Anschluss 102 angeschlossen ist. Die Beschriftung 220 kann durch Aufdrucken auf das Beschriftungsfeldelement 210 aufgebracht sein oder durch oberflächenseitigen Materialabtrag, z.B. durch Fräsen oder durch Laserbehandlung. Schließlich weist der Grundkörper 200 im vorliegenden Ausführungsbeispiel an den beiden Armabschnitten 204, 205 angeordnete Rastelemente 216 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als um die beiden Armabschnitte 204a, 204b umlaufende Ringe ausgebildet sind, die in die Öffnung 108 eintauchen und dort mit entsprechend
ausgebildeten Öffnungsabschnitten verrasten, um das Anzeigeelement 106 sicher an dem Anschlussmodul 100a, 100b zu befestigen.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen den Grundkörper 200 mit dem Basisabschnitt 202, den beiden Armabschnitten 204a, 204b sowie mit dem an dem Grundkörper 200 befestigten
Beschriftungsfeldelement 210 in einer Seitenansicht, einer Draufsicht und einer weiteren Seitenansicht.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen den Grundkörper 200, den Basisabschnitt 202 und die
Armabschnitte 204a, 204b mit dem angefügten Beschriftungsfeldelement 210 in verschiedenen perspektivischen Darstellungen.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen ferner, dass der Führungsabschnitt 212 und die Führung 214 eine erste Montagerichtung I definieren, so dass durch Verlagern des
Beschriftungsfeldelements 210 in diese Richtung das Beschriftungsfeldelement 210 an dem Grundkörper 200 befestigt werden kann. Hierzu ist es vorab erforderlich, die Führung 214 mit dem Führungsabschnitt 212 in Eingriff zu bringen. Durch Verlagern in eine zweite Montagerichtung II wird dann der Grundkörper 200 mit dem Beschriftungsfeldelement 210 an dem Anschlussmodul 100a, 100b befestigt, indem die beiden Armabschnitte 206a, 204b in die Öffnung 108 in Richtung der zweiten Montagerichtung II verlagert werden.
Wenn der Grundkörper 200 mit dem Beschriftungsfeldelement 210 seine Endposition in der Öffnung 108 erreicht hat, wird durch die entsprechende Gestaltung der Öffnung 108 erreicht, dass eine Verlagerung des Beschriftungsfeldelements 210 in der Führung 214 in der Montagerichtung I durch Anschlagmittel 1 14, z.B. einen um die Öffnung 108 umlaufenden Rand, blockiert ist. Somit kann das Beschriftungsfeldelement 210 nicht ungewollt herausfallen oder sich lösen. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Montagerichtung I im rechten Winkel zur zweiten Montagerichtung II verläuft, ist eine besonders einfache intuitive Montage gegeben. Im Betrieb werden Lichtsignale von den Lichtquellen 218 auf der Platine 226 durch die beiden Lichteinkoppelflächen 206a, 206b in die Armabschnitte 204a, 204b eingekoppelt und zu dem Basisabschnitt 204 des Grundkörpers 200 weitergeleitet. Dann treten die Lichtsignale aus der Lichtauskoppelfläche 208 aus und durch die Beschriftungsfeld- Lichteinkoppelfläche 220 in das Beschriftungsfeldelement 210 ein, wo sie durch die Beschriftungsfeld-Lichtauskoppelfläche 224 wieder austreten und eine Beschriftung 220 beleuchten.
Die Betriebsanzeige 104 dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel der optischen Signalisierung von digitalen Signalzuständen, zur Anzeige von Eingangs-/Ausgangs- Signalzuständen, zur Anzeige von Diagnosezuständen von Geräten der
Automatisierungseinrichtung und zur Anzeige von Netzwerkzuständen. Durch Verlagern in eine zweite Montagerichtung II kann der Grundkörper entnommen werden, und durch Verlagern in Richtung der ersten Montagerichtung kann das
Beschriftungsfeldelement 210 entfernt werden, um z.B. die Beschriftung 220 zu wechseln bzw. zu ändern oder das Beschriftungsfeldelement 210 mit einem anderen
Beschriftungsfeldelement 210 mit einer anderen Beschriftung 220 zu ersetzen. Somit ist eine einfache Anpassung an Veränderungen möglich.
BEZUGSZEICHENLISTE
100a Anschlussmodul
100b Anschlussmodul
102 Anschluss
104 Betriebsanzeige
106 Anzeigeelement
108 Öffnung
1 10 weiterer Anschluss
1 12a Gehäuse
1 12b Gehäuse
1 14 Anschlagmittel
200 Grundkörper
202 Basisabschnitt
204a Armabschnitt
204b Armabschnitt
206a Lichteinkoppelfläche
206b Lichteinkoppelfläche
208 Lichtauskoppelfläche
210 Beschriftungsfeldelement
212 Führungsabschnitt
214 Führung
216 Rastelement
218 Lichtquelle
220 Beschriftung
222 Beschriftungsfeld-Lichteinkoppelfläche
224 Beschriftungsfeld-Lichtauskoppelfläche
226 Platine I erste Montagerichtung
II zweite Montagerichtung