DE19514842A1 - Prozeßstecker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prozeßstecker zum Verbinden von Prozeßleitungen mit einer gekapselten Ein-/Aus­ gabebaugruppe der Steuerungstechnik, mit frontseitig angeord­ neten Anschlußelementen, z. B. Schraubklemmen, für die Pro­ zeßleitungen und rückseitig angeordneten Messerleistenaufnah­ men für in der Baugruppe angeordnete Kontaktmesser.

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

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Prozeßstecker zur Verfügung zu stellen, der auf relativ ge­ ringem Raum eine hohe Anzahl von Anschlußelementen zur Ver­ fügung stellt, wobei trotzdem ein einfaches und bequemes An­ schließen des Prozeßsteckers an die Baugruppe gewährleistet sein soll und darüber hinaus auch noch eine eindeutige Zuord­ nung des Prozeßsteckers zur korrespondierenden Baugruppe ge­ währleistet sein soll.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die frontseitig angeord­ neten Anschlußklemmen und die rückseitig angeordneten Messer­ leistenaufnahmen auf beiden Seiten der Baugruppe angeordnet sind, daß der Prozeßstecker eine von vorne gesehen zentral angeordnete, axial unverschieblich gelagerte Schraube auf­ weist, die mit einer in der Baugruppe angeordneten Gewinde­ bohrung zusammenwirkt, und daß um die Schraube herum eine Co­ dierelementaufnahme für ein Codierelement angeordnet ist, das mit einem in der Baugruppe um die Gewindebohrung herum ange­ ordneten Gegencodierelement zusammenwirkt.

Durch die Anordnung von Anschlußelementen und Messerleisten­ aufnahmen auf beiden Seiten wird eine hohe Anschlußelement­ dichte erreicht. Durch die Verwendung der Schraube wird er­ reicht, 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 An­ ordnung der Codierung um die Schraube herum wird ferner der für die Befestigung und die Codierung benötigte Platz mini­ miert.

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

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei­ gen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Ein-/Ausgabebaugruppe der Steuerungstechnik nebst zugehörigem Frontstecker,

Fig. 2 einen Ausschnitt einer der Leiterplatten der Baugruppe,

Fig. 3 einen Ausschnitt der Rückseite des Frontsteckers,

Fig. 4 eine mögliche Codierung,

Fig. 5 eine weitere mögliche Codierung und

Fig. 6 das Zusammenwirken der Rastvorrichtungen von Aufnahme­ kanal und Frontstecker.

Gemäß Fig. 1 besteht die Kapselung der Baugruppe aus einem Ba­ sisteil 1, auf das nach dem Einschieben der Leiterplatten 2 eine Haube 3 aufgesetzt wird, um die Kapselung zu vervoll­ ständigen.

Wie aus Fig. 1 sofort ersichtlich ist, sind die Leiterplatten 2 innen an den Seiten der Kapselung angeordnet. Sie erstrec­ ken sich dabei seitlich bis in den Bereich des U-förmigen Aufnahmekanals 4, der an der Vorderseite der Kapselung ange­ ordnet ist. Die Leiterplatten 2 rahmen also sozusagen den Aufnahmekanal 4 auf beiden Seiten ein.

Der Aufnahmekanal 4 dient der Aufnahme des Front- bzw. Pro­ zeßsteckers 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 bestückungs­ frei.

Wie aus Fig. 1 ferner ersichtlich ist, weisen die Leiterplat­ ten 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 an­ gezeigt 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 Wirkungs­ weise 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 Lei­ terplatten 2 wird erreicht, daß die Lichtleiter 7 relativ kurz und dadurch lichtverlustarm ausgeführt sein können.

Wie aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 ersichtlich ist, weisen die Leiterplatten 2 auf ihren Innenseiten - sichtbar ist nur einer bei der rechten der Leiterplatten 2 - je zwei Messer­ leistenblöcke 8 mit Kontaktmessern 9 auf. Die Messerleisten­ blöcke 8 sind aus Kunststoff hergestellte Spritzgießteile. Durch das Einbetten der Kontaktmesser 9 in die Messerleisten­ blöcke 8 wird die Stabilität der Kontaktmesser 9 erhöht. Die Kontaktmesser 9 sind über Verbindungsstücke 10 mit Kontakt­ stiften 11 verbunden, die in die Leiterplatten 2 eingepreßt sind. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, stehen die Verbindungsstücke 10 über die Messerleistenblöcke 8 um das Wegstück x vor.

Beim vollständigen Einführen des Frontsteckers 5 in den Auf­ nahmekanal 4 kontaktieren die Kontaktmesser 9 mit in Fig. 3 gezeigten korrespondierenden Gegenkontakten 12, die in Mes­ serleistenaufnahmen 13 des Frontsteckers 5 angeordnet sind. Auch die Messerleistenaufnahmen 13 sind folglich auf beiden Seiten des Frontsteckers 5 angeordnet. Sie dienen der elek­ trisch leitenden Verbindung der Kontaktmesser 9 mit den kor­ respondierenden, ebenfalls auf beiden Seiten der Frontseite des Frontsteckers 5 angeordneten Anschlußelementen 14, hier Schraubklemmen 14.

Wie in Fig. 1 angedeutet und besonders deutlich aus Fig. 3 er­ sichtlich ist, weisen die Messerleistenaufnahmen 13 an ihren Außenseiten, d. h. an den Außenseiten des Frontsteckers 5, Ausnehmungen 15 auf, welche der Aufnahme der Verbindungsstüc­ ke 10 dienen. Die Stege der Verbindungsstücke 10, die über die Messerleistenblöcke 8 vorstehen, können daher in die Aus­ nehmungen 15 eintauchen. Dadurch kann der Frontstecker 5 so­ weit in den Aufnahmekanal eingesetzt werden, daß die Rücksei­ te 16 des Frontsteckers 5 die Messerleistenblöcke 8 berührt. Der Frontstecker 5 kann durch diese Maßnahmen um den in den Fig. 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 Fig. 1 ersichtlich ist, ist im Aufnahmeka­ nal 4 eine Gewindebohrung 17 angeordnet, die von vorne gese­ hen zentral gelegen ist und die mit einer im Frontstecker 5 angeordneten, axial unverschieblich gelagerten Schraube zu­ sammenwirkt. Durch die Umsetzung der Drehbewegung der Schrau­ be 18 in eine Linearbewegung des Frontsteckers 5 können die Kräfte, die zum Stecken und Ziehen des Frontsteckers 5 benö­ tigt werden, leicht aufgebracht werden.

Im Aufnahmekanal 4 ist um die Gewindebohrung 17 herum ein Co­ dierelement 19 fest angeordnet, welches mit einem Gegenco­ dierelement 20 lösbar verbunden ist. Diese Anordnung der Co­ dierung ist besonders platzsparend. Das Codierelement 19 ist beispielsweise mittels zweier Rasthaken 21 (dargestellt ist der Übersichtlichkeit halber nur einer der Rasthaken) im Auf­ nahmekanal 4 befestigt. Das Codierelement 19 ist, wie aus Fig. 1 und besonders deutlich aus Fig. 4 ersichtlich ist, acht­ eckig 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 Gegencodier­ element 20 verbunden. Beim ersten Einsetzen des Frontstec­ kers 5 in den Aufnahmekanal 4 verrastet dann das Gegencodier­ element 20 im Frontstecker 5, so daß dieser beim ersten Stec­ ken 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 Gegencodierele­ mentaufnahme - , die ebenfalls zwei Rasthaken aufweist.

Codierelement 19 und Gegencodierelement 20 sind - mit Aus­ nahme der Codierung selbst - gleich aufgebaut. Dadurch kann das aus Codierelement 19 und Gegencodierelement 20 bestehende Codierpärchen auch verkehrt herum in den Aufnahmekanal 4 ein­ gesetzt werden. Dadurch stehen nicht nur 8, sondern 2×8, insgesamt also 16 Codierungen zur Verfügung.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind Codierelement 19 und Ge­ gencodierelement 20 nach den sogenannten Schlüssel-Schloß- Prinzip ausgebildet. Der Schlüsselbart 22 ist dabei derart angeordnet, daß er nach innen und nicht nach außen ragt. Da­ durch kann nämlich die Baubreite von Codierelement 19 und Ge­ gencodierelement 20 kleiner gehalten werden als im umgekehr­ ten Fall, der in Fig. 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 korres­ pondierenden Führungsnuten 24 des Frontsteckers 5 zusammen­ wirken, geführt. Die Führungsschienen 23 sind dabei asymme­ trisch ausgebildet, so daß der Frontstecker 5 nur in einer einzigen Lage in den Aufnahmekanal 4 einsetzbar ist. Alter­ nativ oder zusätzlich könnten die Führungsschienen 23 auch asymmetrisch angeordnet sein. So kann auf einfache Weise ver­ hindert 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 Vorraststel­ lung. In der Vorraststellung sind die Kontaktmesser 9 noch elektrisch von den Gegenkontakten 12 (vgl. Fig. 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 ange­ ordnet sind mit Rastausnehmungen 26 des Frontsteckers 5 zu­ sammenwirken. Wie besonders deutlich aus Fig. 6 erkennbar sind sowohl die Rastelemente 25 als auch die Rastausnehmungen 26 angeschrägt. Dadurch kann der Frontstecker 5 nur durch Kraft­ anwendung, also ohne Betätigen eines wie auch immer gearteten Löseelements, aus der Vorraststellung gelöst werden.

Die axial unverschieblich gelagerte Schraube 18, die Gewinde­ bohrung 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 Codierelemen­ te 19, 20 derart bemessen ist, daß sie das Einführen des Frontsteckers 5 in den Aufnahmekanal 4 vor Erreichen der Vor­ raststellung 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 Fig. 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 Ausneh­ mungen 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 Anwen­ dung als Frontstecker für eine Ein- und/oder Ausgabebaugruppe einer modular aufgebauten Speicherprogrammierbaren Steuerung an.

Claims (8)

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

2. 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.

3. Prozeßstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerleistenaufnah­ men (13) an ihren Außenseiten Ausnehmungen (15) aufweisen.

4. Prozeßstecker nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem oberen und seinem unteren Ende Rastausnehmungen (26) aufweist, die mit federnd gelagerten Rastelementen (25) der Baugruppe in einer Vorraststellung zusammenwirken.

5. 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.

6. Prozeßstecker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (18), die Gewindebohrung (17), die Rastelemente (25) und die Rastaus­ nehmungen (26) derart dimensioniert sind, daß der Schrauben­ anfang in der Vorraststellung gerade in die Gewindebohrung (17) hineinragt, so daß der Prozeßstecker (5) durch Betätigen der Schraube (18) mit der Baugruppe verbunden wird.

7. Prozeßstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er auf jeder Seite mindestens eine Führungsnut (24) aufweist, die mit Führungsschienen (23) eines Aufnahmekanals (4) der Bau­ gruppe zusammenwirken.

8. 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 Aufnahme­ kanal (4) einsetzbar ist.