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Die
Erfindung betrifft einen Elektroanschluß von mehreren elektrisch steuerbaren
Bauelementen, wie Aktoren und Sensoren, wobei von einer Zentraleinheit,
wie einem Klemmkasten bzw. Steuer- oder Schaltschrank, über ein
gemeinsames Zuleitungskabel und ein Verteilsystem mit einem Verteilkabel
die Ansteuerung der Bauelemente erfolgt.
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Elektrisch
steuerbare Bauelemente kommen auf vielen Gebieten zum Einsatz. Insbesondere
der stetig wachsende Automatisierungsgrad im allgemeinen, aber auch
die komplexer gewordenen Anforderungen der Fertigungs- und Verfahrenstechnik
verlangen nach immer leistungsfähigeren
Systemen für den
jeweils speziellen Anwendungsfall. Hierbei wird eine Vielzahl von
Bauelementen, wie Aktoren und Sensoren benötigt. Von einer Zentraleinheit
werden beispielsweise Aktoren über
Steuersignalleiter, Masse- und Schutzleitungen angesteuert, so dass
der Anschluß dieser
Bauelemente stets mehrpolig erfolgt. Für die Ankopplung an die Zentraleinheit
sind sogenannte Steuersignalkabel zuständig, die sämtliche benötigten Leiter zusammenfassen.
Die mehradrigen Steuersignalkabel sind im allgemeinen mit entsprechenden
Kontakteinheiten, bestehend aus Kabelsteckern und Kabeldosen, zum
Anschluß an
die Bauelemente ausgerüstet.
Die Verbindung über
Kontakteinheiten kann bei dem notwendigen Einsatz unterschiedlicher
Bauelemente vielgestaltig sein.
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Zur
Beherrschung dieser vielgestaltigen Anschlußmöglichkeiten beschreibt die
DE 296 08 532 U1 eine
Kontakteinrichtung für
Mehrwege-Magnetventile mit einem Elektromagneten und Kontaktstiften.
Ventile in Druckmittelleitungen werden über elektromagnetische Aktoren
angesteuert. Die elektromagnetischen Aktoren sind Magnetspulen,
die auf die Ventile über
Stößel einwirken
und diese entsprechend der Schaltung der Druckmittelleitungen betätigen. Je
nach dem Hub- und Kraftaufwand, welche die Magnetspulen bewerkstelligen
müssen,
kommen oftmals unterschiedliche Magnetspulen zum Einsatz. Durch
die Verwendung verschiedenartiger Magnetspulen sind auch unterschiedliche
Kontaktelemente, insbesondere in ihren Abmessungen zu berücksichtigen.
Die Magnetspulen der Elektromagnete werden über eine sogenannte Kontaktbrücke angeschlossen.
Die abweichenden geometrischen Abmessungen der Kontakte der verschiedenen
Magnetspulen sind mit den Kontaktelementen der vereinheitlichten Kontaktbrücke über einen
Anschlußadapter
verbunden. Jedoch bleibt der Separatanschluß der einzelnen Magnetspulen
bestehen. Der gleichzeitige Einsatz von mehreren Magnetventilen
wird nicht aufgezeigt.
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Aus
der
DE 32 20 658 A1 ist
ein Adapter zum Anschließen
von Steuerautomaten für
Heizanlagen bekannt, bei dem der Lagerhaltungsaufwand bei Verwendung
einer Vielzahl von verschiedenen Steuerautomaten gesenkt werden
soll. Hierfür
ist der Adapter an seinem aggregateseitigen Ende mit zueinander
beweglichen Anschlußenden
eines mehradrigen Kabels ausgebildet. Dabei kann der Anschluß der Steuerautomaten
durch einen über
ein Kabel angeschlossenen Stecksockel erfolgen. Die Anschlußenden können auch
mit isolierendem Griffteil versehene Steckerstifte oder Stecklaschen
aufweisen, die zur Kontaktierung verwendet werden. Jeder Kontakt
ist einzeln zu setzen, eine Konfektionierung des Anschlußsystems
in der Gesamtheit aller Kontakte ist nicht möglich. Der beschriebene Adapter
ist ebenfalls nur für
den Einsatz eines Steuerautomaten mit unterschiedlicher Anschlußtechnik
geeignet. Die gleichzeitige Inbetriebnahme von mehreren Steuerautomaten
ist nicht dargelegt.
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Bei
dem Einsatz einer Vielzahl von Aktoren und Sensoren, die angesteuert,
werden müssen,
ist es bekannt, jeden Aktor und/oder Sensor einzeln von einer Zentraleinheit über ein
Steuersignalkabel zu versorgen; auch wenn sie räumlich nah beieinander liegen.
Das bedeutet, dass oft große
Kabelstränge über längere Strecken
geführt
werden müssen
und der Bedarf an Steuersignalkabeln sehr groß ist. Neben dem großen Kabelverbrauch
nach diesem bekannten System bedingt dies aber auch eine zeitaufwendige
und komplizierte Fehlersuche.
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Die
US 4,971,576 beschreibt
ein modulares Kabelsystem zum Anschluss von wenigstens zwei Heizelementen.
Ein primäres
Kabel ist an einem ersten Heizelement mit einer Adaptersteckereinheit
verbunden, welche wiederum mit dem ersten Heizelement verbunden
ist. Ausgehend von der adapterartigen Steckereinheit verläuft ein
Verteilkabel zu einem weiteren Heizelement.
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Die
DE 40 40 610 C1 beschreibt
eine Verkabelungsanordnung für
Aktoren, also elektrisch bzw. elektromagnetisch steuerbare Stellglieder
wie Wegeventile. Der Anschluß dieser
Aktoren erfolgt von einem zentralen Steuer- oder Schaltschrank über ein mehradriges
Hauptkabel, Verteilkabel und mehrpolige Stecker-Kontakteinheiten.
Das Hauptkabel enthält die
Anzahl der Steuerleiter, die dem Anschluß der Aktoren entspricht, einen
gemeinsamen Masseleiter und einen gemeinsamen Schutzleiter.
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Das
Hauptkabel wird zu dem ersten Aktor geführt, wo über eine dreipolige Steckereinheit
für den
Steuer-, Masse- und Schutzkontakt der erste Aktor angeschlossen
ist und die übrigen
Steuerleiter sowie die gemeinsamen Masse- und Schutzleiter sind über ein
Verteilkabel zu den anderen Aktoren weitergeführt, wo entsprechende Steckereinheiten
den Anschluß der
Aktoren mit dem zugeordneten Steuerleiter und den gemeinsamen Masse-
und Schutzleiter sicherstellen. Die Verkabelung erfolgt von der
ersten Kontakteinheit aus entweder sternförmig oder kaskadenförmig zu
den übrigen
Kontakteinheiten, wobei die Kontakteinheiten anzuschließenden Aktoren
zuzuordnen sind. Eine adapterartige Steckereinheit stellt eine elektrische
Verbindung zwischen dem Hauptkabel und dem Verteilkabel her, wobei
gleichzeitig über
Steckkontakte die erste mehrpolige Kontakteinheit angeschlossen
ist. Masse- und Schutzleiter werden zur gemeinsamen Nutzung durchverbunden.
Die bekannte Verkabelungsanordnung spart zwar eine Vielzahl von
Steuersignalkabeln für
den sonst notwendigen Einzelanschluß der Aktoren ein, jedoch werden
für die
Verteilung komplizierte Steckereinheiten mit unterschiedlichem Aufbau
benötigt. Für den Verteilknotenpunkt
kommt eine adapterartige Steckereinheit zum Einsatz, die einen Kabelstecker und
eine Kabeldose in sich vereint und zusätzlich ist das Verteilkabel
angeschlossen. Diese Baueinheiten sind aufwendig herstellbar. Durch
die hohe Anzahl von Steckkontakten besteht die Gefahr, daß durch Korrosion
Kontaktierungsfehler auftreten. Die Verkabelungsanordnung ist gerade
unter dem rauhen Produktionsbetrieb störanfällig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektroanschluß für mehrere
steuerbare Bauelemente zu schaffen, der eine übersichtliche und eine sichere
Kontaktierung herstellt und die Anzahl der Steckkontakte auf ein
Minimum reduziert.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Elektroanschluß für mehrere
steuerbare Bauelemente, wie Aktoren oder Sensoren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Aus- und Weiterentwicklungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
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Die
Erfindung beruht darauf, daß das
von einer Zentraleinheit kommende Zuleitungskabel direkt an ein
Bauelement angeschlossen ist und innerhalb des Bauelementes in einem
im Gehäuse
integrierten Aufsatzteil erfolgt die weitere Verteilung der Strom-/Spannungsversorgung
zu weiteren Bauelementen, d.h. die Bauelemente sind untereinander verkabelt.
Mit diesem adapterartigen Elektroanschluß befinden sich die einzelnen
Verteilknotenpunkte innerhalb des Bauelementes. Die bisher kompliziert
aufgebaute adapterartige Steckereinheit wird nicht benötigt. Es
wird für
jeden Verteilknoten mindestens eine Steckereinheit eingespart. Durch
diese Verlagerung des Verteilknotenpunktes in das Gehäuse des
Bauelementes ist eine zuverlässige
Kontaktierung des Knotenpunktes erreichbar. Damit eignet sich dieses erfindungsgemäße Anschlußsystem
besonders für
einen robusten Produktionsbetrieb. Die vorzugsweise verwendeten
Kabelstecker und Kabeldosen besitzen runde Stifte und Buchsen, so
dass eine gute Kontaktierung gewährleistet
wird. Die vorzugsweise verwendete metrische Rändelverschraubung der Steckkupplungselemente
sichert einen umfangreichen Schutz der Kontakte vor Schmutz und Korrosion.
Vorzugsweise sind die Kabeleingänge
sowie die Einsätze
für Stecker
und Dosen sind in dem Aufsatzteil des Gehäuses mittels Anspritztechnik
besonders abgedichtet. Damit erhöht
sich die Zuverlässigkeit
des erfindungsgemäßen Anschlusses.
Darüber
hinaus besteht die Möglichkeit,
dass Leuchtdioden jedem Bauelement, wie Aktor und/oder Sensor zugeordnet
werden. So sind Fehler schnell zu analysieren, da eine Anzeige der
Eigenversorgung des Bauelementes, aber auch Rückinformationen über den
Schaltvorgang erfaßbar
sind. Ebenso ist es vorteilhaft, dass die kabelsparende gemeinsame
Nutzung von Leitern, wie z. B. Masse- und Schutzleitern in Kontakt-Durchverbund
Anwendung findet.
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Die
Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die
zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1 einen
Magnetventiladapter
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2 eine
schematische Darstellung eines Magnetventils.
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3 die
Anordnung einer Leuchtdiode
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Magnetventile
A, B werden häufig
in einem vergleichsweise geringen Abstand paarweise eingesetzt.
In einem Gehäuse 1, 13 sind
eine Spule 20 mit Magnetfeldverstärker 21 und Eisenkern 22 eingesetzt,
wobei in einer stirnseitigen Verschlußplatte 4 mit Befestigungsschraube 14 über Rundlochbohrung 2 für den Eisenkern,
Rundlochbohrung 3 und Rändelmutter 15 eine
Fixierung des Eisenkernes 22 erfolgt. Beide Magnetventile
erhalten nur einen Ansteuerungsanschluß über das Magnetventil A. In
den angespritzten Aufsatzteilen 5, 16 und 19 werden
die Anschlüsse
und die Verteilung vorgenommen. In dem Aufgsatzteil 5 ist
ein Rundstecker 6 mit vier Stiften 7 eingespritzt.
Das Magnetventil A ist über
den Steuersignalleiter 8, den Schutzleiter 9 und
den Leiter mit Minuspol 10 angeschlossen. Die Kontakte
der Leiter 9 und 10 dienen gleichzeitig zur Spannungsversorgung
des Magnetventils B über
das dreiadrige Verteilkabel 12 mit den Leitern 9, 10 und 11,
wobei der Steuersignalleiter 11 für das Magnetventil B durchgehend
geschaltet ist. Das Magnetventil B wird durch Festanschluß angesteuert.
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Das
Verteilkabel 12 ist mit Aufsatzteil 16 angespritzt.
In diesem Anschlußsystem werden
2 Steckkontaktstellen eingespart.
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Als
Alternative ist der Steckkontaktanschluß des Magnetventils B nach 2 zu
sehen. In das angespritzte Aufsatzteil 19 ist die M12-Buchse 23 mit Kontaktstiften
für die
Leiter 9, 10, 11 eingesetzt und über ein
geeignetes Anschlußteil,
wie Kabelbuchse 18, erfolgt die Kontaktierung.
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In 3 ist
die Anordnung einer Leuchtdiode 17 am Aufsatzteil 16 zu
erkennen.
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Der
Magnetventiladapter ist über
den Rundstecker 6 mit M12-Gewinde und der zugeordneten Kabeldose
S mit M12-Rändelverschraubung
und dem Zuleitungskabel K mit der Zentraleinheit verbunden.
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Eine
zeitsparende und einfache Montage von Magnetventilen ist durch Vorinstallation
der Elektrik durchsetzbar.
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- 1
- Gehäuse Magnetventil
A
- 2
- Rundlochbohrung
für Eisenkern
- 3
- Rundlochbohrung
für Fixierung
- 4
- Verschlußplatte
- 5
- Aufsatzteil
- 6
- Rundstecker
- 7
- Stifte
- 8
- Steuersignalleiter
für Magnetventil
A
- 9
- Schutzleiter
- 10
- Leiter
mit Minuspol
- 11
- Steuersignalleiter
für Magnetventil
B
- 12
- Verteilkabel
- 13
- Gehäuse Magnetventil
B
- 14
- Befestigungsschraube
- 15
- Rändelmutter
- 16
- Aufsatzteil
- 17
- Leuchtdiode
- 18
- Kabelbuchse
- 19
- Aufsatzteil
- 20
- Spule
- 21
- Magnetfeldverstärker
- 22
- Eisenkern
- 23
- M12-Buchse
- A,
B
- Magnetventil
- K
- Zuleitungskabel
- S
- Kabeldose