DE9311526U1 - Arrangement for the electrical connection of components with electrical conductors - Google Patents
Arrangement for the electrical connection of components with electrical conductorsInfo
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Description
93 &thgr;93 &thetas;
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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG
Anordnung zum elektrischen Verbinden von Bauteilen mit elektrischen LeiternArrangement for electrically connecting components with electrical conductors
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Verbinden von Bauteilen mit elektrischen Leitern.The invention relates to an arrangement for electrically connecting components with electrical conductors.
Aus dem Siemens-Katalog PLT 111, Teil 4, Ausgabe '93, ist ein Automatisierungssystem mit einem ein Gestell aufweisenden Schrank bekannt. In das Gestell sind mehrere mit Baugruppen bestückte Baugruppenträger eingebaut, die an Stromversorgungskabel, welche in einem Kabelkanal verlaufen, angeschlossen sind. Für die Baugruppen jedes Baugruppenträgers ist eine Versorgungsleitung vorgesehen.From the Siemens catalog PLT 111, part 4, edition '93, an automation system with a cabinet with a frame is known. Several subracks equipped with modules are built into the frame and are connected to power supply cables that run in a cable duct. A supply line is provided for the modules in each subrack.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Anordnung der eingangs genannten Art eine Verbindung von Bauteilen mit elektrischen Leitern zu vereinfachen. 20The invention is based on the object of simplifying the connection of components with electrical conductors in an arrangement of the type mentioned at the beginning. 20
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the measures specified in the characterising part of claim 1.
Alle erforderlichen Potentiale zwischen den Stromschienen und den Bauteilen werden über die Ubergabeleiterplatte geführt, wodurch auch eine redundante Stromversorgung und/oder eine redundante Lastspannungsführung leicht verwirklicht werden kann.All required potentials between the busbars and the components are routed via the transfer circuit board, whereby a redundant power supply and/or a redundant load voltage supply can easily be implemented.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 wirkt der Anpreßdruck der Schraub- oder Einpreßverbindung nicht auf das Basismaterial der Ubergabeleiterplatte, sondern auf die Distanzbuchse.In a preferred embodiment of the invention according to the features of claim 2, the contact pressure of the screw or press-in connection does not act on the base material of the transfer circuit board, but on the spacer bushing.
02 0102 01
6 443 16 443 1
Durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 angegebenen Maßnahmen wird eine gute Führung der Stromschienen erzielt.The measures specified in the characterizing part of claim 3 ensure good guidance of the busbars.
In einer bevorzugten Anordnung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 können redundante Versorgungsspannungen, z. B. von zwei voneinander unabhängigen 24 V-Gleichspannungsquellen, durch zwei auf die Ubergabeleiterplatte gesteckte Dioden entkoppelt werden.In a preferred arrangement according to the features of claim 4, redundant supply voltages, e.g. from two independent 24 V DC voltage sources, can be decoupled by two diodes plugged onto the transfer circuit board.
Durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 angegebenen Maßnahmen werden die Bauteile vor Überströmen geschützt.The components are protected against overcurrents by the measures specified in the characterizing part of claim 5.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further embodiments of the invention emerge from the further subclaims.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird in einem Baugruppenträger eingesetzt, welcher mit mehreren Bauteilen in Form von Baugruppen versehen ist, die über einen Stromversorgungsleitungen aufweisenden Rückwandbus miteinander verbunden sind. Die Stromversorgungsleitungen des Rückwandbusses sind mit den Anschlußmitteln der Übergabeleiterplatte verbunden und die Stromschienen an einer Stromversorgungseinheit angeschlossen.The arrangement according to the invention is used in a module carrier which is provided with several components in the form of modules which are connected to one another via a backplane bus having power supply lines. The power supply lines of the backplane bus are connected to the connection means of the transfer circuit board and the busbars are connected to a power supply unit.
Vorzugsweise sind derartige Baugruppenträger in einen ein Gestell aufweisenden Schrank eines Automatisierungssystems eingebaut, wobei die Stromschienen in einem Längsholm des Gestells verlaufen.Preferably, such subracks are installed in a cabinet of an automation system having a frame, with the busbars running in a longitudinal beam of the frame.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, werden die Erfindung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.The invention, its configurations and advantages are explained in more detail with reference to the drawing, in which an embodiment of the invention is illustrated.
Es zeigenShow it
Figur 1 ein Schrankgestell eines Automatisierungssystems, Figuren 2 bis 4 den Aufbau und die Bestückung einer Übergabeleiterplatte, Figure 1 shows a cabinet frame of an automation system, Figures 2 to 4 show the structure and assembly of a transfer circuit board,
02 0202 02
&thgr; 4 43&thetas; 4 43
3
Figur 5 eine Explosionszeichnung der Schraubverbindung3
Figure 5 an exploded view of the screw connection
nach Figur 6 undaccording to Figure 6 and
Figur 6 eine Schraubverbindung zur Verbindung einer Stromschiene und der Übergabeleiterplatte. 5Figure 6 a screw connection for connecting a busbar and the transfer circuit board. 5
In Figur 1 ist mit 1 ein Schrankgestell eines Automatisierungssystems dargestellt, welches aus Längs- und Querholmen 2 besteht. Vier Baugruppenträger 3a sind in das Gestell eingebaut, welche mit Baugruppen, z. B. digitalen Ein- und Ausgabebaugruppen, bestückt sind. Zur besseren Übersicht sind lediglich zwei Baugruppen 3b dargestellt. Selbstverständlich können die Baugruppenträger 3a vollständig mit Baugruppen bestückt werden. Stromschienen 4 verlaufen vertikal am rechten Längsholm 2 und sind mit flexiblen Leitern 5 an eine Klemmanordnung 6 angeschlossen, welche in Klemmen zum Anschluß einer Lastspannung und einer 24 V-Gleichspannung unterteilt ist und an die hier nicht dargestellte Versorgungsleitungen geführt sind. Jedem Baugruppenträger 3a ist eine mit Schalt- und Bauelementen versehene Übergabeleiterplatte 7 zugeordnet, die die Stromschiene 4 über Versorgungsleitungen des Rückwandbusses des Baugruppenträgers (nicht dargestellt) mit den Baugruppen elektrisch verbindet. Am rechten Längsholm 2 sind Schutzbügel 34 montiert, um Beschädigungen der Übergabeleiterplatte 7 beim Einbau des Holms zu vermeiden.In Figure 1, 1 represents a cabinet frame of an automation system, which consists of longitudinal and transverse beams 2. Four module carriers 3a are built into the frame, which are equipped with modules, e.g. digital input and output modules. For a better overview, only two modules 3b are shown. Of course, the module carriers 3a can be fully equipped with modules. Busbars 4 run vertically on the right longitudinal beam 2 and are connected with flexible conductors 5 to a terminal arrangement 6, which is divided into terminals for connecting a load voltage and a 24 V direct voltage and to which supply lines (not shown here) are led. Each module carrier 3a is assigned a transfer circuit board 7 provided with switching and component elements, which electrically connects the busbar 4 to the modules via supply lines of the backplane bus of the module carrier (not shown). Protective brackets 34 are mounted on the right longitudinal beam 2 to prevent damage to the transfer circuit board 7 when installing the beam.
Den Aufbau und die Bestückung der Übergabeleiterplatte nach Figur 1 zeigen die Figuren 2 bis 4.Figures 2 to 4 show the structure and assembly of the transfer circuit board according to Figure 1.
Die in den Figuren 1 bis 4 vorkommenden gleichen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.The same parts appearing in Figures 1 to 4 are provided with the same reference numerals.
Nach Figur 2 weist die Übergabeleiterplatte 7 am unteren Ende Bohrungen 8 auf, durch welche Schrauben 10 in Einpreßmuttern (nicht dargestellt) der Stromschienen 4 eingeschraubt werden, wodurch die Ubergabeleiterplatte 7 mit den Stromschienen 4 kontaktiert. Zur besseren Kontaktierung der Schrauben 10 mit den Leiterbahnen der Ubergabeleiterplatte sind Kontaktscheiben 11 vorgesehen. ImAccording to Figure 2, the transfer circuit board 7 has holes 8 at the lower end through which screws 10 are screwed into press-in nuts (not shown) of the busbars 4, whereby the transfer circuit board 7 contacts the busbars 4. Contact disks 11 are provided for better contact between the screws 10 and the conductor tracks of the transfer circuit board.
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6 H36 H3
Bereich der Bohrungen verlaufen die Stromschienen 4 in Nuten von Isolierkörpern 12, was eine gute Führung der Stromschienen 4 und einen ausreichenden Abstand zwischen den Stromschienen 4 bewirkt. Ein weiterer Isolierkörper 13 zwischen dem Längsholm 2 und dem oberen Ende der Ubergabeleiterplatte 7 verhindert zusammen mit dem Isolierkörper 12 Kurzschlüsse zwischen dem Holm 2 und der Platte 7. Die Übergabeleiterplatte 7 wird mit Schrauben 14 an dem Holm befestigt. Die hintere Längsseite der Übergabeleiterplatte 7 ist mit Anschlußpunkten 15 versehen, welche als Anschraubverbinder ausgelegt sind. An diese Verbinder ist z. B. ein Kabelbaum in Schraubanschlußtechnik angeschlossen, welcher die Ubergabeleiterplatte 7 mit den Versorgungsleitungen des Rückwandbusses des Baugruppenträgers und somit mit den Baugruppen verbindet. Die Anschlußpunkte 15 sind mit den metallischen Bohrungen 8 über Leiterbahnen (nicht dargestellt) der Übergabeleiterplatte 7 sowie Dioden und Sicherungsautomaten, welche in Gehäusen 18 steckbar sind, elektrisch verbunden.In the area of the holes, the busbars 4 run in grooves of insulating bodies 12, which ensures good guidance of the busbars 4 and a sufficient distance between the busbars 4. A further insulating body 13 between the longitudinal beam 2 and the upper end of the transfer circuit board 7, together with the insulating body 12, prevents short circuits between the beam 2 and the plate 7. The transfer circuit board 7 is attached to the beam with screws 14. The rear long side of the transfer circuit board 7 is provided with connection points 15, which are designed as screw-on connectors. A cable harness using screw connection technology, for example, is connected to these connectors, which connects the transfer circuit board 7 to the supply lines of the rear panel bus of the module carrier and thus to the modules. The connection points 15 are electrically connected to the metal holes 8 via conductor tracks (not shown) of the transfer circuit board 7 as well as diodes and circuit breakers, which can be plugged into housings 18.
Wie in Figur 3 detaillierter dargestellt, ist die Ubergabeleiterplatte 7 mit den mit Sicherungsautomaten- und Schutzdioden-Aufnahmemitteln 16, 17 aufweisenden Gehäusen 18 versehen, welche nach Bedarf mit Sicherungsautomaten 26 und Schutzdioden 27 bestückt werden können. Die Sicherungsautomaten sind von vorne zugänglich und steckbar angebracht. Wie am Beispiel des unteren Gehäuses 18 gezeigt, wird das Gehäuse über eine Trägerplatine 19 direkt form- und kraftschlüssig mit der Übergabeleiterplatte 7 verbunden. Das Gehäuse 18 ist stirnseitig mittels einer angebrachten Nut 20 an der Übergabeleiterplatte 7 eingehängt, die Trägerplatine 19 in Längsnuten 21 des Gehäuses 18 geführt und diese über Stege 22 niedergehalten. Die Stege 22 sind in metallisierte Ausnehmungen 23 der Ubergabeleiterplatte 7 eingelötet (Figur 4), wobei jeweils zwei Stege 22 mit einem Sicherungsautomaten kurzgeschlossen werden und einer dieser zwei Stege mit einem Bohrloch 8 und der andere mit einem Anschlußpunkt 15 über Leiter-As shown in more detail in Figure 3, the transfer circuit board 7 is provided with the housings 18 with circuit breakers and protective diode holders 16, 17, which can be equipped with circuit breakers 26 and protective diodes 27 as required. The circuit breakers are accessible from the front and are pluggable. As shown in the example of the lower housing 18, the housing is connected directly to the transfer circuit board 7 in a form-fitting and force-fitting manner via a carrier board 19. The housing 18 is suspended from the front of the transfer circuit board 7 by means of an attached groove 20, the carrier board 19 is guided in longitudinal grooves 21 of the housing 18 and these are held down by webs 22. The webs 22 are soldered into metalized recesses 23 of the transfer circuit board 7 (Figure 4), whereby two webs 22 are short-circuited with a circuit breaker and one of these two webs is connected to a drill hole 8 and the other to a connection point 15 via conductor
02 0402 04
8 &Iacgr;438 &Iacgr;43
bahnen der Ubergabeleiterplatte verbunden ist. Die Trägerplatine 19 ist mit Steckkontakten 24 versehen, welche Kontaktzungen 25 der Sicherungsautomaten 26 aufnehmen. An dem Gehäuse 18 kann zusätzlich eine Abdeckkappe 28 aufgesteckt werden, welche über Rasthaken 29 am Gehäuse 18 befestigt wird. Die Abdeckkappe 28 verhindert ein unbeabsichtigtes Betätigen der Sicherungsautomaten 26. Die Frontseiten der Gehäuse sind derart ausgebildet, daß ein geeignetes Abdeckprofil 30 über die ganze Länge der Übergabeleiterplatte 7 aufgesteckt werden kann. Die Abdeckkappen 28 und das Abdeckprofil 30 sind beschriftbar und dienen der Kennzeichnung der Zuordnung und zur Typenbezeichnung. Das Gehäuse 18 ist weiterhin seitlich derart ausgeprägt, daß je eine den Sicherungsautomaten 26 zugeordnete Schutzdiode 27 gesteckt werden kann. Dazu sind Stifte 31 (Figur 3) vorgesehen, die direkt in die Übergabeleiterplatte 7 gelötet oder eingepreßt sind und auf welche die Dioden 27 gesteckt werden.tracks of the transfer circuit board. The carrier board 19 is provided with plug contacts 24, which accommodate contact tongues 25 of the circuit breakers 26. A cover cap 28 can also be plugged onto the housing 18, which is attached to the housing 18 via locking hooks 29. The cover cap 28 prevents the circuit breakers 26 from being accidentally activated. The front sides of the housing are designed in such a way that a suitable cover profile 30 can be plugged over the entire length of the transfer circuit board 7. The cover caps 28 and the cover profile 30 can be labeled and serve to identify the assignment and the type designation. The housing 18 is also designed on the side in such a way that a protective diode 27 assigned to each circuit breaker 26 can be plugged in. For this purpose, pins 31 (Figure 3) are provided, which are soldered or pressed directly into the transfer circuit board 7 and onto which the diodes 27 are plugged.
Figur 5 zeigt eine Explosionszeichnung einer Verbindung nach Figur 6 zwischen der Ubergabeleiterplatte 7 und der Stromschiene 4.Figure 5 shows an exploded view of a connection according to Figure 6 between the transfer circuit board 7 and the busbar 4.
Die Übergabeleiterplatte 7 kontaktiert mit der Stromschiene 4, indem eine Schraube 10 durch die metallisierte Bohrung 8 in eine Einpreßmutter 33 der Stromschiene 4 eingeschraubt wird, wobei zur besseren Kontaktierung zwischen der Schraube 10 und der Übergabeleiterplatte 7 die Kontaktscheibe 11 angeordnet ist. Um zu verhindern, daß der Anpreßdruck der bestehenden Verbindung auf das Basismaterial der Leiterplatte 7 wirkt, ist eine hohlzylindrische, metallische Distanzbuchse 32 vorgesehen, deren in die Bohrung eingelöteter Teil 32a eine Zylinderhöhe aufweist, die größer ist als die Bohrlochtiefe, und der Durchmesser des nicht eingelöteten Teils 32b der Buchse 32 größer ist als der Durchmesser des BohrlochsThe transfer circuit board 7 makes contact with the busbar 4 by screwing a screw 10 through the metallized hole 8 into a press-in nut 33 of the busbar 4, whereby the contact disk 11 is arranged between the screw 10 and the transfer circuit board 7 for better contact. In order to prevent the contact pressure of the existing connection from acting on the base material of the circuit board 7, a hollow cylindrical, metallic spacer bushing 32 is provided, the part 32a of which is soldered into the hole and has a cylinder height that is greater than the depth of the hole, and the diameter of the non-soldered part 32b of the bushing 32 is greater than the diameter of the hole
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• ♦ >•♦ >
Die Schraubverbindung kann auch durch eine geeignete kraftschlüssige Verbindung (Einpreßverbindung) ersetzt werden. In diesem Fall kann auf die Einpreßmutter in der Stromschiene verzichtet werden.The screw connection can also be replaced by a suitable force-locking connection (press-in connection). In this case, the press-in nut in the busbar can be dispensed with.
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