DE19514842B4

DE19514842B4 - Prozeßstecker

Info

Publication number: DE19514842B4
Application number: DE1995114842
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schirbl; Günther Dipl.-Ing. Deinhardt (FH); Werner Meiler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2015-04-22
Also published as: DE19514842A1

Abstract

Prozeßstecker zum Verbinden von Prozeßleitungen mit einer gekapselten Ein-/Ausgabebaugruppe der Steuerungstechnik, mit frontseitig auf beiden Seiten angeordneten Anschlußelementen (14) für die Prozeßleitungen und rückseitig auf beiden Seiten angeordneten Messerleistenaufnahmen (13) für in der Ein-/Ausgabebaugruppe angeordnete Kontaktmesser (9), wobei der Prozeßstecker (5) eine von vorne gesehen zentral angeordnete, axial unverschieblich gelagerte Schraube (18) aufweist, die mit einer in der Ein-/Ausgabebaugruppe angeordneten Gewindebohrung (17) zusammenwirkt, und wobei um die Schraube (18) herum eine Codierelementaufnahme für ein Gegencodierelement (20) angeordnet ist, das mit einem in der Ein-/Ausgabebaugruppe um die Gewindebohrung (17) herum angeordneten Codierelement (19) zusammenwirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prozeßstecker zum Verbinden von Prozeßleitungen mit einer gekapselten Ein-/Ausgabebaugruppe der Steuerungstechnik, mit frontseitig angeordneten Anschlußelementen für die Prozeßleitungen und rückseitig angeordneten Messerleistenaufnahmen für in der Ein-/Ausgabebaugruppe angeordnete Kontaktmesser.

Ein derartiger Frontstecker ist aus der EP 0 592 712 A1 bekannt. Der dort offenbarte Prozeßstecker ist insofern noch nicht optimal ausgestaltet, als die Zahl von Anschlußelementen relativ gering ist.

DE-OS 21 17 315 beschreibt eine Steckverbindung mit einem mit einem Gerät und einem mit einem elektrischen Anschlusskabel verbindbaren Steckverbinder, bei dem jeder Steckverbinder ein in verschiedenen Stellungen einsetzbares Codierteil aufweist. Durch geeignete Maßnahmen ist das Codierteil ohne ein Spezialwerkzeug auf einfache Weise lösbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Prozeßstecker zur Verfügung zu stellen, der auf relativ geringem Raum eine hohe Anzahl von Anschlußelementen zur Verfügung stellt, wobei trotzdem ein einfaches und bequemes Anschließen des Prozeßsteckers an die Baugruppe gewährleistet sein soll und darüber hinaus auch noch eine eindeutige Zuordnung des Prozeßsteckers zur korrespondierenden Baugruppe gewährleistet sein soll.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Anordnung von Anschlußelementen und Messerleistenaufnahmen auf beiden Seiten wird eine hohe Anschlußelement dichte erreicht. Durch die Verwendung der Schraube wird erreicht, daß der Prozeßstecker mit vertretbarem Kraftaufwand mit der Baugruppe verbunden werden bzw. von ihr gelöst werden kann. Durch die zentrale Anordnung der Schraube und die Anordnung der Codierung um die Schraube herum wird ferner der für die Befestigung und die Codierung benötigte Platz minimiert.

Wenn das Codierelement und das Gegencodierelement nach dem Schlüssel-Schloß-Prinzip ausgebildet sind, wobei der Schlüsselbart nach innen ragt, wird weniger Platz benötigt als wenn der Schlüsselbart nach außen ragt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung einer Ein-/Ausgabebaugruppe der Steuerungstechnik nebst zugehörigem Frontstecker,
2 einen Ausschnitt einer der Leiterplatten der Baugruppe,
3 einen Ausschnitt der Rückseite des Frontsteckers,
4 eine mögliche Codierung,
5 eine weitere mögliche Codierung und
6 das Zusammenwirken der Rastvorrichtungen von Aufnahmekanal und Frontstecker.
Gemäß 1 besteht die Kapselung der Baugruppe aus einem Basisteil 1, auf das nach dem Einschieben der Leiterplatten 2 eine Haube 3 aufgesetzt wird, um die Kapselung zu vervollständigen.
Wie aus 1 sofort ersichtlich ist, sind die Leiterplatten 2 innen an den Seiten der Kapselung angeordnet. Sie erstrecken sich dabei seitlich bis in den Bereich des U-förmigen Aufnahmekanals 4, der an der Vorderseite der Kapselung angeordnet ist. Die Leiterplatten 2 rahmen also sozusagen den Aufnahmekanal 4 auf beiden Seiten ein.
Der Aufnahmekanal 4 dient der Aufnahme des Front- bzw. Prozeßsteckers 5, an den, wie später noch näher erläutert wird, eine Vielzahl von Prozeßleitungen anschließbar ist. Um die Breite des Aufnahmekanals 4 und damit auch die Breite des Frontsteckers 5 bei gegebener Baugruppenbreite möglichst groß gestalten zu können, sind die Leiterplatten 2 im Bereich des Aufnahmekanals 4 – für die hintere der beiden Leiterplatten 2 also rechts von der gestrichelt eingezeichneten Linie – auf der Seite des Aufnahmekanals 4 unbestückt, also bestückungsfrei.
Wie aus 1 ferner ersichtlich ist, weisen die Leiterplatten 2 – der Übersichtlichkeit halber ist dies nur für die vordere der beiden Leiterplatten 2 dargestellt – auf der der Kapselung zugewandten Seite (also auf der dem Aufnahmekanal 4 abgewandten Seite) SMD-Leuchtdioden 6 auf, mittels derer der Zustand der über die Prozeßleitungen übertragenen Signale angezeigt werden kann. Die Leuchtdioden 6 sind dabei zwar nahe der Vorderkante der Leiterplatten 2 angeordnet, aber dennoch von der Vorderseite der Baugruppe zurückgesetzt. Ihr Licht wird daher über die Lichtleiter 7 in bekannter Art und Weise zur Vorderseite der Baugruppe geführt. Montage und Wirkungsweise der Lichtleiter sind beispielsweise in der DE 93 14 097 U , Seite 3, Zeile 1 bis Seite 3, Zeile 31 zu entnehmen. Durch die Anordnung der Leuchtdioden 6 auf den Außenseiten der Leiterplatten 2 wird erreicht, daß die Lichtleiter 7 relativ kurz und dadurch lichtverlustarm ausgeführt sein können.
Wie aus 1 in Verbindung mit 2 ersichtlich ist, weisen die Leiterplatten 2 auf ihren Innenseiten – sichtbar ist nur einer bei der rechten der Leiterplatten 2 – je zwei Messerleistenblöcke 8 mit Kontaktmessern 9 auf. Die Messerleisten blöcke 8 sind aus Kunststoff hergestellte Spritzgießteile. Durch das Einbetten der Kontaktmesser 9 in die Messerleistenblöcke 8 wird die Stabilität der Kontaktmesser 9 erhöht. Die Kontaktmesser 9 sind über Verbindungsstücke 10 mit Kontaktstiften 11 verbunden, die in die Leiterplatten 2 eingepreßt sind. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, stehen die Verbindungsstücke 10 über die Messerleistenblöcke 8 um das Wegstück x vor.
Beim vollständigen Einführen des Frontsteckers 5 in den Aufnahmekanal 4 kontaktieren die Kontaktmesser 9 mit in 3 gezeigten korrespondierenden Gegenkontakten 12, die in Messerleistenaufnahmen 13 des Frontsteckers 5 angeordnet sind. Auch die Messerleistenaufnahmen 13 sind folglich auf beiden Seiten des Frontsteckers 5 angeordnet. Sie dienen der elektrisch leitenden Verbindung der Kontaktmesser 9 mit den korrespondierenden, ebenfalls auf beiden Seiten der Frontseite des Frontsteckers 5 angeordneten Anschlußelementen 14, hier Schraubklemmen 14.
Wie in 1 angedeutet und besonders deutlich aus 3 ersichtlich ist, weisen die Messerleistenaufnahmen 13 an ihren Außenseiten, d. h. an den Außenseiten des Frontsteckers 5, Ausnehmungen 15 auf, welche der Aufnahme der Verbindungsstücke 10 dienen. Die Stege der Verbindungsstücke 10, die über die Messerleistenblöcke 8 vorstehen, können daher in die Ausnehmungen 15 eintauchen. Dadurch kann der Frontstecker 5 soweit in den Aufnahmekanal eingesetzt werden, daß die Rückseite 16 des Frontsteckers 5 die Messerleistenblöcke 8 berührt. Der Frontstecker 5 kann durch diese Maßnahmen um den in den 2 und 3 eingezeichneten Weg x weiter in den Aufnahmekanal 4 eingeführt werden, wobei dennoch die erforderlichen Kriech- und Luftstrecken zwischen spannungsführenden Kontaktteilen des Frontsteckers 5 und seiner Außenkontur realisierbar sind.
Wie wiederum aus 1 ersichtlich ist, ist im Aufnahmeka nal 4 eine Gewindebohrung 17 angeordnet, die von vorne gesehen zentral gelegen ist und die mit einer im Frontstecker 5 angeordneten, axial unverschieblich gelagerten Schraube zusammenwirkt. Durch die Umsetzung der Drehbewegung der Schraube 18 in eine Linearbewegung des Frontsteckers 5 können die Kräfte, die zum Stecken und Ziehen des Frontsteckers 5 benötigt werden, leicht aufgebracht werden.
Im Aufnahmekanal 4 ist um die Gewindebohrung 17 herum ein Codierelement 19 fest angeordnet, welches mit einem Gegencodierelement 20 lösbar verbunden ist. Diese Anordnung der Codierung ist besonders platzsparend. Das Codierelement 19 ist beispielsweise mittels zweier Rasthaken 21 (dargestellt ist der Übersichtlichkeit halber nur einer der Rasthaken) im Aufnahmekanal 4 befestigt. Das Codierelement 19 ist, wie aus 1 und besonders deutlich aus 4 ersichtlich ist, achteckig ausgebildet, so daß es in acht verschiedenen Stellungen in den Aufnahmekanal 4 einsetzbar ist. Mit dem Codierelement 19 ist lösbar (z. B. über federnde Elemente) das Gegencodierelement 20 verbunden. Beim ersten Einsetzen des Frontsteckers 5 in den Aufnahmekanal 4 verrastet dann das Gegencodierelement 20 im Frontstecker 5, so daß dieser beim ersten Stecken codiert wird. Codierelement 19 und Gegencodierelement 20 sind also selbstcodierend ausgebildet. Das Gegencodierelement 20 verrastet im Frontstecker 5 beispielsweise in einer – der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Gegencodierelementaufnahme – , die ebenfalls zwei Rasthaken aufweist.
Codierelement 19 und Gegencodierelement 20 sind – mit Ausnahme der Codierung selbst – gleich aufgebaut. Dadurch kann das aus Codierelement 19 und Gegencodierelement 20 bestehende Codierpärchen auch verkehrt herum in den Aufnahmekanal 4 eingesetzt werden. Dadurch stehen nicht nur 8, sondern 2×8, insgesamt also 16 Codierungen zur Verfügung.
Wie aus 4 ersichtlich ist, sind Codierelement 19 und Gegencodierelement 20 nach den sogenannten Schlüssel-Schloß-Prinzip ausgebildet. Der Schlüsselbart 22 ist dabei derart angeordnet, daß er nach innen und nicht nach außen ragt. Dadurch kann nämlich die Baubreite von Codierelement 19 und Gegencodierelement 20 kleiner gehalten werden als im umgekehrten Fall, der in 5 dargestellt ist.
Beim Einführen des Frontsteckers 5 in den Aufnahmekanal 4 wird der Frontstecker 5 durch zwei Führungsschienen 23 – sichtbar ist nur eine der Führungsschienen 23 -, die an den Seiten des Aufnahmekanals 4 angeordnet sind und mit korrespondierenden Führungsnuten 24 des Frontsteckers 5 zusammenwirken, geführt. Die Führungsschienen 23 sind dabei asymmetrisch ausgebildet, so daß der Frontstecker 5 nur in einer einzigen Lage in den Aufnahmekanal 4 einsetzbar ist. Alternativ oder zusätzlich könnten die Führungsschienen 23 auch asymmetrisch angeordnet sein. So kann auf einfache Weise verhindert werden, daß der Frontstecker 5 um 180° gedreht in den Aufnahmekanal 4 eingesetzt werden kann.
Beim Einführen des Frontsteckers 5 in den Aufnahmekanal 4 verrastet der Frontstecker 5 zunächst in einer Vorraststellung. In der Vorraststellung sind die Kontaktmesser 9 noch elektrisch von den Gegenkontakten 12 (vgl. 3) getrennt. Die Vorraststellung des Frontsteckers 5 wird dadurch bewirkt, daß federnd gelagerte Rastelemente 25, die am oberen und – nicht sichtbar am unteren Ende des Aufnahmekanals 4 angeordnet sind mit Rastausnehmungen 26 des Frontsteckers 5 zusammenwirken. Wie besonders deutlich aus 6 erkennbar sind sowohl die Rastelemente 25 als auch die Rastausnehmungen 26 angeschrägt. Dadurch kann der Frontstecker 5 nur durch Kraftanwendung, also ohne Betätigen eines wie auch immer gearteten Löseelements, aus der Vorraststellung gelöst werden.
Die axial unverschieblich gelagerte Schraube 18, die Gewindebohrung 17, die Rastelemente 25 und die Rastausnehmungen 26 sind dabei derart dimensioniert, daß das vordere Ende der Schraube 18, also der Schraubenanfang, in der Vorraststellung gerade in die Gewindebohrung 17 hineinragt. Dadurch kann der Frontstecker 5 nur durch Betätigen der Schraube 18 in den Aufnahmekanal 4 und damit in seine Endstellung hineingezogen werden.
Ergänzend sei noch erwähnt, daß die Bauhöhe der Codierelemente 19, 20 derart bemessen ist, daß sie das Einführen des Frontsteckers 5 in den Aufnahmekanal 4 vor Erreichen der Vorraststellung beendet. Eine Zerstörung der Codierung durch das Drehmoment, das über die Schraube 18 in eine Axialbewegung umgesetzt wird, kann daher nicht erfolgen.
Wie schließlich noch aus 1 ersichtlich ist, kann eine als Beschriftungsblende ausgebildete Frontabdeckung 27 an ihren Ausnehmungen 28 in korrespondierende Vorsprünge 29 eingehängt werden. Die Frontabdeckung ist dann um diese Vorsprünge 29 schwenkbar. Sie rastet in der Endstellung mit ihren Ausnehmungen 30 in Vorsprünge 31 ein, so daß sie in der Endstellung den Aufnahmekanal abdeckt.
Vorstehend beschriebene Erfindung ist selbstverständlich vielseitig anwendbar. Besonders bietet sich aber die Anwendung als Frontstecker für eine Ein- und/oder Ausgabebaugruppe einer modular aufgebauten speicherpprogrammierbaren Steuerung an.

Claims

Prozeßstecker zum Verbinden von Prozeßleitungen mit einer gekapselten Ein-/Ausgabebaugruppe der Steuerungstechnik, mit frontseitig auf beiden Seiten angeordneten Anschlußelementen (14) für die Prozeßleitungen und rückseitig auf beiden Seiten angeordneten Messerleistenaufnahmen (13) für in der Ein-/Ausgabebaugruppe angeordnete Kontaktmesser (9), wobei der Prozeßstecker (5) eine von vorne gesehen zentral angeordnete, axial unverschieblich gelagerte Schraube (18) aufweist, die mit einer in der Ein-/Ausgabebaugruppe angeordneten Gewindebohrung (17) zusammenwirkt, und wobei um die Schraube (18) herum eine Codierelementaufnahme für ein Gegencodierelement (20) angeordnet ist, das mit einem in der Ein-/Ausgabebaugruppe um die Gewindebohrung (17) herum angeordneten Codierelement (19) zusammenwirkt.
Prozeßstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Codierelement (19) und das Gegencodierelement (20) nach dem Schlüssel-Schloß-Prinzip ausgebildet sind, wobei der Schlüsselbart (22) nach innen ragt.
Prozeßstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerleistenaufnahmen (13) an ihren Außenseiten Ausnehmungen (15) aufweisen.
Prozeßstecker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er an zwei gegenüberliegenden Enden Rastausnehmungen (26) aufweist, die mit federnd gelagerten Rastelementen (25) der Baugruppe in einer Vorraststellung zusammenwirken.
Prozeßstecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (25) und/oder die Rastausnehmungen (26) derart angeschrägt sind, daß der Prozeßstecker (5) ohne Betätigen eines Löseelements aus der Vorraststellung lösbar ist.
Prozeßstecker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (18), die Gewindebohrung (17), die Rastelemente (25) und die Rastausnehmungen (26) derart dimensioniert sind, daß der Schraubenanfang in der Vorraststellung gerade in die Gewindebohrung (17) hineinragt, so daß der Prozeßstecker (5) durch Betätigen der Schraube (18) mit der Baugruppe verbunden wird.
Prozeßstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er auf zwei gegenüberliegenden Seiten mindestens eine Führungsnut (24) aufweist, die mit Führungsschienen (23) eines Aufnahmekanals (4) der Baugruppe zusammenwirken.
Prozeßstecker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten (24) asymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet sind, so daß der Prozeßstecker (5) nur in einer einzigen Lage in den Aufnahmekanal (4) einsetzbar ist.