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Gegensteckermodul
zur Kopplung eines Kabels mit dem einer Komponente eines Fernwirk-
oder Automatisierungssystems zugeordneten Anschlussstecker
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Die
Erfindung betrifft ein Gegensteckermodul zur Kopplung eines Kabels
mit dem einer Komponente eines Fernwirk- oder Automatisierungssystems
zugeordneten Anschlussstecker.
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Aus
der
DE 22 64 085 C2 ist
eine Fernwirkanlage mit wenigstens einer Hauptzentrale, der ein Hauptnetz
zugeordnet ist, bekannt. Weiterhin sind einer Hauptzentrale wenigstens
zwei Zentralstationen zugeordnet. Den Zentralstationen wiederum
ist ihrerseits jeweils ein Bereichsnetz zugeordnet. Ferner sind
einer Zentralstation Unterstationen zugeordnet. Dabei sind die Hauptzentrale
mit den Zentralstationen und die Zentralstationen mit den Unterstationen durch
Signalübertragungseinrichtungen
verbunden. Ein Zusammenschalten der Bereichsnetze mit dem Hauptnetz
erfolgt unter Verwendung von elektrischen Schaltern oder steuerbaren
Ankopplern. Die steuerbaren Ankoppler sind aus rückwirkungsfreien Verstärkern zusammengesetzt.
Alternativ dazu können auch
Durchschaltegatter oder Schritterneuerungsgatter Verwendung finden.
Werden in der Zentralstation im Zuge der Verbindung des Bereichsnetzes
mit dem Hauptnetz Sender- und Empfängerbaugruppen verwendet, bei
denen eine Sperrung entweder nur des Senders oder nur des Empfängers möglich ist,
so kann man zwei derartige Baugruppen zusammenschalten.
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Aus
der
DE 24 18 388 C3 ist
ein Koppelsystem für
in Reihe geschaltete, mit unterschiedlicher Übertragungsgeschwindigkeit
arbeitende Nachrichtenübertragungsgeräte der Fernwirktechnik
bekannt. Bei diesem Koppelsystem ist zwischen einem die von einer
vorgeschalteten Station einlaufenden Nachrichten aufnehmenden Empfangsgerät und einem
die Nachrichten weitergebenden Sendegerät dieser Station ein Speichergerät angeord net.
Dem Speichergerät
ist eine logische Verknüpfungsschaltung
zugeordnet. Diese gibt nach Erhalt eines Transfersignals von dem
Empfangsgerät
nach einem Überprüfen des Freiseins
des Speichergerätes
dieses zur Übernahme
der angebotenen Nachricht frei. Weiterhin wird von der logischen
Verknüpfungsschaltung
ein Anreizsignal an das nachgeschaltete Sendegerät gegeben.
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Aus
der
EP 0 614 260 A2 ist
ein Fernwirkgerät
für die Überwachung
und Steuerung eines Energieversorgungsnetzes mit Kabelstrecken zur
Energieübertragung
bekannt. Dieses bekannte Fernwirkgerät weist eine zentrale Steuereinheit
auf, an welche eine Reihe von Unterstationen angeschlossen ist. Diese
sind jeweils mit mindestens einem Netzbetriebsmittel verbunden.
Ein Datenbus der Steuereinheit weist Koppelübertrager auf. Diese sind an
den Enden von zur Energieübertragung
dienenden Kabelstrecken am geerdeten Kabelschirm angeschlossen und
bewirken eine Einspeisung bzw. Auskopplung von Daten aus dem jeweiligen
Erdstromkreis.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kopplung einer Komponente
eines Fernwirk- oder Automatisierungssystems mit einer weiteren
Komponente des Fernwirk- oder Automatisierungssystems, die mit der
erstgenannten Komponente über
ein Kabel verbunden ist, zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Gegensteckermodul mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen
2–10.
Die Ansprüche
11–14 haben
ein Fernwirk- oder Automatisierungssystem zum Gegenstand, welches
mindestens zwei entfernt voneinander angeordnete Komponenten hat,
die über
ein Kabel miteinander gekoppelt sind, und welches ein Gegensteckermodul
nach einem der Ansprüche
1 –10
aufweist.
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Die
Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass es zur
Kopplung zweier benachbarter Komponenten eines Fernwirk- oder Automatisierungssystems
keiner Koppelbaugruppe bedarf, sondern lediglich eines Gegensteckermoduls
gemäß der Erfindung.
Dies reduziert den zur Kopplung notwendigen Platzbedarf und spart
im Vergleich zu bekannten Lösungen,
bei denen Koppelbaugruppen zum Einsatz kommen, Kosten ein.
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Durch
die Merkmale des Anspruchs 2 wird die Voraussetzung dafür geschaffen,
dass der Kabelschirm des in das Gegensteckermodul eingeführten Kabels
bei auf dem metallischen Träger
montierten Gegensteckermodul mit dem metallischen Träger der Komponente
des Fernwirk- oder Automatisierungssystems verklemmt ist. Dadurch
werden auf den Schirm des Kabels einwirkende elektromagnetische Störungen wirksam über den
metallischen Träger
abgeleitet. Weiterhin wird durch diese Einklemmung des Kabelschirms
eine Zugentlastung des Kabels erreicht.
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Die
Merkmale der Ansprüche
4–6 betreffen vorteilhafte
konstruktive Ausgestaltungen des Modulbodens und des Moduldeckels,
die bei auf dem metallischen Träger
montiertem Gegensteckermodul die Kontaktierung des Kabelschirms
mit dem metallischen Träger
verbessern.
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Die
Merkmale des Anspruchs 7 erlauben ein schnelles und einfaches Einsetzen
der Leiterplatte in das Gegensteckermodul.
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Die
Vorteile der Merkmale des Anspruchs 8 bestehen insbesondere darin,
dass das aus dem Modulboden und dem Moduldeckel bestehende Gehäuse des
Gegensteckermoduls, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht, mittels
einer herkömmlichen Spritzgießmaschine
unter Verwendung einer einzigen Spritzgussform hergestellt werden
kann.
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Die
mit der Leiterplatte verbundene Klemmvorrichtung kann gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 9 zur Aufnahme einzelner Adern des Kabels vorgesehen
sein oder gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 10 zur Aufnahme des Endstücks eines vorkonfektionierten
Kabels. Dies ermöglicht
dem Hersteller des Gegensteckermoduls, individuellen Kundenwünschen besser
gerecht zu werden.
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Weitere
vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren
beispielhafter Erläuterung
anhand der Figuren. Es zeigt
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1 eine perspektivische Ansicht
zweier auf einem Träger
befestigten Komponenten eines Fernwirksystems;
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2 eine perspektivische Ansicht
eines aufgeklappten Gegensteckermoduls, das zusätzlich zu den Komponenten des
Fernwirksystems auf dem Träger
angeordnet ist;
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3 die perspektivische Ansicht
gemäß 2, wobei in das aufgeklappte
Gegensteckermodul der Endbereich eines Kabels eingelegt ist;
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4 die perspektivische Ansicht
gemäß 3 bei geschlossenem Gegensteckermodul;
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5 eine andere perspektivische
Ansicht des mit der Komponente des Fernwirksystems kontaktierten
Gegensteckermoduls;
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6 eine perspektivische Ansicht
des Gegensteckermoduls zur Veranschaulichung der Unterseite des
Gegensteckermoduls;
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7 eine Skizze zur Veranschaulichung
eines alternativen Ausführungsbeispiels
für das
Kabel und die Klemmvorrichtung; und
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8 eine Blockdarstellung
zur Veranschaulichung eines Fernwirksystems mit zwei entfernt voneinander
angeordneten Komponenten.
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Ein
Fernwirksystem, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit einer
Automatisierung der Gas-, Wasser- oder Fernwärmeversorgung zur Anwendung
kommt, weist mehrere Komponenten auf. Diese sind in vielen Fällen örtlich weit
voneinander entfernt angeordnet. Jeweils zwei dieser Komponenten
sind über
ein Kabel miteinander verbunden. Bei einer der Komponenten des Fernwirksystems
handelt es sich um eine zentral angeordnete Steuer- und Recheneinheit,
die als Baugruppe realisiert ist und in einem im Wesentlichen quaderförmigen Kunststoffgehäuse untergebracht
ist. Dieses ist auf einem metallischen Träger befestigt, der unter anderem
eine metallische Befestigungsschiene aufweist. Gegebenenfalls können auf
demselben metallischen Träger lokal
weitere Baugruppen des Fernwirksystems angeordnet sein, die unmittelbar
aneinander anschließen
und ebenfalls jeweils in Form einer Baugruppe realisiert sind. Die
Gehäuseform
dieser weiteren Baugruppen stimmt mit der Gehäuseform der zentralen Steuer-
und Recheneinheit überein.
Die notwendige elektrische Kontaktierung der unmittelbar aneinander
anschließenden
Baugruppen erfolgt unter Verwendung eines Anschlusssteckers, der
im Wesentlichen U-förmig
geformt ist, von der Unterseite der jeweiligen Baugruppe aus. Dieser
Stecker weist in seinen Endbereichen jeweils ein Steckerteil auf,
das senkrecht vom metallischen Träger nach oben absteht, und
ist weiterhin mit einem die Endbereiche miteinander verbindenden
flachen Zwischenteil versehen.
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Weitere
Komponenten des Fernwirksystems, bei denen es sich beispielsweise
um Ein-/Ausgabe-Baugruppen handelt, sind dezentral vorgesehen und
jeweils in Reihe zueinander angeordnet. Die Verbindung bzw. Kopplung
zwischen zwei voneinander entfernt angeordneten Komponenten des
Fernwirksystems erfolgt jeweils unter Verwendung eines Rundkabels,
welches aus mehreren Adern und einem diese umgebenden Kabelschirm
besteht.
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Die 1 zeigt eine perspektivische
Ansicht einer auf einem metallischen Träger 18 befestigten Komponente 3 eines
Fernwirksystems. Bei diesem metallischen Träger 18 handelt es
sich um eine Hutschiene, in welche die in Form einer Baugruppe realisierte
Komponente 3 eingesetzt ist. Der metallische Träger weist
unter anderem eine metallische Befestigungsschiene 19 auf.
Die Komponente 3 hat ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse, welches
an seiner Vorderseite mit Lüftungsschlitzen
versehen ist. Bei der Komponente 3 handelt es sich um die zentrale
Steuer- und Recheneinheit des Fernwirksystems.
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Weiterhin
ist bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
auf dem metallischen Träger 18 eine
weitere lokal angeordnete Komponente 20 des Fernwirksystems
befestigt. Diese weitere Komponente 20 ist der Komponente 3 unmittelbar
benachbart und mit dieser über
einen in der 1 nicht
dargestellten U-förmigen
Stecker elektrisch kontaktiert. Die weitere Komponente 20 ist
ebenfalls in Form einer Baugruppe ausgebildet, die ein im Wesentlichen quaderförmiges Kunststoffgehäuse hat.
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Weiterhin
geht aus der 1 hervor,
dass der Komponente 3 ein weiterer U-förmiger Anschlussstecker 4 zugeordnet
ist. Dieser ist auf den metallischen Träger 18 aufgelegt und
weist zwei vom metallischen Träger
nach oben abstehende Steckerteile auf. Eines dieser nach oben abstehenden
Steckerteile des Steckers 4 ist auf der Unterseite der Komponente 3 vorgesehen
und dient zur elektrischen Kontaktierung des Anschlusssteckers 4 mit der
Komponente 3. Das zweite nach oben abstehende Steckerteil 4b ist über das
flache Verbindungsteil 4a des Anschlusssteckers 4 mit
dem auf der Unterseite der Komponente 3 vorgesehenen ersten
nach oben abstehenden Steckerteil verbunden. Das zweite nach oben
abstehende Steckerteil 4b ist zur elektrischen Kontaktierung
der Komponente 3 mit einer der dezentral angeordneten weiteren
Komponenten vorgesehen.
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Zu
dieser Kontaktierung der Komponente 3 mit einer dezentral
angeordneten weiteren Komponente wird ein Gegensteckermodul 1 verwendet,
wie es nachfolgend anhand der weiteren Figuren erläutert wird.
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Die 2 zeigt eine perspektivische
Ansicht eines Gegensteckermoduls 1, das zusätzlich zu
den Komponenten 3 und 20 auf dem metallischen
Träger 18 angeordnet
ist, wobei das Gegensteckermodul 1 im aufgeklappten Zustand
dargestellt ist.
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Das
Gegensteckermodul 1 weist einen Modulboden 5 aus
Kunststoff auf, der in seinem vorderen Bereich mit einem Fortsatz 5a versehen
ist und in seinem hinteren Bereich unter Verwendung eines senkrecht
zum Modulboden verlaufenden weiteren Fortsatzes 5b auf
den metallischen Träger 18 aufgesetzt
ist. Der Fortsatz 5a weist zwei voneinander beabstandete
Stege auf, von denen jeder mit einer Schraubenbohrung 12a bzw. 12b versehen
ist. Die genannten Stege weisen jeweils einen nach oben gerichteten
Endbereich auf. Die zwischen diesen beiden Endbereichen vorgesehene Öffnung dient
als Einführöffnung 11 des
Gegensteckermoduls 1, durch welche ein Kabel in den Innenbereich
des Gegensteckermoduls 1 einführbar ist.
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Am
Modulboden 5 sind Rasthaken 14 befestigt, in welche
eine Leiterplatte 7 eingeschnappt ist. Auf der Oberseite
der Leiterplatte 7 ist eine Klemmvorrichtung 9 vorgesehen,
die den Anschluss der Adern des durch die Einführöffnung 11 in den Innenbereich
des Gegensteckermoduls 1 eingeführten Kabels ermöglicht.
Weiterhin ist die Unterseite der Leiterplatte 7 mit einem
Gegenstecker verbunden, der zur elektrischen Kontaktierung des Gegensteckermoduls 1 mit
dem in der 1 gezeigten
Anschlussstecker 4 dient. Die Kontaktierung des Gegensteckers
mit dem in der 1 gezeigten
Anschlussstecker 4 erfolgt dabei durch eine im Modulboden 5 des Gegensteckermoduls 1 vorgesehene
Aussparung. Die Leiterplatte 7 selbst enthält die zur
Kontaktierung des Kabels mit dem Anschlussstecker 4 notwendige interne
elektrische Verschaltung.
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Weiterhin
weist das Gegensteckermodul 1 einen ebenfalls aus Kunststoff
bestehenden Moduldeckel 10 auf, der in der 2 hochgeklappt dargestellt ist. Dieser
Moduldeckel 10 ist über
ein Filmscharnier 15 mit dem Modulboden 5 verbunden,
so dass es sich bei dem Modulboden und dem Moduldeckel um ein einstückiges Kunststoffformteil
handelt. Dieses kann unter Verwendung nur einer einzigen Spritzgussform
mittels einer herkömmlichen
Spritzgießmaschine
hergestellt werden.
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Der
Moduldeckel 10 ist in seinem vom Filmscharnier 15 abgelegenen
Endbereich mit Schraubenbohrungen 13a und 13b versehen,
in welche in der 2 zur
Veranschaulichung jeweils eine Schraube 21 eingeschraubt
ist. Ist der Moduldeckel geschlossen, dann liegen die Schraubenbohrungen 13a und 13b des
Moduldeckels jeweils in einer Flucht mit den Schraubenbohrungen 12a und 12b des
Modulbodens 5. Beim weiteren Eindrehen der Schrauben wird
das Gegensteckermodul 1 in der Befestigungsschiene 19 des
metallischen Trägers 18 befestigt.
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Weiterhin
weist der Moduldeckel 10 in seinem vom Filmscharnier 15 abgelegenen
Endbereich eine teilrunde Aussparung auf, die im zusammengeklappten
Zustand des Gegensteckermoduls 1 einen Teil der Einführöffnung für das Kabel
bildet. In dieser teilrunden Aussparung ist ein Steg 10a vorgesehen. Dieser
drückt
bei eingeführtem
Kabel und geschlossenem Moduldeckel 10 von oben auf den
Kabelschirm des eingeführten
Kabels, so dass der Kabelschirm nach unten gedrückt wird und dadurch mit der metallischen
Befestigungsschiene 19 des metallischen Trägers 18 verklemmt
wird. Dies hat zur Folge, dass elektromagnetische Störungen,
die auf den Kabelschirm einwirken, über den metallischen Träger 18 abgeleitet
werden. Weiterhin wird durch diese Einklemmung des Kabelschirms
eine Zugentlastung des Kabels bewirkt.
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Die 3 zeigt die perspektivische
Ansicht gemäß der 2, wobei in das aufgeklappte
Gegensteckermodul 1 der Endbereich eines Kabels 2 eingelegt
ist. Dabei ist der Kabelschirm 2b des Kabels 2 durch
die Einführöffnung 11 in
den Innenbereich des Gegensteckermoduls 1 geführt. Die
innerhalb des Gegensteckermoduls 1 aus dem Kabelschirm 2b austretenden
Adern 2a des Kabels werden seitlich in die Klemmvorrichtung 9 eingeführt und
dort fixiert. Über
die Klemmvorrichtung, die bereits genannte elektrische Verschaltung
auf der Leiterplatte 7, den mit der Unterseite der Leiterplatte 7 verbundenen
Gegenstecker und den in der 1 gezeigten
Anschlussstecker 4 erfolgt die elektrische Kontaktierung der
Adern des Kabels mit der Komponente 3 des Fernwirksystems.
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Die 4 zeigt die perspektivische
Ansicht gemäß der 3 bei geschlossenem Moduldeckel 10 des
Gegensteckermoduls 1. Dabei ist eine der Schrauben 21 bereits
vollständig
und die andere Schraube 21 zur Hälfte eingedreht. Aus dieser
Darstellung ist insbesondere ersichtlich, dass das Gegensteckermodul
bei eingeschraubten Schrauben 21 an der metallischen Befestigungsschiene 19 und
damit am metallischen Träger 18 befestigt
ist. Weiterhin ergibt sich aus dieser Darstellung, dass der geschlossene
Moduldeckel 10 des Gegensteckermoduls in Richtung des Pfeiles
x Druck auf den Kabelschirm des Kabels 2 ausübt, wodurch
der Kabelschirm in gewünschter
Weise mit der metallischen Befestigungsschiene 19 verklemmt
wird, um auf den Kabelschirm einwirkende elektromagnetische Störungen über die Befestigungsschiene 19 und
den metallischen Träger 18 abzuleiten
und weiterhin eine Zugentlastung des Kabels zu bewirken.
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Die 5 zeigt eine andere perspektivische Ansicht
des mit der Komponente 3 des Fernwirksystems kontaktierten
Gegensteckermoduls 1. Aus dieser Figur ist insbesondere
ersichtlich, dass der Anschlussstecker 4 durch eine Aussparung 6 im
Modulboden 5 des Gegensteckermoduls 1 geführt ist,
so dass innerhalb des Gegensteckermoduls 1 eine Kontaktierung
des genannten Anschlusssteckers 4 mit dem mit der Unterseite
der Leiterplatte 7 verbundenen Gegenstecker erfolgen kann.
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Die 6 zeigt eine perspektivische
Ansicht des Gegensteckermoduls 1 zur Veranschaulichung der
Unterseite des Gegensteckermoduls. Aus dieser Figur ist insbesondere
ersichtlich, dass der Modulboden 5 eine Aussparung 6 aufweist,
durch welche die Stifte 22 des mit der Unterseite der Leiterplatte 7 verbundenen
Gegensteckers mit dem in der 1 gezeigten
Anschlussstecker 4 kontaktiert werden können.
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Die 7 zeigt eine Skizze zur
Veranschaulichung eines alternativen Ausführungsbeispiels. Bei diesem
wird ein vorkonfektioniertes Kabel 17 in den Innenbereich
des Gegensteckermoduls 1 eingeführt. Die einzelnen Adern 2a des
vorkonfektionierten Kabels 17 sind in einem Endstück 16 des
vorkonfektionierten Kabels fixiert, wobei es sich bei diesem Endstück um einen
Stecker handelt. Dieser ist in eine auf der Oberseite der Leiterplatte 7 angeordnete
Klemmvorrichtung 9a eingeführt, bei der es sich um einen Gegenstecker
für das
Endstück 16 handelt.
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Die 8 zeigt eine Blockdarstellung
zur Veranschaulichung eines Fernwirksystems mit zwei entfernt voneinander
angeordneten Komponenten 3 und 3'. Die Komponente 3, bei
der es sich beispielsweise um die zentrale Steuer- und Recheneinheit
des Fernwirksystems handelt, ist unter Verwendung einer metallischen
Befestigungsschiene 19 auf einem metallischen Träger 18 befestigt.
Die Komponente 3 ist über
einen Anschlussstecker 4 mit einem Gegensteckermodul 1 kontaktiert.
Dieses wiederum ist über
ein Kabel 2 mit einem Gegensteckermodul 1' verbunden. Das
Gegensteckermodul 1' ist über einen
Anschlussstecker 4' mit
der Komponente 3' des
Fernwirksystems kontaktiert. Bei der Komponente 3' des Fernwirksystems
handelt es sich beispielsweise um eine Ein-/Ausgabe-Baugruppe. Das
Gegensteckermodul 1',
der Anschlussstecker 4' und
die Komponente 3' sind
auf einem metallischen Träger 18' angeordnet und
an diesem unter Verwendung einer metallischen Befestigungsschiene 19' befestigt.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde das
Gegensteckermodul dazu verwendet, zwei örtlich entfernt voneinander angeordnete
und über
ein Kabel miteinander verbundene Komponenten eines Fernwirksystems
zu koppeln. Alternativ dazu kann es sich bei den über ein Kabel
miteinander verbundenen Komponenten auch um Komponenten eines Automatisierungssystems handeln.