DE3633695A1 - Anordnung zur spannungsversorgung von baugruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Span­ nungsversorgung von Baugruppen in Baugruppenträgern mit getrennten Spannungszuführungen für den störspannungs­ freien und den störspannungsbehafteten Teil der Baugrup­ pe und einem Frontstecker mit entsprechender Messerlei­ ste zur Einspeisung der Prozeßsignale.

In der Steuerungs- und Regelungstechnik werden elektro­ nische Bauelemente, wie z. B. Widerstände, Transistoren und dergleichen auf geätzten Leiterplatten zu Baugruppen (Steckplatten, Platinen, Parts, Europa-Karten) zusammen­ gefaßt. Die steckbaren Baugruppen sitzen in einem Bau­ gruppenträger (Etage), der auf seiner Rückseite das Ver­ drahtungsfeld trägt. Mehrere Baugruppenträger lassen sich zusammen mit anderen, auch nicht elektronischen Bauteilen, in einem Schaltschrank oder in einem Gestell zur fertigen Steuerungsanlage kombinieren.

Die Ein- und Ausgabe von Prozeßsignalen aus Peripherie­ geräten erfolgt bei elektronischen Steuerungen häufig über Frontstecker auf der Frontseite der Baugruppenträ­ ger. Da in den Schaltschränken (Gestellen) eine große Anzahl von Baugruppenträgern mit darin eingesetzten Bau­ gruppen vorhanden sind, und die einzelnen Baugruppen auch untereinander verbunden werden müssen, ist eine Vielzahl von Steckern, Anschlüssen und Verbindungslei­ tungen erforderlich. So ist beispielsweise auch eine Steckverbindung erforderlich zwischen einem störspan­ nungsgeschützten inneren Teil (abgeschirmte Rückseite auf dem Baugruppenträger) und einem störspannungsbehaf­ teten äußeren Bereich. Der äußere Bereich, zu dem auch die extern zugeführte Spannungsversorgung gehört, umfaßt nicht nur den frontseitig angeordneten Stecker, sondern auch den Ein/Ausgabe-Teil der Baugruppe und deren An­ schlußkontakte.

Der störspannungsgeschützte Teil, der die eigentliche Signalverarbeitung einschließlich der Verkabelung über­ nimmt, ist durch Abschirmhauben bzw. abgeschirmte Lei­ tungsführung (spezielle Kabelkanäle) vor Störungen gesi­ chert (BBC-Broschüre GVK-TE 125/73 mit dem Titel: Ver­ kehrselektronik Steuerungs- und Regelungssysteme für Fahrzeuge, Seite 4 bis 7). Für den äußeren störspan­ nungsbehafteten Teil bei den Ein/Ausgabegeräten erfolgt die Spannungsversorgung über eine von außen (von der Frontseite her) einsteckbaren Frontstecker. Da jede Bau­ gruppe von vorne über den Frontstecker mit der gleichen Prozeßspannung versorgt wird, ergeben sich bei umfang­ reichen Schaltungen neben dem erheblichen Verdrahtungs­ aufwand große räumliche Probleme mit den umherhängenden Leitungen, den jede Baugruppe ist mit der anderen front­ seitig durch Kabel verbunden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine frontseitige Spannungszuführung zu vermeiden und bereits beim Ein­ stecken einer Baugruppe in den Baugruppenträger die Spannungsversorgung der Ein/Ausgabe-Geräte bzw. der Bau­ gruppe zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patent­ anspruchs erreicht. Ausgestaltungen sind aus den Unter­ ansprüchen ersichtlich.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist be­ sonders die einfache Spannungszuführung für die in den Baugruppenträgern angeordneten Baugruppen. Die frontsei­ tigen Stecker mit den entsprechenden Messerleisten auf den Baugruppen können kleiner und einfacher ausgeführt werden, weil über die Stecker nur noch vorwiegend Pro­ zeßsignale geführt werden. Durch die Vermeidung der bis­ her üblichen frontseitig herum hängenden Kabelbäume er­ gibt sich ein gefälliges Bild.

Eine erhebliche Arbeitseinsparung ergibt sich dadurch, daß die Spannungszuführung jetzt im Werk bei der Her­ stellung des Baugruppenträgers erfolgen kann. Am Ein­ satzort der elektronischen Steuerung sind keine aufwen­ digen Verlegungsarbeiten durch Monteure mehr nötig, denn durch das Einstecken der Baugruppe wird automatisch die Spannungsversorgung hergestellt.

In modernen elektronischen Systemen sollen Spannungen aus dem äußeren Bereich (Anlagenbereich) nicht direkt in den inneren Bereich (internen Elektronikbereich) geführt werden und umgekehrt. Für die Signale sind deshalb Ein­ gabe/Ausgabegeräte vorzusehen und für die Versorgungs­ spannungen müssen Speisegeräte mit Potentialtrennung und Schirmung eingesetzt werden. Da die Spannungsversorgung bzw. -zuführung bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur noch im relativ geschützten Teil des Baugruppenträgers erfolgt, können Störungen, die von außen auf die Versor­ gungsleitungen einwirken, besser unterdrückt werden. Die gesamte Spannungsversorgung kann zudem viel einfacher ausgeführt werden. Weitere Vorteile sind aus der nach­ folgenden Beschreibung ersichtlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In einem Schaltschrank sind mehrere Baugruppenträger neben- und/oder übereinander angeordnet. Jeder Baugrup­ penträger kann mehrere steckbare Baugruppen aufnehmen. Die Baugruppen werden mit unterschiedlichen Signal- und Betriebsspannungen versorgt. Die von außen zuführbare Prozeßspannung Up wird über einen Frontstecker auf die Baugruppe geführt, während interne Spannungen innerhalb des Baugruppenträgers abgeschirmt verlegt und über rück­ seitige Kontakte (in der Zeichnung nur andeutungsweise dargestellt) auf die Baugruppen geleitet werden. Dabei wird die eigentliche Signalverarbeitung (beispielsweise mit Mikroprozessoren) auf dem rückseitigen Teil der Bau­ gruppe vorgenommen. Hier wird auch eine störfreie Spei­ sespannung U _S verlangt und hier werden auch die Buslei­ tungen zu anderen Baugruppen abgenommen.

In der Zeichnung ist der Platz in einem Baugruppenträger zur Aufnahme einer Baugruppe andeutungsweise dargestellt und mit 1 bezeichnet. Die eigentliche Baugruppe 2 be­ steht aus einem vorderen, störspannungsbehafteten unge­ schützten Teil 2 a mit den Ein/Ausgabegeräten E/A und einem hinteren, störspannungsfreien geschützten Teil 2 b mit den Speicherplätzen µP. Diese Baugruppe 2 ist in den Baugruppenträger 1 eingeschoben.

Frontseitig ist auf dem vorderen Teil 2 a der Baugruppe 2 eine Messerleiste 3 angeordnet. In die Kontakte der Mes­ serleiste 3 wird ein Frontstecker 4 eingesteckt. Der Frontstecker 4 führt die äußeren Prozeßsignale der Geber und Stellglieder zur weiteren Verarbeitung auf die Mes­ serleiste 3, er stellt aber auch eine mögliche Verbin­ dung der Baugruppen untereinander dar. Die Prozeßspan­ nungsversorgung des störbehafteten vorderen Teils 2 a der Baugruppe 2 wurde bisher über den Frontstecker 4 vorge­ nommen.

Um die Speisespannungsversorgung der Baugruppe zu ver­ einfachen und in den weniger störbehafteten Teil des Baugruppenträgers zu verlegen, ist gemäß der Erfindung auf beiden Seiten der Baugruppe neben der Messerleiste ein Stecker-Buchse-System angebracht. Dabei sind die Buchsen an dem Baugruppenträger 1 angeordnet, während die Stecker an der Messerleiste 3 auf der Baugruppe 2 befestigt sind. Beim Einstecken der Baugruppe 2 in den Baugruppenträger 1 erfolgt dadurch automatisch die Ver­ sorgung mit der Prozeßspannung Up. Das bisherige aufwen­ dige Verschalten am Einsatzort durch die Monteure kann so vollständig entfallen, weil das Stecker-Buchse-System zur Spannungszuführung bereits im Werk montiert wird. Durch die Versorgung der Baugruppe aus einem Spannungs­ niveau innerhalb des Schaltschrankes, in den nur wenige Störungen von außen eindringen können, ergibt sich auch ein erheblich geringerer Abschirmungsaufwand auf der Baugruppe. Es wird jetzt eine deutliche Trennung vorge­ nommen zwischen dem elektromagnetisch sauberen Teil 2 a der Baugruppe mit der eigenen rückseitigen Spannungsver­ sorgung (Speisespannung U _S ) und dem störbehafteten Teil 2 a mit der Spannungsversorgung (Prozeßspannung Up) durch das erfindungsgemäße Stecker-Buchse-System. Wenn am Frontstecker, über den jetzt nur noch Prozeßsignale ge­ leitet werden, eine Betriebsspannung für ein außen zu­ schaltberes System benötigt wird, kann diese Spannung nun über die Messerleiste von dem neuartigen Stecker- Buchse-System bezogen werden.

In der Zeichnung ist das neuartige Stecker-Buchse-System mit 5, 6 bezeichnet. Der Steckkontakt 5 ist dabei mecha­ nisch und elektrisch an der Messerleiste 3 der Baugruppe 2 angeordnet, während die Buchse 6 (Feder) fest (aber isoliert) auf dem Baugruppenträger 1 angebracht ist. Der Steckkontakt 5 ist zwar mechanisch an der Messerleiste 3 befestigt, liegt aber räumlich außerhalb der Messerlei­ ste. Der Steckkontakt 5 ist von vorne (von der Frontsei­ te) nicht zu sehen und wegen des erforderlichen Berüh­ rungsschutzes von dort auch nicht zugänglich.

Für eine eindeutige Potentialzuführung ist das Stecker- Buchse-System zweifach vorhanden, in vorteilhafter Weise oben und unten an der Messerleiste 3. Dabei ist das obe­ re Stecker-Buchse-System zur Zuführung der positiven Prozeßspannung Up und das untere Stecker-Buchse-System zur Zuführung des negativen Potentials Zp (Nullschiene) vorgesehen. Über die gesamte Breite des Baugruppenträ­ gers 1 sind Buchsen 6 vorhanden, um bei Bedarf weitere Baugruppen einzustecken.

Claims (3)

1. Anordnung zur Spannungsversorgung von Baugruppen in einem Baugruppenträger mit einer getrennten Span­ nungszuführung für den störspannungsfreien und den stör­ spannungsbehafteten Teil der Baugruppe und einem Front­ stecker mit entsprechender Messerleiste zur Einspeisung der Prozeßsignale, dadurch gekennzeichnet, daß zur Span­ nungsversorgung des störspannungsbehafteten Teils (2 a) der Baugruppe (2) ein Stecker-Buchse-System (5, 6) zwi­ schen Baugruppe (2) und Baugruppenträger (1) vorgesehen ist, so daß durch Einstecken der Baugruppe (2) in den Baugruppenträger (1) die Spannungsversorgung herstellbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stecker-Buchse-System (5, 6) auf jeder Bau­ gruppe (2) zweimal vorhanden ist, so daß eine getrennte Zuführung von Prozeßspannung (Up) und Nullpotential (Zp) erfolgt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stecker (5) mechanisch an der Messerleiste (3) der Baugruppe (2) und die Buchse (6) isoliert am Baugruppenträger (1) angeordnet sind.