| WO/1996/013089 | MULTI-WIRE TERMINAL BLOCK EMPLOYING REMOVABLE SURGE PROTECTOR |
| WO/2009/048427 | BUS-BAR ARRANGEMENT FOR ELECTRIC DISTRIBUTION |
| JP3049237 | CARRIAGE DRIVING DEVICE |
SCHATZ, Wolfgang (Pfannmüllerstr. 1, Amberg, 92224, DE)
BEYER, Stephan (Wolfsweg 7, Ebermannsdorf, 92263, DE)
SCHATZ, Wolfgang (Pfannmüllerstr. 1, Amberg, 92224, DE)
Patentansprüche
1. Elektrisches Zusatzmodul (3) zur Montage an ein Installationsgerät (1) , wobei das Installationsgerät (3) mindestens zwei Modulplätze (2a, b) aufweist, an denen jeweils ein elektrisches Kontaktmittel zur Aufnahme eines elektrischen Gegenkontaktmittels (4) angeordnet ist und wobei das Zusatzmodul (3) ein Gehäuse (17) aufweist, in oder an dem die Gegenkontaktmittel (4) angeordnet sind, gekennzeichnet durch mindestens zwei Platinen (26a, b) oder Teilstücke einer entsprechend gefalteten Platine, die in dem Gehäuse (17) angeordnet sind und die Gegenkontaktmittel (4) tragen.
2. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) eine Einbauöffnung für die Platinen (26a, b) bzw. Platinenstücke und ein Deckelement (20) aufweist, das die Einbauöffnung abschließt.
3. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse (17) und/oder Deckelement (20) jeweils einstückig ausgebildet ist.
4. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (25) des Gehäuses (17) Führungsmittel (28) zur Einführung und Positionierung der Platinen (26a, b) bzw. Platinenstücke in dem Ge- häuse (17) angeordnet sind.
5. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel als Füh- rungsrippen (28) ausgebildet sind, die zueinander parallel angeordnet sind.
6. Elektrisches Zusatzmodul (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Installationsgerät (1) eine abgestufte Aufnahmegeometrie mit mindestens zwei Stufen aufweist, an denen jeweils eines der elektrischen Kontaktmit- tel angeordnet ist, und dass das Zusatzmodul (3) zu den mindestens zwei Stufen komplementär ausgebildete Stufenabschnitte (5a, b) aufweist.
7. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Platinen (26a, b) bzw. Platinenstücke in dem Gehäuse (17) abgestuft angeordnet sind.
8. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer oder jeder der Stufenabschnitte (2a, b) einen Auflagebereich (8a,b) und einen Anlagebereich (7a, b) aufweist bzw. aufweisen.
9. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Führungsvorrichtungen (28), wobei die Führungsvorrichtungen (28) einen modulseitigen Teil einer Schiebeführung für ein Aufschieben des Zusatzmoduls (3) auf das Installationsgerät (1) von einer Zwischenposition bis zu einer Endlage entlang einer Schieberichtung (12) parallel zu dem Anlagebereich (7a,b) und/oder senkrecht zu dem Auflagebereich (8a, b) bilden.
10. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtungen (28) einen modulseitigen Teil einer Steckführung für ein Aufstecken des Zusatzmoduls (3) auf das Installationsgerät (1) in die Zwischenposition entlang einer Steckrichtung (11) senk- recht zu dem Anlagebereich (7a, b) und/oder parallel zu dem Auflagebereich (8a, b) bilden.
11. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtungen mechanische Kodierungsmittel aufweisen.
12. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtungen (28) seitlich angeformte oder angesetzte Wangen (9a,b) mit Füh- rungsbahnen zur Aufnahme von geräteseitigen Hakenelementen umfassen.
13. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wangen (9a,b) der Stufen- abschnitte (5a,b) unterschiedlich kodierte mechanische Kodierungsmittel aufweisen.
14. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Auflagebereiche (8a, b) und/oder Anlagebereiche (7a, b) Aussparungen (13) zur Durchführung von geräteseitigen Kontaktelementen des bzw. der elektrischen Kontaktmittel aufweisen.
15. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Kontaktelemente der Gegenkontaktmittel (4) innerhalb des Gehäuses (17) angeordnet sind.
16. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkontaktmittel (4) der Stufenabschnitte (5a, b) innerhalb des Zusatzmoduls (3) und/oder des Gehäuses (17) miteinander direkt und/oder miteinander über eine Verarbeitungseinrichtung verschaltet sind.
17. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mechanische Einzelkodiermittel (14), die als auskragende Schlüsselelemente und/oder als Aussparungen in Form von Schlosselementen ausgebildet sind.
18. Kombination des elektrischen Zusatzmoduls (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Installationsgerät (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Installationsgerät (1) me- chanisch und elektrisch kompatibel zu dem elektrischen Zu- satzmodul (3) ausgebildet ist. |
Beschreibung
Zusatzmodul zur Montage an ein Installationsgerät sowie Kombination aus dem Zusatzmodul mit dem Installationsgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Zusatzmodul zur Montage an ein Installationsgerät sowie auf eine Kombination des Zusatzmoduls mit dem Installationsgerät.
Installationsgeräte werden im Bereich der Automatisierung eingesetzt und bilden beispielsweise Schnittstellen zwischen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und den zu steuernden Anlagen bzw. Anlagekomponenten. Derartige Installationsgeräte weisen üblicherweise eine Vielzahl von elektrischen Schnittstellen für Zusatzmodule auf, wobei die Zusatzmodule über Steuerleitungen mit der SPS, weiteren Installationsgeräten oder Anlagekomponenten verbunden sind.
Die Druckschrift EP 1564848 Al offenbart ein Installationsge- rät mit einer Mehrzahl von Schnittstellen, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Installationsgeräts treppenartig abgestuft angeordnet sind, wobei in jede Schnittstelle ein Zusatzmodul einsetzbar ist.
Die Druckschriften DE 103 01 004 B3 und DE 103 01 003 B3, die als Ausführungsbeispiel jeweils das gleiche Installationsgerät zeigen, beschreiben ein Installationsgerät, welches als Schnittstellen Modulsteckplätze aufweist, die ebenfalls treppenartig abgestuft angeordnet sind und in die jeweils ein zu- geordnetes Zusatzmodul einsteckbar ist. Diese Druckschriften werden als nächstkommender Stand der Technik angesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zusatzmodul bzw. eine Kombination aus Zusatzmodul und Installationsgerät vorzuschlagen, wobei die Nutzung des zur Verfügung stehenden Einbauraums für das Zusatzmodul an dem Installationsgerät verbessert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrisches Zusatzmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Kombination mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die ünteransprüche beansprucht sowie durch die nachfolgende Beschreibung offenbart.
Das Installationsgerät umfasst zur Aufnahme des Zusatzmoduls mindestens zwei Modulplätze, insbesondere Modulsteckplätze. Die Modulplätze haben jeweils ein Kontaktmittel, welche vor- zugsweise als Kontaktierungsleisten mit mehreren Kontaktelementen und zur Aufnahme und Kontaktierung von Gegenkontakt- mitteln ausgebildet sind. Das Installationsgerät bildet damit eine Kontaktzone, die optional Bereiche unterschiedlicher Breite umfasst. Vorzugsweise ist das Installationsgerät zur Verbindung mit einer SPS ausgebildet und/oder umfasst insbesondere passive oder aktive elektrische Einrichtungen wie z.B. Signalwandler, Filter, Schalt- oder Verteilungskreise o.a..
Das Zusatzmodul weist ein Gehäuse mit einer Geräteschnittstelle auf, die komplementär zu der Kontaktzone des Installationsgeräts und zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Zusatzmoduls mit dem Installationsgerät ausgebildet ist. In oder an dem Gehäuse bzw. der Geräteschnittstelle sind mindestens zwei der Gegenkontaktmittel angeordnet, die den mindestens zwei Modulplätzen zugeordnet sind und diese im montierten Zustand kontaktieren, so dass die mindestens zwei Modulplätze belegt und elektrisch kontaktiert sind.
Erfindungsgemäß umfasst das Zusatzmodul mindestens zwei Platinen, die in dem Gehäuse angeordnet sind und die die Gegenkontaktmittel tragen, wobei die Gegenkontaktmittel mit den Platinen starr verbunden sind. Anstelle zweier separater Platinen kann äquivalenterweise auch eine in zwei Teilstücke ge- faltete Platine zum Einsatz kommen. Der nachfolgend vereinfacht verwendete Begriff "Platine" kann sich entsprechend auch auf ein solches Teilstück beziehen. Vorzugsweise sind die Gegenkontaktmittel und/oder mechanische Befestigungen der
Gegenkontaktmittel auf den Platinen (bzw. Platinenstücken) beispielsweise durch Löten, Kleben oder Schrauben, also stoff-, kraft- und/oder formschlüssig befestigt.
Der Erfindung liegt dabei die überlegung zugrunde, die Platinen zum einen als elektrisches Verbindungsmittel und zum zweiten als mechanische Befestigung für die Gegenkontaktmittel einzusetzen. Durch diese Doppelfunktion der Platinen wird eine schnelle, einfache, und vorzugsweise zeitgleiche Bestückbarkeit der vormontierten Platinen in das Gehäuse ermöglicht. Mit der Ausrichtung der Platinen in dem Gehäuse werden zugleich auch die Gegenkontaktmittel in die endgültige Kontaktierungsposition in einem einzigen, gemeinsamen Einbauschritt gebracht. Dadurch, dass mindestens zwei Platinen vorgesehen sind, die über die Gegenkontaktmittel zur Kontak- tierung von mindestens zwei Modulplätzen ausgebildet sind, werden im Vergleich zum Stand der Technik mehrere Zusatzmodule zusammengefasst, wodurch eine bessere Aufteilung des verfügbaren Einbauraumes für das oder die Zusatzmodule an dem Installationsgerät und somit ein platzsparender Aufbau erreicht wird. Zudem ist das Zusatzmodul bei der Montage an das Installationsgerät in einem Arbeitsschritt so einsetzbar, dass die mindestens zwei Modulplätze des Installationsgeräts durch das Zusatzmodul gleichzeitig oder zusammen bestückt werden. Auf diese Weise kann ein Zusatzmodul, welches z.B. zur Anbindung eines BUS dient, der eine Kontaktierung zu Kontaktmitteln verschiedener Modulplätze benötigt, in einem Arbeitsschritt montiert und kontaktiert werden.
Die Kontaktmittel und Gegenkontaktmittel weisen vorzugsweise Kontaktelemente auf, die einerseits als Kontaktzungen, Kontaktfahnen oder Kontaktstifte und andererseits als gabelförmige Kontaktelemente ausgebildet sind. Bevorzugt umfassen Kontaktmittel und Gegenkontaktmittel jeweils eine Mehrzahl von Kontaktelementen, um bei jeder durch Kontaktmittel und zugeordnetem Gegenkontaktmittel gebildeten Anschlussstelle einen mehrpoligen Anschluss zu ermöglichen.
Verschiedene Ausführungsalternativen des Zusatzmoduls können sich durch die Anzahl der Platinen und/oder die Anzahl der Pole der Gegenkontaktmittel unterscheiden. Somit sind mit dem Zusatzmodul auch drei oder mehr Modulplätze eines entspre- chend ausgebildeten Installationsgeräts gleichzeitig bzw. gemeinsam bestückbar. Durch die dadurch vielfältigen möglichen Gehäuseausführungen kann das Zusatzmodul zum Einsatz an unterschiedlichen Installationsgeräten angepasst werden, so dass sich ein breiter Einsatzbereich ergibt.
Bevorzugt weist das Zusatzmodul eine Einbauöffnung auf, die zur Einführung der Platinen in das Gehäuse ausgebildet und die mittels eines Deckelements verschließbar ist, wobei das Deckelelement reversibel an dem Gehäuse befestigbar ist, ins- besondere mittels einer Steck-, Schnapp- und/oder Schraubverbindung. Vorzugsweise ist die Einbauöffnung so dimensioniert, dass die Platinen gemeinsam in einem Arbeitsschritt in das Gehäuse eingeschoben oder eingesteckt werden können. Vorzugsweise werden die Platinen von Gehäuse und Deckelelement form- schlüssig in der Kontaktierposition gehalten und bilden für die Platinen eine Lager- und Gegenlager-Kombination. Auf diese Weise werden die Platinen gegen das Deckelelement toleranzarm abgestützt, insbesondere derart, dass durch die Montage des Zusatzmoduls an dem Installationsgerät oder während des Betriebs des Zusatzmoduls entstehende Kontaktkräfte abgefangen bzw. in das Deckelement geleitet werden.
Bei einer in der Herstellung besonders günstigen Ausbildung sind Gehäuse und/oder Deckelement jeweils einstückig ausge- bildet und werden beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Zusatzmoduls sind an der Innenseite des Gehäuses an den Wänden Führungsmittel angeordnet oder angeformt, die zur Einführung der Platinen und zugleich zur Positionierung der Platinen in dem Gehäuse dienen. In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind diese Führungsmittel als Führungsrippen ausgebildet, die zueinander
parallel angeordnet sind. In dieser Ausführung sind die Platinen parallel zueinander und parallel zu den Führungsrippen beim Zusammenbau einführbar und werden durch die Führungsrippen in der Kontaktierungslage insbesondere toleranzarm posi- tioniert. Der Vorteil der toleranzarmen Positionierung liegt u.a. in einer höheren Qualität der Kontaktierung und somit in einer Verbesserung der Gebrauchseigenschaften des Zusatzmoduls.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Installationsgerät eine treppenartig abgestufte Aufnahmegeometrie mit mindestens zwei Stufen auf, an denen jeweils eines der elektrischen Kontaktmittel angeordnet ist und die somit die Modulplätze bilden. Das Zusatzmodul weist dabei mindes- tens zwei zu den mindestens zwei Stufen komplementär ausgebildete Stufenabschnitte auf. In dieser Ausführung umfasst das elektrische Zusatzmodul somit eine Geräteschnittstelle in Form von Stufenabschnitten, die zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Zusatzmoduls mit dem Installationsge- rät ausgebildet sind. An jedem der mindestens zwei Stufenabschnitte des Zusatzmoduls ist jeweils eines der Gegenkontakt- mittel zur Kontaktierung des aufgrund der komplementären Ausbildung zugeordneten Kontaktmittels angeordnet, so dass das Zusatzmodul eine doppel- oder mehrstöckige Kontaktierschnitt- stelle umfasst.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Zusatzmoduls sind die mindestens zwei Platinen in dem Gehäuse ebenfalls abgestuft oder versetzt zueinander angeordnet, insbesondere der- art, dass die eine Platine die zweite Platine im Bereich des Gegenkontaktmittels nicht gegenüber dem Installationsgerät verdeckt. Die abgestufte und/oder versetzte Anordnung der Platinen wird bevorzugt durch eine treppenartige Abstufung des Gehäuses im Innenraum des Zusatzmoduls realisiert. Mit dieser Weiterbildung wird somit erreicht, dass die Gegenkon- taktmittel der Platinen einen direkten Zugang zu den zugeordneten Kontaktmitteln haben.
Bevorzugt weist mindestens einer der Stufenabschnitte einen Auflagebereich und einen Anlagebereich auf. Der Auflagebereich ist dabei bevorzugt als ein mechanischer Anschlag ausgebildet, um beim Aufschieben des Zusatzmoduls auf das In- stallationsgerät die Endlage zu definieren. Der Anlagebereich kann optional als mechanische Führung für das Zusatzmodul während des AufSchiebens auf das Installationsgerät wirken. Eine Anlagefläche des Anlagebereichs ist vorzugsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Auflagefläche des Auflagebereichs orientiert. Vorzugsweise sind die Platinen parallel zu dem Anlagebereich bzw. der Anlagefläche ausgerichtet .
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Zusatzmodul Führungsvorrichtungen auf, die einen modulseitigen Teil einer Schiebeführung bilden. Die Schiebeführung ist bevorzugt als Zwangsführung ausgebildet, um die Montage des Zusatzmoduls zu erleichtern. Die Schiebeführung ist realisiert, so dass das Zusatzmodul auf das Installationsgerät entlang einer Schiebe- richtung, die parallel oder im wesentlichen parallel zu der Anlagefläche und/oder senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu der Auflagefläche ausgerichtet ist, aufschiebbar ist. Das Aufschieben erfolgt von einer Zwischenposition in die Endlage, in der Zusatzmodul und Installationsgerät kon- taktiert sind.
Bei bevorzugten Weiterbildungen ist das Zusatzmodul zur werkzeugfreien Montage und Demontage ausgebildet. Zur mechanischen Sicherung des Funktionsmoduls in der Endlage oder Ein- baulage sind optional Verriegelungsmittel vorgesehen, die beispielsweise als Rastmittel, insbesondere mit Rasthaken ausgebildet sind. Alternativ sind die Verriegelungsmittel für eine werkzeugfreie Montage und für eine Demontage unter notwendiger Verwendung eines Werkzeugs realisiert.
Bei einer möglichen Weiterbildung sind die Führungsvorrichtungen als Teil einer modulseitigen Steckführung ausgebildet, so dass das Zusatzmodul bei der Montage geführt in die Zwi-
schenposition bringbar ist. Die Steckbewegung erfolgt in Richtung einer Steckrichtung, die senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu der Schieberichtung orientiert ist. Auch .die Steckführung ist optional als Zwangsführung ausgebildet. Die Montage des Funktionsmoduls erfolgt somit durch eine kombinierte Steck- und Schiebebewegung. Diese konstruktive Ausprägung des Funktionsmoduls birgt den Vorteil, dass die Montage des Zusatzmoduls auch problemlos möglich ist, wenn mehrere Installationsgeräte nebeneinander aufgereiht angeordnet sind, da für die Montage kein seitlicher Platz, also in Richtung der benachbarten Installationsgeräte, benötigt wird.
Vorzugsweise weist die Führungsvorrichtung mechanische Kodierungsmittel auf, um eine verwechslungsfreie Montage sicher zustellen. Die Führungsvorrichtung übernimmt damit eine Doppelfunktion, nämlich eine Führungsfunktion und eine Kodierungsfunktion .
In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung des Zusatzmoduls sind die Führungsvorrichtungen als seitlich angeformte Wangen mit offenen Führungsbahnen insbesondere zur Aufnahme von Hakenelementen oder anderen Elementen des Installationsgeräts ausgebildet. Die Führungsbahnen von Wangen eines Stufenabschnitts sind in einer bevorzugten Ausgestaltung gegenüber- liegend nach innen gerichtet angeordnet oder in die Wangen eingeformt.
Vorzugsweise sind die Wangen durch die Breite, die Höhe und/oder den Verlauf der Führungsbahnen mechanisch kodiert, wobei insbesondere die Wangen eines Stufenabschnitts und/oder die Wangen von zwei unterschiedlichen Stufenabschnitten unterschiedlich mechanisch kodiert sind.
Zur Erreichung der mechanischen Kompatibilität zwischen Zu- satzmodul und Installationsgerät weisen in einer bevorzugten Ausführungsform die Auflagebereiche und/oder die Anlagebereiche Aussparungen zur Einführung oder Durchführung von geräte- seitigen Kontaktelementen des bzw. der elektrischen Kontakt-
mittel auf. Die Aussparungen von Anlagebereich und Anlagebereich sind vorzugsweise miteinander offen verbunden, so dass die Aussparungen als offene Kantenabschnitte ausgebildet sind. Bevorzugt ist jedem Kantenabschnitt ein Kontaktelement zugeordnet.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Kontaktelemente des Gegenkontaktmittels innerhalb des Gehäuses und/oder in den Stufenabschnitten integriert angeordnet. Auf diese Weise wird insbesondere die Gefahr eines versehentlichen Be- rührens der Kontaktelemente bei der Montage minimiert. Für den gleichen Zweck sind optional die Kontaktelemente des bzw. der Kontaktmittel ebenfalls mit einem mechanischen Berührungsschutz versehen.
Es ist zudem vorzugsweise vorgesehen, dass die Gegenkontakt- mittel, insbesondere über die Platinen, innerhalb des Gehäuses oder des Zusatzmoduls miteinander verschaltet sind. Hierbei ist vorzugsweise eine direkte Kontaktierung vorgesehen, so dass Signale einer Stufe des Installationsgeräts zu einer anderen Stufe des Installationsgeräts durchschleifbar sind.
Alternativ oder ergänzend ist eine Verarbeitungseinrichtung vorgesehen, so dass Signale einer Stufe des Installationsge- räts innerhalb des Gehäuses oder des Funktionsmoduls verarbeitet werden können und an die gleiche oder eine andere Stufe des Installationsgeräts ausgegeben werden können. Auf diese Weise wird eine Signalweiterleitung und/oder -Verarbeitung von Signalen mehrerer Stufen des Installationsgeräts in- nerhalb des Funktionsmoduls ermöglicht.
Bevorzugt sind innerhalb des Funktionsmoduls weitere Applikationseinrichtungen vorgesehen, die ebenfalls mit einer oder mehreren der Platinen und/oder der Verarbeitungseinrichtung verschaltet sind und die bevorzugt als Temperatursensor,
Spannungsmessungseinrichtung, Spannungsüberwachung etc. ausgebildet sind. Damit oder mit anderen Verarbeitungseinrich-
tungen wird das Funktionsmodul zu einer aktiven Baugruppe, die autark Funktionen ausführen kann.
Zur weiteren Sicherung gegen Verwechslungen bei der Montage sind optional mechanische Einzelkodiermittel ausgebildet, die in einer konstruktiven Ausbildung als insbesondere angeformte, auskragende Schlüsselelemente und/oder als Aufnahmen in Form von Schlosselementen ausgebildet sind. Die Einzelkodiermittel sind vorzugsweise so realisiert, dass im Fall ei- ner Verwechslung bereits die Steckbewegung bei der Montage blockiert ist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Kombination aus dem Funktionsmodul und dem Installationsgerät, wie beide bereits beschrieben sind und wobei das Installationsgerät mechanisch und elektrisch kompatibel zu dem elektrischen Zusatzmodul ausgebildet ist. Insbesondere weist das Installationsmodul die geräteseitigen Teile der Führungsvorrichtung auf.
Das Installationsgerät ist bevorzugt als Zeitrelais, Funktionsrelais oder Schaltelement ausgebildet. Die Kontaktmittel bilden bevorzugt elektrische Schnittstellen zur Anbindung von Versorgungen (z.B. zur Einspeisung von Betriebsspannungen), von Datenleitungen (z.B. Busse oder Meldekontakte), von Sig- nalgebern (z.B. Fühler, Schalter, Taster) oder einer SPS.
Vorzugsweise ist die Aufnahmegeometrie des Installationsgeräts so ausgebildet, dass Anschlussklemmen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, weiterhin kompatibel bleiben und verwendbar sind.
Weiterhin wird ein Zusatzmodulset offenbart, welches eine Vielzahl der elektrischen Zusatzmodule umfasst, wobei die Zusatzmodule funktionsabhängig und modulspezifisch kodiert sind. Die Zusatzmodule unterscheiden sich somit durch die
Funktionalität und die mechanische Kodierung und sind ansonsten baugleich ausgeführt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen:
FIG 1 ein Installationsgerät mit einem aufgesetzten Zusatzmodul als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in dreidimensionaler, schematischer Darstellung; FIG 2 das Zusatzmodul in FIG 1 in einer dreidimensionalen, schematischen Darstellung mit Blick auf die Geräteschnittstelle des Zusatzmoduls;
FIG 3 das Zusatzmodul in FIG 1 in einer dreidimensionalen, schematischen Darstellung mit Blick auf die Rückseite des Zusatzmoduls; FIG 4 das Zusatzmodul in FIG 1 in einer dreidimensionalen, schematischen Darstellung ohne Deckelelement; FIG 5 das Zusatzmodul in FIG 1 in einer dreidimensionalen, schematischen Darstellung ohne Deckelelement und ohne Bestückung; FIG 6 das Zusatzmodul in FIG 1 in einer dreidimensionalen, schematischen Explosionsdarstellung .
Gleiche oder entsprechende Teile sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die FIG 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht von schräg seitlich in dreidimensionaler Darstellung ein Installationsgerät 1 ausgebildet als Schaltautomaten, wobei das Installationsgerät 1 an seiner Schmalseite neben weiteren elektri- sehen Schnittstellen zwei Stufen 2 a, b aufweist, auf denen ein Zusatzmodul 3 montiert ist.
Wie sich aus der Darstellung in FIG 1 ergibt, sind die Stufen 2 a, b in seitlicher Draufsicht als rechtwinklige Bereiche ausgebildet, die treppenartig verlaufen. Jedem der Stufen 2 a, b ist jeweils ein Kontaktmittel (nicht dargestellt) zugeordnet, so dass jede Stufe 2 a, b einen Modulsteckplatz mit zugeordnetem Kontaktmittel bildet, und wobei die Modulsteck-
plätze zueinander höhenversetzt angeordnet sind. Durch das Zusatzmodul 3 werden im montierten Zustand beide Kontaktmittel der Stufen 2 a, b mit jeweils zugeordneten Gegenkontakt- mittel 4 (FIG 6) des Zusatzmoduls 3 kontaktiert. An der Un- terseite des Installationsgeräts 1 sind Befestigungsmittel, beispielsweise zur Befestigung an einer Hutschiene in einem Schaltschrank ausgebildet.
Das Zusatzmodul 3 ist zumindest abschnittsweise komplementär zu der durch die zwei Stufen 2 a, b gebildeten Anlagegeometrie des Installationsgeräts 1 ausgebildet. Hierzu weist das Zusatzmodul 3 zwei Stufenabschnitte 5 a, b auf, wobei der Stufenabschnitt 5 a der Stufe 2 a und der Stufenabschnitt 5 b der Stufe 2 b zugeordnet ist. Auch die Stufenabschnitte 5 a, b weisen im Kontaktbereich mit dem Installationsgerät 1 bzw. den Stufen 2 a, b in seitlicher Draufsicht jeweils eine rechtwinklig abgestufte Geometrie auf.
In der FIG 2 ist das Zusatzmodul 3 in FIG 1 in schematischer, dreidimensionaler Ansicht derart gedreht dargestellt, dass
Details einer Geräteschnittstelle 6 zu erkennen sind, welche durch die beiden Stufenabschnitte 5 a, b gebildet ist. Die Geräteschnittstelle 6 dient zur mechanischen und elektrischen Befestigung bzw. Kontaktierung des Zusatzmoduls 3 an das bzw. dem Installationsgerät 1.
Der Stufenabschnitt 5a weist einen Anlagebereich 7a sowie einen dazu in etwa rechtwinklig angeordneten Auflagebereich 8a auf. Der Anlagebereich 7a dient zur Anlage an einen in FIG 1 vertikal ausgerichteten Bereich der Stufe 2a, insbesondere derart, dass bei einem Aufschieben des Zusatzmoduls 3 auf das Installationsgerät 1 der Anlagebereich 7a auf dem Bereich der Stufe 2 a gleitend geführt wird. Der Auflagebereich 8a ist dagegen als mechanischer Anschlag ausgebildet, der gegen ei- nen in FIG 1 horizontal ausgerichteten Bereich der Stufe 2a stößt, sobald das Zusatzmodul 3 auf das Installationsgerät 1 vollständig aufgeschoben ist.
Der Stufenabschnitt 5a ist seitlich durch zwei Wangen 9a beidseitig begrenzt, die als Verlängerungen der Seitenwände des Funktionsraoduls 3 ausgebildet sind und senkrecht auskragend zu dem Anlagebereich 7a ausgerichtet sind. Die in der FIG 2 vertikal dargestellte Höhe der Wangen 9a entspricht im Wesentlichen der vertikalen Ausdehnung des Anlagebereichs 7a. Die auskragenden Wangen 9a zeigen in seitlicher Draufsicht einen rechteckigen Querschnitt. An den jeweils zueinander ausgerichteten Innenseiten der Wangen 9a sind Vorsprünge 10a angeordnet oder angeformt, so dass die Wangen 9a mechanisch kodierte Führungsvorrichtungen mit offenen Führungskanälen bilden, mit denen (nicht dargestellte) Hakenelemente des Installationsgeräts 1 mechanisch geführt und zugleich auf die passende mechanische Kodierung überprüft werden.
Für ein besseres Verständnis soll nachfolgend die Montage des Zusatzmoduls 3 auf dem Installationsgerät 1 kurz skizziert werden. Die Montage erfolgt über eine kombinierte Steck- Schiebbewegung, wobei in einem ersten Schritt das Zusatzmodul 3 auf das Installationsgerät 1 in eine Zwischenposition aufgesteckt wird. Die Steckbewegung erfolgt in Steckrichtung, die durch einen ersten Pfeil 11 visualisiert ist, der in der FIG 2 horizontal und zudem senkrecht zu der Anlagefläche 7a ausgerichtet ist. In einem zweiten Schritt wird das Zusatzmo- dul3 in einer Schiebrichtung, die durch einen zweiten Pfeil 12 dargestellt ist, der in der FIG 2 vertikal und senkrecht zu der Steckrichtung Pfeil 11 ausgerichtet ist, von der Zwischenposition in eine Endposition oder Endlage gebracht, die der Kontaktierposition entspricht.
Die Wangen 9a in FIG 2 können aufgrund der mechanischen Kodierung während der Steckbewegung nur Hakenelemente des Installationsgeräts aufnehmen, deren vertikale Ausdehnung geringer als die Höhe des durch die Vorsprünge 10a gebildeten Führungskanals einer der Wangen 9a ist, wodurch eine erste mechanische Kodierung gegeben ist.
Der Anlagebereich 7a und der Auflagebereich 8a bilden einen gemeinsamen Kantenbereich, der durch Aussparungen 13 mehrfach, in diesem Ausführungsbeispiel fünffach, unterbrochen ist, wobei die Aussparungen 13 als ausgesparte Schlitzberei- che realisiert sind. Die Aussparungen 13 dienen zur Einführung von Kontaktelementen der geräteseitigen Kontaktmittel während der Steckbewegung sowie zur Aufnahme dieser Kontaktelemente während der Schiebebewegung.
An dem Anlagebereich 7a sind Einzelkodiermittel 14 in Form von vertikal verlaufenden Stegen angeformt, die als Schlüsselelemente während der Steck- und Schiebebewegung von dazu passenden Schlosselementen in Form von Aufnahmeöffnungen in dem Installationsgerät 1 aufgenommen werden.
über die Länge, die Breite und den Abstand der Stege des Zu- satzmoduls 3 bzw. durch die Ausbildung der Aufnahmeöffnungen in dem Installationsgerät 1 wird eine zweite mechanische Kodierung gebildet, die nur eine verwechslungsfreie Montage zu- lässt. Die Einzelkodiermittel 14 und die Aussparungen 13 sind abwechselnd in dem Anlagebereich 7a angeordnet.
Der Stufenabschnitt 5b ist analog zu dem Stufenabschnitt 5a ausgeführt, so dass für dessen Beschreibung auf die Beschrei- bung des Stufenabschnitts 5a verwiesen wird. Der Anlagebereich 7b ist parallel versetzt zu dem Anlagebereich 7a angeordnet, wobei die Versetzung durch eine Translation entgegen der Steckrichtung Pfeil 11 und in der Schieberichtung Pfeil 12 gebildet ist. Der Auflagebereich 8b ist in analoger Weise versetzt zu dem Auflagebereich 8a angeordnet. Um eine überdefinition des Zusatzmoduls 3 in der Endlage in dem Installationsgerät 1 zu vermeiden ist vorzugsweise vorgesehen, dass entweder der Auflagebereich 8a oder der Auflagebereich 8b als mechanischer Anschlag wirkt. Alternativ kann auch ein anderer mechanischer Anschlag Verwendung finden.
Die insgesamt vier Wangen 9 a, b mit entsprechenden Vorsprüngen 10a, 10b weisen entweder jeweils den gleichen Führungska-
nal, gegebenenfalls spiegelsymmetrisch ausgebildet, auf oder sind in Abhängigkeit des zugeordneten Stufenabschnitts 5 a, b unterschiedlich mechanisch kodiert.
Zur Verriegelung des Zusatzmoduls 3 in dem Installationsgerät 1 ist als Rastmittel 15 eine elastische Zunge in dem Anlagebereich 7a mittig in vertikaler Richtung entgegen der Schieberichtung Pfeil 12 auskragend angeformt. Die elastische Zunge trägt einen Rasthaken 16, der während der Montage in eine korrespondierende Rastöffnung in dem Installationsgerät 1 einschnappt und das Zusatzmodul 3 in dem Installationsgerät 1 verriegelt. Dabei ist der Rasthaken 16 so ausgebildet, insbesondere durch entsprechende Anschrägungen, dass die Verriegelung bei der Montage selbsttätig oder automatisch verläuft. Für eine Demontage dagegen muss die elastische Zunge gegen die Steckrichtung Pfeil 11 gebogen werden, um das Rastmittel 15 zu entriegeln. Bevorzugt ist das Rastmittel 15 konstruktiv so ausgebildet, dass für eine Entriegelung zwangsweise ein Werkzeug, zum Beispiel ein Schraubendreher, verwendet werden muss.
Stufenabschnitte 5 a, b sind Teil eines gemeinsamen Gehäuses 17, welches einteilig ausgebildet ist, und an dem die zuvor beschriebenen konstruktiven Elemente angeformt bzw. einge- formt sind. Das Gehäuse 17 wird beispielsweise kostengünstig in einem Spritzgussverfahren hergestellt.
Wie am besten in der FIG 3 zu erkennen ist, die das Zusatzmodul 3 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung von der der Geräteschnittstelle 6 gegenüberliegenden Rückseite zeigt, weist das Gehäuse 17 eine Buchsenöffnung 18 auf, in die ein Stecker 19 (FIG 2) zur Kontaktierung einführbar ist. Der Stecker 19 dient beispielsweise zur Kontaktierung eines Busses oder zur Verbindung mit weiteren Zusatzmodulen, Installationsgeräten, Sensoren, Schaltern oder ähnlichem. Die Rückseite des Zusatzmoduls 3 ist im unteren Abschnitt abgeschrägt, unter anderem um eine Entformschräge bei der Fertigung des Gehäuses 17 zu bilden.
Auf den in den FIG 2 und 3 oberen Abschnitt des Gehäuses 17 ist eine Deckelelement 20 aufgesetzt, welches auf das Gehäuse 17 aufgeschnappt wird und dieses abschließt. Alternativ kann das Deckelelement 20 auch aufgesteckt oder aufgeschraubt wer- den. Das Deckelelemente 20 ist einteilig ausgebildet und wird bevorzugt ebenfalls durch ein Spritzgussverfahren hergestellt. Das Deckelelement 20 weist auf der Rückseite des Zusatzmoduls 3 eine weitere Buchsenöffnung 21 auf, so dass je nach innerer Ausgestaltung des Zusatzmoduls 3 Stecker 19 in eine Buchsenöffnung 18 des Gehäuses 17 oder in eine Buchsenöffnung 21 des Deckelelements 20 eingesteckt werden können.
An der in den FIG 2 und 3 dargestellten Oberseite 22 des Deckelelements 20 sind weitere Zugangsöffnungen 23 eingebracht. Ferner weist das Deckelelement 20 an der Oberseite 22 eine aufbrechbare Abdeckung 24 auf, die es dem Benutzer ermöglicht, nachträglich eine weitere Kontaktiermöglichkeit, insbesondere eine Steckverbindung, offen zu legen. Diese Kontaktiermöglichkeit kann beispielsweise für eine Not-Aus-Kreis- Beschaltung oder eine standardisierte Endlagenbeschaltung, insbesondere bei einer Ausbildung des Zusatzmoduls 3 als Mo- torstarterbusanschluss, genutzt werden.
Die FIG 4 zeigt das Zusatzmodul 3 im geöffneten Zustand, also ohne Deckelelement 20, in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung schräg von oben. Im Gegensatz zu den vorherigen FIG sind zwei Stecker 19 in das Zusatzmodul 3 eingesteckt. Das Gehäuse 17 bildet einen Innenraum 25, in dem parallel zueinander und parallel zu den Anlageflächen 7a, b eine erste Platine 2βa und eine zweite Platine 2βb angeordnet sind.
Die erste Platine 2βa ist dabei dem Stufenabschnitte 5a zugeordnet und trägt die Kontaktelemente 4 (FIG 6) des Gegenkon- taktmittels des Stufenabschnitts 5a. Die Kontaktelemente 4 des ersten Stufenabschnitts 5 a sind auf der ersten Platine 2βa aufgelötet. In analoger Weise trägt die zweite Platine 2βb die Kontaktelemente 4 des Gegenkontaktmittels des Stufen-
abschnitte 5b. Die erste und zweite Platine 26a bzw. b stehen miteinander optional in elektrischen Kontakt, so dass Signalwege zwischen den Gegenkontaktmitteln der Stufenabschnitte 5a, b gebildet sind. Auf beiden Platinen 26a bzw. b können e- lektrische Schaltungen aufgebracht sein.
Zwischen den Platinen 26 a, b ist eine Buchse 27 angeordnet, die bei geschlossenen Deckelelement 20 über die aufbrechbare Abdeckung 24 erreichbar ist. Optional sind erste und zweite Platine 26 a, b mechanisch miteinander starr verbunden, beispielsweise indem die Buchse 27 als mechanisches Verbindungselement an beiden Platinen 26 a, b befestigt ist.
Die FIG 5 zeigt das Gehäuse 17 in gleicher Darstellung wie in FIG 4, wobei die eine elektrische Funktionsgruppe bildenden Platinen 26 a, b entfernt sind. Wie aus der Ansicht des Innenraums 25 ersichtlich ist, sind beidseitig und gegenüberliegend Führungsschienen 28 mit U-förmigen Führungsnuten angeordnet, die eine genaue Positionierung der Platinen 26 a, b in dem Gehäuse 17 ermöglichen. Wie ebenfalls in diese Darstellung zu erkennen ist, ist auch der Innenraum 25 treppenartig abgestuft ausgebildet, so dass durch die erste Platine 26a die zweite Platine 26b im Bereich des Stufenabschnitts 5b nicht gegenüber dem Installationsgerät 1 verdeckt ist.
Die FIG 6 zeigt das Zusatzmodul 3 in schematischer dreidimensionaler Darstellung in Explosionsansicht von der Rückseite. In dieser Darstellung ist auch ein gabelartig ausgebildetes Kontaktelement 4 zu erkennen, welches auf der ersten Platine 26 a aufgelötet ist. Im eingebauten Zustand sind sämtliche
Kontaktelemente 4 der ersten und der zweiten Platine 26 a, b in dem Innenraum 25 aufgenommen, insbesondere derart, dass eine Berührung durch einen Benutzer ausgeschlossen ist. In dem dargestellten Beispiel sind die Platinen 26 a, b nur über die Buchse 27 verbunden, in alternativen Ausführungsformen können Verarbeitungseinheiten oder Sensoren in dem Zusatzmodul 3 integriert sein, die ebenfalls mit beiden Platinen 26 a, b kontaktiert sind, so dass das Zusatzmodul 3 als aktive
Funktionsbaugruppe ausgebildet ist. Realisierbare Beispiele für eine aktive Funktionsbaugruppe sind Temperaturmessung, Spannungsmessung bzw. entsprechende überwachungen.
Bei dem Zusammenbau des Zusatzmoduls 3 werden die Platinen 26 a,b in die Führungsschienen 27 eingeführt und in den Innenraum 25 geschoben. Dabei ist es möglich, das Gehäuse 17 mit den beiden Platinen 26a, b zeitgleich in einem gemeinsamen Arbeitsschritt zu bestücken, wobei die genaue Führung und Posi- tionierung durch die Führungsschienen 28 erfolgt. Durch eine endseitige Begrenzung der Führungsschienen 28 oder einem anderen mechanischen Anschlag wird die Lage der Platinen 26 a, b in dem Gehäuse 17 definiert. In einem nächsten Schritt wird das Deckelelement 20 aufgeschnappt, wobei durch einen mecha- nischen Anlagebereich in dem Deckelelement 20 für die Platinen 26 a, b diese endgültig und genau oder toleranzarm in der Lage fixiert werden. Diese konstruktive Ausbildung des Zusatzmoduls 3 erlaubt eine kostengünstige und zugleich toleranzarme Fertigung eines vollbestückten und demzufolge auch kundenfreundlich montierbaren Anbaumodul, welches gleichzeitig über mehrere Stufen kontaktiert und zudem komplett abnehmbar und nachrüstbar ist.