DE102020102488A1 - Tapping a linear power distribution arrangement with a printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Ein Abgriff für eine lineare Stromverteileranordnung mit einer Anzahl von Kontaktelementen soll besonders kompakt, kostengünstig und leicht hergestellt werden können und so ausgebildet sein, dass die Position der Kontaktelemente besonders leicht verändert werden kann. Dazu sind die Kontaktelemente auf einer Leiterplatte angeordnet.A tap for a linear power distribution arrangement with a number of contact elements should be able to be produced in a particularly compact, inexpensive and easy manner and be designed in such a way that the position of the contact elements can be changed particularly easily. For this purpose, the contact elements are arranged on a circuit board.
Description
Die Erfindung betrifft einen Abgriff für eine lineare Stromverteileranordnung mit einer Anzahl von Kontaktelementen.The invention relates to a tap for a linear power distribution arrangement with a number of contact elements.
Lineare Stromverteileranordnungen werden insbesondere für Beleuchtungssysteme in Gebäuden eingesetzt, um Leitungen zur Versorgung von Geräten mit Energie und/oder Signalen kostengünstig und optisch ansprechend zu verlegen. Unter Signalen wird dabei sowohl die Übertragung von allgemeinen Signalen, wie beispielsweise Steuersignalen, als auch die Übertragung von Daten, wie beispielsweise Mess- oder Informationsdaten, verstanden. Der Einbauort der Geräte kann flexibel entlang eines Gehäusekörpers der Stromverteileranordnung gewählt und leicht variiert werden. Die Geräte können damit auf einfache Weise mit einem Verbindungselement elektrisch leitend mit den Leitern einer linearen Versorgungseinheit an einem variabel festlegbaren Einbauort kontaktiert werden. Solche Stromverteileranordnungen haben den Vorteil, dass die Geräte sowohl elektrisch kontaktierend und auch zu gleich mechanisch an dem Gehäusekörper getragen werden.Linear power distribution arrangements are used in particular for lighting systems in buildings in order to lay cables for supplying devices with energy and / or signals in a cost-effective and visually appealing manner. Signals are understood to mean both the transmission of general signals, such as control signals, and the transmission of data, such as measurement or information data. The installation location of the devices can be chosen flexibly along a housing body of the power distribution arrangement and easily varied. The devices can thus be contacted in a simple manner with a connecting element in an electrically conductive manner with the conductors of a linear supply unit at a variably definable installation location. Such power distribution arrangements have the advantage that the devices are carried on the housing body in an electrically contacting manner and also mechanically at the same time.
Zur Verteilung bzw. Weiterleitung der Energie oder Signale werden in den linearen Stromverteileranordnungen meist lineare Versorgungseinheiten verwendet, die in einem Gehäusekörper gelagert werden. Diese Versorgungseinheiten können dabei beispielsweise als Stromführungsprofile aber auch als Flachbandkabel ausgebildet sein. Die Stromführungsprofile sind aus einem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundkörper mit einem Kontaktierungsbereich ausgebildet, der eine Anzahl von Kammern aufweist, in denen einzelne Leiter angeordnet sind. Diese Stromführungsprofile sind in der Regel starr ausgebildet und weisen herstellungsbedingt eine begrenzte Länge auf. Für längere Stromverteileranordnungen, wie sie beispielsweise in größeren Werks- oder Lagerhallen eingesetzt werden, sind daher üblicherweise mehrere Stromführungsprofile nötig, die dann über ein Verbindungselement sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden werden. Auch bei der Verwendung von Flachbandkabeln können je nach Länge des Flachbandkabels Verbindungselemente eingesetzt werden.For the distribution or forwarding of the energy or signals, linear supply units, which are stored in a housing body, are mostly used in the linear power distribution arrangements. These supply units can be designed, for example, as current-carrying profiles, but also as ribbon cables. The current-carrying profiles are formed from a base body extending in the longitudinal direction with a contacting area which has a number of chambers in which individual conductors are arranged. These current-carrying profiles are generally rigid and have a limited length due to the manufacturing process. For longer power distribution arrangements, such as those used, for example, in larger factories or warehouses, several power conduction profiles are therefore usually necessary, which are then connected to one another both mechanically and electrically via a connecting element. Connecting elements can also be used when using ribbon cables, depending on the length of the ribbon cable.
Die Kontaktierung der Endgeräte mit den Leitern der linearen Versorgungseinheiten erfolgt dabei üblicherweise über einen Abgriff, der eine Anzahl von Kontaktelementen umfasst. Diese Kontaktelemente greifen in die Kammern ein und kontaktieren die entsprechenden Leitern, wodurch die Signale oder die Energie von den Leitern über die Abgriffe an die Endgeräte geleitet werden können. Problematisch bei dieser Art der Ausgestaltung ist allerdings, dass die Abgriffe bislang aus einer Anzahl einzelner Kontaktelemente aufgebaut sind, die jeweils als ein eigenes Bauteil ausgebildet sind, dass nicht nur einzeln in den Abgriff integriert, sondern auch einzeln verdrahtet und angeschlossen werden muss. Dies führt in der Herstellung der Abgriffe zu einem erheblichen Materialmehraufwand, komplizierten und fehleranfälligen Arbeitsschritten bei dem Anschluss der Kontaktelemente und einem erhöhten Platzbedarf, weil auch die Verkabelung der Kontaktelemente in den Abgriff integriert werden muss.The terminal devices are usually contacted with the conductors of the linear supply units via a tap which comprises a number of contact elements. These contact elements engage in the chambers and contact the corresponding conductors, as a result of which the signals or the energy from the conductors can be conducted via the taps to the end devices. However, the problem with this type of configuration is that the taps have hitherto been constructed from a number of individual contact elements, each of which is designed as a separate component that not only has to be individually integrated into the tap, but also individually wired and connected. In the manufacture of the taps, this leads to a considerable increase in material expenditure, complicated and error-prone work steps when connecting the contact elements and an increased space requirement because the cabling of the contact elements also has to be integrated into the tap.
Darüber hinaus werden die Kontaktelemente im Abgriff aufgrund der oben erwähnten Komplexität und des Aufwandes üblicherweise einmalig eingebaut und angeschlossen, sodass eine spätere Positionsänderung kaum bzw. nur unter erheblichen Arbeitsmehraufwand möglich ist.In addition, due to the above-mentioned complexity and effort, the contact elements in the tap are usually installed and connected once, so that a subsequent change in position is hardly possible or only possible with considerable additional work.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde ein System, insbesondere einen Abgriff, zum Abgreifen der Signale und/oder der Energie einer linearen Stromverteileranordnung anzugeben, das besonders kompakt, kostengünstig und leicht herstellbar ist und in dem die Position der Kontaktelemente besonders leicht verändert werden kann.The invention is therefore based on the object of specifying a system, in particular a tap, for tapping the signals and / or the energy of a linear power distribution arrangement, which is particularly compact, inexpensive and easy to manufacture and in which the position of the contact elements can be changed particularly easily .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of the independent claims.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine besonders kompakte Bauweise und schnelle und einfache Herstellung dann erreicht werden kann, wenn auf den Anschluss und die Verdrahtung jedes einzelnen Kontaktelements verzichtet werden könnte. Dies könnte dann der Fall sein, wenn der Abgriff bereits vordefinierte Anschlüsse oder Kontaktplätze für die Kontaktelemente bereitstellt, die bereits in einem vorgelagerten Arbeitsschritt und bevorzugt automatisiert angeschlossen sind. Dabei wurde erkannt, dass dies dann erreicht werden kann, wenn für die Verdrahtung der Kontaktelemente Leiterbahnen einer Leiterplatte verwendet werden und die Kontaktelemente an vorgegebenen Positionen auf der Leiterplatte angeordnet werden. Hierbei können die Kontaktelemente an diesen Positionen aufgelötet, aufgesteckt oder angeschraubt werden.The invention is based on the idea that a particularly compact design and quick and simple production can be achieved if the connection and wiring of each individual contact element can be dispensed with. This could be the case if the tap already provides predefined connections or contact locations for the contact elements, which are already connected in a preceding work step and preferably in an automated manner. It was recognized that this can be achieved if conductor tracks of a circuit board are used for wiring the contact elements and the contact elements are arranged at predetermined positions on the circuit board. The contact elements can be soldered, plugged on or screwed on at these positions.
Für ein besonders leichtes Aufstecken der Kontaktelemente sind in bevorzugter Ausgestaltung Strombrücken auf der Leiterplatte angeordnet, auf die die Kontaktelemente aufgesteckt werden. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind diese Kontaktelemente auf den Strombrücken und entlang dieser bewegbar ausgeführt, sodass die Position der Kontaktelemente entlang dieser Strombrücken besonders leicht variiert werden kann. Die Strombrücken sind dabei selbstverständlich nicht nur für die Halterung der Kontaktelemente ausgebildet, sondern können auch die Signale aufnehmen und an die Leiterbahnen weiterleiten. Die Strombrücken werden in bevorzugter Ausgestaltung auf die Leiterplatte gelötet, gesteckt oder verschraubt.For a particularly easy attachment of the contact elements, current bridges are arranged on the circuit board in a preferred embodiment, onto which the contact elements are attached. In a particularly advantageous embodiment, these contact elements are designed to be movable on the current bridges and along them, so that the position of the contact elements along these current bridges can be varied particularly easily. The current bridges are of course not only designed to hold the contact elements, but can also pick up the signals and pass them on to the conductor tracks. The power bridges are in preferred embodiment soldered, plugged or screwed onto the circuit board.
Während die Strombrücken eine Verschieben der Kontaktelemente in der Ebene der Leiterplatte ermöglichen, ist es für eine ausreichend hohe Kontaktkraft wünschenswert, wenn die Kontaktelemente auch senkrecht zur Ebene der Leiterplatte, also in Richtung der Leiter der linearen Versorgungseinheiten, verschoben werden kann. Daher umfassen die Kontaktelemente Federelemente, die eine Federkraft senkrecht zur Ebene der Leiterplatte und in Richtung der Leiter der linearen Versorgungseinheiten erzeugen und so die Kontaktelemente gegen die Leiter drücken. Dadurch kann stets eine ausreichend hohe Kontaktkraft bereitgestellt werden.While the current bridges allow the contact elements to be moved in the plane of the circuit board, it is desirable for a sufficiently high contact force if the contact elements can also be moved perpendicular to the plane of the circuit board, i.e. in the direction of the conductors of the linear supply units. The contact elements therefore comprise spring elements which generate a spring force perpendicular to the plane of the printed circuit board and in the direction of the conductors of the linear supply units and thus press the contact elements against the conductors. As a result, a sufficiently high contact force can always be provided.
Für einen besonders einfachen Anschluss der Endgeräte an den Abgriff umfasst die Leiterplatte mindestens eine Buchse, die über Leiterbahnen elektrisch, d.h. energie- und/oder signaltechnisch, mit den Kontaktelementen verbunden ist. So können die Endgeräte an einer oder mehreren zentralen Stellen mit dem Abgriff verbunden werden und eine Einzelverdrahtung jedes Kontaktelements mit einem Endgerät fällt aus.For a particularly simple connection of the terminal devices to the tap, the circuit board comprises at least one socket which is electrically connected to the contact elements via conductor tracks, i.e. in terms of energy and / or signal technology. In this way, the end devices can be connected to the tap at one or more central points and each contact element does not need to be individually wired to an end device.
Im Betrieb der linearen Stromverteileranordnung kann es wünschenswert sein, dass die vom Abgriff aufgenommenen Signale oder auch die Energie bereits vor Weiterleitung an die Endgeräte entsprechend verarbeitet werden. Dazu zählt insbesondere das Filtern gewisser Daten und Logikprüfungen bzw. Fallbearbeitungen bei Eintreffen gewisser Signale. Daher umfasst die Leiterplatte in vorteilhafter Ausführung elektronische Bauteile auf der Leiterplatte, um die eintreffende Energie oder die Signale zu verarbeiten. Diese elektronischen Bauteile können dabei insbesondere Chips oder Logikeinheiten sein.During the operation of the linear power distribution arrangement, it can be desirable for the signals picked up by the tap or also the energy to be processed accordingly before being forwarded to the terminal devices. This includes in particular the filtering of certain data and logic tests or case processing when certain signals are received. Therefore, in an advantageous embodiment, the circuit board comprises electronic components on the circuit board in order to process the incoming energy or the signals. These electronic components can in particular be chips or logic units.
Für einen erhöhten Schutz umfasst mindestens eine Strombrücke über eine Erdleitung, die bevorzugt mit dem Gehäuse der Stromverteileranordnung verbunden ist.For increased protection, at least one power bridge comprises a ground line, which is preferably connected to the housing of the power distribution arrangement.
Um die Leiterbahnen, die elektrischen Bauteile und auch die Strombrücken, insgesamt also die Leiterplatte selbst, zu schützen, umfasst der Abgriff eine Schutzabdeckung. Diese Schutzabdeckung weist dabei eine Anzahl von Öffnungen auf, durch die die Kontaktelemente durchgreifen können. Die Öffnungen sind dabei so ausgeführt, dass die Kontaktelemente weiter entlang der Strombrücken verschoben werden können, bilden also den Verlauf der Strombrücken nach. Die Schutzabdeckung wird dabei nach dem Aufstecken der Kontaktelemente auf die Strombrücken der Leiterplatte aufgesteckt und an ihr befestigt. Im Falle der federnd gelagerten Kontaktelemente, kann die Schutzabdeckung auch als Stopper dienen. Dabei umfasst das Kontaktelement einen Anschlag der breiter ausgeführt ist als die Breite der Öffnungen, wodurch die Kontaktelemente nur bis zu einer gewissen Tiefe durch die Öffnungen durchgreifen können.In order to protect the conductor tracks, the electrical components and also the current bridges, i.e. the circuit board itself as a whole, the tap comprises a protective cover. This protective cover has a number of openings through which the contact elements can reach. The openings are designed in such a way that the contact elements can be moved further along the current bridges, that is to say simulate the course of the current bridges. The protective cover is attached to the current bridges of the circuit board and attached to it after the contact elements have been attached. In the case of the spring-loaded contact elements, the protective cover can also serve as a stopper. The contact element comprises a stop which is made wider than the width of the openings, so that the contact elements can only reach through the openings to a certain depth.
Eine besonders kompakte Bauweise kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Kontaktelemente und Strombrücken sich eine Leiterplatte mit den Steuereinheiten der Endgeräte, insbesondere der Treiber für Leuchtmittel, teilen. Hierbei würde dann die zusätzliche Verdrahtung oder der Zusätzliche Anschluss der Steuereinheiten an den Abgriff entfallen, da über die gemeinsam genutzte Leiterplatte und vorhandenen Leiterbahnen alle Bauteile miteinander elektrisch und signaltechnisch verbunden werden können. Daher ist in besonders bevorzugter Ausgestaltung die Treiberleiterplatte, also die Leiterplatte der Steuereinheit eines Endgerätes, gleichzeitig auch die Leiterplatte für einen Abgriff auf dem Kontaktelemente angeordnet sind.A particularly compact design can be achieved in particular when the contact elements and current bridges share a printed circuit board with the control units of the end devices, in particular the drivers for lighting means. In this case, the additional wiring or the additional connection of the control units to the tap would then be omitted, since all components can be connected to one another electrically and in terms of signal technology via the commonly used printed circuit board and existing conductor tracks. Therefore, in a particularly preferred embodiment, the driver circuit board, that is to say the circuit board of the control unit of a terminal, is at the same time also the circuit board for tapping on the contact elements.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Anordnung der Kontaktelemente auf einer Leiterplatte eine besonders kompakte und einfache Bauweise der Abgriffe ermöglicht wird. Es entfallen die Aufwändigen und platzkostenden Verdrahtungen der einzelnen Kontaktelemente mit den Endgeräten, da diese durch vorgefertigte Leiterbahnen ersetzt werden. Insbesondere kann dabei die ohnehin bereits vorhandene Leiterplatte einer Steuereinheit für die Endgeräte, insbesondere eines Treibers für Leuchtmittel, verwendet werden, wodurch weiterer Platz und weitere Kosten eingespart werden können. Durch die Verwendung einer Leiterplatte können auf einfachste Art und Weise weitere elektrische Bauteile zur Bearbeitung der eintreffenden Energie oder Signale im System integriert werden, was vielfältige Möglichkeiten bietet.The advantages achieved with the invention are in particular that the arrangement of the contact elements on a printed circuit board enables a particularly compact and simple design of the taps. The time-consuming and space-consuming wiring of the individual contact elements with the end devices is no longer necessary, as these are replaced by prefabricated conductor tracks. In particular, the already existing printed circuit board of a control unit for the terminals, in particular a driver for lighting means, can be used, whereby additional space and additional costs can be saved. By using a printed circuit board, further electrical components for processing the incoming energy or signals can be integrated in the system in the simplest way, which offers a wide range of options.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein Abgriff, -
2 ein Abgriff mit einer Schutzabdeckung, -
3 eine lineare Versorgungseinheit mit einem Abgriff im Querschnitt, -
4 ein Treiber mit einem Abgriff, -
5 ein Treiber mit einem Abgriff und einer geschlossenen Schutzabdeckung.
-
1 a tap, -
2 a tap with a protective cover, -
3 a linear supply unit with a tap in cross section, -
4th a driver with a tap, -
5 a driver with a tap and a closed protective cover.
Gleiche Merkmale sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.The same features are provided with the same reference symbols in all figures.
Ein Ausführungsbeispiel eines Abgriffs
Wie dargestellt, sind die Strombrücken
Weiterhin umfasst die Leiterplatte
Im Ausführungsbeispiel nach der
Für einen sicheren Halt der Schutzabdeckung
Im Ausführungsbeispiel nach
Eine solche lineare Versorgungseinheit
Die lineare Versorgungseinheit
Der Abgriff
Ein Treiber
Auf die Leiterplatte
Insgesamt sei erwähnt, dass die Kontaktelemente
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AbgriffTap
- 22
- LeiterplatteCircuit board
- 44th
- Strom brückeElectricity bridge
- 66th
- KontaktelementContact element
- 88th
- BuchseRifle
- 1010
- Gehäusecasing
- 1212th
- SchutzabdeckungProtective cover
- 1414th
- Öffnungopening
- 1616
- Anschlagattack
- 1818th
- Halterungbracket
- 2020th
- lineare Versorgungseinheitlinear supply unit
- 2222nd
- GrundkörperBase body
- 2424
- Kammerchamber
- 2626th
- Leiterladder
- 2828
- Treiberdriver
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