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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Anschlussvorrichtung zur Übermittlung
serieller Signale zu und/oder von in einer Reihe angeordneten elektrischen
Verbrauchern, insbesondere elektrisch betätigbare Ventile, mit einem
sich in einer Verkettungsrichtung erstreckenden modularen elektrischen
Verkettungsstrang, der mehrere in der Verkettungsrichtung aufeinanderfolgende
und zur Herstellung mehrerer durchgehender elektrischer Verbindungsstränge an den
einander zugewandten Seiten miteinander lösbar elektrisch kontaktierte
Verkettungsmodule enthält,
die jeweils eine flächenhafte
Ausdehnung haben und in einer gemeinsamen Verkettungsebene ausgerichtet
sind, wobei jedes Verkettungsmodul an seinen einander entgegengesetzt
in der Verkettungsrichtung orientierten Endabschnitten erste und
zweite Kontaktierungsbereiche aufweist, in denen jeweils eine parallel
zur Verkettungsebene quer zur Verkettungsrichtung verlaufende Reihe
zueinander komplementärer erster
beziehungsweise zweiter Kontaktmittel vorgesehen ist, von denen
die in der Verkettungsrichtung einander jeweils gegenüberliegenden
ersten und zweiten Kontaktmittel paarweise miteinander verbunden
sind und wobei die Verkettungsmodule auf einer Seite der Verkettungsebene
jeweils einen dritten Kontaktierungs bereich mit den paarweise verbundenen
ersten und zweiten Kontaktmitteln verbundenen und zur Kontaktierung
eines Verbrauchers vorgesehenen dritten Kontaktmitteln aufweisen,
wobei die ersten und zweiten Kontaktmittel von den Endabschnitten
sich zwischen dem ersten und zweiten Kontaktierungsbereich erstreckender
einstückiger Verkettungskontakte
gebildet sind und wobei der dritte Kontaktierungsbereich in der
Verkettungsrichtung zwischen dem ersten und zweiten Kontaktierungsbereich
liegt, wobei die dritten Kontaktmittel von in der Normalenrichtung
von der Verkettungsebene wegweisenden Kontaktflächen der Verkettungskontakte gebildet
sind, die bei Beaufschlagung in der Normalenrichtung der Verkettungsebene
federelastisch nachgiebig sind.
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Bei
einer in der
DE 43
43 958 A1 beschriebenen Anordnung dieser Art ist eine Tragkörper für elektrisch
ansteuerbare Ventile vorgesehen, mit einem, sich in einer horizontalen
Verkettungsrichtung erstreckenden, modularen elektrischen Verkettungsstrang
aus mehreren Tragkörpersteckerteilen,
die jeweils eine flächenhafte
Ausdehnung haben, insbesondere als Flachkontakte ausgebildet sind,
und in einer gemeinsamen Ver kettungsebene ausgerichtet sind, wobei
jedes Tragekörpersteckerteil
entgegengesetzt orientierte Durchgangs- oder Durchschleifkontakte
für die
jeweilige Verbindung mit einem ande ren Tragekörpersteckerteil aufweist, wobei
jedes Steckerteil eine Reihe von parallel zur Verkettungsrichtung
angeordnete Durchgangs- oder Durchschleifkontakte aufweist und wobei
jeder Durchgangs- oder Durchschleifkontakt einen einstückig damit
verbundenen und mittig angeordneten dritten Anschlusskontakt zur
Verbindung mit dem Verbraucher aufweist, der in einer vertikal zur
horizontalen Verkettungsrichtung liegenden Richtung ausgerichtet
und federnd ausgebildet ist.
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Aus
der
DE 40 37 353 C1 ist
eine Steuereinrichtung für
fluidische Medien, insbesondere für Druckluft, bekannt, die aus
aneinanderreihbaren Grundplattenmodulen aufgebaut ist, die ihrerseits
jeweils ein Elektromagnetventil besitzen. Es ist eine nichtleitende
Lagerplatte vorgesehen, in der Signalleiter zur Kontaktierung benachbarter
Grundplattenmodule angeordnet sind, wobei sich die Signalleiter parallel
zu einer Aufreihungsrichtung der Grundpttenmodule erstrecken. Oberhalb
der nicht leitenden Lagerplatte ist eine elektrisch leitende Signalanschlussplatte
angeordnet, über
die eine elektrische Verbindung mit dem Elektromagnetventil hergestellt
ist.
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Bei
einer in der
EP 1 041
327 A2 beschriebenen Anordnung sind mehrere von elektromagnetisch betätigbaren
Ventilen gebildete Verbraucher in einer Reihe angeordnet und werden
von elektrischen Signalen angesteuert, die über einen sich parallel zu
der Reihe der Verbraucher erstreckenden modularen elektrischen Verkettungsstrang
zugeführt
werden. Der Verkettungs- strang setzt sich aus mehreren, jeweils
einem Verbraucher zu geordneten Verkettungsmodulen zusammen, die
jeweils eine Leiterplatte als Trägerelement
aufweisen, an die drei elektrische Stecker zur Bildung erster, zweiter
und dritter Kontaktmittel angelötet
sind. Die die ersten und zweiten Kontaktmittel bildenden Stecker
liegen einander in der Verkettungsrichtung gegenüber, wobei die ersten und zweiten
Kontaktmittel paarweise so elektrisch miteinander verbunden sind,
dass serielle Signale in einer 1:1-Verkettung pingleich durch den
Verkettungsstrang hindurchschleifbar sind. Der für den Abgriff zum Verbraucher
vorgesehene Stecker mit dritten Kontaktmitteln ist bezüglich den
beiden anderen Steckern quer zur Verkettungsrichtung versetzt über Leiterbahnen
der Leiterplatte mit den Kontaktmitteln der beiden anderen Stecker
verbunden.
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Diese
bekannte Anschlussvorrichtung ist relativ aufwendig in der Herstellung
und hat auch einen großen
Platzbedarf, der bei einer angestrebten Verkleinerung des mit der
Anschlussvorrichtung ausgestatteten Steuergerätes hinderlich ist.
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Bei
einer aus der
DE 198
01 234 C2 bekannten Anordnung besteht der elektrische Verkettungsstrang
aus als metallische Kontaktfahnen ausgebildeten elektrischen Kontakten,
die in der Verkettungsrichtung federelastisch ausgebildet sind.
Die Kontakte sind fester Bestandteil des jeweils anzusteuernden Verbrauchers – hier:
Ventile – und
kommen im zusammengebauten Zustand des Steuergerätes pingleich aneinander zur
Anlage.
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Zur
Kontaktierung des jeweiligen Verbrauchers scheinen die federnden
elektrischen Kontakte an den betreffenden Verbraucher direkt angelötet zu sein.
Der damit verbundene Herstellungsaufwand ist wiederum nicht gering.
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Die
DE 197 06 636 C2 beschreibt
eine bei einem elektrofluidischen Steuergerät zur Anwendung gelangende
Anschlussvorrichtung, die einen modularen elektrischen Verkettungsstrang
aufweist, bei dem die die ersten und zweiten Kontaktmittel aufweisenden
elektrischen Kontakte wiederum einstückige Federkontakte sind. Allerdings
ist diese Anschlussvorrichtung nur zur parallelen Signalübertragung
geeignet, zu welchem Zweck die paarweise miteinander verbundenen
ersten und zweiten Kontaktmittel innerhalb der Verkettungsmodule
quer zur Verkettungsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Mit Ausnahme eines die Masse bildenden Verbindungsstranges ist bei
den anderen Verbindungssträngen innerhalb
der Verkettungsmodule kein verbraucherseitiger Abgriff vorgesehen,
sodass entsprechende dritte Kontaktmittel fehlen. Zudem erfolgt
die Kontaktierung der Verbraucher nicht in der Normalenrichtung
der Verkettungsebene, sondern rechtwinkelig dazu.
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Aus
der
DE 198 40 703
C2 ist eine Ventileinheit bekannt, die aus mehreren über gegenüberliegende
Anschlussflächen
aneinanderreihbare elektromagnetische Ventile aufgebaut ist. Zur
elektrischen Anbindung der Ventile an eine übergeordnete Steuerung ist
eine von Ventil zu Ventil durchgeschleifte elektri sche Verbindung
vorgesehen, die über
elektrische Kontaktelemente an den gegenüberliegenden Anschlussflächen benachbarter
Ventile herstellbar ist, wobei die elektrischen Kontaktelemente
zumindest einer Anschlussfläche
im wesentlichen senkrecht zur Anschlussfläche bewegbar und durch Andrückmittel
aneinander preßbar
sind.
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In
der
DE 39 43 752 C2 ist
eine pneumatische oder hydraulische Ventileinheit beschrieben, die einen
wenigstens einen elektromagnetischen Betätigungsblock tragenden Ventilblock
besitzt, der mit einem pneumatische oder hydraulische Kanäle aufweisenden
Anschlussblock verbindbar ist. Es sind elektrische Verbindungsmittel
für die
Leitungen im Anschlussblock mit elektrischen Anschlüssen des
wenigstens einen Betätigungsblocks
vorgesehen. Es können
mehrere Ventileinheiten in Reihe zusammengesteckt werden, wobei
beim Zusammenstecken automatisch auch die elektrischen Verbindungen
hergestellt werden.
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Aus
der
US 5,466,161 A ist
ein Anschluss für gedruckte
Schaltungen bekannt, der zwei endseitig bügelartig ausgebildete Kontaktmittel
und ein ebenfalls bügelartig
ausgebildetes, zwischen den endseitigen Kontaktmittel angeordnetes
drittes Kontaktelement besitzt, das elastisch federnd ausgebildet
ist. Die endseitigen Kontaktmittel sind um das Anschlussstück-Gehäuse herumgebogen
und stützen sich
daran ab.
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In
der
FR 2 680,284 A1 ist
eine Verbindungsvorrichtung be kannt, bei der zwei höckerartig
ausgebildete, elastisch fe dernde Anschlusskontakte zur elektrischen
Verbindung zweier Leiterplatten vorgesehen ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Anschlussvorrichtung,
insbesondere als Bestandteil eines elektrofluidischen Steuergerätes zu schaffen,
die sich durch eine platzsparendere Bauweise auszeichnet.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die an den die ersten und zweiten
Kontaktmittel bildenden Endabschnitten der Verkettungskontakte vorgesehenen
Kontaktflächen
einander entgegengesetzt in der Normalenrichtung der Verkettungsebene orientiert
sind, wobei sich miteinander kontaktierte erste und zweite Kontaktmittel
aufeinanderfolgender Verkettungsmodule mit einander zugewandten
Kontaktflächen
in der Verkettungsrichtung untergreifen, wobei die die ersten Kontaktmittel
bildenden Endabschnitte in der Normalenrichtung der Verket tungsebene
federelastisch auslenkbar sind, derart, dass sie mit Vorspannung
an den sie untergreifenden zweiten Kontaktmitteln des darauffolgenden
Verkettungsmoduls anliegen können
und wobei zur Kontaktierung mindestens eines Verbrauchers eine mit
dem Verbraucher kontaktierte oder kontaktierbare Pla tine vorgesehen
ist die im Bereich der dritten Kontaktmittel seitlich an das zugeordnete
Verkettungsmodul ansetzbar ist, wobei an der Platine angeordnete
Gegenkontaktflächen
auf die
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Kontaktflächen der
dritten Kontaktmittel drücken
und diese entgegen einer federnden Rückstellkraft auslenken.
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Bei
der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung
ist jedes Verkettungsmodul mit einer Mehrzahl einstückiger Verkettungskontakte
ausgestattet, deren einander entgegengesetzte Endabschnitte die ersten
und zweiten Kontaktmittel bilden, sodass zur elektrischen Kontaktierung
der einzelnen Paare erster und zweiter Kontaktmittel keine Lötverbindung
mit Leiterplatten erforderlich ist. Hinzu kommt, dass auch die dritten
Kontaktmittel einstückiger
Bestandteil des jeweils zugeordneten Verkettungskontaktes sind,
sodass durch einen einzigen Verkettungskontakt integral jeweils
sämtliche
drei vorerwähnten
Kontaktmittel bereitgestellt werden können. Die Herstellung und Montage
der einzelnen Verkettungsmodule gestaltet sich somit sehr einfach
und kostengünstig.
Ein großer
Vorteil ist weiterhin die mit den dritten Kontaktmitteln erzielbare
Kontaktsicherheit, was darauf zurückzuführen ist, dass diese dritten
Kontaktmittel unmittelbar von an den Verkettungskontakten ausgebildeten
Kontaktflächen
gebildet sind, die in der Normalenrichtung der Verkettungsebene
ausgerichtet sind, sodass sie beim Kontaktierungsvorgang in der
Normalenrichtung der Verkettungsebene federelastisch nachgeben können und
dabei eine die hohe Kontaktsicherheit hervorrufende Rückstellkraft
aufbauen. Schließlich
ergibt sich eine sehr kompakte Anordnung, bei der der die dritten
Kontaktmittel enthaltende dritte Kontaktierungsbereich in der Verkettungsrichtung
zwischen den ersten und zweiten Kontaktierungsbereichen liegt und
mithin die drei Kontaktierungsbereiche quasi linear aufeinanderfolgend
ausgerichtet sind, was wesentlich weniger Platz beansprucht als
die beispielsweise in der
EP
1 041 327 A2 beschriebene, seitlich versetzte Anordnung.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Es
ist von Vorteil, wenn die Verkettungskontakte, mit Blickrichtung
in der Normalenrichtung der Verkettungsebene gesehen, einen linearen
und somit sehr leicht herstellbaren Verlauf haben. Zweckmäßig ist
es ferner, die dritten Kontaktmittel so anzuordnen, dass sie ebenfalls
in einer zur Verkettungsebene parallelen und quer zur Verkettungsrichtung verlaufenden
Reihe liegen, wobei diese Reihe dritter Kontaktmittel parallel zu
den Reihen erster und zweiter Kontaktmittel verläuft.
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Für gewisse
Ansteuer- und/oder Diagnosefunktionen kann es erforderlich sein,
vereinzelte Verkettungskontakte nicht durchgängig auszubilden, sodass die
elektrischen Signale zwingend den angeschlossenen Verbraucher durchlaufen
müssen.
In diesem Fall können
zusätzlich
zu den einstückigen Verkettungskontakten
mindestens zwei unterbrochene Verkettungskontakte vorgesehen sein,
wobei dann die beiden sich ergebenden Kontakttei le jeweils ein federelastisches
drittes Kontaktmittel bilden, sodass die Kontaktierung zu den benachbarten
Verkettungsmodulen und auch zum zugeordneten Verbraucher nach der
gleichen Technik wie bei den einstückigen, durchgehenden Verkettungskontakten
abläuft.
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Es
besteht im Übrigen
auch die Möglichkeit, zwischen
benachbarte Verkettungsmodule besondere Zwischen-Verkettungsmodule
einzuschalten, bei denen die Verkettungskontakte keine dritten Kontaktmittel
aufweisen oder die beispielsweise für eine Zwischeneinspeisung
elektrischer Signale ausgebildet sind.
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Die
die ersten und zweiten Kontaktmittel bildenden Endabschnitte der
Verkettungskontakte sind mit ersten bzw. zweiten Kontaktflächen ausgestattet, die
einander entgegengesetzt in der Normalenrichtung der Verkettungsebene
orientiert sind, sodass sie sich im mit einander kontaktierten Zustand
aufeinanderfolgender Verkettungsmodule mit einander zugewandten
ersten und zweiten Kontaktflächen
in der Verkettungsrichtung gegenseitig untergreifen. Ein sich hier
er gebender Vorteil besteht darin, dass die Kontaktierungskraft,
wie im Falle der dritten Kontaktmittel, in der Normalenrichtung
der Verkettungsebene verläuft,
sodass durch eine zugeordnete Abstützstruktur, beispielsweise
ein umgebendes Gehäuse, die
Kontaktierungskräfte
sicher aufgenommen werden. Dadurch ist eine sehr flache Aüsführung der Steckzone
zwischen aufeinanderfolgenden Verkettungsmodulen möglich.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn die Verkettungskontakte von Federbügeln gebildet
sind, die insbesondere als Stanz-Biege-Teile
ausgeführt
sind.
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Zweckmäßigerweise
ist jedem Verkettungsmodul ein Gehäuse der Anschlussvorrichtung
zugeordnet, in dem es verrastend fixierbar ist. Dieses Gehäuse kann,
insbesondere lösbar,
mit dem anzusteuernden Verbraucher in Verbindung stehen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich nung erläutert. Es
zeigen im Einzelnen:
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1 eine mögliche Ausführungsform eines elektrofluidi
schen Steuergerätes,
das mit einer bevorzugten Bau form der elektrischen Anschlussvorrichtung
ausgestattet ist,
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2 einen Ausschnitt aus der
Anordnung gemäß 1 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II,
wobei ein
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Verkettungsmodul
gezeigt ist, das sowohl mit zwei benachbarten weiteren Verkettungsmodulen
als auch mit einem oder mehreren Verbrauchern kontaktiert ist,
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3 die Anordnung aus 2 in einer explosionsartigen
Darstellung zur Verdeutlichung des Zustandes vor der Kontaktierung,
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4 eine Draufsicht auf die
Anordnung aus 1, wobei
lediglich ein Verbrauchermodul gezeigt ist, das mit mehreren Verbrauchern
ausgestattet werden kann, die jedoch nicht dargestellt sind,
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5 einen Ausschnitt des Verkettungsstranges
der elektrischen Anschlussvorrichtung, wobei drei aufeinanderfolgende
Verkettungsmodule im voneinander getrennten Zustand gezeigt sind,
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6 ein einzelnes Verkettungsmodul
in perspektivischer Darstellung, und
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7 das Verkettungsmodul aus 6 in einer Explosionsdarstellung,
wobei die Verkettungskontakte getrennt von einem zugeordneten plattenartigen
Trägerelement
des Verkettungsmoduls abgebildet sind.
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Die 1 zeigt exemplarisch ein
elektrofluidisches und vorzugsweise elektropneumatisches Steuergerät 1,
das mehrere in einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Reihenrichtung 2 aufeinanderfolgend
angeordnete elektrische Verbraucher 3 enthält. Beim
Ausführungsbeispiel
sind die elektrischen Verbraucher 3 von elektrisch betätigbaren
Ventilen 3a gebildet, und zwar insbesondere von Mehrwegeventilen,
die mindestens eine elektrische Antriebseinheit 4 enthalten,
beispielsweise ein elektromagnetisch oder piezoelektrisch betätigbares
Vorsteuerventil.
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Beim
Ausführungsbeispiel
sind die elektrischen Verbraucher 3 in einzelnen Verbrauchermodulen 5 zusammengefasst,
die exemplarisch vier elektrische Verbraucher 3 enthalten.
Jedes Verbrauchermodul 5 hat einen Trägerblock 6, auf dem
die elektrischen Verbraucher 3 montiert sind, wobei die
Trägerblöcke 6 abgedichtet
aneinandergesetzt sind und über
interne Fluidkanäle
verfügen,
die zu einer Bestückungsfläche 7 ausmünden, wo
sie mit den dort installierten elektrischen Verbrauchern 3 in
Verbindung stehen.
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Die 4 zeigt ein Verbrauchermodul 5 bei abgenommenen
Verbrauchern 3, sodass die Bestückungsfläche 7 und die dort
vorgesehenen Fluidkanalmündungen 8 sichtbar
sind.
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An
einer Seitenfläche
des Trägerblockes 6 münden Verbraucherkanäle 12 aus,
die von den Ventilen 3a angesteuert werden, sodass angeschlossene Verbraucher,
beispielsweise fluidbetätigte
Antriebe, mit einem Betätigungsfluid
versorgt werden können. Bei
dem Betätigungsfluid
handelt es sich insbesondere um Druckluft.
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Zusätzlich zu
einer beliebigen Anzahl von Verbrauchermodulen 5 enthält das Steuergerät 1 weitere
Gerätemodule 13,
bei denen es sich zumindest teilweise ebenfalls um Verbrauchermodule
handeln kann – beispielweise
auch solche elektrischer Art – und
unter denen sich beim Ausführungsbeispiel ein
elektronisches Steuerungsmodul 14 befindet. Die gesamte
Anordnung wird zweckmäßigerweise
durch endseitige Abschlussmodule 15 begrenzt. Die gesamte
Anordnung wird durch nicht näher
dargestellte mechanische Verbindungsmittel zusammengehalten, beispielsweise
zwischen den einzelnen Modulen wirksame Befestigungsmittel oder
die gesamte Modulanordnung durchsetzende Zuganker.
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Das
Steuergerät 1 ist
mit einer elektrischen Anschlussvorrichtung 16 ausgestattet,
die zur Übermittlung
serieller elektrischer Signale zwischen dem Steuerungsmodul 14 und
den einzelnen elektrischen Verbrauchern 3 dient. Die Anschlussvorrichtung 16 enthält einen
sich in einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Verkettungsrichtung 17 erstreckenden modularen
elektrischen Verkettungsstrang 18, der mehrere in der Verkettungsrichtung 17 aufeinanderfolgende
und an den einander zugewandten Seiten miteinander lösbar elektrisch
kontaktierte Verkettungsmodule 22 enthält.
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Die
Verkettungsrichtung 17 verläuft parallel zur Reihenrichtung 2,
wobei der Verkettungsstrang 18 neben den Modulen 5, 13, 14 verläuft oder
auch, zumindest teilweise, in diese integriert ist.
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Durch
den Verkettungsstrang 18 wird eine serielle elektrische
Verbindung zwischen dem Steuerungsmodul 14 und den einzelnen
elektrischen Verbrauchern 3 geschaffen. Das Steuerungsmodul 14 ist in
der Lage, serielle Signale auszugeben, die über den Verkettungsstrang 18 sämtlichen
elektrischen Verbrauchern 3 oder zu den in den Verbrauchermodulen 5 zusammengefassten
Verbrauchergruppen gesandt werden, wobei den Verbrauchern 3 oder
Verbrauchermodulen 5 elektronische Auswertemittel 23 zugeordnet
sind, die die ankommenden Signale entsprechend der Adressierung
zuordnungsrichtig auslesen können,
um sie dem adressierten Verbraucher zur Hervorrufung einer bestimmten
Aktion zuzuführen.
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In
gleicher Weise können
auch von den Verbrauchern 3 kommende Sensor- oder Diagnosesignale über den
Verkettungsstrang 18 zum elektronischen Steuerungsmodul 14 zurückübermittelt
werden.
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Das
Steuerungsmodul 14 enthält
elektrische Anschlussmittel 24, die die Ankopplung an einen
Bus ermöglichen,
wobei es sich um einen seriellen oder parallelen Datenbus handeln
kann. Das Steuerungsmodul 14 kann auf diese Weise an eine übergeordnete
elektronische Steuerung angeschlossen und/oder mit anderen Steuergeräten vernetzt
werden.
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Die
elektronischen Auswertemittel 23 sind beim Ausführungsbeispiel
zumindest teilweise Bestandteil einer Platine 25, wobei
beim Ausführungsbeispiel
jeweils mehreren elektrischen Verbrauchern 3 eine gemeinsame
Platine 25 zugeordnet ist, die über eine angedeutete elektrische
Verbindungseinrichtung 26' mit
den zugeordneten Verbrauchern 3 verbindbar ist. Beim Ausführungsbeispiel
ist jedem Verbrauchermodul 5 eine solche Platine 25 für die im betreffenden
Modul enthaltenen elektrischen Verbraucher 3 zugeordnet.
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Über den
elektrischen Verkettungsstrang 18 kann den einzelnen Verbrauchern
im Übrigen
auch die für
den Betrieb erforderliche elektrische Energie zugeführt werden.
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Die
Verkettungsmodule 22 haben jeweils eine flächenhafte
Ausdehnung und haben bevorzugt eine Flachgestalt. Im gegenseitig
kontaktierten Zustand erstrecken sie sich in einer gemeinsamen Verkettungsebene 26.
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Jedes
Verkettungsmodul 22 hat an seinen einander entgegengesetzt
in der Verkettungsrichtung 17 weisenden Endabschnitten
erste und zweite Kontaktierungsbereiche 27, 28,
an denen die Verkettungsmodule 5 in der Verkettungsrichtung 17 zusammensteckbar
sind, um mehrere sich über
sämtliche Verkettungsmodule 22 hinweg
erstreckende und voneinander unabhängige durchgehende elektrische Verbindungsstränge 32 – in der
Zeichnung strichpunktiert angedeutet – zu erhalten. Jeder Verbindungsstrang 32 steht
zum einen mit dem elektronischen Steuerungsmodul 14 in
Verbindung und ist zum anderen mit sämtlichen elektrischen Auswertemitteln 23 kontaktiert.
In Draufsicht auf die Verkettungsebene 26 gesehen haben
die elektrischen Verbindungsstränge 32 vorzugsweise
einen linearen Verlauf, wobei sie zueinander parallel sind und quer zur
Verkettungsrichtung 17 nebeneinander liegen.
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Jedes
Verkettungsmodul 22 verfügt zusätzlich über einen dritten Kontaktierungsbereich 29,
der bei allen Verkettungsmodulen 22 auf der gleichen Seite
der Verkettungsebene 26 liegt und der zugleich mit Bezug
auf die Verkettungsrichtung 17 zwischen den ersten und
zweiten Kontaktierungsbereichen 27, 28 des zugeordneten
Verkettungsmoduls 22 liegt.
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Im
ersten Kontaktierungsbereich 27 verfügt jedes Verkettungsmodul 22 über mehrere
erste Kontaktmittel 33, die in einer Reihe angeordnet sind,
die quer und insbesondere rechtwinkelig zur Verkettungsrichtung 17 und
zugleich parallel zur Ver kettungsebene 26 verläuft. Die
Parallelität
zur Verkettungsebene schließt
eine unmittelbaren Verlauf in der Verkettungsebene ein.
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Eine
parallele Reihe zweiter elektrischer Kontaktmittel 34,
die in gleicher Weise wie die vorgenannte Reihe erster Kontaktmittel 33 ausgerichtet
ist, befindet sich im zweiten Kontaktierungsbereich 28 eines
jeweiligen Verkettungsmoduls 22.
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Jedes
Verkettungsmodul 22 enthält eine Mehrzahl einstückiger Verkettungskontakte 36,
die längliche
Gestalt haben und in der Verkettungsrichtung 17 ausgerichtet
sind. Sie liegen quer zur Verkettungsrichtung 17 nebeneinander
und erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene, die zur Verkettungsebene 26 parallel
ist. Die Verkettungskontakte 36 sind untereinander identisch.
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Die
ersten und zweiten Kontaktmittel 33, 34 sind unmittelbar
an den Verkettungskontakten 36 vorgesehen. Jeder Verkettungskontakt 36 ist
einenends mit einem ersten Kontaktmittel 33 und andernends
mit einem zweiten Kontaktmittel 34 versehen. Dabei sind
die ersten und zweiten Kontaktmittel 33, 34 unmittelbar
von den Endabschnitten 37 der einstückigen Verkettungskontakte 36 gebildet.
Durch einen jeweiligen Verkettungskontakt 36 sind mithin
die ersten und zweiten Kontaktmittel 33, 34 paarweise
elektrisch miteinander verbunden, wobei die ersten und zweiten Kontaktmittel 33, 34 eines
jewei ligen Verkettungskontaktes 36 einander in der Verkettungsrichtung 17 gegenüberliegen.
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Die
ersten und zweiten Kontaktmittel 33, 34 sind zueinander
komplementär
ausgebildet, womit ausgesagt werden soll, dass sie sich eignen,
um eine gegenseitige elektrische Verbindung eingehen zu können. Die
Verkettungsmodule 22 lassen sich wie schon erwähnt zusammenstecken,
wobei die ersten Kontaktmittel 33 des jeweils einen Verkettungsmoduls 22 mit
den zweiten Kontaktmitteln 34 des jeweils darauffolgenden
Verkettungsmoduls kontaktiert werden, wobei die entsprechenden Zonen
als Steckzonen 38 bezeichnet sind, weil die Kontaktierung
beim Ausführungsbeispiel
durch ein Zusammenstecken der benachbarten Verkettungsmodule 22 hervorgerufen
wird.
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In
dem schon erwähnten
dritten Kontaktierungsbereich 29 sind dritte Kontaktmittel 35 vorgesehen,
die wiederum unmittelbar an den Verkettungskontakten 36 vorgesehen
sind. Sie sind von an den Verkettungskontakten 36 ausgebildeten
dritten Kontaktflächen 44 gebildet,
die in der durch einen Doppelpfeil angedeuteten Normalenrichtung 45 der
Verkettungsebene 26 orientiert sind und dabei von der Verkettungsebene 26 wegweisen.
Die Normalerichtung der dritten Kontaktfläche 44 fällt also
mit der Normalenrichtung 45 der Verkettungsebene 26 zusammen.
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Im
installierten Zustand der Anordnung steht je eine dritte Kontaktfläche 44 in
elektrischem Kontakt mit einer sie beauf schlagenden verbraucherseitigen
Gegenkontaktfläche 46.
Beim Ausführungsbeispiel
befindet sich an jeder Platine 25 eine der Anzahl von dritten
Kontaktflächen 44 entsprechende
Anzahl von Gegenkontaktflächen 46,
die in einer Reihe nebeneinanderliegend angeordnet sind und die
gemäß Pfeil 49 auf
jeweils eine dritte Kontaktfläche 44 drücken, wenn
die Platine 25 in zur Verkettungsebene 26 paralleler
Ausrichtung im Bereich der dritten Kontaktmittel 35 seitlich
an das zugehörige
Verkettungsmodul 22 angesetzt wird.
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Eine
sichere Verbindung zwischen den Gegenkontaktflächen 46 und den dritten
Kontaktflächen 44 wird
dadurch gewährleistet,
dass die dritten Kontaktflächen 44 in
der Normalenrichtung 45 der Verkettungsebene 26 federelastisch
nachgiebig sind und bei installierter Platine 25 durch
die an ihnen anliegenden Gegenkontaktflächen 46 in der Normalenrichtung 45 ausgelenkt
werden, sodass sich eine federnde Rückstellkraft aufbaut, mit der
eine jeweilige dritte Kontaktfläche 44 fest
gegen die zugeordnete Gegenkontaktfläche 46 angedrückt wird.
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Die
länglichen
Verkettungskontakte 36 sind bevorzugt als Stanz-Biege-Teile
ausgebildet und bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material,
insbesondere aus Bronze. In der gewünschten gegenseitigen Zuordnung
werden die Verkettungskontakte 36 durch ein vorzugsweise
aus Kunststoffmaterial bestehendes plattenartiges Trägerelement 47 gehalten,
mit dem jedes Verkettungsmodul 22 ausgestattet ist und
das mit den Verkettungskontakten 36 bestückt ist.
Wie aus 6 und 7 gut hervorgeht, verfügt das plattenartige
Trägerelement 47 über eine
Mehrzahl zueinander paralleler und in der Verkettungsrichtung 17 verlaufender
Aufnahmenuten 48, in die die Verkettungskontakte 36 eingesetzt
sind. Die Aufnahmenuten 48 befinden sich an derjenigen
Seitenfläche
des Trägerelements 47,
an der auch die dritten Kontaktflächen 44 vorgesehen
sind.
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Bei
den Verkettungskontakten 36 handelt es sich vorzugsweise
um Federbügel,
die zwei in der Verkettungsrichtung 17 beidseits der dritten
Kontaktmittel 44 liegende erste und zweite Kontaktarme 52, 53 aufweisen,
an denen die ersten bzw. zweiten Kontaktmittel 33, 34 vorgesehen
sind und zwischen denen ein höckerähnlich ausgebogener
Längenabschnitt 54 des
jeweiligen Verkettungskontaktes 36 liegt, dessen konvex
gewölbte
Fläche
die dritte Kontaktfläche 44 bildet.
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Jede
Aufnahmenut 48 ist auf Höhe des höckerartigen Längenabschnittes 54 mit
einer höckerartigen
Erhebung 55 ausgebildet, die der höckerartige Längenabschnitt 54 übergreifen
kann.
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Der
erste Kontaktarm 52 eines jeweiligen Verkettungskontaktes 36 greift
durch das Trägerelement 47 hindurch,
das mit einer entsprechenden Durchbrechung 56 versehen
ist. Auf diese Weise befinden sich die ersten und zweiten Kontaktmittel 33, 34,
bezogen auf die Verkettungsebene 26, auf einander entgegengesetzten
Seiten des Trägerelementes 47.
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Der
das Trägerelement 47 durchsetzende erste
Kontaktarm 52 wird von den die Durchbrechung 56 in
der Verkettungsrichtung 17 begrenzenden Randbereichen 57a, 57b des
Trägerelementes 47 von
entgegengesetzten Seiten her in der Normalenrichtung 45 abgestützt und
ist dadurch im Trägerelement 47 fixiert.
Die beiden Randbereiche 57a, 57b bilden zwei Auflagepunkte
für den
ersten Kontaktarm 52 und bilden eine Biegemomentaufnahme
für den darüber hinausragenden
Endbereich des ersten Kontaktarmes 52. Dieser Endbereich
ist im nicht mit einem weiteren Verkettungsmodul 22 zusammengesteckten
Zustand an der dem Trägerelement 27 zugewandten
Rückseite
freigelegt, indem das Trägerelement 47 dort
eine nutartige Vertiefung 58 aufweist. Dies hat zur Folge,
dass der das erste Kontaktmittel 33 bildende Endabschnitt 37 des
ersten Kontaktarmes 52 in der Normalenrichtung 45 der
Verkettungsebene 26 relativ zum Trägerelement 47 federelastisch
auslenkbar ist. An diesem Endabschnitt befindet sich eine erste
Kontaktfläche 42,
die entgegengesetzt zur dritten Kontaktfläche 44 orientiert
ist.
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Der
zweite Kontaktarm 53 wird im Bereich seines die zweiten
Kontaktmittel 34 bildenden Endabschnittes 37 an
das Trägerelement 47 leicht
herangedrückt
und von diesem abgestützt.
An diesem Endabschnitt 37 befindet sich eine zu den zweiten Kontaktmitteln 34 gehrende
zweite Kontaktfläche 43, die
entge gengesetzt zur ersten Kontaktfläche 42 und gleichgerichtet
mit der dritten Kontaktfläche 44 orientiert
ist.
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Die
Verkettungskontakte 36 sind durch die erwähnte Lagerung
auf beiden Seiten der dritten Kontaktmittel 35 in der Normalenrichtung 45 abgestützt. Dabei
handelt es sich um eine Dreipunkt-Abstützung, zum einen durch die
beiden Randbereiche 57a, 57b der Durchbrechung 56 und
zum anderen durch die Auflage der zweiten Kontaktmittel 34 am Tragelement 47.
Dieser letztgenannte dritte Lagerungspunkt ist dabei so ausgeführt, dass
der Verkettungskontakt 36 zugleich in der Verkettungsrichtung 17 bezüglich dem
Trägerelement 47 fixiert
ist.
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Werden
zwei aufeinanderfolgende Verkettungsmodule 22 mit den einander
zugewandten ersten und zweiten Kontaktierungsbereichen 27, 28 zusammengesteckt,
untergreifen sich die Endabschnitte 37 der Verkettungskontakte 36,
wobei die einander zugewandten ersten und zweiten Kontaktflächen 42, 43 sich
gegenseitig untergreifen, sodass sie aufeinander zu liegen kommen.
Bei diesem Vorgang wird der erste Kontaktarm 52 vom zweiten
Kontaktarm 53 in Richtung zu der nutartigen Vertiefung 58 verschwenkt,
wobei sich auf Grund der Federelastizität eine Rückstellkraft aufbaut, die dafür sorgt,
dass die erste Kontaktfläche 42 fest
gegen die zweite Kontaktflächen 43 vorgespannt
wird.
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Bei
der anschließenden
Installation der Platine 25 drückt diese mit den Gegenkontaktflächen 46 auf
die dritten Kontaktflächen 47,
sodass letztere, bei gleichzeitigem Durchbiegen des zuvor noch stärker ausgewölbten Verkettungskontaktes 36,
in Richtung zu der höckerartigen
Erhebung 55 verformt wird, wobei auch hier die sich aufbauende
Rückstellkraft
dafür sorgt,
dass die dritten Kontaktflächen 44 fest
gegen die Gegenkontaktflächen 46 andrücken.
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Somit
ergeben sich mehrere durchgängige elektrische
Verbindungsstränge 32,
die jeweils über die
Gegenkontaktflächen 46 abgegriffen
werden. Das Trägerelement 47 hat
dabei neben der Fixierung der Verkettungskontakte 36 auch
die Funktion eines elektrischen Isolators.
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An
wenigstens einem Ende des Verkettungsstranges 18 können die
dort vorhandenen Endabschnitte 37 der Verkettungskontakte 36,
anstatt mit einem Verkettungskontakt 36 eines folgenden Verkettungsmoduls 22,
auch direkt auf Kontaktflächen
einer Leiterplatte kontaktiert werden. Dies geschieht insbesondere
in dem in der Zeichnung nicht näher
dargestellten Anschlussbereich zum elektronischen Steuermodul 14,
wo die Signale eingespeist werden. Man kann dadurch die Signale
und die Versorgungsspannung kostengünstig in den Verkettungsstrang 18 einleiten.
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Durch
die erwähnte
Gestaltung der Verkettungskontakte 36 und des Trägerelements 47 besteht der
weitere Vorteil, dass bei der elektrischen Kontaktierung nur Druckkräfte an den
Lagerstellen in das Trägerelement 47 eingeleitet
werden. Dies ermöglicht
eine materialsparende Gestaltung.
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Auf
Grund der doppelten Abstützung
des ersten Kontaktarmes 52 an den beiden Randbereichen 57a, 57b,
wird eine gegenseitige Beeinflussung der federnden Bereiche weitgehend
ausgeschlossen.
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Die
dritten Kontaktmittel 35 sind zweckmäßigerweise in einer zu den
Reihen der ersten und zweiten Kontaktmittel 33, 34 parallelen
Reihe angeordnet. Allerdings kann die Position der dritten Kontaktmittel 35 durchaus
auch in der Verkettungsrichtung variieren, wenn durch eine besondere
Ausgestaltung der Platine 25 spezielle Vorgaben hinsichtlich
der Anordnung der Gegenkontaktflächen 46 zu
erfüllen
sind.
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Wie
aus 7 gut hervorgeht,
kann zusätzlich
zu den zwischen den entgegengesetzten Endabschnitten 37 einstückig durchgehenden
Verkettungskontakten 36 mindestens ein unterbrochener Verkettungskontakt 62 vorgesehen
sein. Die Anordnung ist dann insbesondere so getroffen, dass die sich
ergebenden beiden Kontaktteile 62a, 62b quer zur
Verkettungsrichtung 17 nebeneinander liegen und vergleichbar
den ununterbrochenen Verkettungskontakten 36 ausgerichtet
sind, wobei das erste Kontaktteil 62a die ersten Kontaktmittel 33 und
das zweite Kontaktteil 62b die zweiten Kontaktmittel 34 bildet.
Im dritten Kontaktierungsbereich 29 überlappen sich die beiden Kontaktteile 62a, 62b ein
Stück weit
in der Verkettungsrichtung 17, ohne sich allerdings zu
berühren.
In diesem Überlappungsbereich ist
jedes Kontaktteil 62a, 62b mit dritten Kontaktflächen 44 versehen,
die entsprechend denjenigen der einstückigen Verkettungskontakte 36 ausgebildet sind.
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Somit
ergibt sich bei den unterbrochenen Verbindungskontakten 62 eine
durchgängige
elektrische Verbindung nur unter Vermittlung des gleichzeitig beide
Kontaktteile 62a, 62b kontaktierenden Verbrauchers
mittels entsprechender Gegenkontaktflächen 46. Eine derartige
Schaltung wird insbesondere für
bestimmte Diagnosezwecke als zweckmäßig erachtet.
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Damit
sich auch die unterbrochenen Verkettungskontakte 62 in
das lineare Verkettungskonzept einfügen, ist wenigstens eines der
Kontaktteile 62b an dem ein Kontaktmittel bildenden Endabschnitt, insbesondere
durch Verbreiterung, so ausgebildet, dass die ersten und zweiten
Kontaktmittel 33, 34 wie bei den einstückigen Verkettungskontakten 36,
auf einer in der Verkettungsrichtung 17 verlaufenden Linie
liegen.
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Zur
schützenden
Unterbringung ist jedes Verkettungsmodul 22 zweckmäßigerweise
in einem Gehäuse 63 untergebracht.
Das Gehäuse 63 ist zweckmäßigerweise
lösbar
mit dem Trägerblock 6 verbunden.
Es kann über
hochgezogene Wände 64 verfügen, sodass
es gleichzeitig die elektronischen Auswertemittel 23 aufnehmen
kann.
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Das
Verkettungsmodul 22 ist insbesondere durch Verrastung im
zugeordneten Gehäuse 63 fixiert.
An den beiden in der Verkettungsrichtung 17 orientierten
Seiten verfügt
das Gehäuse
jeweils über einen
Querschlitz 65, durch den das im Gehäuse 63 untergebrachte
Verkettungsmodul 22 mit seinen ersten und zweiten Kontaktierungsbereichen 27, 28 hinausragen
kann. Die Höhe
des Querschlitzes 65 ist dabei so gewählt, dass beim Zusammenstecken
der mit den Verkettungsmodulen 22 ausgestatteten Gehäuse 63 die
einander zugewandten ersten und zweiten Kontaktierungsbereiche 27, 28 des
jeweils benachbarten Verkettungsmoduls 22 ebenfalls hindurchgreifen
können.
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Zur
Montage im Gehäuse 63 wird
das Verkettungsmodul 22 durch einen der Querschlitze 65 hindurch
in das Gehäuse 63 eingeschoben,
bis es im Gehäuse 63 verrastet
und dadurch in der Verkettungsrichtung 17 unbeweglich fixiert
ist. Beim Ausführungsbeispiel
ist hierzu das Trägerelement 47 an seinen
beiden Längsseiten
mit jeweils einem federelastischen Rasthaken 66 versehen,
der ein gehäusefestes
Anschlagteil 67 hintergreifen kann.
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Durch
die somit realisierte Schnappverbindung ergibt sich eine sehr montagefreundliche
Fixierung der Verkettungsmodule 22 in dem Gehäuse 63.