DE7531053U

DE7531053U - Gerät für Steuerungen

Info

Publication number: DE7531053U
Application number: DE19757531053
Authority: DE
Original assignee: Industrieelektronik Dr Ing Walter Klaschka GmbH and Co
Current assignee: Industrieelektronik Dr Ing Walter Klaschka GmbH and Co
Priority date: 1975-10-01
Filing date: 1975-10-01
Publication date: 1977-06-30

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN

7032 Sindelfingen - Auf dem Goldberg - Weimarer Str. 32/34 - Telefon 07031/86501

Telex 7265509 rose d

25. August 1975 11 523

Industrieelektronik .Dr. Ing..W. Klaschka GmbH & Co. 7531 Lehningen, Am Stemeggerweg 1

Gerät für Steuerungen

Die Erfindung betrifft ein Leergerät für mittlere und kleine Maschinen- und Ablaufsteuerungen sowie für deren Überwachung.

Gemischt oder auch einzeln können auftreten Taktqblaufsteuerungen, Zeitablaufsteuerungen und.Zählsteuerungen.

Bei der Taktablaufsteuerung bewirkt der vorhergehende Vorgang den nachfolgenden. Ist der vorhergehende Vorgang abgeschlossen, dann wird der nachfolgende Vorgang aufgerufen. Als Auslöser für den nachfolgenden Vorgang hat man sehr oft Endschalterer an den Endlagen von Ventilen, Kolben oder dergleichen.

Bei Zeitablaufsteuerungen geben ein oder mehrere Zeitrelais an, wann ein Vorgang

fertig sein muß und der nächste Vorgang beginnt. Die Steuerung erfolgt hier also nicht durch die Vorgänge selbst, sondern zwangsläufig durch die programmierte Ze'',.

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Bei Zöhlsteuerungen werden die Vorgänge gezählt und wenn eine bestimmte Anzahl von Vorgängen stattgefunden hat, dann erfolgt der nächste Schritt. Zum Beispiel können aus einem Schraubenautomat zwanzig Schrauben herabgefallen sein oder eine Spindel kann sich zwanzig mal gedreht haben.

Diese drei Arten von Steuerungen können auch gemischt auftreten.

Bisher gab es folgende Lösungsmöglichkeiten:

1. Man verwendete eine Schütz-Steuerung, die mit einem Zeitrelai kombiniert ist, und gegebenenfalls auch einen elektromechanischen Zähler aufweist, sofern es sich um eine Mischung aller drei Steuerungen gehandel t hat.

2. Das gleiche ist auch mit Techniken möglich, bei denen die kontaktbehafteten Relai durch kontaktlose Elektronik ersetzt wurden. Eine solche Technik ist zum Beispiel unter dem Handelsnamen Siematic der Firma SIE/ViENS, im Handel snamen Logistat der Firma AEG oder unter dem Handelsnamen Sigmatronic der Firma BBC bekannt geworden.

Bei dieseir Techniken ist schon vom Aufbau her eine Umprogrammierung sehr schwer oder manchmal gar nicht möglich.

Man hat daher in letzter Zeit sogenannte frei programmierbare Steuerungen entwickelt, die als Herzstück einen Speicher, wie zum Beispiel einen Kernspeicher oder einen Plattenspeicher aufweisen. Zusammen mit dem Interface und mit der Programmiereinrichtung ergibt sich dabei ein sehr hoher Aufwand. Bei diesen frei programmierbaren

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Steuerungen kostet zum Beispiel der-Speicher allein etwa DM 10.000. Erst wenn man mehrere hundert Eingänge und mehrere hundert Ausgänge hat, werdet! solche Geräte sinnvoll.

Bei kleineren Anlagen und zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen hat man einige zig Eingänge und rund zehn Ausgänge. Betrachtet man zum Beispiel eine Fräsmaschine, deren Fräskopf in drei Koordinaten-Richtungen bewegbar ist, dann sind hierfür sechs Ausgänge erforderlich. Wenn der Fräskopf ein- und ausschaltbar ist, dann hat man sieben Ausgänge. Rund das Doppelte ist dann an Einyangsvariabeln für Handtaster und Endschaltersteuerungen notwendig.

Nachteilig an allen seitherigen Geräten ist auch, daß sie viel Platz einnehmen, daß sie in gesonderten Schaltschränken untergebracht sind, und daß der Anwender sowohl hinsichtlich der Anschlüsse als auch der Unterbringung von Starkstromtechnik in Schwachstromtechnik umdenken muß, besondere Befestigungsgestelle notwendig sind, usw.

Das Steuergerät selbst ist jedoch nicht auch nicht ausreichend. Vielme' muß ein Überwachungsgerät vorhanden sein, welehes überwacht, ob trotz richtiger Steuerung oder auch bei falscher Steuerung Fehler vorkommen. Zum Beispiel darf ein Rührarm nicht in einen Mischkessel eingeschwenkt werden, wenn dessen Deckel geschlossen ist, da dies zu erheblichen Zerstörungen führen würde. Es sind deshaib auch Überwachungsgeräte notwendig, die bei auftretenden Fehlern warnen und die Anlage abschalten. Auch hier gilt im wesentlichen, was oben zu den Steuerungen gesagt wurde, daß nämlich daß die Überv/achung einen festen Zuschnitt auf ein bestimmtes Problem hatte, der nicht oder nicht leicht geändert werden konnte, daß von Starkstromtechnik in

Schwachstromtechn iknuDiasdcraht <weden.mussie.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät anzugeben, das genügend klein ist §

um zusammen mit den üblichen Steuerungs- und Überwachungsgehäusen und 1

wie diese befestigt werden zu können, das vor allem leicht mit seinem Programm |

an die Ablaufsteuerung sowie Überwachung angepasst werden kann, das volumen- |

mäßig ganz wesentlich kleiner als die seitherigen frei programmierbaren Steuerungen <

ist und auch billiger und weniger voluminös als die bekannte Schütz-Steuerung und i

die Bausteine der oben erwähnten Firmen ist, starkstrom-mäßig verkabelt werden kann ■ \

und ohne wesentliche Änderungen sowohl für Steuerungs- als auch Überwachungszwecke
eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst:

a) Ein Gehäuse hat ein Volumen im Literbereich und ist durch einen Frontdeckel
verschließbar.^

b) Am Gehäuse sind Klemmen für ankommende und abgehende elektrische Leitungen
vorgesehen.

c) Irr Frontdeckel ist eine Einschuböffnung vorgesehen, durch die eine Steckkarte
mit Aufbau einschiebbar ist.

d) Im Innern des Gehäuses ist eine Steckleiste parallel zur Einschuböffnung vorgesehen,
deren Zungen die Gegenkontakte zu den Leiterbahnenden der Steckkarte bilden,
welche an einem Längsrand der Steckkarte vorgesehen sind.

•e) Die Steckkarte hat in Art einer Matrix rieh kreuzende Leiter, deren

Kreuzungspunkte je nach Steuerungs- bzw. Überwachungsproblem zur nach- ^l-

träglichen Bestückung mit Bauelementen vorbereitet sind. '■

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f) Im Gehäuse sind weitere zumindest frontdeckeI-feste Leiterplatten zur Aufnahme der innerhalb einer Typenreihe nicht stecknotwendigen Bauelemente vorgesehen.

Ein solches Leergertit eignet sich nach Bestückung der Leiterplotten und der Steckkarte dazu, zum Beispiel bei 25 Eingängen und 9 Ausgängen eine Schutz-Steuerung mit bis zu 40 Schütze zu ersetzen. Dies macht volumenmäßig etv<i den Faktor 1/20 und kostenmäßig den Faktor 1/2 aus. Ein solches Gerät kostet auch nach Bestückung weniger als die eingangs erwähnten Bausteine, ist auch weniger voluminöser als diese, ganz zu ^

schweigen vom Vergleich zwischen den durch die Erfindung erzielbaren Vorteilen, zu den bekannten frei programmierbaren Steuerungen und Überwachungen.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 erreicht man, daß zum einen die Steckkarte mechanisch durch die Waben als auch die Bügel mechanisch verstärkt wird als auch eine mechanisch, elektrisch und ästhetisch einwandfreie Unterbringung der Bauelemente. Diese Bauelemente werden meistens Dioden sein, da die Anzahl der Dioden am Ausgang eines Transistor-Verstärkers für praktische Zwecke praktisch unbegrenzt ist. Der Diodengestalt iind die Bauelementewaben dann angepasst. Grundsätzlich wäre es auch möglich, Widerstände zu verwenden und entsprechend diesen Widerständen die Bauelementewaben auszubilden. Es lassen sieh jedoch Transistorverstärker wesentlich weniger Widerständen als Dioden belasten.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 erreicht man, daß bei seitenverkehrtem Einstecken der Steckkarte keine elektrischen Verbindungen entstehen.

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Durch die Merkmale des Anspruches^ erreicht man, daß bei der Montage und Demontage der Gehäusebecher in seiner Halterung verbleiben kcn'n, während man alle anderen wichtigen Teile zusammen mit dem Gehäusedeckel abnehmen kann.

Durch die Merkmale des Anspruches 5 erreicht man eine mechanisch stabile . kompakte Einheit und braucht die Führungsschienen nicht am Gehäusebecher vorzusehen, was das Herausnehmen der am Frontdeckel befestigten Teile behindern wUrde.

Durch die Merkmale des Anspruches 6 benutzt man die Steckleiste zusätzlich als Träger fUr eine dritte Leiterplatte und erweitert dadurch die Lei terplattengröße. Die Jritte Leiterplatte wird hierdurch mit sehr wenig Aufwand mechanisch und elektrisch einwandfrei indirekt mit dem Deckel verbunden.

Durch die Merkmale des Anspruches 7 kann man die gleichen Leergeräte auch für Zeitablaufsteuerungen verwenden, ohne diese wesentlich zu ändern. Man läßt dabei am besten neben der Einschuböffnung denjenigen Platz, den ein Einstellknopf einnehmen wird.

Durch die Merkmale des Anspruches 8 erhält man eine einfache, platzsparende und billige optische Zustandsanzeige.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele hervor. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 ein Leergerät für Steuerungen in perspektivischer Ansicht, befestigt

an einer Leiste,

Fig. 2 ein Leergerät ähnlich Fig. 1, jedoch für Überwachung,

Fig. 3 die schematische Frontansicht von. Fig. 1 samt einer der möglichen

Beschaltungen,
FIg, 4 die schematische Frontansicht von Fig. 2 samt einer möglichen

Beschal tung,

FIg_- 5 die Draufsicht auf eine Steckkarte,

Fig. 6 die Untersicht unter eine Steckkarte,

Fig. 7 die Seitenansicht des herausgenommenen Frontdeckels samt den

mit ihm herausziehbaren Teilen ohne Steckkarte.

Eine Klemmleiste 11.trägt ein Gerät 12, das zwecks Vereinfachung der Beschreibung nicht bestückt ist, also ein Leergerät ist. Auf ein solches Leergerät ohne Bestückung φ richtet sich auch der Schutz. Das Gerät 12 umfasst einen Gehäusebecher 13 und

einen Frontdeckel 14. An seinem unteren Randbereich hat der Frontdeckel 14 insgesamt zwanzig Schraubklemmen 16 und an seinem oberen Randbereich hat er zwanzig Schraubklemmen 17 jeweils in einer Reihe angeordnet und von der Technik, die das Anklemmen kräftiger, im Schaltungsbau üblicher Adern erlaubt. Der Frontdeckel 14 hat eine Frontplatte 18, die links unten eine Einschuböffnung 19 aufweist..

An Lötfahnen 21" der Schraubklemmen 17 ist eine weitere Leiterplatte 22 mit weitet? nicht dargestellten vorbereiteten gedruckten Leiterbahnen elektrisch und mechanisch verbunden. In gleicher Weise ist an Lötfahnen 23 der Schraubklemmen 16 eine

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gedruckte Leiterplatte 24 verbunden. Parallel zur Einschubrichtung in die Einschuböffnung 19 erstrecken sich innen und beiderseits der Einschuböffnung 19 Führungsleisten 26 mit zueinander schauenden U-Führungsnuten zwecks Höhenausgleich stehen die Führungsleisten 26 mit Beinen 27,28 auf der Oberseite der Leiterplatte 24 und sind dort mittels Schrauben festgeschraubt.

Im Abstand von der Hinterkante der Leiterplatte 24 ist parallel zu dieser Hinterkante eine Steckleiste 29 angeschraubt, die etwa recht flachförmige Gestalt hat und einen Einführungsschlitz aufweist der zur Einschuböffnung 19 schaut zwecks Höhenausgleich ist die Steckleiste 29 mit einer I-Leiste 31 unterlegt, sodaß der Einführungsschlitz der Steckleiste 29 und die U-Nuten der Führungsleiste 26 höhenmäßig fluchten. Die Steckleiste 29 hat siebenunddreissig Doppelzungen, wobei ein Doppelzungenpaar übereinander liegt und jede der Coppelzungen ist für sich anschließbar. Die Doppelzungen sind nach hinten aus der Steckleiste 29 herausgeführt und dort befindet sich eine dritte Leiterplatte 32, in die die Herausführungen der 2iingen '■** eingelötet sind, wodurch eine mechanische und elektrische Verbindung erfolgt.

Die Leiterplatte 32 steht senkrecht zu den Leiterplatten 22,24 und hat von deren Hinterkante einen solchen Abstand, daß in diesem Raum elektrische Bauelemente untergebracht werden können. Die Leiterplatte 32 ist-auch elektrisch mit der Leiterplatte 24 verbunden und diese Verlötungen ergeben zugleich auch eine mechanische Verbindung. Absichtlich besteht zwischen der Leiterplatte 22 und der Leiterplatte 32 keine mechanische Verbindung, damit sich beim Einschieben die Leiterplatten 22,24 im Gehäusebecher 13 verspannen können und dort mechanisch stabil liegen. Dieses Verspannen setzt das Vorhandensein eines bestimmten Weges voraus.

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Rechts von der fcinschuböffnung 19 ist ein Feld 33 vorgesehen, auf dem ein Einstellknopf 34 für eine Zeitabiaufsteuerung vorgesehen ist. Man kann hier Zelten von zum Beispiel 0-10 Sekunden einstellen.

Eine Steckkarte 36 hat rechteckige Gestalt. Sie trägt löngs ihres hinteren Randes auf der Oberseite elektrisch voneinander isolierte Kontaktbahnen 37 und auf ihrer Unterseite eben solche Kontaktbahnen 38, die von den Kontaktbahnen 37 isoliert sind. Auf der Unterseite sind quer eine Vielzahl von zueinander parallel elektrischen Leiterbahnen 39 vorgesehen, die die einen Bahnen einer Matrix darstellen. Gemäß Fig. 6 sind die Leiterbahnen 39 an ihrem linken Ende elektrisch durchverbunden und gehen zu Leiterplatten 41, die auf der Oberseite der Steckkarte 36 vorgesehen sind und die die Leiterbahnen 39 mit den Kontaktbahnen 37 verbinden.

Auf der Oberseite der Steckkarte 36 sind Kuststoffwaben 42,43 vorgesehen, welche senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 5 und von oben zugängliche Löcher 44 aufweisen, deren Rastermaß dem Rastermaß einer Matrix entspricht. Jedes Loch 44 hat unten eine Durchgangsbohrung, welche direkt oberhalb einer Leiterbahn 29 endet. Die Steckkarte 36 ist an dieser Stelle ebenfalls fluchtend durchbonrt. Man hat damit die Möglichkeit, elektrische Bauelemente, zum !Beispiel Dioden, in die Löcher 44 einzusetzen und deren eines Bein an die zugehörige Leiterbahn 29 anzulöten.

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Pgrallel zu den Längsseiten der Steckkarte 36 verlaufen U-Bügel 46, deren Quersieg jeweils neben den Löchern 44 einer Reihe verläuft. Die freien Schenkel der Bügel 46 sind mit ihren Enden in entsprechenden Löchern durch die Steckkarte 36 durchgeführt. Die Bügel 46 der Kunststoff waben 42,43 sind durch Lötbrücken 47 elektrisch hintereinander geschaltet. Die in Einschubrichtung hintersten freien Schenkel sind nicht nur an die Steckkarte 36 angelötet ,sondern Über Leiterbahnen 48 mit den kontaktbahnen 38 verbunden.

Indem man in geeignete Löcher 44 Dioden einlötet, und zwar so, wie dies die spezielle Steuerung benötigt, kann man die für die Steuerung notwendigen logischen Bedingungen erfüllen.

Parallel zu den Kontaktbahnen 37,38 ist im hinteren Randbereich asymmetrisch eine Aussparung 49 vorgesehen, der ein Vorsprung in der Steckleiste 29 entspricht, die zusammen das lagerichtige Einstecken, erzwingen.

Oberhalb der Einschuböffnung 19 sind in der Frontplatte 18.neun Leuchtdioden 51 vorgesehen. Dies deshalb, weil beim Ausfuhrungsbeispiel neun remanente Speicherstufen vorgesehen sind. Man kann damit sehen, welche Speicherstufe gesetzt ist und weiche nicht gesetzt ist.

Wie von außen ein solches.Gerät 12 beschaltet werden kann, zeigt Fig. 3. Man hat hier Eingänge El— E25, Masse M und die Stromversorgung 24 V. Ferner hat man

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Ausgänge Al - Al2, wobei der Ausgang A9 auch invertiert vorliegt. Rechts ist die Einstellung für die Zeitstellung von 1 - 10 Sekunden zu sehen.

Fig. 2 zeigt im wesentlichen das gleiche Leergerät wie Fig. 1, jedoch für Überwachung. Alle Teile wie Klemmleiste 11, Gehäusebecher 13, Frontdeckel 14, Schraubklemmen 16,17, Frontplatte 18, Einschuböffnung 19, usw. sind hier gleich. Es fehlt aber im Feld 33 der Einstellknopf 34 fü^r. die Zeitsteuerung, da dieser ja bei Überwachungen sinnlos wäre. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind hier in der Frontplatte 18 vierzehn Leuchtdioden 51 vorgesehen, die man dann aufleuchten lassen kann, wenn bestimmte Fehler auftreten. Das Leergerät des zweiten Ausführungsbeispieles läßt sich also auf den gleichen Spritzgußmaschinen herstellen, wie das Leergerät zu Fig. 1. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die gedruckten Leiterbahnen der Leiterplatten 22,24,32, hier zumindest zum Teil ander* aussehen, während die Steckkarte 36 als Leerkarte exakt gleich aussieht.

Eine Beschaltungsmöglichkeit zeigt Fig. 4. Neben der Stromversorgung hat man hier 28 Eingänge angeschaltet, von denen die Eingänge E26 und E27 Y odgeschaltet sein können. Die Klemme 31 bleibt leer. An der Klemme 32 liegt der Ausgang Al, an der Ausgangsklemme A2 wird angegeben, ob am Eingang E28 eine Störung vorliegt, usw.

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Claims

Il 523 -12- . _ Schutzansprliche :

1. Leergerät für mittlere und kl eine.Maschinen- und Ablaufsteuerungen sowie für deren Überwachung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Ein Gehäuse (12) hat ein Volumen im Literbereich und ist durch einen Frontdeckel (H verschließbar.

b) Am Gehäuse (12) sind Klemmen (τ6,17) fur ankommende und abgehende elektrische Leitungen vorgesehen.

c) Im Frontdeckel (14) ist eine Einschuböffnung (19) vorgesehen, durch die eine Steckkarte (37) mit Aufbau (42,43) einschiebbar ist.

d) Im Innern des Gehäuses (12) ist eine Steckleiste (29) parallel zur Einschuböffnung vorgesehen, deren Zungen die Gegenkontakte (37,38) zu den Leiterbahnenden (41,48) der Steckkarte (36) bilden, welche an einem Längsrand der Steckkarte (36) vorgesehen sind.

e) Die Steckkarte (36) hat in Art einer Matrix sich kreuzende Leiter (39,46), deren Kreuzungspunkte Je nach Steuerungs- bzw. Überwachungsproblem zur nachträglichen Bestückung mit Bauelementen.vorbereitet sind.

f) Im Gehäuse (12) sind weitere zumindest frontdeckeI-feste Leiterplatten (22,24,32) zur Aufnahme der innerhalb eine* Typenreihe nicht stecknotnotwendigen Bauelemente vorgesehen.

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2. Leergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der

Steckkarte (36) Bauelementewaben (42,43) im Rapport der Kreuzurgspunkre vorgesehen sind, und daß die diese Bauelementewaben (42,43) an der Steckkarte (36) haltenden Bügel (46) zugleich auch die einen Leiter (46) der Matrix sind, während die anderen Leiter (39) auf die Steckkarte (36) aufgedruckt sind.

3. Leergerät noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkarte (36) senkrecht zu ihrem einen Längsrand einen Schlitz (49) aufweist, dem eine Rippe ir der Steckleiste (29) entspricht.

4. Leergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Klemmen (16,17) und die Steckleiste (29) an dem Frontdeckel (14) befestigt sind.

5. Leergerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet,-daß die untere Frontdeckelfeste Leiterplatte (24) die Steckleiste (29) und Führungsschienen (26) zur Führung der Seitenränder der Steckkarte (36) starr befestigt trägt.

6. Leergerät nach Ansoa-ch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite der Steckleiste (29) mechanisch mit dieser verbunden und elektrisch und mechanisch mit der unteren fron*deckel-festen Leiterplatte (24) verbunden eine dritte Leiterplatte (32) vorgesehen ist, die "von der Rückseite des Gehäuses (12) einen Abstand hat;

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7. Leergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zeitablaufsteuerungen an dem Frontdeckel (14) ein Einstellknopf (34) für ein Zeitglied vorgesehen ist.

8. Leergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ablaufsteuerungen mit remanenten Speichern und bei Überwachungen Leuchtdioden (51) in den Frontdeckel (14) eingelassen sind.

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