DE4206073A1 - Grundeinheit fuer eine steuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Grundeinheit für eine Steuerung und eine Steuerung mit einer Vielzahl von Grund­ einheiten zur Aufnahme von Modulen, denen jeweils eine be­ stimmte Funktion zugeordnet ist.

Eine bekannte Steuerungsgrundeinheit zur Aufnahme von Modu­ len mit bestimmten Funktionen, beispielsweise als Stromver­ sorgung, als Zentraleinheit, als Eingabe/Ausgabe-Module zur Verwendung in einer programmierbaren Steuerung ist in Fig. 8 perspektivisch dargestellt. Fig. 9 zeigt einen Schnitt in der Ebene 9-9 aus Fig. 8 und Fig. 10 eine Schnittansicht des mit E bezeichneten Teils in Fig. 8.

Die in Fig. 8, 9 und 10 gezeigte Grundeinheit 25 weist ein Chassis 26 und eine gedruckte Leiterplatte 27 auf. Bei dem Chassis 26 handelt es sich um eine rechteckige Stahlplatte mit einer Ausnehmung, in der die Leiterplatte 27 aufgenom­ men wird, wie Fig. 9 zeigt, wobei an den vier Ecken des Chassis Löcher 8 zum Anbringen der Leiterplatte vorgesehen sind. Die Leiterplatte 27 hat einen externen Verbinder 18 zum Anschluß der Grundeinheit 25 an eine später noch näher zu beschreibende Erweiterungsgrundeinheit 30. Die Leiter­ platte 27 ist in einer Ausnehmung des Chassis 26 aufgenom­ men, wie Fig. 8 zeigt. Chassis 26 und Leiterplatte 27 sind mit Montageschrauben 7 aneinander befestigt, wie Fig. 10 zeigt. Um das Chassis 26 fest mit der Leiterplatte 27 zu verbinden, sind mehrere Montageschrauben 7 erforderlich.

In Fig. 11 ist ein bekanntes Modul 28 perspektivisch darge­ stellt, an dem nach DIN-Normen eine Nut 9 ausgebildet ist, um das Modul an einer Schiene gemäß DIN-Normen anbringen zu können. Das Modul besteht aus einem nichtleitfähigen Werk­ stoff, der für die inneren Schaltkreiskomponenten auf einer Steuerungsgrundeinheit Schutz bietet und eine nichtleit­ fähige Verbindung des Moduls mit der DIN-Schiene erlaubt. Am Modul 28 sind Haken 29 vorgesehen, mit deren Hilfe das Modul auf die DIN-Schiene aufsetzbar und von ihr abnehmbar ist, wobei jeder Haken eine einzige Eingriffsstelle mit der Schiene bildet. Im Modul 28 vorgesehene Schraublöcher 28B erlauben es, das Modul wahlweise auf einer Platte anzubrin­ gen. Das Modul 28 stellt eine Verbesserung gegenüber der in Fig. 8 gezeigten Grundeinheit dar, die wegen der sonst er­ forderlichen Bearbeitungskosten für die Grundeinheit 26 keine Möglichkeit zum Anbringen an einer Schiene bietet und bei der ein leitfähiger Kontakt zwischen der Grundeinheit 26 und einer DIN-Schiene entstehen würde. Die Grundeinheit 25 würde in das Modul 28 eingebaut, um die gewünschten Steuerungsfunktionen zu erzielen.

In dem in der Ebene 12-12 in Fig. 11 gelegten Schnitt gemäß Fig. 12 ist ein Werkzeug 13 gezeigt, dessen Spitze am rech­ ten Ende eines Hakens 29 eingreift, an dem eine abgestufte Ausnehmung vorgesehen ist. Das Werkzeug 13 kann sich nicht durch den Haken 29 erstrecken, kann aber, wie in der Zeich­ nung durch Pfeile angedeutet, seitlich bewegt werden, wobei die Ecke 28A des Moduls 28 als Stütze dient. Das Modul 28 ist von hier nicht gezeigten Federn gegen die DIN-Schiene, das heißt nach links, angedrückt. Das Modul 28 wird von der DIN-Schiene freigegeben, wenn der Haken 29 mittels des Werkzeugs 13 nach rechts bewegt wird, und wird in seiner ursprünglichen Lage befestigt, wenn das Werkzeug 13 den Haken 29 freigibt.

Fig. 13, 14 und 15 zeigen Beispiele von Anordnungen der Grundeinheit 25 sowie einer Erweiterungsgrundeinheit 30, die kein unabhängiges Modul für die Stromversorgung hat. Fig. 13 ist ein vertikales Einbaudiagramm, Fig. 14 ist ein horizontales Einbaudiagramm, und Fig. 15 zeigt eine Anord­ nung, bei der horizontale und vertikale Einbauten gemischt sind. In den Figuren bezeichnet "PW" ein herkömmliches Stromversorgungs-Modul, "CPU" ein herkömmliches Zentral­ einheit-Modul, "I/O" ein herkömmliches E/A-Modul und 23 und 31 herkömmliche Versorgungs/Signal-Kabel.

Wie Fig. 13 zeigt, weist nur die gedruckte Leiterplatte 27 ein "PW"-Modul und ein "CPU"-Modul auf, während solche Mo­ dule an der Erweiterungsgrundeinheit 30 nicht vorhanden sind. Das Stromversorgungsmodul der Leiterplatte 27 ver­ sorgt 0 V und 5 V Stromversorgungsleitungsmuster, und die Zentraleinheit stellt Verbindungen zu Signalleitungsmustern her. Die Versorgungs- und Signalleitungen erstrecken sich auf der Leiterplatte 27 zu einem E/A-Modul und einem ex­ ternen Verbinder 18, der zum Anschluß an das Kabel 23 dient.

Die Erweiterungsgrundeinheit 30 hat weder "PW"- noch "CPU"- Module, sondern nur "I/O"-Module mit Eingabe/Ausgabeverbindern und externen Verbindern 21A und 21B. Herkömmlicherweise sind die beiden externen Verbinder 21A und 21B der Erweiterungsgrundeinheit 30 an einer Seite der Einheit angeordnet, wie gezeigt. Wie bei der Grundeinheit 25 hat die Erweiterungsgrundeinheit 30 ähnliche Versor­ gungs- und Signalleitungsmuster, die zwischen ihren Verbin­ dern 21A, 21B und Eingabe/Ausgabe-Verbindern verlaufen.

Die Grundeinheit 25 und die Erweiterungsgrundeinheit 30 sind mittels eines Kabels 23 verbunden, welches vom exter­ nen Verbinder 18 zum externen Verbinder 21A verläuft.

Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel der horizontalen An­ ordnung der Grundeinheit 25 und der Erweiterungsgrundein­ heit 30, die beide mittels eines Kabels 31 verbunden sind, welches von einem externen Verbinder 18 zum Verbinder 21A verläuft.

Fig. 15 zeigt ein Beispiel, bei dem Erweiterungsgrundein­ heiten 30 sowohl horizontal als auch vertikal eingebaut sind. Eine Grundeinheit 25 und eine erste von mehreren Er­ weiterungsgrundeinheiten 30 sind mittels eines Kabels 31 verbunden, welches vom externen Verbinder 18 zum externen Verbinder 21A verläuft. Erweiterungsgrundeinheiten 30 kön­ nen miteinander mittels eines Kabels 31 verbunden werden, welches von einem externen Verbinder 21B zum externen Ver­ binder 21A der nächsten horizontalen Erweiterungsgrundein­ heit verläuft. Eine vertikale Verbindung kann mittels eines langen Kabels 31A oder eines kurzen Kabels 23 vom Verbinder 21B einer Einheit zum Verbinder 21A einer anderen Einheit erfolgen.

Der vorstehend beschriebene bekannte Stand der Technik hat folgende Nachteile:

• 1.) Das Chassis 26 besteht aus Stahlblech und hat nur eine begrenzte Genauigkeit hinsichtlich seiner Gestalt, Abmes­ sungen usw.
• 2.) Die Grundeinheit 25 ist allein zum Anbringen an einer Platte geeignet und kann nicht gleichzeitig entweder an einer Platte oder einer DIN-Schiene angebracht werden, weil das Chassis 26 aus Stahlblech besteht. Ein Anbringen an einer DIN-Schiene ist nur mit Hilfe eines DIN-Normen ent­ sprechenden Moduls 28 möglich.
• 3.) Ein DIN-Modul 28 kann mehr als zwei Haken 29 zur siche­ ren aber lösbaren Anbringung an der DIN-Schiene benötigen. Wenn aber mehr Haken hinzugefügt werden, wird es außer­ ordentlich schwierig, diese Vielzahl von Haken 29 bequem zu entriegeln.
• 4.) Der Ein- und Ausbau der Leiterplatte 27 an und von der Grundeinheit 25 erfordern eine ziemlich große Anzahl von Schritten, weil viele Einbauschrauben 7 vorgesehen sind.
• 5.) Für die in der Erweiterungsgrundeinheit 30 eingebauten I/O-Module, die mit Energie vom Modul der Grundeinheit 25 versorgt werden, kommt es zu einem Spannungsabfall (Kabelwiderstand×Stromstärke der Ströme, die von den I/O-Mo­ dulen einer Erweiterungsgrundeinheit 30 verbraucht wer­ den) über die Länge des Kabels 31, welche bei der horizon­ talen Anordnung erhebliche Abmessungen hat. Dieser Span­ nungsabfall kann nicht außer acht gelassen werden und ver­ hindert die Benutzung von I/O-Modulen mit großem Stromver­ brauch in der Erweiterungsgrundeinheit 30.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nach­ teile des Standes der Technik eine Steuerungsgrundeinheit zu schaffen, die sowohl an einer Platte als auch an einer DIN-Schiene leicht anbringbar und von ihnen ebenso leicht wieder abnehmbar ist.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine gedruckte Leiterplatte und ein Chassis so konstruiert werden können, daß sie leicht zusammenzusetzen sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, Erweite­ rungsgrundeinheiten so konstruieren zu können, daß sie leicht durch ein verhältnismäßig kurzes Kabel miteinander verbindbar sind.

Die Grundeinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist gegen Verwerfen und Verbiegen beständig und erleidet bei Temperaturschwankungen keine Formänderungen und bildet auch keine Risse. Die Grundeinheit weist ein Chassis und einen Formboden zum Halten des Chassis auf, durch das Chassis erstrecken sich Öffnungen, die den Form­ boden integral am Chassis festhalten, und der Formboden hat in Querrichtung verlaufende Spannungsschlitze, die den Boden in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilen.

Die Grundeinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sowohl an einer Platte als auch an einer DIN-Schiene angebracht werden. In der Rückseite des Form­ bodens ist eine Nut zur Aufnahme der DIN-Schiene ausgebil­ det, und es sind Haken zum Einbau und Ausbau an DIN-Schie­ nen vorgesehen, mit denen die Grundeinheit lösbar an der DIN-Schiene angebracht werden kann. Dabei pressen elasti­ sche Mittel die Haken verschiebbar gegen die DIN-Schiene.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist die Grundeinheit auf die DIN-Schiene frei aufsetzbar und von dieser abnehm­ bar. In der Nähe eines Vorsprungs, der von der Seitenfläche des Formbodens nach außen ragt, ist ein Durchgangsloch für ein Werkzeug ausgebildet. Der Vorsprung ist dabei an einer Vielzahl von Haken angebracht. Der Vorsprung dient dazu, die vielen Haken zugleich gegen die elastische Kraft von elastischen Mitteln von der DIN-Schiene wegzuziehen, die die Haken gegen die Schiene pressen.

Die Grundeinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel erlaubt das Anbringen einer gedruckten Leiterplatte am Formboden mit einer verhältnismäßig kleinen Anzahl von Schrauben. Laschen, die an der Leiterplatte vorgesehenen Ausschnitten entsprechen, sind längs des Umfanges einer Ausnehmung ausgebildet, die in der Stirnfläche des Form­ bodens vorgesehen ist und die Leiterplatte aufnimmt. Zwi­ schen den Laschen und der Oberfläche der Leiterplatte ist Spielraum vorgesehen, der es ermöglicht, die Leiterplatte seitlich zu verschieben und durch Kraftaufbringung zu befe­ stigen. Gemäß einer Alternative können die Laschen auch an der Leiterplatte und die Ausschnitte am Boden vorgesehen sein, oder es können Kombinationen dieser beiden Konstruk­ tionen benutzt werden.

Die Grundeinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung ermöglicht die Verwendung kürzerer Kabel zum Verbinden mit weiteren Grundeinheiten, gleichgültig ob diese an horizontaler und/oder vertikaler Stelle angeordnet sind. Hierzu sind zum Verbinden mit den Versorgungs- und Signalleitungsmustern auf der Leiterplatte zwei externe Verbinder vorgesehen, und zwar jeweils in der Nähe von einem der gegenüberliegenden Enden der Oberfläche der Lei­ terplatte, die an der Stirnseite des Formbodens angebracht ist.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Grundeinheit gemäß allen Ausführungsbeispielen der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene 2-2 gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Haken, der in Fig. 2 zu sehen ist und zum Einbau an und Abbau von einer DIN-Schiene vorge­ sehen ist;

Fig. 4 eine Detailansicht des in Fig. 2 mit C bezeichne­ ten Abschnitts;

Fig. 5 eine Detailansicht des in Fig. 1 mit B bezeichne­ ten Abschnitts;

Fig. 6 eine Anordnung von Kabeln bei der vertikalen Aus­ richtung der Grundeinheit und einer Erweiterungs­ grundeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7A eine Kabelverbindung bei der horizontalen Anord­ nung der Grundeinheit und der Erweiterungsgrund­ einheit gemäß einen Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 7B eine Kabelverbindung, bei der Erweiterungsgrund­ einheiten horizontal und vertikal eingebaut sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Grundeinheit;

Fig. 9 einen Schnitt in der Ebene 9-9 in Fig. 8;

Fig. 10 eine Detailansicht des in Fig. 8 mit E bezeichne­ ten Abschnitts;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Moduls;

Fig. 12 einen Schnitt in der Ebene 12-12 in Fig. 10;

Fig. 13 eine Kabelverbindung bei vertikaler Anordnung der Grundeinheit und einer Erweiterungsgrundeinheit gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 14 eine Kabelverbindung bei horizontaler Anordnung der Grundeinheit und der Erweiterungsgrundeinheit gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 15 eine Kabelverbindung beim Stand der Technik, bei dem Erweiterungsgrundeinheiten sowohl horizontal als auch vertikal eingebaut sind.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand von Fig. 1 bis 5 näher beschrieben werden, in denen die für den Stand der Technik benutzten Bezugszeichen ähnliche oder entsprechende Teile bezeichnen.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Grundeinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und zeigt eine Grundeinheit 1, einen Formboden 3, der mit Schlitzen 5 versehen ist sowie Löcher 6 zum Anbringen an einer Platte aufweist und eine Schraube 7 zur Befestigung einer später noch zu beschreibenden gedruckten Leiterplatte 15 am Formboden 3. Eine Nut 9 ist vorgesehen zum Aufsetzen auf eine später noch im einzelnen zu beschreibende DIN- Schiene 10, an der die Grundeinheit 1 mit einer Hakenanord­ nung 11 befestigt wird. Der Formboden 3 hat Laschen 16 zum Befestigen der Leiterplatte 15, und die Leiterplatte 15 ist mit Ausschnitten 17 entsprechend den Laschen 16 versehen. Verbinder 18 und 19 dienen zum Anschluß an eine getrennt vorgesehene Erweiterungsgrundeinheit 20.

Fig. 2 ist ein Schnitt in der Ebene 2-2 in Fig. 1 und zeigt ein Chassis 2, welches mit dem Formboden 3 bedeckt ist, wobei das Chassis 2 Löcher 4 zur konstruktiven Verbindung zwischen dem Chassis 2 und dem Formboden 3 hat. Löcher 8 dienen zur Befestigung an einer Platte, mit 10 ist wiederum die DIN-Schiene bezeichnet. An der Hakenanordnung 11 ist ein Federdraht 12 befestigt, und die Hakenanordnung 11 hat ein durchgehendes Loch 14. Das Chassis 2 besteht vorzugs­ weise aus einem rechteckigen Blech, welches an mehreren Stellen abgebogen und mit dem Formboden 3 bedeckt ist.

Die Löcher 4 im Chassis 2 liegen an verschiedenen, verteil­ ten Stellen zum Vereinigen mit der Form. Der Formboden 3 und das Chassis 2 werden integral geformt, wobei das Chassis 2 vom Material des Formbodens umgeben und durch die Löcher 4 fest mit ihm verbunden wird. Der Formboden kann aus einem nichtleitfähigen Kunststoff, Epoxy- oder ähn­ lichem Material hergestellt sein, welches einen höheren Wärmedehnungskoeffizienten hat als Stahl oder ein sonsti­ ger, für das Chassis gewählter Werkstoff.

Da der Formboden 3 einen höheren Wärmedehnungskoeffizienten hat als das Chassis 2, hat er, wie Fig. 1 zeigt, einen oder mehrere in Querrichtung verlaufende Schlitze 5, die bis zum Chassis durchgehen können. Diese Schlitze dienen als Trenn­ fugen, die den Formboden 3 in eine Vielzahl von Bereichen unterteilen und dadurch verhindern, daß es zu unerwünschten Gestalt- und Dimensionsänderungen der Grundeinheit 1 auf­ grund von Temperaturschwankungen an den integrierten Werk­ stoffen des Bodens und Chassis kommt.

Das Loch 6 zum Anbringen an einer Platte an den vier Ecken der Grundeinheit 1 entspricht der Außengestalt eines Schraubenkopfes, und das Loch 8 entspricht dem Durchmesser der Schraube. Das Chassis 2 ist vom Formboden 3 abgestützt, um eine Verwindung aufgrund des Drucks beim Anziehen der Schraube im hinteren Umfang der Löcher 8 im Chassis 2 zu verhindern. In ähnlicher Weise bietet das Chassis 2 eine Abstützung für die Grenzfläche zwischen dem Grundmaterial und dem Material der DIN-Schiene.

Fig. 3 zeigt im einzelnen die Hakenanordnung 11 von der Rückseite des Formbodens 3 gesehen. In Fig. 3 ist ein Befe­ stigungsbereich 3A für den Federdraht 12 an der Rückseite des Formbodens 3 zu sehen. Für die Hakenanordnung 11 sind in der Rückseite des Formbodens 3 Gleitnuten 3C vorgesehen. Mit dem Federdraht 12 tritt die Hakenanordnung 11 an Ein­ griffsstellen 11A in Eingriff. Wie aus der Figur zu entneh­ men ist, drückt der Federdraht 12 die Hakenanordnung 11 an den Eingriffsstellen 11A an die DIN-Schiene 10.

Die Rückseite des Formbodens 3 ist, wie Fig. 3 zeigt, mit einer U-förmigen Nut 9 zum Aufsetzen auf die DIN-Schiene 10 versehen. Die Nut 9 weist einen in den Formboden 3 einge­ bauten Riegel 9A auf, der sich oben an die DIN-Schiene 10 anhängt. Mit dem Boden der DIN-Schiene treten zwei oder mehr Haken 11B in Eingriff, die in senkrechter Richtung durch die Kraft des Federdrahtes 12 zwischen einer Ein­ griffsstellung und einer gelösten Stellung bewegbar sind und den Formboden sicher auf der Schiene halten.

In Fig. 4 sind das mit C bezeichnete Detail aus Fig. 2 zu sehen und ein Werkzeug 13 gezeigt, welches in das durch­ gehende Loch 14 der Hakenanordnung 11 eingesetzt ist, um auf den Federdraht 12 eine Kraft auszuüben.

Das Loch 14, durch das die Spitze des Werkzeugs ragt, ist im Boden der Hakenanordnung 11 gemäß Fig. 2 ausgebildet. Wie Fig. 4 zeigt, wird das Werkzeug 13 in das durchgehende Loch 14 eingesetzt und dabei die Ecke des Formbodens 3 als Stütze benutzt. Beim weiteren Einschieben des Werkzeugs 13 wird die Hakenanordnung 11 in der Figur nach unten bewegt und die Vielzahl Haken 11B von der DIN-Schiene 10 freigege­ ben. Wenn diese Stellung erreicht ist, ist die Belastung des vom Haken 11 vorspringenden Teils natürlich nach unten gerichtet. Wenn diese Belastung größer wird als die Bela­ stung des Formbodens 3 an der Stützecke, kann das Werkzeug 13 an Ort und Stelle gehalten werden.

In Fig. 5 ist der Ausschnitt B aus Fig. 1 im Schnitt ge­ zeigt. Die Leiterplatte 15 gemäß Fig. 1 hat eine Vielzahl von Ausschnitten 17 an bestimmten Stellen. Im Formboden 3 sind eine rechteckige Ausnehmung zur Aufnahme der Leiter­ platte 15 ebenso vorgesehen wie Laschen 16 an den Aus­ schnitten 17 der Leiterplatte 15 entsprechenden Stellen.

Wie im Abschnitt B der Fig. 1 zu erkennen ist, wird die Leiterplatte 15 von oben eingebaut, wobei die Laschen 13 des Formbodens mit den Ausschnitten 17 ausgerichtet und zu­ sammengesetzt werden und die Platte dann seitlich verscho­ ben wird. Fig. 5 zeigt die fertig eingebaute Leiterplatte, wobei der Ausschnitt 17 der Leiterplatte 15 gegenüber der Lasche 16 nach links versetzt ist, während das rechte Ende der Lasche 16 einen Teil der Leiterplatte 15 überlappt, so daß die Lasche 16 verhindert, daß die Leiterplatte 15 sich in Richtung nach oben löst. Die in Fig. 1 vorgesehene, einzige Schraube 7 für den Einbau dient zum Festlegen der Leiterplatte 15, um deren seitliche Bewegung zu verhindern. Als Alternative können die Laschen auch an der Leiterplatte vorgesehen sein und mit entsprechenden Ausschnitten in der Form zusammenwirken, oder es können Kombinationen von bei­ dem vorgesehen sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand von Fig. 6, 7A und 7B beschrieben werden. Fig. 6 zeigt die vertikale Anordnung einer Grundeinheit 1 und einer Erweite­ rungsgrundeinheit 20 ohne Stromversorgungsmodul. Die Ein­ heiten sind durch ein Kabel 23 (Signal- und Stromversor­ gungskabel) und ein Kabel 32 (Stromversorgungskabel) ver­ bunden, die sich von externen, an entgegengesetzten Enden der Grundeinheit 1 vorgesehenen Verbindern 18 und 19 er­ strecken. An der Erweiterungsgrundeinheit 20 sind zwei der Erweiterung dienende Verbinder 21A und 21B an einem Ende und ein der Erweiterung dienender Verbinder 22 am entgegen­ gesetzten Ende vorgesehen. Fig. 7A zeigt eine horizontale Anordnung der beiden Grundeinheiten 1 und 20, wobei ein Kabel 24 (Signal- und Stromversorgungskabel) diese über externe Verbinder 19 und 21A verbindet. Fig. 7B zeigt eine Anordnung, bei der horizontale und vertikale Einbauten ge­ mischt sind. Die einzelnen Einheiten sind in vertikaler Ausrichtung durch Kabel 23 (Signal- und Stromversorgungs­ kabel) und in horizontaler Ausrichtung durch ein Kabel 24 (Signal- und Stromversorgungskabel) verbunden.

Wie Fig. 6 zeigt, hat die Leiterplatte 15 am linken Ende einen Verbinder 18 zum Anschluß an die Erweiterungsgrund­ einheit 20 und am rechten Ende einen Verbinder 19, wobei die Verbinder durch die Muster von 0 V und 5 V Stromversor­ gungsleitungen und die Signalleitungen untereinander ver­ bunden sind. Wie die Grundeinheit 1 hat auch die Erweite­ rungsgrundeinheit 20 ohne eigenes Stromversorgungsmodul ähnliche Versorgungs- und Signalleitungen, die die externen Verbinder 21A und 21B an der linken Seite und einen Verbin­ der 22 an der rechten Seite miteinander in Verbindung brin­ gen.

Zwischen der Grundeinheit 1 und der Erweiterungsgrundein­ heit 20 sind die Stromversorgungs- und Signalleitungen durch das Kabel 23 vom Verbinder 18 zum Verbinder 21A ver­ bunden. Vom Verbinder 19 zum Verbinder 22 sind allein die Stromversorgungsleitungen durch das Kabel 32 verbunden.

Fig. 7A zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Grund­ einheit 1 und die Erweiterungsgrundeinheit 20 horizontal angeordnet und durch das Kabel 24 vom Verbinder 19 zum Ver­ binder 21A verbunden sind.

Fig. 7B zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem Erweite­ rungsgrundeinheiten 20 sowohl horizontal als auch vertikal eingebaut sind. Beim horizontalen Einbau sind die Grundein­ heit 1 und die Erweiterungsgrundeinheit 20A durch das Kabel 24 vom Verbinder 19 zum Verbinder 21A miteinander verbun­ den, während die Erweiterungsgrundeinheiten 20A und 20B miteinander durch das Kabel 24 vom Verbinder 22 zum Verbin­ der 21A verbunden sind. Alle Kabellängen sind hierbei ver­ hältnismäßig kurz und reichen nur vom rechten Ende einer Einheit zum linken Ende der anderen Einheit.

Ähnlich ist beim vertikalen Einbau eine Grundeinheit 1 mit einer Erweiterungsgrundeinheit 20C mittels des Kabels 23 vom Verbinder 18 zum Verbinder 21A verbunden, während eine Erweiterungsgrundeinheit 20C mit einer Erweiterungsgrund­ einheit 20E durch ein Kabel 23 vom Verbinder 21B an der Einheit 20C zum Verbinder 21A an der Einheit 20E verbunden ist. Wie vorstehend beschrieben, ist eine horizontale Ver­ bindung zwischen den Grundeinheiten 20C und 20D herge­ stellt. Aus dieser Beschreibung geht klar hervor, daß die Konstruktion der Einheiten eine Verbindung mehrerer Einhei­ ten mit einem Minimum an Kabellänge in paralleler oder serieller Anordnung, nebeneinander oder übereinander usw. möglich macht.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeichnen sich durch folgendes aus:

• 1.) Das Chassis 2 hat Löcher 4 und ist integral verbunden mit dem Formboden 3, so daß die komplizierte Gestalt und Abmessungen für den Halterungsbereich der DIN-Schiene 10 leicht geformt werden können. Außerdem hat der Formboden 3 Schlitze 5, die ihn mechanisch in eine Vielzahl von Berei­ chen unterteilen, was verhindert, daß sich Risse und/oder Formänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen einstel­ len. Ferner ist im Formboden 3 ein Chassis 2 von großer Festigkeit aufgenommen, was die Beständigkeit gegen Verwer­ fen und/oder Verbiegen in Richtung der Breite oder in Quer­ richtung wesentlich verbessert. Es liegt auf der Hand, daß die den Formboden 3 unterteilenden Schlitze 5 Spalte sein können, die bis zum Kern reichen oder sich nur teilweise bis zum Chassis 2 erstrecken und dabei verhältnismäßig dünne Wände in Richtung der Dicke des Formbodens 3 hinter­ lassen.
• 2.) Im Gegensatz zu der herkömmlichen Grundeinheit, die An­ bringungslöcher allein zum Befestigen an einer Platte auf­ weist, hat die Rückseite des Formbodens 3 eine Nut 9 sowie Haken 11 zum Anbau an einer DIN-Schiene 10, so daß diese Grundeinheit 1 nicht nur an der DIN-Schiene 10, sondern auch an einer Platte angebracht werden kann, was die Ein­ baumöglichkeiten erweitert. Es sind keine teuren Modul­ konstruktionen und Deckel entsprechend DIN-Normen nötig.
• 3.) Jede Hakenanordnung 11 hat ein durchgehendes Loch 14 zur Aufnahme eines Werkzeugs 13, so daß die an der Grund­ einheit 1 vorgesehene Vielzahl von Haken 11B gleichzeitig mit dem Werkzeug 13 an der DIN-Schiene 10 befestigt oder von ihr gelöst werden kann, was ein leichtes Abnehmen der Grundeinheit 1 von der DIN-Schiene 10 ermöglicht.
• 4.) Statt des bekannten Befestigungssystems mittels Schrau­ ben ist ein Gleitsystem zum Anbringen und Abnehmen der Leiterplatte 15 an und vom Formboden 3 vorgesehen, was die Einbauzeit verkürzt und das Handhaben und Bedienen erleich­ tert.
• 5.) Die Parallelschaltung der Stromversorgungsleitungen zwischen der Grundeinheit 1 und der Erweiterungsgrundein­ heit 20 verringert den Spannungsabfall an den für die ver­ tikalen Verbindungen nötigen Verlängerungskabeln 23 und 32 im Vergleich zu dem beim Stand der Technik auftretenden Spannungsabfall. Ähnlich ist bei der in Fig. 7A gezeigten horizontalen Anordnung ein Kabel 24 vorgesehen, welches kurz ist und einen geringen Spannungsabfall hat im Ver­ gleich zum Kabel 31 beim Stand der Technik. Folglich kann die Erweiterungsgrundeinheit 20 mit I/O-Modulen arbeiten, die mehr Strom verbrauchen als im Fall der bekannten Erwei­ terungsgrundeinheit 30. Ähnliche Vorteile lassen sich bei Anordnungen nebeneinander erzielen.

Claims (16)

1. Steuerungsgrundeinheit mit einer gedruckten Leiterplatte von länglicher Abmessung, die mit Verbindungsleitungen zwi­ schen mindestens zwei entlang der Längserstreckung angeordne­ ten Verbindern bedruckt ist, um Steuerungsmodule, denen be­ stimmte Funktionen zugeordnet sind, integral aufzunehmen, gekennzeichnet durch

• - ein Chassis (2), welches ein erstes Material mit einem ersten Wärmedehnungskoeffizienten aufweist und eine ebene Oberfläche hat, in der eine Vielzahl von durchgehenden Löchern (4) ausgebildet ist, und
• - einen Formboden (3), der ein zweites Material aufweist, welches verformbar ist und einen anderen Wärmedehnungs­ koeffizienten hat als das erste Material, und der mit dem Chassis (2) durch Verteilung des zweiten Materials mindestens um einen Teil des Chassis und innerhalb der durchgehenden Löcher (4) integral geformt ist, wobei in dem Formboden (3) Schlitze (5) ausgebildet sind, die das Material des Bodens thermisch in eine Vielzahl von Segmenten unterteilen.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung an einer Tragschiene anbringbar ist und daß der Formboden (3) eine Schiene-Nut-Konstruktion zum lösbaren Zusammensetzen mit der Tragschiene aufweist.

3. Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (2) mindestens einem Teil der Nut (9) eine konstruktive Abstützung bietet.

4. Einheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene-Nut-Konstruktion eine unter Federspannung stehende Hakeneinrichtung aufweist, die eine Vielzahl von Haken zum lösbaren Anbringen des Bodens an der Schiene auf­ weist.

5. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formboden (3) in seiner Rückseite mit einer Nut (9) zum Einbau auf einer DIN-Schiene (10) versehen ist und eine Hakenanordnung (11) zum Anbringen und Abnehmen der Grundein­ heit (1) an der DIN-Schiene (10) aufweist, wobei die Hakenan­ ordnung (11) eine Vielzahl von Einbau/Abnahme-Haken (11B), elastische Mittel, die die Haken verschiebbar gegen die DIN- Schiene (10) pressen, sowie Gleitnuten (11B, 11C) aufweist, die die gleichzeitige Gleitbewegung der Haken führen.

6. Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Haken (11B) einen Vorsprung hat, der von der Seitenfläche des Formbodens (3) nach außen vorsteht,
und daß in der Nähe des Vorsprungs ein durchgehendes Loch (14) für ein Werkzeug (13) ausgebildet ist, um die Grundein­ heit entgegen der elastischen Kraft der die Haken gegen die DIN-Schiene pressenden elastischen Mittel von der DIN-Schiene (10) abzuziehen.

7. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die gedruckte Schaltung entlang der Längsabmessung minde­ stens eine Lascheneinrichtung und/oder eine Ausschnittsein­ richtung aufweist,
und daß der Formboden (3) in einer ersten ebenen Fläche mit einer Ausnehmung versehen ist, in der die gedruckte Leiter­ platte (15) aufgenommen ist, wobei längs des Umfanges der Ausnehmung mindestens entweder eine Ausschnittseinrichtung oder eine Lascheneinrichtung entsprechend der Lascheneinrich­ tung oder Ausschnittseinrichtung an der gedruckten Leiter­ platte (15) vorgesehen sind, und zwischen der Lascheneinrich­ tung und der Oberfläche der Ausnehmung zur Aufnahme der ge­ druckten Leiterplatte ein Spielraum besteht, in welchem die gedruckte Leiterplatte (15) verschiebbar und sicherbar ist.

8. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterplatte (15) und der Formboden (3) Durchgangs­ löcher haben, die miteinander fluchten, wenn die Leiterplatte (15) in gesicherte Stellung geschoben ist,
und daß die Einheit ferner Sicherungsmittel aufweist, die in die Durchgangslöcher einschiebbar sind und die Leiterplatte (15) und den Formboden (3) gegen seitliche Bewegung sichern.

9. Steuerungsgrundeinheit, gekennzeichnet durch

• - ein Chassis (2),
• - einen Formboden (3), der mit dem Chassis integral gebil­ det ist, und
• - eine gedruckte Leiterplatte (15), die eine Längsabmessung hat und eine Vielzahl externer Verbinder aufweist, wobei min­ destens ein erster und ein zweiter dieser Verbinder an ent­ gegengesetzten Enden der Längsabmessung vorgesehen sind, so­ wie Verbindungsleitungen zwischen dem ersten und zweiten Ver­ binder zur integralen Aufnahme von Steuerungsmodulen, die auf Funktionsbasis modulartig gestaltet sind.

10. Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite externe Verbinder den Anschluß an ein externes Stromversorgungs- und Signalkabel bewirken.

11. Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter externer Verbinder an einer Stelle in der Nähe des ersten oder zweiten Verbinders vorgesehen ist.

12. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Formboden die gedruckte Leiterplatte in seiner Stirn­ fläche aufnimmt, und daß die Leiterplatte an den beiden ent­ gegengesetzten Längsenden jeweils mindestens einen externen Verbinder (18, 19) aufweist, der mit der einen oder anderen Seite einer getrennt angeordneten Erweiterungsgrundeinheit durch ein Kabel verbindbar ist.

13. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der externen Verbinder an einem Längsende der Leiterplatte (15) angeordnet sind.

14. Steuerung mit einer Vielzahl von Grundeinheiten, ein­ schließlich einer ersten Einheit und einer Vielzahl zweiter Einheiten, die jeweils gekennzeichnet sind durch:

• - ein Chassis (2),
• - einen Formboden (3), der mit dem Chassis einstückig aus­ gebildet ist,
• - eine gedruckte Leiterplatte (15) mit einer Längsabmessung und einer Vielzahl externer Verbinder, von denen mindestens ein erster und ein zweiter Verbinder an entgegengesetzten Enden der Längsabmessung angeordnet sind, sowie Verbindungsleitungen zwischen dem ersten und zweiten Verbin­ der zur integralen Aufnahme von Steuerungsmodulen, denen be­ stimmte Funktionen zugeordnet sind, und
• - Kabeleinrichtungen, die mindestens einen der ersten externen Verbinder einer Einheit mit mindestens einem der zweiten externen Verbinder einer anderen Einheit verbinden.

15. Steuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten auf einer ebenen Oberfläche angeordnet sind und daß die Kabelverbindungen zwischen einander benachbarten Einheiten, die horizontal ausgerichtet sind, wobei ihre Längsabmessungen im wesentlichen in einer ersten orthogonalen Richtung kolinear verlaufen, auf ein Minimum reduziert sind.

16. Steuerung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten auf einer ebenen Oberfläche angeordnet sind, und daß die Kabelverbindungen zwischen einander benach­ barten Einheiten, die vertikal ausgerichtet sind, wobei ihre Längsabmessungen im wesentlichen längs einer zweiten orthogo­ nalen Richtung parallel verlaufen, auf ein Minimum reduziert sind.