用于与现场设备的控制/评估电子设备电接触的装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于与具有外部能量供应和/或控制器的自动化技术的现场设备的控制/评估电子设备电接触的装置。


背景技术：

2.在过程自动化以及制造自动化中，现场设备通常被应用于记录和/或影响物理、化学或生物过程变量。用于记录变量的是测量设备。例如，这些测量设备被用于压力和温度测量、电导率测量、流量测量、ph测量、液位测量等，并记录相应的变量、压力、温度、电导率、ph值、液位、流量等。用于影响变量的是致动器系统。致动器的示例是泵或阀门，它们能够影响管或管道中的液体流动或容器中的填充水平。除了上述测量设备和致动器之外，被称为现场设备的还有远程i/o、无线电适配器，以及通常布置在现场级别的设备。被称为现场设备的设备通常是被应用在过程或工厂附近并传递或处理与过程或工厂相关信息的设备。
3.为了能够将自动化技术的现场设备也应用于气体爆炸危险区域，现场设备的电组件必须被设计成符合合适的防爆保护类型，例如，着火保护类型，“更高安全性的ex e”。该标准的子组适用于限定的电组件。例如，标准ex-ec(din en 60079-7)用于连接、导体、绕组、灯和电池，包括半导体或电解电容器。因此，该标准确立，当现场设备被连接到电网电压230v ac时，被布置在电路卡上的现场设备的控制/评估电子设备的连接端子之间的间隔必须有多大等。在保持标准中规定的间隔时，确保在连接端子之间没有漏电流流动，由此防止短路和火花形成。因此，在保持所需的防漏电距离的情况下，在气体爆炸危险区域中排除了爆炸的危险。


技术实现要素：

4.本发明的目标在于提供一种用于与具有外部能量供应和/或控制器的自动化技术的现场设备的控制/评估电子设备电接触的装置，该装置可用于爆炸危险区域。
5.该目标通过一种用于与具有外部能量供应和/或控制器的自动化技术的现场设备的控制/评估电子设备电接触的装置实现，其中，现场设备的控制/评估电子设备被布置在电路卡上，其中，至少一个端子盒被设置，多个相邻的电连接端子被设置在端子盒中，其中，电连接端子在每种情况下用于容纳电连接元件，其中，电连接元件在每种情况下经由焊盘与电路卡机械地并且电连接，并且其中，在每种情况下，电路卡中的两个焊盘之间设置有空位，其被体现为使得焊盘之间的防漏电距离的长度满足预定的着火保护类型。本发明的解决方案的简单制造的实施例规定，空位是被铣削到电路卡中的槽。
6.通过本发明以及通过上述实施例，在两个连接端子之间的直接连接线上—因此，在布置在电路卡上的连接端子的两个相邻焊盘之间—除了防漏电距离之外，还在电路卡上形成空气路径。由于空气具有比电路卡更高的电阻值，因此中间放置的空气路径延伸了防漏电距离。这自然也适用于延伸电路卡上的防漏电距离，因为这种引导围绕空位或槽。取决于空气路径的宽度或空位的宽度和长度，本发明能够实现预定的着火保护类型，而不需要
扩大两个连接端子之间的间隔。这具有下列优点：首先，尺寸能够保持很小—这有助于电路卡的进一步小型化—以及同等地，在这种情况下，标准组件，例如，同一个插头，能够被用于现场设备的多个ex保护变体。
7.在本发明的装置的有利实施例中，具有两个相互相对表面的细长组件被设置，其中，齿被设置在细长组件的两个表面中的一个上，齿被布置和体现为使得它们接合或可引入电路卡的对应空位。细长组件由非导电材料形成。优选地，当具有连接端子的电路卡基本上垂直于现场设备壳体的底板定向并且电路卡被填充到焊盘或具有非导电材料基体的连接端子的高度时，使用该实施例。通常，合适的基体具有优选地大于500的漏电流电阻—其特征在于相对漏电起痕指数cti。此外，形成细长组件的材料也具有相当的值。
8.漏电流电阻表征绝缘材料表面的绝缘强度(防漏电距离)。它限定了最大漏电流，最大漏电流在限定的测试设置中的标准测试条件下能够出现。虽然通常的电路卡材料的cti低于250，例如为125，但是用作基体(例如，灌封化合物)的塑料，诸如聚乙烯、聚酯树脂、ptfe或pbt，其具有优选地为500-600的cti。所利用的材料或材料的cti越高，两个电子组件之间的间隔能够越小，在这种情况下，连接端子用于满足预定的着火保护类型。
9.如果现场设备壳体利用矩阵/灌封化合物填充到垂直地布置在现场设备壳体中的电路卡的空位/槽的高度，则存在由空位实现的高漏电流电阻将由于通过空气的防漏电距离而减小的危险。当基体材料渗入空位/狭槽时就是这种情况。原因在于与空气的漏电流电阻相比，基体的漏电流电阻较低。
10.在灌封电路卡的情况下，空位内存在基体的可能性很大。因此，基体的计量量和要被填充基体的现场设备壳体的内部空间的尺寸受到一定的波动。此外，由于电路卡的所有电连接/焊盘以及电组件应始终受到灌封化合物基体的保护，因此计量量必须处于确定的上限。由于制造和计量误差，所以不能排除基体或多或少地填充了空位，由此降低了为满足预定的着火保护类型而先前实现的漏电流电阻。
11.随着细长组件的插入，由于两个相邻焊盘之间的直接防漏电距离被从空位/槽中突出的齿被加长了，该不可接受的缺陷能够被消除。当然，齿的长度被选择为使得齿尽可能准确地适配在空位中。
12.另外的开发提供了在承载齿的细长组件的表面上，至少一个止挡结构被设置用于抵靠电路卡。止挡结构被体现为使得承载齿的细长组件的表面与电路卡的面对的表面具有限定的间隔。此外，齿的高度被形成尺寸使得齿在电路卡上表面上从空位延伸出限定量。因此，连接端子的两个相邻焊盘之间的防漏电距离从电路卡上方的焊盘、空位中可能存在基体、突出电路卡的细长组件的齿、空位中可能存在基体以及电路卡延伸到相邻的焊盘。通过适当调整齿的高度，能够实现满足期望着火保护类型所需的防漏电距离。从电路卡突出的齿的高度被形成尺寸使得用于实现期望的着火保护类型所需的防漏电距离存在。
13.替代地或者除了本发明的装置的上述实施例之外，至少一个齿作为电路卡的止挡结构被体现在与细长组件的表面相邻的区域中，使得细长组件的承载齿的表面与电路卡的面对的表面具有限定的间隔。是否设置一个或多个止挡结构取决于细长元件的纵向范围，因此取决于连接端子的数量。
14.本发明的装置的有利实施例规定，被布置在细长组件的端部区域中的两个齿在每种情况下在向内突出到对应的空腔中的齿区域中被体现为棘爪，尤其是卡扣连接器，使得
细长组件能够优选地可释放地被固定到电路卡上。
15.根据本发明，空位的宽度和长度被设计成使得每个空位周围电路卡上的防漏电距离足以满足预定的着火保护类型。此外，规定齿的高度被设计成使得沿着齿的防漏电距离足以满足预定的着火保护类型。齿的高度是被特别地设计的，使得在材料的情况下—例如，灌封化合物形式的基体—在空位中，沿齿的防漏电距离足以满足预定的着火保护类型。当电路卡位于现场设备壳体中并以向上位置的基体被灌注时，在通常情况下用空气填充的空位中仍然可能存在基体—因此，基本上垂直于现场设备壳体的底板—。其原因在上面已经讨论过。
16.仍需要提及的是，具有齿、卡扣和止挡结构的细长组件由非导电的柔性材料形成，优选地为塑料。
17.优选地，要被实现的着火保护类型是着火保护类型ex ec——更高安全性。由于确保在供应能量时或在故障的情况下，连接端子之间不会发生短路，这使得现场设备能够被用在有气体爆炸危险的环境中。
附图说明
18.现在将基于附图更详细地解释本发明，附图示出如下：
19.图1是具有本发明的装置的实施例的电路卡的顶部的立体图，
20.图2是图1中所示的电路卡的底部的立体、局部视图，
21.图3是适合本发明的解决方案的细长组件的立体图，
22.图4是包含电路卡的现场设备的纵向截面图，以及
23.图5是图4中所示的具有灌封的电路卡的现场设备的纵向截面图。
具体实施方式
24.图1示出了具有本发明的装置的电路卡2的顶部的立体图，其中本发明的装置用于与具有外部能量供应和/或控制器(未示出)的自动化技术的现场设备(未示出)的控制/评估电子设备1电接触。图2示出了电路卡2的底部的立体、局部视图。作为示例，布置在电路卡2上的是多个电子组件13，然而其细节与本发明无关。图3示出了诸如能够被用于图1和图2中所示实施例的情况下的细长组件的立体图。
25.现场设备的控制/评估电子设备1被布置在电路卡2上。为了连接到能量供应和/或控制器，设置了多部件端子盒3，其中设置了多个相邻的电连接端子4。每个电连接端子4具有电连接元件5。在每种情况下，电连接元件5经由焊盘，即，电连接，与电路卡2机械地并且电连接。在每两个邻近或相邻的焊盘6之间，在电路卡2中设置空位7。优选地，空位7被体现为槽，其被铣削到电路卡2中。空位7或槽的尺寸使得两个相邻焊盘6之间的防漏电距离满足预定的着火保护类型。
26.为了利用上述电路卡2能够实现甚至更高的着火保护类型，设置了细长组件8。细长组件8具有两个相互相对的表面，其中，在细长组件8的两个表面中的一个上设置了多个竖直定向的齿9。齿9被布置和体现为使得它们与电路卡2的对应的空位7接合或可引入其中。优选地，细长组件8可与电路卡2可释放地连接。特别地，为此，细长组件8在每种情况下在其端部区域中都包括形成为柔性卡扣连接器11的齿，齿穿过对应的空位7并卡在电路卡2
的表面上。空位7的长度与齿9的横截面的长度精确匹配，而齿9的横截面的宽度小于空位7的宽度。
27.为了确保安装状态下的齿9突出于电路卡2上方的限定高度，除了卡扣连接器11上的承载表面12之外，还设置了至少一个具有承载表面12的止挡结构10。另外或可替代地，齿9中的至少一个也可以被体现为具有止挡结构10。卡扣连接器11的承载表面12和(多个)止挡结构10的承载表面12在安装的细长组件8的情况下靠在电路卡2的两个相对表面上。细长组件8经由这些相对的承载表面12被牢固地固定在电路卡2上。
28.承载齿9的细长组件8的表面与电路卡2的相对表面间隔开限定距离。因此，还确保了齿9从电路卡2突出限定高度ha。
29.空位7的宽度b和长度l根据本发明被设计成使得电路卡2上每个齿9周围的防漏电距离足以满足预定的着火保护类型。
30.图4示出了具有竖直地集成的电路卡2的现场设备壳体15的纵向截面图。图5以实线示出了填充有灌封化合物基体14的现场设备壳体15。如上所述，在细长组件8的其上布置了齿9的表面上设置有至少一个用于相对电路卡2承载的止挡结构10。止挡结构10被体现为使得具有齿9的细长组件8的表面与电路卡2的相对表面具有限定的间隔。此外，齿9的高度h被形成尺寸使得在在安装状态下，它们从电路卡2的相对表面突出限定高度ha。因此，连接端子3的两个相邻焊盘6之间的防漏电距离从电路卡2上方的焊盘6、空位7中与齿9相对应的基体14、从电路板2突出的齿9的区域、空位7中的相对应的基体14以及电路板2延伸到相邻的焊盘6。由于细长组件8的上述实施例，所以从电路板2突出的齿9的高度ha能够被设计成实现期望的着火保护类型。
31.优选地，要被实现的着火保护类型是着火保护类型ex ec-更高安全性。由于确保了在连接端子4之间不会发生短路，这使得现场设备能够被用于有气体爆炸危险的环境中。
32.附图标记列表
33.1控制和/或评估电子设备
34.2 电路卡
35.3 端子盒
36.4 连接端子
37.5 电连接元件
38.6 电路卡上的焊盘或电连接位置
39.7 空位或槽
40.8 细长组件
41.9 齿
42.10 止挡结构
43.11 卡扣连接器/柔性保持元件
44.12 电路卡的承载表面
45.13 电组件
46.14 基体/灌封化合物
47.15 现场设备壳体