WO2023202743A1

WO2023202743A1 - Busverbinder für eine elektrische steuerungsanlage

Info

Publication number: WO2023202743A1
Application number: PCT/DE2023/100256
Authority: WO
Inventors: Marc GENAU; Rainer Bussmann
Original assignee: HARTING Electronics GmbH
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2023-04-03
Publication date: 2023-10-26
Also published as: DE102022109759A1

Abstract

Um einen Busverbinder für eine mittels "I/O" (InputZOutput)-Scheiben modular aufgebaute elektrische Steuerungsanlage besonders einfach und betriebssicher zu gestalten und insbesondere auch seinen Montageaufwand zu verringern, wird vorgeschlagen, dass der Busverbinder für jeden zu verbindenden Leiterkartenanschluss (37) der jeweiligen Leiterkarte (3) jeder I/O-Scheibe jeweils ein diesem Leiterkartenanschluss (37) und dieser I/O-Scheibe zugeordnetes, insbesondere einteiliges Kontaktelement (1) besitzt, das beispielsweise als Stanzbeigeteil ausgeführt sein kann. Dieses Kontaktelement (1) dient einerseits zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Leiterkartenanschlusses (37) und andererseits zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung zumindest eines anderen Kontaktelements (1) einer anderen I/O-Scheibe.

Description

Titel: Busverbinder für eine elektrische Steuerungsanlage

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem Busverbinder für eine mittels „I/O“ (InputZOutput)-Scheiben modular aufgebaute elektrische Steuerungsanlage nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 .

Üblicherweise weist eine solche modular aufgebaute elektrische Steuerungsanlage mehrere, insbesondere funktional verschiedene I/O- Scheiben auf. Jede I/O-Scheibe der elektrischen Steuerungsanlage besitzt jeweils eine Leiterkarte. Diese Leiterkarten besitzen elektrische Leiterkartenanschlüsse. Um die korrespondierenden Leiterkartenanschlüsse der jeweiligen Leiterkarten der I/O-Scheiben elektrisch miteinander zu verbinden, wird ein Bussystem, aufweisend die vorgenannten Busverbinder, benötigt.

Stand der Technik

Die Druckschrift DE 44 38 806 C1 zeigt eine modulare Steuerungsanlage mit einem Busleiter, bei der auf Tragschienen anreihbare Anschlussblocks eine Signalanpassung und -Verarbeitung zwischen parallel angeschlossenen Initiatoren, Aktoren, Feldgeräten oder dergleichen und einem internen, seriellen Busleiter herstellen, der an ein übergeordnetes Feldbussystem ankoppelbar ist. Die Anschlussblocks sind aus funktionsverschiedenen Anschlussscheiben scheibenförmig aufgebaut, wobei innerhalb jeder Anschlussscheibe Bereiche zur Versorgung der Initiatoren, Aktoren, Feldgeräten oder dergleichen, zur Signaleinspeisung sowie zur Signalanpassung und -Verarbeitung und der Anbindung an einen internen Busleiter mittels eines Elektronikmoduls angeordnet sind. Innerhalb eines Anschlussblocks ist die Reihenfolge der Anschlussscheiben festlegbar, vorzugsweise jedoch für alle Anschlussblocks gleichbleibend wählbar, wobei die Anschlussblocks Schutzleiterscheiben, Einspeisescheiben, Versorgungs- /Signalleiterscheiben und Rastfußscheiben aufweisen können. Ein oder mehrere Anschlussblocks sind über den internen Busleiter mit einem Anschlussmodul für einen Feldbus verbindbar.

Nachteilig im Stand der Technik ist, dass Busverbinder für solche modularen Steuerungsanlagen naturgemäß aus sehr vielen Einzelteilen bestehen und entsprechend komplex zu montieren sind, was ihre Kosten - und damit die der gesamten Steuerungsanlage - erhöht und zudem die Betriebssicherheit der Steueranlage beeinträchtigt. Für derartige Steuerungsanlagen, die vornehmlich in Produktions- und Fertigungsstätten in der Industrie eingesetzt werden, ist jedoch ein möglichst hohes Maß an Betriebssicherheit von besonderer Bedeutung. Weiterhin existiert aus mechanischen Gründen grundsätzlich ein Bedürfnis nach einer Gewichtsreduktion der Busverbinder.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zur vorliegenden Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 197 18996 C1, DE 20 2010 010275 U1 und DE 202016 101 373 U1.

Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, dass der Fertigungsaufwand, insbesondere beim Biegen der Stanzbiegeteile, sehr hoch ist. Zudem ist der Platzbedarf pro I/O-Scheibe insbesondere beim Einsatz im Schaltschrank,

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bauform für einen möglichst besonders unaufwändig bestellbaren und betriebssicheren Busverbinder für eine mittels „I/O“ (InputZOutput)-Scheiben modular aufgebaute elektrische Steuerungsanlage anzugeben. Insbesondere soll weiterhin auch der Montageaufwand eines solchen Busverbinders zur Reduktion seiner Herstellungskosten möglichst gering gehalten werden. Zudem ist bevorzugt ein möglichst geringer Platzbedarf wünschenswert.

Insbesondere sollen die I/O-Scheiben möglichst flach aufbauen.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Ein Busverbinder für eine, mittels mehrerer „I/O“ (InputZOutput)-Scheiben modular aufgebaute elektrische Steuerungsanlage dient dazu, Leiterkarten der I/O-Scheiben an ihren korrespondierenden, d. h. zur elektrischen Verbindung miteinander vorgesehenen, Leiterkartenanschlüssen elektrisch miteinander zu verbinden. Dazu besitzt der Busverbinder für jeden zu verbindenden Leiterkartenanschluss der jeweiligen Leiterkarte jeder I/O-Scheibe jeweils ein diesem Leiterkartenanschluss zugeordnetes Kontaktelement, das einerseits zur elektrischen Kontaktierung dieses Leiterkartenanschlusses und andererseits zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung zumindest eines anderen Kontaktelements einer anderen I/O-Scheibe dient.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Kontaktelement einteilig ausgeführt sein kann, was eine erhebliche Einsparung des Montageaufwands bedeutet.

Die Erfindung besitzt somit auch den Vorteil, dass der Busverbinder besonders einfach zu montieren ist. Dies reduziert die Herstellungskosten.

Die Erfindung besitzt den zusätzlichen Vorteil, dass der Busverbinder insgesamt ein geringes Gewicht besitzt

Die Erfindung besitzt den zusätzlichen Vorteil, dass die gleichen Kontaktelemente für alle I/O Scheiben verwendet werden können. Allerdings kann es auch durchaus sinnvoll sein, in jeder I/O-Scheibe verschiedene Kontaktelemente einzusetzen, beispielsweise zwei Arten von Kontaktelementen, nämlich eine Art von Kontaktelementen für die Versorgung mit elektrischer Energie und eine andere Art von Kontaktelementen zur elektrischen Signalübertragung. Zwar können diese beiden Arten von Kontaktelementen prinzipiell ähnlich aufgebaut sein, sich jedoch beispielsweise in ihrer Größe und/oder Stärke unterscheiden. Insbesondere können so zur Strom Übertragung größere Kontaktelemente eingesetzt werden als zur Signalübertragung. Zur Signalübertragung können umgekehrt, aufgrund ihrer geringeren Größe, dann mehr Kontaktelemente auf engem Raum eingesetzt werden. Damit ist trotzdem beispielhaft der Fall gegeben, dass sämtliche I/O-Scheiben, verglichen miteinander, dieselben zwei Arten von Kontaktelementen aufweisen. Schließlich besitzt dann jede I/O-Scheibe sowohl Kontaktelemente zur Energieversorgung als auch zur datentechnischen Anbindung.

Durch die besagte Reduktion auf wenige Bauelemente sind diese Bauelemente herstellerseitig zudem einfach zu lagern und zu verwalten. Dadurch reduziert sich zudem die Anzahl von Artikelnummern und die Verwaltung bleibt übersichtlich.

Vorteilhafterweise sind so die korrespondierenden Leiterkartenanschlüsse sämtlicher zur Steuerungsanlage gehöriger Leiterkarten über die Busverbinder/ das Bussystem verbindbar, ohne dass dazu weitere Leiterkarten, z. B. sogenannte „Backplaneleiterkarten“ und/oder Kabel benötigt werden, die im Stand der Technik üblicherweise zur elektrischen Verbindung von Leiterkartenanschlüssen eingesetzt werden.

Schließlich kontaktieren sich die erfindungsgemäßen Kontaktelemente gegenseitig mechanisch und elektrisch und erzeugen dadurch in der Summe vorteilhafterweise ein ebenso einfaches wie flexibles und betriebssicheres elektrisches Bussystem. Die Erfindung besitzt somit den Vorteil, dass der Busverbinder durch die Verwendung solcher Kontaktelemente besonders betriebssicher ist, indem pro Leiterkartenanschluss für jede I/O-Scheibe jeweils ein Kontaktelement vorgesehen ist. Besitzt die Steuerungsanlage beispielsweise zehn I/O- Scheiben, die wie bereits erwähnt je eine Leiterkarte aufweisen, und jede dieser Leiterkarten besitzt zehn zu verbindende Leiterkartenanschlüsse, so können im Busverbinder beispielsweise hundert Kontaktelemente sinnvoll zur Verbindung eingesetzt werden. Jedes dieser Kontaktelemente erfüllt dann nämlich zumindest eine Doppelfunktion, nämlich einerseits die mechanische und elektrische Kontaktierung des jeweiligen Leiterkartenanschlusses der jeweiligen Leiterkarte und andererseits die mechanische und elektrische Kontaktierung zumindest eines anderen Kontaktelements eines anderen I/O-Scheibe. Es ist dem Fachmann nach dem Vorgesagten klar, dass damit in der Summe automatisch ein Bussystem zur Verbindung der korrespondierenden Anschlüsse sämtlicher Leiterkarten der Steuerungsanlage geschaffen wird, da jedes Kontaktelement vorteilhafterweise dazu in der Lage ist, die korrespondierenden Kontaktelemente seiner benachbarten I/O-Scheiben elektrisch miteinander zu verbinden.

Bei den Leiterkartenanschlüssen kann es sich sowohl um Datenübertragungsanschlüsse als auch um Stromversorgungsanschlüsse handeln. Bei den jeweils dazugehörigen Kontaktelementen kann es sich dementsprechend um Stromversorgungskontaktelemente und um Datenübertragungskontaktelemente handeln.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das jeweilige Kontaktelement zur Kontaktierung des dazugehörigen Leiterkartenanschlusses mindestens eine Kontaktlasche aufweisen, mit der es einen elektrischen Kontaktanschluss der Leiterkarte, insbesondere federnd, elektrisch kontaktiert. Das Kontaktelement kann somit auch mehrere, insbesondere zwei, Kontaktlaschen aufweisen. Die Kontaktlaschen können Bestandteil eines Kontaktabschnitts des Kontaktelements sein. Mit beispielsweise zwei Kontaktlaschen kann das Kontaktelement die Leiterkarte beidseitig kontaktieren. Beispielsweise kann jede der beiden Kontaktlaschen zumindest eine Stanzkante besitzen, die jeweils zumindest partiell als Kontaktbereich verwendet wird. Diese beiden Stanzkanten können mit ihren Kontaktbereichen einander zugewandt sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Leiterkarte ohne großen Aufwand, nämlich lediglich durch Einstecken, mit dem Bussystem verbindbar und durch Herausziehen wieder trennbar ist. Durch das Kontaktieren der Leiterkarte auf der Stanzkante kann die dazugehörige Andruckkraft auch über einen langen Zeitraum betriebssicher gewährleistet werden. Außerdem ist die Form der Stanzkante, die beispielsweis im Stanzbiegetechnik erzeugt wird, durch die Stanzform sehr genau einstellbar und realisierbar, was zudem ein unaufwändiges Einstecken der Leiterkarte zwischen die beiden Kontaktlaschen erleichtert. Dadurch ist eine besonders hohe Flexibilität beim Austausch von Leiterkarten gewährleistet.

Dies ist besonders vorteilhaft, weil das Kontaktelement dadurch mit sehr wenigen oder im Idealfall sogar garkeinen Biegungen auskommt. Vorteilhafterwiese kann das Kontaktelement die Leiterkarte durch seine Laschen mit einer oder mehreren Stanzkanzen elektrisch und mechanisch kontaktieren. Dadurch ist einerseits die Andruckkraft sehr genau einstellbar, nämlich durch die Stanzform des Kontaktelements im Bereich der Stanzkante, insbesondere durch die Form der Laschen. Auch bei häufigem Stecken findet keine relavante plastische Verformung des Bleches statt. Zudem ermöglicht diese Bauform die gewünschte flächige Form des Kontaktelements. Schließlich müssen die Laschen auf diese Weise nur ausgestanzt, aber nicht zwangsläufig gebogen sein, um die Leiterkarte beidseitig zu kontaktieren.

In einer alternativen Ausgestaltung kann das Kontaktelement an seinem Kontaktabschnitt einen oder mehrere, z. B. zwei, Lötabschnitte aufweisen, an dem/denen es mit dem jeweiligen Leiterkartenanschluss, ggf. beidseitig, verlötbar ist. Dazu kann der Kontaktabschnitt eine Kontaktausnehmung, insbesondere eine Kontaktausstanzung, besitzen, in welche die Leiterkarte einsteckbar ist, um mit dem Kontaktelement, bevorzugt an den Kanten der Kontaktausnehmung, also insbesondere den Stanzkanten, verlötet zu werden. Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass die Leiterkarte fest und nicht ohne weiteres lösbar und somit besonders sicher mit den Kontaktelementen und darüber mit dem Bussystem verbunden ist, jedoch, verglichen mit der vorgenannten Anordnung den Nachteil des entsprechend höheren Aufwandes beim Anschließen sowie der geringeren Flexibilität beim Austausch von Leiterkarten.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kontaktelement, wie bereits angedeutet, einteilig ausgeführt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Kontaktelement aus federelastischem Blech.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Kontaktelement als Stanzbiegeteil ausgeführt sein. Das Kontaktelement kann also preisgünstig im Stanzbiegeverfahren hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kontaktelement an einem ersten Ende einen ersten Verbindungsabschnitt und an einem zweiten Ende, welches dem ersten Ende gegenüberliegt, einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweisen. Insbesondere kann das Kontaktelement zwischen seinem ersten und seinem zweiten Verbindungabschnitt den besagten Kontaktabschnitt zur elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Leiterkarte aufweisen. Bevorzugt kann das Kontaktelement zudem zwischen seinem ersten und zweiten Verbindungsabschnitt einen Befestigungsabschnitt zur direkten oder indirekten Befestigung an der jeweiligen Leiterkarte aufweisen. Beispielsweis kann der Befestigungsabschnitt einerseits an den ersten Verbindungsabschnitt und andererseits an den Kontaktabschnitt angrenzen und der Kontaktabschnitt kann einerseits an den Befestigungsabschnitt und andererseits an den zweiten Verbindungsabschnitt anagrenzen.

Der erste Verbindungsabschnitt des Kontaktelements kann mit dem zweiten Verbindungsabschnitt eines der anderen Kontaktelemente steckbar und dadurch mechanisch und elektrisch leitend damit verbindbar sein.

Beispielsweise kann der erste Verbindungsabschnitt des Kontaktelements mindestens eine Verbindungszunge besitzen, um den zweiten Verbindungsabschnitt des besagten anderen, baugleichen Kontaktelements elektrisch zu kontaktieren.

Insbesondere kann der erste Verbindungsabschnitt des Kontaktelements mindestens zwei Verbindungszungen besitzen, um den zweiten Verbindungsabschnitt des besagten anderen (baugleichen) Kontaktelements damit beidseitig elektrisch kontaktieren und so elektrisch leitend damit verbinden zu können.

In einer bevorzugten Weiterbildung kann dazu der erste Verbindungsabschnitt insbesondere derart ausgestanzt und gebogen sein, dass er den zweiten Verbindungsabschnitt des besagten anderen Kontaktelements umgreift. Beispielsweise kann der Verbindungsabschnitt zwei durch einen Schlitz getrennte Segmente aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, den zweiten Verbindungsabschnitt des besagten anderen Kontaktelements zu umgreifen, wobei in jedem dieser Segmente je eine der besagten Verbindungszungen angeordnet ist. Insbesondere können die beiden Segmente entgegengesetzt S-förmig gebogen sein, um den zweiten Verbindungsabschnitt zu umgreifen.

Insbesondere können die miteinander steckbaren Kontaktelemente, wie bereits erwähnt, identisch (baugleich) ausgeführt sein, so dass der erste Verbindungsabschnitt eine grundsätzlich mit dem zweiten Verbindungsabschnitt steckbare Form aufweist. Dabei kann der zweite Verbindungsabschnitt im Wesentlichen flächig ausgeführt sein. Dies ist von Vorteil, weil so besonders viele Kontaktelemente in gleicher Bauform hergestellt werden können, was ihre Herstellungskosten reduziert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Kontaktelement zwischen seinem ersten und seinem zweiten Verbindungabschnitt, z. B. angrenzend an seinen Kontaktabschnitt, einen Befestigungsabschnitt zur direkten oder indirekten Befestigung in oder an der jeweiligen I/O-Scheibe aufweisen.

Weiterhin kann das Kontaktelement an seinem Befestigungsabschnitt zur direkten oder indirekten Befestigung an der I/O-Scheibe mindestens eine Rastlasche besitzen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Busverbinder mehrere Kontaktträger. Insbesondere besitzt der Busverbinder für jede I/O-Scheibe mindestens einen, insbesondere mehrere, also beispielsweise für jede I/O- Scheibe zwei oder drei Kontaktträger. Damit kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass verschiedene Gruppen von Leiterkartenanschlüssen verschiedenen Stellen der Anschlusskante der jeweiligen Leiterkarte angeordnet sein können. Dann kann in einer bevorzugten Ausgestaltung beispielsweise für jede Gruppe von Leiterkartenanschlüssen je ein Kontaktträger vorgesehen sein.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn sämtliche Leiterkartenkontakte an einer einzigen Kante, nämlich einer Leiterkartenanschlusskante, der beispielsweise im Wesentlichen rechteckigen Leiterkarte, angeordnet sind, weil dadurch eine eindeutige Einbausituation/ Einbaurichtung - sowohl bei einer bereits beschriebenen optional steckbaren Verbindung als auch beim möglichen, insbesondere automatisierten Verlöten - geschaffen wird. Vorteilhafterweise gibt es bei der Montage somit nur eine einzige Montagerichtung des Steckverbinders, was gegenüber dem Stand der Technik eine Vereinfachung des Montageprozesses darstellt. Idealerweise kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zum Anschließen der Leiterkarte an das Bussystem pro I/O-Scheibe jedoch auch ein einziger Kontaktträger genügen, der sämtliche Kontaktelemente der I/O-Scheibe aufnimmt. Dies kann beispielsweise dann eine besonders preisgünstige Variante sein, wenn die Gruppen von Leiterkartenanschlüssen nah bei einander liegen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch für jede Gruppe von Leiterkartenanschlüssen je ein Kontaktträger vorgesehen. Dies kann besonders vorteilhaft sein, wenn die Gruppen weiter voneinander entfernt sind, als in der vorgenannten Ausgestaltung. Beispielsweise kann jede Gruppe von Leiterkartenanschlüssen aus drei Leiterkartenanschlüssen bestehen und die Leiterkarte kann an ihrer Anschlusskante beispielsweise drei Kontaktgruppen - also insgesamt neun Leiterkartenanschlüsse - besitzen. Dann werden beispielsweise insgesamt drei Kontaktträger benötigt, wobei in jedem der Kontaktträger jeweils drei Kontaktelemente angeordnet sind.

Es können auch jeweils unterschiedliche Gruppen von Leiterkartenanschlüssen, z. B. zur elektrischen Energieversorgung und zur elektrischen Signalübertragung, vorgesehen sein.

Es können in einer bevorzugten Ausgestaltung z. B. zwei Gruppen von Leiterkartenkontakten mit jeweils zwei Leiterkartenanschlüssen, z. B. zwei Stromversorgungsanschlüssen, vorgesehen sein, und eine weitere Gruppe kann vier Leiterkartenanschlüsse, beispielsweise vier Datenanschlüsse, aufweisen. Dann können beispielsweise zwei Stromversorgungskontaktträger mit je zwei Stromversorgungskontaktelementen und ein Datenübertragungskontaktträger mit vier Datenübertragungskontaktelementen zur Kontaktierung der Leiterkarte vorgesehen sein. Es kann alternativ dazu aber auch ein separater Stromversorgungskontaktträger und ein hybrider Kontaktträger, welcher sowohl Datenübertragungs- als auch Stromversorgungskontaktelemente aufnimmt, vorgesehen seien.

Die Stromversorgungs- und Datenübertragungskontaktelemente können - verglichen miteinander - eine gleiche oder zumindest ähnliche Form besitzen, jedoch unterschiedlich dimensioniert sein. Die Stromübertragungskontaktelemente können entsprechend ihrer Funktion insbesondere größer ausgeführt sein als die Datenübertragungskontaktelemente, wodurch sich ihre Stromtragfähigkeit erhöht.

Jeder Kontaktträger kann ein oder mehrere Kontaktelemente zumindest bereichsweise aufnehmen. Zur Aufnahme von Datenübertragungskontaktelementen können die Aufnahmeschlitze im Kontaktträger dünner sein als diejenigen Aufnahmeschlitze, welche zur Aufnahme von Stromübertragungskontaktelementen vorgesehen sind. Es können verschiedene Kontaktträger für die Stromversorgungskontakte vorgesehen ein als für die Datenübertragungskontaktelemente. Alternativ sind aber auch Hybridkontaktträger möglich, welche sowohl Datenübertragungskontaktelemente als auch

Stromübertragungskontaktelemente aufnehmen kann, also z. B. dicke und dünne Aufnahmeschlitze zur Aufnahme dieser zwei verschiedenen Arten von Kontaktelementen, besitzt.

Dabei kann das jeweiligen Kontaktelement mit seinem Befestigungsabschnitt im oder am Kontaktträger gehalten sein, und kann dazu beispielsweise im Aufnahmeschlitz insbesondere mit seiner Rastlasche verrsten. Beispielsweise kann jedes Kontaktelement mit einem seiner beiden Verbindungsabschnitte, insbesondere mit dem zweiten, insbesondere flächig ausgebildeten Verbindungsabschnitt aus seinem Kontaktträger herausragen. Dadurch ist das Kontaktelement an seinem zweiten Verbindungsabschnitt mit dem ersten Verbindungsabschnitt des besagten anderen Kontaktelements einer benachbarten I/O-Scheibe steckbar, und somit mechanisch und elektrisch verbindbar. Dazu kann der zweite Verbindungsabschnitt des Kontaktelements in den entsprechend von außen zugänglichen Kontaktträger des anderen Kontaktelements hineingesteckt werden, um mit dem ersten Verbindungsabschnitt des besagten anderen Kontaktelements mechanisch und elektrisch zu kontaktieren.

Für jedes aufzunehmende Kontaktelement kann der jeweilige Kontaktträger einen Aufnahmeschlitz besitzen. Diese Aufnahmeschlitze, die dazu vorgesehen sind, Kontaktelemente zumindest teilweise aufzunehmen, verlaufen bevorzugt parallel zueinander. Zudem kann der Kontaktträger einen Leiterkartenaufnahmeschlitz besitzen, in welchen die Leiterkarte der jeweiligen I/O-Scheibe mit ihrer Anschlusskante einsteckbar ist. Der Leiterkartenaufnahmeschlitz kann vorteilhafterweise rechtwinklig zu den vorgenannten Aufnahmeschlitzen, welche wie bereits erwähnt zur Aufnahme der Kontaktelemente vorgesehen sind, verlaufen. Auf diese Weise kann die eingesteckte Leiterkarte an ihrer Anschlusskante mit ihren Leiterkartenanschlüssen mit den Kontaktelementen, insbesondere beidseitig mit den Kontaktlaschen der Kontaktelemente und insbesondere an deren Stanzkanten, elektrisch kontaktieren.

Wie bereits erwähnt, können die Leiterkartenanschlüsse in Gruppen zusammengefasst sein. Die Kontaktelemente eines Kontaktträgers können dann vorteilhafterweise zum Kontaktieren der Leiterkartenanschlüsse einer solchen Gruppe vorgesehen sein.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1a ein Kontaktelement mit Kontaktlaschen in einer ersten Ausführung;

Fig. 1 b, c das Kontaktelement mit Kontaktlaschen in einer zweiten Ausführung in zwei verschiedenen Ansichten;

Fig. 2a, b einen Kontaktträger mit zwei Kontaktelementen;

Fig. 3a eine I/O-Scheibe mit Kontaktträger, Kontaktelement und Leiterkarte;

Fig. 3b, c zwei miteinander verbundene I/O Scheiben aus verschiedenen Ansichten;

Fig. 4a-c verschiedene Kontaktträger, die mit dazugehörigen Kontaktelementen bestückt sind;

Fig. 5a eine Leiterkarte mit den vorgenannten Kontaktträgem;

Fig. 5b Bestandteile einer I/O-Scheibe, umfassend die vorgenannte Anordnung;

Fig. 6a zwei I/O-Scheiben im Verbund;

Fig. 6b eine I/O-Scheibenanordnung in der Draufsicht;

Fig. 7a ein alternatives Kontaktelement mit Lötanschlüssen;

Fig. 7b einen Kontaktträger mit dem alternativen Kontaktelement und einer Leiterkarte.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.

Richtungsangaben wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.

Die Fig. 1 a - c zeigen ein Kontaktelement 1 , 1 ' in zwei geringfügig unterschiedlichen Ausführungen. Das Kontaktelement 1 , 1 ' ist jeweils einstückig und im Wesentlichen flächig ausgeführt und besitzt eine rechteckige Grundform. Dies schließt ein, dass das Kontaktelement 1 , 1 ' Ausstanzungen, z. B. zur Erzeugung von Zungen 117 und

Laschen 127, 137, sowie S-förmige Biegungen aufweisen kann.

Das Kontaktelement 1 , 1 ' besitzt jeweils einen ersten Verbindungsabschnitt 11 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 14. Dazwischen besitzt das Kontaktelement 1 , 1 ' einen Befestigungsabschnitt 12 und einen Kontaktabschnitt 13.

Der Befestigungsabschnitt 12 besitzt eine Rastlasche 127 zur Verrastung in einem im Folgenden gezeigten Kontaktträger 2, 2', 2" und damit zumindest indirekt auch zur Befestigung des Kontaktelements 1 , 1 ' an einer im Folgenden gezeigten Leiterkarte 3 einer I/O („Input/Output“)- Scheibe und damit auch zur Befestigung an der besagten I/O-Scheibe.

Der Kontaktabschnitt 13 besitzt eine Kontaktausnehmung 130, an der zwei Kontaktlaschen 137 angeordnet sind. Es ist leicht vorstellbar, dass eine insbesondere beidseitig kontaktbehaftete, im Folgenden noch gezeigte Leiterkarte 3 zwischen die beiden Kontaktlaschen 137 in die Kontaktausnehmung 130 eingesteckt werden kann und mit den Kontaktlaschen 137 an deren einander zugewandten Stanzkanten 131 beidseitig kontaktiert.

Diese Kontaktierung auf der Stanzkante 131 besitzt den Vorteil, dass das gezeigte Kontaktelement 1 , 1 ' mit sehr wenigen oder im Idealfall garkeinen Biegungen auskommen kann. Zumindest kann das Kontaktelement 1 , 1 ' sehr flach aufbauen. Durch die Kontaktierung auf der Stanzkante 131 ist einerseits die Andruckkraft gegenüber einer eingesteckten Leiterkarte 3 sehr genau einstellbar, nämlich durch die Stanzform der Kontaktlaschen 137. Auch bei häufigem Stecken findet so keine relavante Verformung der Kontaktlaschen 137 statt. An seinem ersten Verbindungsabschnitt 11 besitzt das Kontaktelement 1 , 1 ' zwei Verbindungszungen 117 zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung des zweiten Verbindungsabschnitts 14 eines anderen aber baugleichen („identischen“) Kontaktelements 1 , 1 '. In der ersten Ausführung ist das Kontaktelement 1 an seinem ersten Verbindungsabschnitt 11 einfach S-förmig gebogen. In der zweiten Ausführung besitzt das Kontaktelement 1 wie in den Fig. 1 b und c gezeigt, zwei durch einen nicht näher bezeichneten Schlitz getrennte Segmente 111 , 112, welche zueinander entgegengesetzt S-förmig gebogen sind und jeweils eine der besagten Verbindungszungen 117 besitzen, um damit den zweiten Verbindungsabschnitt 14 des besagten anderen Kontaktelements 1 ' beidseitig je mit einer der Verbindungszungen 117 elektrisch und mechanisch zu kontaktieren.

Die Fig. 2a und 2b zeigen in transparenter und nicht transparenter Darstellung einen Kontaktträger 2' mit zwei darin aufgenommenen Kontaktelementen 1 '. Der Kontaktträger 2' besitzt mehrere parallel verlaufende Aufnahmeschlitze 20, in welche die Kontaktelemente 1 " eingefügt sind. Am ersten Verbindungsabschnitt 11 ' der Kontaktelemente 1 " besitzt der jeweilige Aufnahmeschlitz 20' eine Verbreiterung, die als Anschlussbereich 210' ausgeführt ist. Der Kontaktträger 2' ist an diesem Anschlussbereich 210' von außen, in der Zeichnung rückwärtig, steckbar zugänglich, damit der erste Verbindungsabschnitt 11 ' mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 14 des besagten anderen Kontaktelement 1 " elektrisch und mechanisch verbindbar ist. An der gegenüber liegenden Seite ragt der zweite Verbindungsabschnitt 14 der Kontaktelemente 1 " aus dem Kontaktträger 2' hinaus, um seinerseits mit einem ersten Verbindungsabschnitt 11 ' eines weiteren derartigen Kontaktelements 1 " steckbar zu sein. Weiterhin besitzt der Kontaktträger 2' an den Kontaktausnehmungen 130 der Kontaktelemente 1 " einen Leiterkartenaufnahmeschlitz 230, welcher die vorgenannten Aufnahmeschlitze 20' rechtwinklig kreuzt.

Die Fig. 3a zeigt in einer Schnittdarstellung eine Anordnung aus einem Kontaktträger 2 mit einem eingefügten Kontaktelement 1 und einer mit ihrer Anschlusskante 31 in den Leiterkartenaufnahmeschlitz 230 aufgenommenen Leiterkarte 3, welche an ihrem jeweiligen Leiterkartenanschluss 37 von den Kontaktlaschen 137 des dazugehörigen Kontaktelements 1 beidseitig elektrisch und mechanisch kontaktiert wird.

Die Fig. 3b zeigt zwei der vorgenannten Anordnungen, welche mit einander gesteckt sind. Der zweite Verbindungsabschnitt 14 des in der Zeichnung rechts dargestellten Kontaktelements 1 ist in den Anschlussbereich 210 des links dargestellten Kontaktträgers 2 hineingesteckt, um mit dem ersten Verbindungsabschnitt 11 dessen Kontaktelements 1 (erste Ausführung) mechanisch und elektrisch an dessen Verbindungszungen 117 (hier nicht sichtbar, da es durch den zweiten Verbindungsabschnitt 14 des in der Zeichnung rechts dargestellten Kontaktelements 1 optisch verdeckt wird) zu kontaktieren.

Die Fig. 3c zeigt eine Anordnung, bei der jeweils drei Kontaktträger 2, 2' mit Kontaktelementen 1 ', 1 " (zweite Ausführung) bestückt sind, um so mehrere Leiterkarten 3 miteinander zur Datenübertragung und Energieversorgung elektrisch zu verbinden. Dabei kontaktieren die ersten Verbindungsabschnitte 11 ' der in der Zeichnung unten dargestellten Kontaktelemente 1 ', 1 " mit den zweiten Verbindungsabschnitten 14 der in der Zeichnung oben dargestellten Kontaktelemente 1 ', 1 " beidseitig mechanisch und elektrisch.

Dabei wird auch deutlich, dass zwei verschieden große und/oder verschieden starke, wenn gleich sonst auch in ihrer Form sonst gleiche Kontaktelemente 1 ', 1 " in entsprechend verschiedenen Kontaktträgern 2, 2' angeordnet sind.

In den Fig. 4 a, b und c sind diese Kontaktträger 2, 2', 2" detailliert gezeigt.

Die Fig. 4a zeigt den Kontaktträger 2 mit Kontaktelementen 1 welche zur Datenübertragung vorgesehen sind und dementsprechend auch als Datenübertragungskontaktelemente 1 ' bezeichnet werden. Aus diesem Grund wird dieser Kontaktträger 2 auch als Datenübertragungskontaktträger 2 bezeichnet.

Die Fig. 4b zeigt den Kontaktträger 2', der die größeren / stärkeren Kontaktelemente 1 " aufnimmt, welche zur Versorgung mit elektrischer Energie vorgesehen sind und folglich auch als Energieversorgungskontaktelemente 1 " bezeichnet werden. Dieser Kontaktträger 2' wird daher auch als Energieversorgungskontaktträger 2' bezeichnet. Sein Aufnahmeschlitz 20' und sein Anschlussbereich 210' sind, verglichen mit dem Aufnahmeschlitz 20 und dem

Anschlussbereich 210 des vorgenannten Datenübertragungskontaktträgers 2, breiter ausgeführt.

Die Fig. 4c zeigt einen hybriden Kontaktträger 2", der die beiden vorgenannten Arten von Kontaktelementen 1 ', 1 ", also sowohl Datenübertragungskontaktelemente 1 ', als auch Energieversorgungskontaktelemente 1 " aufnehmen kann. Dieser hybride Kontaktträger 2" besitzt also sowohl breitere Aufnahmeschlitze 20' und Anschlussbereiche 210' als auch schmalere Aufnahmeschlitze 20 und Anschlussbereiche 210.

Die Fig. 5a zeigt eine Leiterkarte 3 mit ihrer Anschlusskante 31 , an der mehrere Leiterkartenanschlüsse 37 angeordnet sind. Die Leiterkartenanschlüsse 37 sind in Gruppen 370 zusammengefasst, wobei hier nur eine Gruppe 370 zu sehen ist, weil die anderen von den beiden Kontaktträgern 2, 2', welche bereits mit der Leiterkarte 3 gesteckt sind, optisch verdeckt sind.

Die Fig. 5b zeigt die Leiterkarte 3 mit den damit verbundenen Kontaktträgern 2, 2' und einem zur I/O-Scheibe gehörenden Befestigungsrahmen 4, welcher z. B. an einer Hutschiene eines Schaltschranks befestigbar ist. Statt den beiden einander benachbarten, in dieser Zeichnung rechts an der Anschlusskante 31 der Leiterkarte 3 dargestellten Kontaktträgern 2, 2' könnte selbstverständlich auch der vorgenannte hybride Kontaktträger 2" aus der Fig. 4c verwendet werden.

Die Fig. 6a zeigt zwei solche I/O-Scheiben, die miteinander gesteckt sind, so dass die Leiterkartenanschlüsse 37 ihrer Leiterkarten 3 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Dabei sind die ersten Verbindungsabschnitte 11 ' der Kontaktelemente 1 " der links dargestellten I/O-Scheibe mit den zweiten Verbindungsabschnitten 14 der rechts dargestellten I/O-Scheibe elektrisch und mechanisch verbunden. Dazu greifen die zweiten Verbindungsabschnitte 14 der rechts dargestellten I/O- Scheibe (wie in der Fig. 3c im Schnitt von oben kommend dargestellt) in die Anschlussbereiche 210 der hier links dargestellten Kontaktträger 2', 2" ein.

Die Fig. 6b zeigt den Energieversorgungskontaktträger 2' aus der Fig. 4b mit zwei eingefügten Energieversorgungskontaktelementen 1 " sowie einer eingesteckter Leiterkarte 3 in einer Schnittdarstellung. Es ist leicht vorstellbar, dass der erste Verbindungsabschnitt 11 ' mit einem zweiten Verbindungsabschnitt 14 eines anderen solchen Energieversorgungskontaktelements 1 " steckbar und damit elektrisch und mechanisch kontaktierbar ist.

Die Fig. 7a zeigt als weitere Ausführung ein an der Leiterkarte 3 verlötbares, alternatives Kontaktelement 1 Dieses alternative Kontaktelement 1 '" unterscheidet sich von den vorgenannten Kontaktelementen 1 ', 1" in seiner Bauform durch den

Kontaktabschnitt 13', der keine Kontaktlaschen 137 besitzt, sondern an den Rändern seiner Kontaktausnehmung 130' Lötkanten 131 ' zur Verlötung an dem jeweiligen Leiterkartenanschluss 37 aufweist. Auf diese Weise ist durch die so ermöglichte Verlötung einerseits (vorteilhafterweise) eine besonders große Stabilität aber andererseits (nachteiligerweise) eine geringere Flexibilität der elektrischen Verbindung mit der Leiterkarte 3 gegeben. Diese Bauform ist selbstverständlich sowohl zur Energieversorgung als auch zur Datenübertragung verwendbar.

Bezugszeichenliste

1 , r, 1", r Kontaktelement

I I , i r erster Verbindungsabschnitt

I I I , 112 Segmente

117 Verbindungszungen

12 Befestigungsabschnitt

127 Rastlasche

13, 13' Kontaktabschnitt

130, 130' Kontaktausnehmung

131 Stanzkante

131 ' Lötkanten

137 Kontaktlaschen

14 zweiter Verbindungsabschnitt

2, 2', 2" Kontaktträger

20, 20' Aufnahmeschlitz

210, 210' Anschlussbereich

230 Leiterkartenaufnahmeschlitz

3 Leiterkarte

31 Anschlusskante

37 Leiterkartenschlüsse

370 Gruppe von Leiterkartenanschlüssen

4 Befestigungsrahmen

Claims

Ansprüche Busverbinder für eine mittels mehrerer „I/O“ (InputZOutput)-Scheiben modular aufgebaute elektrische Steuerungsanlage, wobei der Busverbinder dazu dient, Leiterkarten (3) der I/O-Scheiben an ihren korrespondierenden Leiterkartenanschlüssen (37) elektrisch miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass der Busverbinder für jeden zu verbindenden Leiterkartenanschluss (37) der jeweiligen Leiterkarte (3) jeder I/O-Scheibe jeweils ein diesem Leiterkartenanschluss (37) und dieser I/O-Scheibe zugeordnetes Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 "') besitzt, das einerseits zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung dieses Leiterkartenanschlusses (37) und andererseits zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung zumindest eines anderen Kontaktelements (1 , 1 ', 1 ", 1 "') einer anderen I/O-Scheibe dient. Busverbinder gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 "') einteilig ausgeführt ist. Busverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 "') aus federelastischem Blech besteht. Busverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 "') als Stanzbiegeteil ausgeführt ist. 5. Busverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 '") im Wesentlichen flächig ausgeführt ist.

6. Busverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 '") an einem ersten Ende einen ersten Verbindungsabschnitt (11 , 11 ') und an einem zweiten Ende, welches dem ersten Ende gegenüberliegt, einen zweiten Verbindungsabschnitt (14) aufweist.

7. Busverbinder gemäß Anspruch 6, wobei der erste Verbindungsabschnitt (11 , 11 ') des Kontaktelements (1 , 1 ', 1 ", 1 '") mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (14) eines anderen Kontaktelements (1 , 1 ', 1 ", 1 '") gleicher Bauform steckbar und dadurch mechanisch und elektrisch leitend mit diesem anderen Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 '") verbindbar ist.

8. Busverbinder gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (11 , 11 ') mindestens eine Kontaktlasche (17) besitzt, um den zweiten Verbindungsabschnitt (14) des besagten anderen Kontaktelements (1 , 1 ', 1 ", 1 '") mechanisch und elektrisch zu kontaktieren.

9. Busverbinder gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbindungsabschnitt (14) flächig ausgeführt ist.

10. Busverbinder gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ") zwischen seinem ersten (11 , 11 ') und seinem zweiten (14) Verbindungabschnitt einen Kontaktabschnitt (13, 13') zur elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Leiterkarte (3) aufweist. Busverbinder gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (13) des Kontaktelements (1 , 1 ', 1 ") zumindest eine Kontaktlasche (137) zur elektrischen Kontaktierung der Leiterkarte (3) der jeweiligen I/O-Scheibe aufweist. Busverbinder gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (13) des Kontaktelements (1 , 1 ', 1 ") zwei Kontaktlaschen (137) zur beidseitigen Kontaktierung der Leiterkarte (3) aufweist. Busverbinder gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Kontaktlaschen (137) zur beidseitigen elektrischen Kontaktierung der Leiterkarte (3) jeweils eine Stanzkante (131 ) aufweist, wobei diese beiden Stanzkanten (131 ) einander zugewandt sind. Busverbinder gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (13') des Kontaktelements (1 '") eine Kontaktausnehmung (130'), besitzt, in welche die Leiterkarte (3) einfügbar ist, um mit dem Kontaktelement (1 '") an Lötkanten (131 ') der Kontaktausnehmung (130') verlötet zu werden. Busverbinder gemäß einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 , 1 ', 1 ", 1 '") zwischen seinem ersten (11 , 11 ') und seinem zweiten (14) Verbindungabschnitt einen Befestigungsabschnitt (12) zur Befestigung in oder an der jeweiligen I/O-Scheibe aufweist. Busverbinder gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (12) mindestens eine Rastlasche (127) besitzt.

17. Busverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Busverbinder für jede I/O-Scheibe mindestens einen Kontaktträger (2, 2', 2") zur Aufnahme der Kontaktelemente (1 , 1 ', 1 ", 1 '") aufweist.

18. Busverbinder gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Kontaktträger (2, 2', 2") mehrere zueinander parallele Aufnahmeschlitze (20, 20') zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kontaktelemente (1 , 1 ', 1 ", 1 '") existieren und dass jeder Kontaktträger (2, 2', 2") einen Leiterkartenaufnahmeschlitz (230) aufweist, in den die jeweilige Leiterkarte (3) einsteckbar ist, um mit ihren Leiterkartenanschlüssen (37) die Kontaktelemente (1 , 1 ', 1 ", 1 '") mechanisch und elektrisch zu kontaktieren. 19. Busverbinder gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterkartenaufnahmeschlitz (230) rechtwinklig zu den Aufnahmeschlitzen (20, 20') der Kontaktelemente (1 , 1 ', 1 ", 1 '") verläuft.