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Title:
SAFETY SWITCHGEAR, ESPECIALLY FOR SAFELY SWITCHING OFF INDUSTRIAL MACHINERY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/022025
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a safety switchgear, especially for safely switching off industrial machinery. The switchgear comprises a component support (12) on which at least one electronic component (14, 16, 18, 20) is disposed, and a metal screen that at least partially surrounds the electronic component (14, 16, 18, 20) to suppress interfering electromagnetic radiation. The screen comprises a ribbon cable (30, 32) with a plurality of parallel cores, said ribbon cable (30, 32) extending along at least one side of the electronic component (14, 16, 18, 20).

Inventors:
EHRLICH GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/008607
Publication Date:
March 13, 2003
Filing Date:
August 02, 2002
Export Citation:
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Assignee:
PILZ GMBH & CO (DE)
EHRLICH GERHARD (DE)
International Classes:
H05K9/00; (IPC1-7): H05K9/00
Foreign References:
DE19620194A11997-11-27
US5112419A1992-05-12
US4903185A1990-02-20
Attorney, Agent or Firm:
Duhme, Torsten (Weller & Partner Postfach 105462 Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Sicherheitsschaltgerät, insbesondere zum sicheren Abschal ten von industriellen Maschinenanlagen, mit einem Bau elementeträger (12), auf dem zumindest ein elektronisches Bauelement (14,16, 18,20) angeordnet ist, und mit einer metallischen Abschirmung, die das elektronische Bauelement (14,16, 18,20) zur Unterdrückung von elektromagnetischen Störstrahlungen zumindest teilweise umgibt, wobei die Ab schirmung ein Flachbandkabel (30,32 ; 62) mit einer Viel zahl von parallelen Adern (38) beinhaltet, und wobei das Flachbandkabel (30,32 ; 62) an zumindest einer Seite des elektronischen Bauelements (14,16, 18,20) verläuft.
2. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Adern (38) des Flachbandkabels (30,32 ; 62) elektrisch mit einem konstanten Potential (42) verbun den sind.
3. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das konstante Potential (42) ein Massepoten tial ist.
4. Sicherheitsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Ende (34 ; 68) der Adern (38) an dem Bauelementeträger (12) befestigt ist.
5. Sicherheitsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ende (36) der Adern (38) lose liegt.
6. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das zweite Ende (36) vollständig isoliert ist.
7. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß es ein Gerätegehäuse (44) mit einer Ge häusewand (46) aufweist, wobei die Gehäusewand (46) das zweite Ende (36) in einer gewünschten Position hält.
8. Sicherheitsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauelementeträger (12) ei ne erste (28) und eine gegenüberliegende zweite Seite (24) aufweist, wobei das elektronische Bauelement (14,16, 18, 20) auf der ersten Seite (28) angeordnet ist und wobei die zweite Seite (24) eine flächige Metallisierung (42) auf weist.
9. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Flachbandkabel (30,32 ; 62) das elektro nische Bauelement (14,16, 18,20) auf der ersten Seite (28) des Bauelementeträgers (12) umgibt.
10. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Adern (38) des Flachbandkabels (30, 32) mit der flächigen Metallisierung (42) elektrisch leit fähig verbunden sind.
11. Sicherheitsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachbandkabel (62) den Bauelementeträger (12) von zumindest zwei Seiten umgibt.
12. Sicherheitsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung ferner zumin dest eine metallische Wand (70) beinhaltet, in deren Be reich das Flachbandkabel (62) verläuft.
13. Sicherheitsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung zumindest zwei Flachbandkabel (30,32) beinhaltet, die sich teilweise überlappen.
14. Sicherheitsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Adern (38) des Flachband kabels (62) unterschiedlich abgelängt sind.
15. Verwendung eines Flachbandkabels (30,32 ; 62) zum Abschir men von elektronischen Bauelementen (14,16, 18,20) ge genüber elektromagnetischen Störstrahlungen bei einem Si cherheitsschaltgerät (10 ; 60), insbesondere einem Sicher heitsschaltgerät zum sicheren Abschalten von industriellen Maschinenanlagen.
Description:
Sicherheitsschaltqerät, insbesondere zum sicheren Abschalten von industriellen Maschinenanlagen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitsschaltgerät, insbesondere zum sicheren Abschalten von industriellen Maschi- nenanlagen.

Derartige Sicherheitsschaltgeräte sind aufgrund ihrer Verwen- dung in industriellen Produktionsumgebungen hinreichend be- kannt. Beispielsweise ist ein solches Sicherheitsschaltgerät in der DE 197 07 241 C2 beschrieben. Die Sicherheitsschaltgeräte dienen vor allem dazu, industrielle Anlagen oder industrielle Prozesse in Abhängigkeit von definierten Eingangssignalen feh- lersicher abzuschalten. Eingangsgrößen können dabei Maschinen- oder Prozeßparameter sein. Darüber hinaus stammen die Eingangs- signale häufig von Schutzgittern, Abdeckhauben, Notaus- Schaltern, Lichtschranken und dgl.

Die wesentliche Aufgabe des Sicherheitsschaltgerätes ist es, die definierten Eingangssignale auszuwerten und in Abhängigkeit davon die Maschine oder den Prozeß stillzusetzen, wobei dies mit einer außerordentlich hohen Zuverlässigkeit erfolgen muß.

Andernfalls sind die Gesundheit und das Leben, beispielsweise von Bedienpersonen, gefährdet. Die Sicherheitsschaltgeräte wer- den daher mit z. T. aufwendigen Maßnahmen eigenfehlersicher ge- macht, und sie benötigen vor ihrer Inbetriebnahme eine Zulas- sung von seiten zuständiger Aufsichtsbehörden, wie beispiels- weise in Deutschland den Berufsgenossenschaften. Diese prüfen die Eigenfehlersicherheit der Gerät anhand einschlägiger Nor- men, wie beispielsweise der europäischen Norm EN 954-1. Sicher- heitsschaltgeräte im Sinne der vorliegenden Erfindung sind da- her nur solche Geräte, die zumindest die Kategorie 3 der ge- nannten Norm oder einen vergleichbaren Sicherheitsstandard er- füllen. Innerhalb dieser Gruppe ist die Erfindung jedoch nicht auf einzelne Geräte beschränkt, so daß beispielsweise fehlersi- chere Drehzahlwächter oder auch komplexe fehlersichere Steue- rungen von dem hier gewählten Begriff"Sicherheitsschaltgerät" ebenso erfaßt werden.

Aufgrund der geforderten Eigenfehlersicherheit werden Sicher- heitsschaltgeräte bis heute vielfach in"konventioneller"Tech- nik, insbesondere unter Verwendung von Relais, aufgebaut. Elek- tronische Bauelemente und insbesondere hochintegrierte elektro- nische Schaltungen (ICs) finden erst seit der jüngeren Vergan- genheit zunehmende Verwendung. Im Vergleich zu diesen"moder- nen"Bauelementen sind die klassischen diskreten Bauelemente und insbesondere Relais sehr robust, und zwar vor allem gegen- über externen, unbekannten elektromagnetischen Störstrahlungen.

Durch die wünschenswerte Verwendung hochintegrierter Schaltun- gen einerseits und die zunehmende Anzahl von Störquellen, wie beispielsweise Mobilfunktgeräten, andererseits nimmt jedoch die Empfindlichkeit der Sicherheitsschaltgeräte gegenüber Stör- strahlungen zu. Die sogenannte elektromagnetische Verträglich- keit (EMV) sinkt. Dies hat zur Folge, daß Sicherheitsschaltge- räte gegenüber elektromagnetischen Störstrahlungen zukünftig zusätzlich abgeschirmt werden müssen, und zwar nicht zuletzt, um undefinierte Fehlerquellen im Hinblick auf die Funktionssi- cherheit der Geräte auszuschließen. Methoden zur Abschirmung von elektronischen Geräten sind dabei an sich bekannt.

Eine wirksame Methode besteht darin, das gesamte Gerät oder zu- mindest die empfindlichen Schaltungsbestandteile mit metalli- schen Gehäusen zu umgeben. Hierdurch wird ein Faraday'scher oder ein galvanischer Käfig geschaffen, der äußere elektroma- gnetische Störstrahlungen von den im Inneren angeordneten Bau- elementen fernhält. Umgekehrt kann ein solches Metallgehäuse auch dazu dienen, strahlende Bauelemente soweit abzuschirmen, daß die Strahlung nicht ungehindert"nach außen"dringen kann.

Eine Möglichkeit besteht darin, das gesamte Gerätegehäuse der Sicherheitsschaltgeräte aus Metall zu fertigen, was jedoch teu- er ist. Billige Kunststoffgehäuse besitzen leider keine Ab- schirmwirkung. Darüber hinaus ist es bekannt, innerhalb der Ge- rätegehäuse empfindliche Schaltungsbestandteile mit separaten metallischen Gehäusen zu umgeben. Je nach den abzuschirmenden Frequenzen können anstelle massiver Gehäuse auch metallische Gitter verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit zum Abschir- men von elektronischen Bauelementen ist, die Wände von Kunst- stoffgehäusen mit leitfähigen Lacken zu versehen. Alle bekann- ten Maßnahmen bedeuten jedoch einen erheblichen zusätzlichen Aufwand, der bei Sicherheitsschaltgeräten in"herkömmlicher" Technik bislang nicht oder nur ausgesprochen selten notwendig war. Der zusätzliche Aufwand schlägt sich natürlich auch in den Produktionskosten nieder, wodurch die Vorteile, die durch die Verwendung von hochintegrierten Schaltungen grundsätzlich gege- ben sind, teilweise wieder zunichte gemacht werden.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Er- findung, ein Sicherheitsschaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, das bei geringem zusätzlichem Herstellungsaufwand eine wirksame Abschirmung der empfindlichen Bauelemente gegen- über elektromagnetischen Störstrahlungen aufweist. Die Wirksam- keit der Abschirmung muß sich dabei in erster Linie an den si- cherheitstechnischen Anforderungen, d. h. an den Anforderungen hinsichtlich der Eigenfehlersicherheit messen lassen.

Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitsschaltgerät gelöst, mit einem Bauelementeträger, auf dem zumindest ein elektronisches Bauelement angeordnet ist, und mit einer metallischen Abschir- mung, die das elektronische Bauelement zur Unterdrückung von elektromagnetischen Störstrahlungen zumindest teilweise umgibt, wobei die Abschirmung ein Flachbandkabel mit einer Vielzahl von parallelen Adern beinhaltet, und wobei das Flachbandkabel an zumindest einer Seite des elektronischen Bauelements verläuft.

Die Aufgabe wird ferner ganz allgemein dadurch gelöst, daß bei einem Sicherheitsschaltgerät zum Abschirmen von elektronischen Bauelementen gegenüber elektromagnetischen Störstrahlungen zu- mindest ein Flachbandkabel verwendet wird.

Flachbandkabel, z. T. auch als Bandleitungen bezeichnet, sind im Stand der Technik als Mittel zum Verbinden von elektrischen Baugruppen hinreichend bekannt. Beispielsweise finden Flach- bandkabel weitreichende Verwendung zum elektrischen Verbinden der einzelnen Baugruppen innerhalb von Personal Computersyste- men (PCs). Die Flachbandkabel bestehen dabei aus einer Vielzahl von Adern, die gegeneinander isoliert und parallel zueinander angeordnet sind, wobei sich ein breites, flaches Leiterbündel ergibt. Derartige Flachbandkabel werden von zahlreichen Her- stellern und in verschiedenen spezifischen Formen vertrieben.

Handelsübliche Flachbandkabel sind beispielsweise das Flachka- bel System 720, das von der Firma Eberhard Köpf GmbH in 63920 Großheubach, Deutschland, vertrieben wird. Ein anderer bekann- ter Hersteller ist die Firma Amphenol, die handelsübliche Kabel unter den Typenbezeichnungen UL-Style 2651 oder UL-Style 2697 vertreibt.

Grundlage der vorliegenden Erfindung ist die überraschende Er- kenntnis, daß derartige, handelsübliche Flachbandkabel eine ausreichende Abschirmung der elektronischen Bauelemente von mo- dernen Sicherheitsschaltgeräten gewährleisten können. Dies gilt zumindest für Flachbandkabel der zuvor genannten Typen und all- gemeiner für Flachbandkabel, die zumindest ein Rastermaß von bis zu 7 mm aufweisen. Da die genannten handelsüblichen Flach- bandkabel als Massenprodukte sehr kostengünstig erhältlich sind, kann auf der Grundlage der überraschenden Erkenntnis durch die Verwendung der Kabel ein kostengünstiges, geschirmtes Sicherheitsschaltgerät realisiert werden.

Die Verwendung von Flachbandkabeln zum Abschirmen von elektro- nischen Bauelementen in Sicherheitsschaltgeräten besitzt dabei eine Reihe von Vorteilen. Zum einen sind Flachbandkabel als Massenprodukte leicht verfügbar und äußerst preisgünstig. Dar- über hinaus sind sie ohne Schwierigkeiten formbar, so daß die Abschirmung sehr einfach an die vorhandenen Bedürfnisse und den zur Verfügung stehenden Bauraum angepaßt werden kann. Infolge- dessen ist auch eine nachträgliche Abschirmung an einzelnen Stellen einer größeren Schaltung einfach möglich. Darüber hin- aus sind Flachbandkabel leicht zu konfektionieren, und sie kön- nen somit auch in großen Stückzahlen auf einfache Weise in den Produktionsvorgang integriert werden. Nicht zuletzt kann mit Hilfe von Flachbandkabeln eine gewichtsmäßig sehr leichte Ab- schirmung erreicht werden, wohingegen beispielsweise die Ver- wendung von bekannten Schirmblechen das Gewicht der Sicher- heitsschaltgeräte spürbar erhöht.

Insgesamt hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung von Flach- bandkabeln zum Abschirmen der elektronischen Bauelemente die Funktionssicherheit bei Sicherheitsschaltgeräten erheblich ge- steigert werden kann, ohne die Produktionskosten wesentlich zu erhöhen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Adern des Flach- bandkabels elektrisch mit einem konstanten Potential verbunden.

Diese Maßnahme unterscheidet sich deutlich von der üblichen Verwendung von Flachbandkabeln, über die in der Regel Signale mit wechselnden Potential übertragen werden. Dadurch daß die Adern, bevorzugt sämtliche Adern des Flachbandkabels, mit einem konstanten Potential verbunden sind, wird die Wirksamkeit der Abschirmung verbessert.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das konstante Potential ein Massepotential.

Durch diese Maßnahme wird die Wirksamkeit der Abschirmung noch weiter verbessert, da sämtliche einstrahlenden Signale über das Flachbandkabel"kurzgeschlossen"werden. Störsignale werden so- mit gegen Masse abgeleitet.

In einer weiteren Ausgestaltung ist ein erstes Ende der Adern an dem Bauelementeträger befestigt. Das erste Ende kann festge- klemmt oder mit Hilfe an sich bekannter Stecker angesteckt sein. Derartige Verbindungen haben den Vorteil, daß das Flach- bandkabel einfach wieder gelöst werden kann. Darüber hinaus ist es zumindest für manche Anwendungen bevorzugt, wenn das erste Ende der Adern an dem Bauelementeträger verlötet ist. Dies ist nämlich äußerst kostengünstig möglich. Unabhängig von der Art der Befestigung besitzt die Maßnahme den Vorteil, daß das Flachbandkabel in Bezug zu den zu schützenden elektronischen Bauelementen fixiert ist. Hierdurch wird die Robustheit der Ab- schirmung und dadurch die Funktionssicherheit des Sicherheits- schaltgerätes erhöht.

In einer weiteren Ausgestaltung liegt ein zweites Ende der Adern lose. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft in Kombi- nation mit der zuvor genannten Maßnahme, da hierdurch das ab- schirmende Flachbandkabel einerseits fixiert ist, während die zu schützenden Bauelemente andererseits einfach zugänglich bleiben. Bei einer Reparaturmaßnahme kann das lose zweite Ende einfach zur Seite geklappt werden, so daß die abgeschirmten Bauelemente zugänglich sind. Darüber hinaus lassen sich auch etwaige Kalibrierarbeiten bei der Herstellung des Sicherheits- gerätes sehr einfach und damit kostengünstig durchführen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das zweite Ende vollständig isoliert.

Grundsätzlich ist es auch möglich, das verwendete Flachbandka- bel an dem zweiten Ende einfach nur abzulängen, so daß die ein- zelnen Adern am Ende des Flachbandkabels offen sind. Je nach Anordnung des Flachbandkabels innerhalb des Sicherheitsschalt- gerätes besteht jedoch unter Umständen die Gefahr von ungewoll- ten Kontakten, Kurzschlüssen und dgl. Derartige Risiken werden durch eine vollständige Isolierung der Adern am zweiten Ende des Flachbandkabels beseitigt.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Sicherheitsschaltge- rät ein Gerätegehäuse mit einer Gehäusewand auf, wobei die Ge- häusewand das zweite Ende in einer gewünschten Position hält.

Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Minimierung von Produktionskosten, da das zur Abschirmung ver- wendete Flachbandkabel so bei der Montage des Bauelementeträ- gers in dem Gerätegehäuse in die gewünschte Position gebracht wird. Zusätzliche Fixierungen oder spezielle Montageschritte können daher reduziert werden oder sogar ganz entfallen. Die Maßnahme ermöglicht somit eine besonders kostengünstige Produk- tion.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Bauelementeträger ei- ne erste und eine gegenüberliegende zweite Seite auf, wobei das elektronische Bauelement auf der ersten Seite angeordnet ist und wobei die zweite Seite eine flächige Metallisierung be- sitzt.

In dieser Ausgestaltung trägt die flächige Metallisierung, die beispielsweise eine an sich bekannte Kupfer-Kaschierung des Bauelementeträgers sein kann, zur Abschirmung des elektroni- schen Bauelements bei. Die Maßnahme ermöglicht eine nochmalige Senkung der Produktionskosten, da die entsprechende Seite des elektronischen Bauelements nicht mehr anderweitig abgeschirmt werden muß.

In einer weiteren Ausgestaltung umgibt das Flachbandkabel das elektronische Bauelement auf der ersten Seite des Bauelemen- teträgers.

Diese Maßnahme knüpft an die zuvor genannte Ausgestaltung an.

Insgesamt ergibt sich dabei eine sehr einfache und produktions- technisch günstige"Umhäusung"des elektronischen Bauelements mit abschirmenden Komponenten.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Adern des Flachbandka- bels mit der flächigen Metallisierung elektrisch leitfähig ver- bunden.

Durch diese Maßnahme wird die Wirksamkeit der Abschirmung wei- ter erhöht, da die Adern des Flachbandkabels gemeinsam mit der flächigen Matallisierung einen geschlossenen Faraday'schen Kä- fig bilden.

In einer weiteren Ausgestaltung umgibt das Flachbandkabel den Bauelementeträger von zumindest zwei Seiten.

Bevorzugt umgibt das Flachbandkabel den Bauelementeträger dabei zumindest an der ersten und zweiten Seite im Sinne der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen. Bildlich gesprochen führt die Maßnahme dazu, daß der Bauelementeträger und mit ihm das abzu- schirmende Bauelement von dem Flachbandkabel"eingewickelt" sind. Aufgrund dieser Maßnahme kann die zuvor beschriebene flä- chige Metallisierung entfallen, was eine Optimierung des Pro- duktionsprozesses im Hinblick auf die Herstellungskosten ermög- licht. Darüber hinaus ist die Maßnahme besonders geeignet, um auf sehr einfache Weise auch bei existierenden Sicherheits- schaltgeräten eine wirksame und kostengünstige Abschirmung nachzurüsten.

In einer weiteren Ausgestaltung beinhaltet die Abschirmung fer- ner zumindest eine metallische Wand, in deren Bereich das Flachbandkabel verläuft.

Eine metallische Wand in diesem Sinne kann ein Blech oder ein Gitter sein, das in an sich bekannter Weise zum Abschirmen des elektronischen Bauelements verwendet wird. Auch eine mit leit- fähigem Lack versehene Gehäusewand fällt hierunter. Im Gegen- satz zu bisherigen Maßnahmen genügen jedoch einzelne Wände, u. U. eine einzige Wand. Es muß somit kein vollständiges Metall- gehäuse mehr montiert werden. Andererseits kann durch die Ver- wendung einer oder weniger metallischer Wände die Abschirmung optimiert werden, ohne die grundsätzlichen Vorteile, die sich durch die Verwendung von Flachbandkabeln ergeben, aufzugeben.

Grundsätzlich benötigt das Flachbandkabel zumindest für einfa- chere Abschirmungen keinen elektrisch leitfähigen Kontakt mit der metallischen Wand, wenngleich ein solcher Kontakt für eine besonders wirksame Abschirmung vorteilhaft ist.

In einer weiteren Ausgestaltung beinhaltet die Abschirmung zu- mindest zwei Flachbandkabel, die sich teilweise überlappen.

Durch diese Maßnahme läßt sich auf einfache und damit kosten- günstige Weise ein"Verschluß"der Abschirmung schaffen, ohne daß ein Zugang zu den zu schützenden Bauelementen verhindert wird. Für Reparatur-oder Kalibrierungszwecke können die sich überlappenden Kabel einfach zur Seite geklappt werden. Anderer- seits wird durch die Überlappung eine sehr wirksame Abschirmung erreicht.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Adern des Flachbandka- bels unterschiedlich abgelängt.

Durch diese Maßnahme ist eine sehr flexible und individuelle Anpassung der Abschirmung an die vorhandenen Gegebenheiten mög- lich. Darüber hinaus ist es auch auf einfache Weise möglich, mit nur einem Flachbandkabel unterschiedliche Bereiche des Bau- elementeträgers gezielt abzuschirmen. Dabei können die Teile- vielfalt und infolgedessen die Produktionskosten weiter gesenkt werden.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach- stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge- stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert. Es zeigen : Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä- ßen Sicherheitsschaltgerätes in einer Querschnitts- darstellung, Fig. 2 ein bei dem Sicherheitsschaltgerät gemäß Fig. 1 ver- wendetes Flachbandkabel in einer Draufsicht, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsge- mäßen Sicherheitsschaltgerätes, und Fig. 4 ein Flachbandkabel aus dem Sicherheitsschaltgerät gemäß Fig. 3 in einer Draufsicht.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Sicherheitsschaltgerät in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Das Sicherheitsschaltgerät 10 beinhaltet einen Bauelementeträ- ger 12, auf dem in an sich bekannter Weise eine Anzahl von Bau- elementen angeordnet ist. Beispielhaft sind hier ein Transistor 14, ein Widerstand 16, ein integrierter Schaltkreis (IC) 18 so- wie ein Kondensator 20 dargestellt. Der Transistor 14, der Wi- derstand 16 und der Kondensator 20 sind dabei in an sich be- kannter Weise über Bohrungen 22 zu der Rückseite 24 des Bauele- menteträgers 12 durchkontaktiert und dort mit Lötstellen 26 verlötet. Das IC 18 ist in an sich ebenfalls bekannter SMD- Technik auf der Vorderseite 28 des Bauelementeträgers 12 kon- taktiert.

Mit den Bezugsziffern 30 und 32 sind zwei Flachbandkabel be- zeichnet, die der überraschenden Erkenntnis entsprechend zur Abschirmung der Bauelemente 14 bis 20, insbesondere zur Ab- schirmung des ICs 18 verwendet werden.

Die Flachbandkabel 30,32, von denen eines nochmals in Fig. 2 dargestellt ist, besitzen ein erstes Ende 34 und ein zweites Ende 36. Es handelt sich um handelsübliche Flachbandkabel mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten und gegen- einander isolierten Adern 38. Das Rastermaß der hier verwende- ten Flachbandkabel 30,32 beträgt 2,54 mm, es können jedoch auch noch größere Rastermaße verwendet werden. Kleinere Raster- maße erhöhen die Höhe der Abschirmung, so daß diesbezüglich keine Grenzen gesetzt sind.

Das erste Ende 34 der Flachbandkabel 30,32 ist abisoliert, so daß die Adern 38 dort aus dem Kabelmantel heraustreten. Das zweite Ende 36 ist mit einer gesonderten Isolierung 40 verse- hen.

Für die Verwendung in dem Sicherheitsschaltgerät 10 sind die beiden Flachbandkabel 30,32 ebenso wie die Bauelemente 14,16 und 20 durch Bohrungen 22 auf die Rückseite 24 des Bauelemen- teträgers kontaktiert. Dort sind sie mit einer auf der Rücksei- te 24 aufgebrachten, flächigen Metallisierung 42 verlötet. Die Metallisierung 42 besitzt Massepotential. Folglich liegen auch die einzelnen Adern der Flachbandkabel 30,32 auf konstantem Massepotential.

Die losen zweiten Enden 36 der Flachbandkabel 30,32 sind von rechts bzw. von links über die abzuschirmenden Bauelemente 14 bis 20 geklappt und überlappen sich im Mittenbereich des Bau- elementeträgers 12. Hierdurch entsteht eine wirksame Abschir- mung, zumindest gegenüber elektromagnetischen Störstrahlungen, die die Funktionsfähigkeit von Sicherheitsschaltgeräten beein- trächtigen können. Andererseits kann man zu Reparaturzwecken sehr leicht an die Bauelemente 14 bis 20, indem man die losen Enden 36 der beiden Flachbandkabel 30,32 zur Seite klappt.

Das Sicherheitsschaltgerät 10 ist in an sich bekannter Weise in ein Gerätegehäuse 44 eingebaut. Dabei besteht das Gerätegehäuse 44 hier aus zwei Gehäusehälften, die bei der Montage in Rich- tung des Pfeils 45 zusammengesteckt und über einen Rastmecha- nismus verriegelt werden. Eine besonders kostengünstige Montage der Abschirmung ergibt sich dabei für das vorliegende Ausfüh- rungsbeispiel, da die Gehäuseabmessungen derart bemessen sind, daß die losen zweiten Enden 36 der beiden Flachbandkabel 30,32 von einer Gehäusewand 46 des Gehäuses 44 in die gewünschte überlappende Position gebracht und dort gehalten werden.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen Sicherheitsschaltgerätes in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 60 bezeichnet. Im übrigen bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Elemente wie zuvor.

Das Sicherheitsschaltgerät 60 unterscheidet sich von dem Si- cherheitsschaltgerät 10 vor allem durch die Art, wie das Flach- bandkabel, das hier mit der Bezugsziffer 62 bezeichnet ist, zur Abschirmung verwendet wird. Im vorliegenden Fall umgibt das Flachbandkabel 62 nämlich den Bauelementeträger 12 sowohl-auf der Vorder-als auch der Rückseite. Dadurch werden die abzu- schirmenden Bauelemente 14 bis 20 von zwei Seiten umgeben, so daß die flächige Metallisierung 42 des Bauelementeträger 12 entfallen kann. Die Adern 38 des Flachbandkabels 62 liegen wie zuvor an einem konstanten Schirmpotential.

Das Flachbandkabel 62, das in einer detaillierteren Darstellung nochmals in Fig. 4 gezeigt ist, ist an seinem zweiten Ende 64 in an sich bekannter Weise mit einem handelsüblichen Flachband- kabel-Stecker 66 versehen. Mit diesem Stecker 66 ist das Flach- bandkabel 62 lösbar an der Unterseite des Bauelementeträgers 12 aufgesteckt. Das Gegenstück des Steckers 66 ist dabei in an sich bekannter Weise mit dem Bauelementeträger 12 verlötet.

An seinem ersten Ende 68 ist das Flachbandkabel 62 im Unter- schied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel unterschied- lich weit abgelängt. An den jeweiligen Enden sind die Adern 38 wie zuvor abisoliert. Die unterschiedlichen Positionen der er- sten Enden 68 ermöglichen eine sehr flexible Befestigung des Flachbandkabels 62 an dem Bauelementeträger 12, wie dies bei- spielhaft in Fig. 3 dargestellt ist. Die verschieden langen En- den des Flachbandkabels 62 sind dabei auf der Vorderseite des Bauelementeträgers 12 an verschiedenen Stellen verlötet. Insge- samt lassen sich so räumlich unterschiedlich abgeschirmte Be- reiche erzeugen. Diese können auch dazu verwendet werden, die einzelnen Bauelemente 14 bis 20 gegenseitig voneinander abzu- schirmen.

Ein weiterer Unterschied des Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ge- genüber dem vorher dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zusätzliche Verwendung einer metallischen Wand 70, die seitlich von dem IC 18 und senkrecht zum Bauelementeträger 12 angeordnet ist. Das obere freie Ende der metallischen Wand 70 endet im Be- reich des Flachbandkabels 62, und die beiden bilden gemeinsam einen Faraday'schen Käfig für das IC 18. Eine zweite Wand (hier nicht dargestellt) ist spiegelbildlich zu der Wand 70 auf der anderen Seite des ICs 18 angeordnet.

Die Verwendung von Flachbandkabeln ermöglicht eine sehr einfa- che, kostengünstige und trotzdem wirksame Abschirmung von elek- tronischen Bauelementen bei Sicherheitsschaltgeräten. Die bei- den dargestellten Ausführungsbeispiele sind dabei tatsächlich exemplarisch zu verstehen. Die hier jeweils getrennt darge- stellten Besonderheiten können nämlich auch miteinander kombi- niert werden, um so eine jeweils optimale Abschirmung zu errei- chen. Je nach Anwendungsfall können dabei sowohl"starre" Flachbandkabel (mit massiven Einzeldrähten) oder flexible Flachbandkabel (Einzelleiter aus Litze) Verwendung finden. Da- bei ist insbesondere für die Anordnung gemäß Fig. 3 die Verwen- dung von flexiblen Flachbandkabeln von Vorteil, da diese leich- ter verformt werden können. Andererseits lassen sich Flachband- kabel mit massiven Einzeldrähten leichter verlöten.