JP2003526887A - 並列配置可能なモジュールを備えた電気的な装置 - Google Patents
並列配置可能なモジュールを備えた電気的な装置Info
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Abstract
Description
可能なモジュールを備えた、請求項1及び2の上位概念に記載の形式の電気的な
装置に関する。
1号明細書により公知である)は、技術的なプロセスの制御及び監視のためのバ
スシステム内の加入者装置として用いられ、この場合、センサー及びアクチュエ
ータが装置差込コネクトを介してモジュールに接続されている。
は互いに係合する構成部分が形状接続的(formschluessig)に形成されている。こ
のような構成は、必要な製作精度に基づき製造コストを高めてしまう。しかも、
得られるシール作用が低い。シール作用の改善のために公知の装置では(ドイツ
連邦共和国実用新案出願第29607525U1号明細書で公知の装置でも)、
付加的なシール、例えば扁平シールを用いるようになっており、シールがモジュ
ール内へのブリッジ部材の差込に際してモジュールケーシングの袋孔内の、接点
支持体として役立つ底部部分に向けて押圧される。このために必要な圧力を形成
するために、公知の装置ではねじを設けてあり、ねじがブリッジ部材の孔を通し
てモジュールケーシングのねじ孔内にねじ込まれる。このようなねじ固定なしに
は、ブリッジ部材が、特に装置を機械に使用する場合に不安定で、即ちずれ動き
、かつ差込接続部の接点が振動してしまうことになる。
合にできるだけ簡単かつ経済的な形式でブリッジ部材とモジュールとの間の接続
箇所が、高い要求(安全基準IP 67[Schutzart IP 67])にとって十分なシール性
を有しており、かつ付加的な固定手段なしに差込コネクタのできるだけ高い引っ
張り力並びに差込コネクタの耐振性の接触が保証されるようにすることである。
ルリングを用いることができ、該シールリングが実質的に半径方向に作用するシ
ール力を、支持面間の相互の所定の間隔においてシールリング自体の寸法及び材
料特性に基づき生ぜしめ、従って相互の圧着のための付加的な処置若しくは例え
ば対応支承部としての支持面のような装置を必要としない。さらに、シールリン
グは差込コネクタ若しくは(請求項2の構成では)対応差込コネクタの外側スリ
ーブへの被せはめによって極めて容易に組み込まれ、ドイツ連邦共和国実用新案
出願第29703367U1号明細書により公知の装置におけるように煩雑な方
法で袋孔内に、若しくは袋孔内の底部の溝内にはめ込まれなくてよい。さらに貫
通案内が袋孔よりも極めて安価に形成可能である。貫通案内及び所属の接点支持
体は電気的な装置の分離された構成部分に配置されていてよく、これによって製
造も組み立ても極めて簡単になり、かつ多様な使用が可能である。貫通案内が請
求項1及び請求項2の構成に基づきモジュールケーシング若しくはブリッジ部材
内に配置されており、所属の接点支持体が互いに独立的にモジュール若しくはブ
リッジ部材内の回路プレートに配置されている。さらにO形のシールリングを保
持する外側スリーブが、貫通案内の壁に対する形状接続部(Formschluss)を有し
ておらず、従って製造が極めて簡単かつ経済的である。
き大きくなっており、ほぼ10kgまでの差込及び引っ張り(引き抜き)力が達成
され、ひいては通常はブリッジ部材の固定のための特別な付加的な手段が不必要
である。これによって、製造及び組み立てコストの著しい減少という利点だけで
はなく、取り扱いの容易な利点もあり、それというのはブリッジ部材が例えば故
障の際のモジュールの交換のために手で差込可能及び引き抜き可能であるからで
ある。
良が記載してある。
スリーブの差込箇所においてもシール性を保証している。
付加的な費用をかけることなしに、差込及び引っ張り力がシールリングの特性及
び寸法に左右されることなくほぼ15kgまで増大でき、それというのはシール
リングの、支持面に対して垂直に向けられた締め付け力が支持面の傾斜に基づき
、差込方向で力成分を受けるからである。このような高い引っ張り力並びに弾性
的なシールリングの振動減衰作用に基づき、電気的な装置が、強く振動する機械
の組み立て面への取り付けにとっても付加的な固定装置なしに適している。
エータ、センサー及びフィールドバスのための差込接続部の配置が、構成高さの
小さいコンパクトな装置を可能にし、このような装置は小さいスペースに使用可
能である。
の軽い傾倒に対するブリッジ部材の確実な保持が保証され、その結果、この場合
にも高いシール作用及び高い引っ張り力が保証される。この場合寸法は、モジュ
ールケーシングのコンパクト化が一体的な成形によって実質的に付加的なコスト
なしに達成される(請求項8)。
によってモジュールが互いに手で固定(必要に応じて互いに分離)される。スリ
ット内での突起部の正確な案内によって、隣接のモジュールの互いに向き合わさ
れた対応差込コネクタ間の中心間隔が、ブリッジ部材の差込コネクタ間の中心間
隔に常に正確に対応せしめられ、これによって貫通案内内への差込コネクタの軸
線方向の正確な同心的な差込、ひいては最適なシール作用及び保持作用が保証さ
れる。
て、傾斜面(書見台面)上に配置されたタイトルブロック及び表示部材が装置を
水平に配置する場合にも壁面に配置する場合にも良好に見られる。特に有利には
、すべてのタイトルブロック及び表示部が傾斜面に配置してある(請求項11)
。
組み込み平面との間に間隙が設けられており、該間隙を通して空気流(対流)が
生じ、従ってモジュールから発生する損失熱が効果的に排出される。ドイツ連邦
共和国実用新案出願第29607525号明細書及び第29703367号明細
書に記載の、モジュールを間隔なしに組み立て薄板上に配置する公知技術に比べ
て、本発明に基づき形成された装置においては運転温度が低く、ひいてはモジュ
ールの耐用年数が高められている。特に有利には請求項13に記載の実施態様に
基づき、側部が例えば射出成形によってモジュールケーシングと一体的に形成さ
れ、かつモジュールのねじ固定のための孔を備えている。ケーシング孔と組み立
て面との間の対流、ひいては熱排出が、ケーシング底部を請求項14の実施態様
に基づき形成してある場合には特に強く行われる。モジュールのさらに増大され
た冷却が、請求項15及び16の実施態様によって達成され、このためにケーシ
ング底部が熱排出のためのできるだけ大きな表面、即ち管状のドーム(rohrfoerm
iger Dom)を有している。この場合、ドームの横断面が任意に、例えば方形若し
くは円形に形成されていてよい。ドームの網目状の配置によって、ドーム間に流
れ方向に延びる通路が形成され、損失熱の排出がさらに容易に行われる。請求項
17に記載の実施態様に基づきドームとケーシング底部とを一体的に形成するこ
とによって、製造コストが節減され、かつケーシング底部からドーム表面への最
適な熱伝達が保証される。
される。
を用いてあり(請求項18)、回路プレートが請求項19に記載の実施態様に基
づき簡単かつ経済的にモジュールケーシング内に取り付けられてよい。本発明に
より貫通案内と所属の対応差込コネクタ若しくは差込コネクタとの可能な分離に
基づき、対向差込コネクタ若しくは差込コネクタが請求項18に記載の実施態様
に基づき回路プレートに取り付けられてよく、この場合、コネクタの接点部材が
付加的な接続導線なしに直接に回路プレートの所属の導体路に接続される。
圧の、バスラインに左右されない供給が可能である。このために導体横断面が個
別の例で所望の供給電流に適合可能であり、例えば高い電流に設定されていて、
複数のセンサー、特にアクチュエータに給電できるようになっている。このこと
は、バスラインを介した作動電圧の供給においては不可能であり、従って例えば
ドイツ連邦共和国実用新案出願第29607525U1号明細書により公知の装
置においては付加的な供給・構成部分ASI が使用されている。このような付加的
な装置は、請求項20に記載の本発明に基づくブリッジ部材においては不要であ
る。
って、非常時に残りの加入部分にバスラインを介して影響を及ぼすことなしに、
所定のアクチュエータへの作動電圧を緊急遮断可能にしたい場合には、分離され
た作動電圧回路が望まれる。このことは請求項21に記載のブリッジ部材の構成
によって簡単かつ経済的に可能であり、該ブリッジ部材がそれぞれ当該のモジュ
ールに差し込まれる。このようなブリッジ部材によって、作動電圧供給に関連し
た個別の使用例の種々の要求への柔軟な適合が可能である。これに対して、公知
の装置においてはアクチュエータ及びセンサーがすべて同時にしか供給されない
。
の実施例に基づき詳細に説明する。
、図示してないアクチュエータ及びセンサーの制御及び監視のための4つのI/O
・モジュール(入力・出力モジュール[Input/Output-Modul])3から成っており
、I/O・モジュールが内部の信号及び動作電圧導線によってブリッジ部材4を介
して互いに接続され、かつフィールドバス・接続モジュール2に接続されていて
、アクチュエータ及びセンサーとの接続のための差込接続部5を備えている。
続されていて、一方で、I/O・モジュール3から内部の信号導線を経て得られた
センサー信号をフィールドバスに送りかつ、他方でフィールドバスから送信され
た制御信号を、I/O・モジュール3を介してアクチュエータへ送るようになって
いる。
教卓形若しくは書見台形(pultfoermig)のモジュールケーシング7並びに回路プ
レート10を有しており、回路プレートが差込接続部5を保持しており、差込接
続部がモジュールケーシング7の上面12の切欠き11を貫通して、該上面とほ
ぼ同一面を成している。傾斜面13に、モジュール2,3のすべてのタイトルブ
ロック42及びLED・表示エレメント43が配置されている。モジュールケーシ
ング7及びフィールドバス・接続モジュール2は一方の側壁14に横断面T字形
の突起部15を備えかつ、I/O・モジュール3の他方の側壁14′に、該突起部
に適合されて上側の開いた案内スリット16を備えている。1つのモジュールケ
ーシング7の突起部15を隣接のモジュールケーシング7の案内スリット16内
に差し込むことによって、I/O・モジュール3及びフィールドバス・接続モジュ
ール2が互いに簡単に並列配置される。モジュールケーシング7は、傾斜面13
と相対する側に段部17を有しており、該段部の底面(Grundflaeche)18内に、
シリンダー状(zylindrisch)の壁面20を有するつば状(カラー状)の2つの貫
通案内19が配置されている。各モジュール3の貫通案内19間の中央でかつ段
部17の端面21と、モジュールケーシング7の接続側の端面22と同一面を成
す横ウエブ23との間に仕切壁24が設けられており、この場合、横ウエブ23
及び仕切壁24の高さが段部の端面21の高さに相応している。
貫通案内19の領域内に位置決めして配置してあり、各接点支持体がそれぞれ2
8個の差込ブッシュ26を備えており、差込ブッシュが回路プレート10の所属
の接点若しくは導体路に接続されている。
孔27を有していて、ケーシング下面から突出しており、従って、ケーシング底
部8と組み立て面との間に中間スペースが形成されるようになっており、該中間
スペースによって空気流が生ぜしめられ、該空気流によって、包み込まれ(カプ
セル化され)たI/O・モジュール3及びフィールドバス・接続モジュール2内に
発生する損失熱の大部分が排出される。このような有利な作用がケーシング底部
8を槽状若しくはタブ状(wannenfoermig)に形成することによってさらに増大さ
れて、この場合、モジュール2,3の端面側に向かって狭められていてかつ、網
目状に配置されたドーム28を有しており、該ドームにより増大した表面に基づ
き高い熱量が排出可能である。
28-極形の2つの差込コネクタ31を有しており、この場合、両方の差込コネ
クタ間の中心間隔と隣接の2つのI/O・モジュール3の互いに向き合う貫通案内
19間の中心間隔とは互いに同じ大きさである。さらに、4つのブリッジ部材4
のうちの2つに6極形の装置差込コネクタ33が設けられている。
間、並びに横ウエブ23と段部17の端面21との間の空間の寸法に相応してお
り、この場合、カバー面32がブリッジ部材4の組み込まれた状態でモジュール
ケーシング7の上面12と同列(同一面)を成している。
36の受容のための、基板34に結合された支持体35、及び差込ピンを取り囲
むほぼシリンダー形(筒形)の外側スリーブ37から成っており、外側スリーブ
が周壁面の環状の凹所38内にO形のシールリング39を保持している。凹所3
8の内壁面40並びにモジュールケーシング7の貫通案内の壁面20が差込軸線
に対してほぼ10゜の角度を成して傾斜している。該傾斜が差込方向で力成分を
生ぜしめるようになっており、支持面20,40間の間隔並びにシールリング3
9の適切な寸法並びにシールリングの材料特性に基づき、ほぼ15kgの高い引
っ張り力が得られ、その結果、機械の強く振動する部分へのフィールドバス・加
入者ユニット1の組み込みも付加的な固定手段なしに可能である。
ンが、基板34上で配線回路にろう付けされて絶縁部分41内に保持されていて
かつ、ケーシング本体29及び絶縁部分41と一体的な外側へ突出するつば46
によって取り囲まれている。
ス・モジュール2及びI/O・モジュール3が、側壁14に設けられたT字形の突
起部15を、側壁14′に設けられた案内スリット16内に差し込んで当接させ
ることによって互いに並列配置され、必要に応じて足部9で以て組み込み平面に
ねじ結合される。これによってモジュールケーシング7が互いに分離可能に目標
位置で結合されており、このような実質的に遊びのない正確な案内によって、隣
接のモジュールケーシング7の互いに向き合わされた貫通案内19間の正確な目
標間隔が保証されており、その結果、差込コネクタ31がブリッジ部材4の引き
続く接続に際して傾倒することなく、若しくは差込軸線に対して傾斜することな
く対応差込コネクタ25,26内に差し込まれる。これによって、シールリング
39が全周で均一に貫通案内19の壁面20に圧着されて、最大のシール作用が
常に得られる。
おいては、ブリッジ部材によって接続されなかった最後の対応差込コネクタが閉
鎖キャップ45によって覆われる。
路プレート10上の導体回路)が、対応差込コネクタの差込ブッシュ26及び差
込コネクタ31の差込ピン36並びに基板34の導体回路を介してI/O・モジュ
ール3を経てフィードバス・接続モジュール2に導かれる。
、該装置差込コネクタを通してブリッジ部材4のそれぞれ1つの差込コネクタ3
1を介して、それぞれ2つのI/O・モジュール3を含む互いに分離された2つの
アクチュエータ回路内のアクチュエータのための作動電圧が供給され、該アクチ
ュエータ回路は非常時に互いに個別に遮断可能である。装置差込コネクタ33の
接点ピン42が、図示の実施例では8アンペアの電流に対応して形成されている
。アクチュエータへの支障のない電流供給のために、基板34と回路プレート1
0との複数の導体回路並びに細い複数の差込ピン36及び差込ブッシュ26が並
列接続されている。
O・モジュール3の差込接続部5に接続され、かつフィードバス・接続モジュー
ル2が差込コネクタ6を介してフィールドバスに接続される。このような簡単か
つ迅速な組み立てによって、フィールドバス・加入者ユニットが機能可能になる
。例えば故障時若しくは要求の変化へのユニット全体の適合のためのモジュール
の交換も、本発明に基づき形成されたフィールドバス・加入者ユニット1におい
てはドイツ連邦共和国実用新案出願公開第29697525U1号明細書により
公知の装置ユニットと異なって、グループ全体の個別のモジュールの位置に左右
されることなく簡単に可能である。2つのブリッジ部材4(ユニットの最後のI/
O・モジュール3の場合には1つのブリッジ4)を抜き取るだけで、かつ場合に
よってはモジュール足部9のねじ結合部を緩めることによって、個別の任意のモ
ジュールがグループから外され、かつ新たに迅速に装着され得る。
面図(図3c)。
3 I/O・モジュール、 4 ブリッジ部材、 5 差込接続部、 6 コネ
クタ、 7 モジュールケーシング、 8 モジュールケーシングの底部、 9
足部、 10 回路プレート、 11 切欠き、 12 上面、 13 傾斜
面、 14 側壁、 15 突起部、 16 案内スリット、 17 段部、
18 底面、 19 貫通案内、 20 壁面、 21,22 端面、 23
横ウエブ、 24 仕切壁、 25 接点支持体、 26 差込ブッシュ、 2
7 長孔、 28 ドーム、 29 ケーシング本体、 30 ベース面、 3
1 差込コネクタ、 32 カバー面、 33 装置差込コネクタ、 34 基
板、 35 支持体、 36 差込ピン、 37 外側スリーブ、 38 凹所
、 39 シールリング、 40 内壁面、 41 絶縁部分、 42 接点ピ
ン、 42 タイトルブロック、 43 LED・表示エレメント、 45 閉鎖
キャップ、 46 つば
Claims (21)
- 【請求項1】 アクチュエータ及び/又はセンサー並びにフィールドバスの
ための差込接続部(5,6)を備えた電気的な装置、殊にフィールドバス・加入
者ユニット(1)であって、ケーシング(7)を備えていて互いに並列配置可能
なモジュール(2,3)から成っており、該モジュールが電気的な信号及び作動
電圧の転送のためのブリッジ部材(4)によって互いに接続可能であり、各ブリ
ッジ部材(4)がそれぞれ2つの差込コネクタ(31)を有し、かつ各モジュー
ル(2,3)がそれぞれ2つ(選択的に端部装置の場合には1つ)の対応差込コ
ネクタ(25,26)を有しており、各ブリッジ部材(4)の差込コネクタ(3
1)が並んで位置する2つのモジュール(2,3)の互いに向き合わされた両方
の対応差込コネクタ(25,26)内に差込可能である形式のものにおいて、対
応差込コネクタ(25,26)に対応してモジュールケーシング(7)にシリン
ダー形の貫通案内(19)が配置されており、各差込コネクタ(31)がそれぞ
れ1つの実質的にシリンダー形の外側スリーブ(37)を有しており、該外側ス
リーブの周囲の環状の凹所(38)内にO形のシールリング(39)を配置して
あり、該シールリングが差込コネクタ(31)の差込に際して圧力下で貫通案内
(19)の壁面(20)に接触するようになっていることを特徴とする、並列配
置可能なモジュールを備えた電気的な装置。 - 【請求項2】 アクチュエータ及び/又はセンサー並びにフィールドバスの
ための差込接続部(5,6)を備えた電気的な装置、殊にフィールドバス・加入
者ユニット(1)であって、ケーシング(7)を備えていて互いに並列配置可能
なモジュール(2,3)から成っており、該モジュールが電気的な信号及び作動
電圧の転送のためのブリッジ部材(4)によって互いに接続可能であり、各ブリ
ッジ部材(4)がそれぞれ2つの差込コネクタ(31)を有し、かつ各モジュー
ル(2,3)がそれぞれ2つ(選択的に端部装置の場合には1つ)の対応差込コ
ネクタ(25,26)を有しており、各ブリッジ部材(4)の差込コネクタ(3
1)が並んで位置する2つのモジュール(2,3)の互いに向き合わされた両方
の対応差込コネクタ(25,26)内に差込可能である形式のものにおいて、差
込コネクタに対応してブリッジ部材にシリンダー形の貫通案内が配置されており
、各対応差込コネクタがそれぞれ1つの実質的にシリンダー形の外側スリーブを
有しており、該外側スリーブの周囲の環状の凹所内にO形のシールリングを配置
してあり、該シールリングが差込コネクタの差込に際して圧力下で貫通案内の壁
面に接触するようになっていることを特徴とする、並列配置可能なモジュールを
備えた電気的な装置。 - 【請求項3】 外側スリーブ(37)がブリッジ部材(4)若しくはモジュ
ールケーシング(7)と一体的である請求項1又は2記載の電気的な装置。 - 【請求項4】 貫通案内(19)及び環状の凹所(38)の相対する互いに
実質的に平行なシールリング・支持面が差込軸線に対して傾斜している請求項1
から3のいずれか1項記載の電気的な装置。 - 【請求項5】 モジュールケーシング(7)が段部(17)を有しており、
段部の底面(18)に貫通案内(19)が、請求項2の構成の場合には外側スリ
ーブが配置されており、段部の高さが、差し込まれたブリッジ部材(4)の、底
面(18)から突出する部分に相応しており、かつ段部の奥行きがほぼブリッジ
部材(4)の奥行きに相応している請求項1から4のいずれか1項記載の電気的
な装置。 - 【請求項6】 アクチュエータ、センサー及びフィールドバスのための差込
接続部(5,6)が、モジュールケーシング(7)内に沈め込まれ、若しくは少
なくともモジュールケーシングの上面(12)と同一面を成している請求項1か
ら5のいずれか1項記載の電気的な装置。 - 【請求項7】 モジュールケーシング(7)が段部(17)の領域で貫通案
内(19)間、請求項2の構成では外側スリーブ間の中央に仕切壁(24)及び
、モジュールケーシング(7)の接続側の端面(22)と同列で仕切壁(24)
と交差して側方へ延びる横ウエブ(23)を有しており、この場合、横ウエブ(
23)及び仕切壁(24)の高さが最大で段部(17)の高さと同じである請求
項5又は6記載の電気的な装置。 - 【請求項8】 横ウエブ(23)及び仕切壁(24)がモジュールケーシン
グ(7)と一体的である請求項7記載の電気的な装置。 - 【請求項9】 モジュールケーシング(7)が相対する側壁(14,14′
)に、T字形の突起部(15)若しくは、該突起部(15)を実質的に遊びなく
受容するための、モジュールケーシング(7)の上面(12)に向かって開かれ
た対応する受容部を有している請求項1から8のいずれか1項記載の電気的な装
置。 - 【請求項10】 モジュールケーシング(7)の段部(17)と逆の側の端
面側に、タイトルブロック(43)及び表示部材(44)の受容のための書見台
状に傾斜された面(13)が設けられている請求項1から9のいずれか1項記載
の電気的な装置。 - 【請求項11】 すべてのタイトルブロック(43)及び表示部材(44)
が、傾斜された面(13)に配置されている請求項10記載の電気的な装置。 - 【請求項12】 モジュールケーシング(7)が組み込み平面上での支持の
ための足部(9)を有しており、該足部の支持面がケーシング底部(8)から離
れている請求項1から11のいずれか1項記載の電気的な装置。 - 【請求項13】 側部(9)がモジュールケーシング(7)と一体的であっ
て、かつ取り付けねじのための貫通部(27)を備えている請求項12記載の電
気的な装置。 - 【請求項14】 ケーシング底部(8)が槽状に形成されていて、モジュー
ルケーシング(7)の端面(22,22′)に向かって狭くなっている請求項1
2又は13記載の電気的な装置。 - 【請求項15】 ケーシング底部(8)が網目状に配置された***部(ドー
ム)(28)を有している請求項1から14のいずれか1項記載の電気的な装置
。 - 【請求項16】 ドーム(28)が管状に形成されている請求項15記載の
電気的な装置。 - 【請求項17】 ドーム(28)がケーシング底部(8)と一体的である請
求項15又は16記載の電気的な装置。 - 【請求項18】 モジュール(2,3)がそれぞれ回路プレート(10)を
有しており、該回路プレートにアクチュエータ、センサー及びフィールドバスの
ための対応差込コネクタ(25,26)及び場合によっては差込接続部(5,6
)が電気的に接続されていてかつ機械的に取り付けられている請求項1から17
のいずれか1項記載の電気的な装置。 - 【請求項19】 回路プレート(10)がモジュールケーシング(7)内に
プレス嵌めされている請求項18記載の電気的な装置。 - 【請求項20】 ブリッジ部材(4)が作動電圧の供給のための装置差込コ
ネクタ(33)を有している請求項1から19のいずれか1項記載の電気的な装
置。 - 【請求項21】 作動電圧の供給のための導体が各ブリッジ部材(4)の1
つの差込コネクタ(31)にのみ配置されている請求項20記載の電気的な装置
。
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