SCHATZ, Wolfgang (Pfannmüllerstr. 1, Amberg, 92224, DE)
BEYER, Stefan (Wolfsweg 7, Ebermannsdorf, 92263, DE)
SCHATZ, Wolfgang (Pfannmüllerstr. 1, Amberg, 92224, DE)
Patentansprüche
1. Elektrisches Zusatzmodul (3) mit einer Geräteschnittstelle (6) zur Montage des Zusatzmoduls (3) an ein Installa- tionsgerät (1) , wobei das Installationsgerät (1) eine abgestufte Aufnahmegeo- nαetrie mit mindestens zwei Stufen (2a, b) aufweist, an denen jeweils ein elektrisches Kontaktmittel zur Aufnahme eines elektrischen Gegenkontaktmittels angeordnet ist, wobei die Geräteschnittstelle (6) zu den mindestens zwei Stufen komplementär ausgebildete Stufenabschnitte (5a.b) aufweist, an denen jeweils eines der elektrischen Gegenkontakt- mittel (4) zur Kontaktierung des zugeordneten Kontaktmittels angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im unverbauten Zustand des Zusatzmoduls (3) die mindestens zwei Stufenabschnitte (2a, b) starr miteinander verbunden sind.
2. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mindestens zwei Stufenabschnitte (2a, b) einstückig und/oder als Teil eines gemeinsamen Gehäuses (17) ausgebildet sind.
3. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens einer oder jeder der Stufenabschnitte (2a, b) einen Auflagebereich (8a,b) und einen Anlagebereich (7a, b) aufweist bzw. aufweisen.
4. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h 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.
5. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsvorrichtungen (28) einen modulseitigen Teil einer Steckführung für ein Aufstecken des Zusatzmoduls (3) auf das In- stallationsgerät (1) in die Zwischenposition entlang einer Steckrichtung (11) senkrecht zu dem Anlagebereich (7a,b) und/oder parallel zu dem Auflagebereich (8a,b) bilden.
6. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsvorrichtungen mechanische Kodierungsmittel aufweisen.
7. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Führungsvorrichtungen (28) seitlich angeformte oder angesetzte Wangen (9a,b) mit Führungsbahnen zur Aufnahme von gerätesei- tigen Hakenelementen umfassen.
8. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wangen (9a, b) der Stufenabschnitte (5a, b) unterschiedlich kodierte mechanische Kodierungsmittel aufweisen.
9. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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 .
10. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrischen Kontaktelemente der Gegenkontaktmittel (4) innerhalb des Gehäuses (17) angeordnet sind.
11. Elektrisches Zusatzmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens zwei Platinenebenen, die jeweils durch eine Platine (26a,b) oder ein Teilstück einer entsprechend gefalteten Platine gebildet sind, wobei jedem der mindestens zwei Stufenabschnitte (5a, b) eine der Platinenebenen zugeordnet ist und wobei die zugeordnete Platinenebene die elektrischen Kontaktelemente des Gegenkontaktmittels (4) des Stufenabschnitts (5a,b) trägt.
12. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platinenebenen parallel zueinander und parallel zu dem Anlagebereich (7a, b) und/oder senkrecht zu dem Auflagebereich (8a,b) angeordnet sind.
13. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ge- genkontaktmittel (4) der Stufenabschnitte (5a, b) innerhalb des Zusatzmoduls (3) und/oder des Gehäuses (17) miteinander direkt und/oder miteinander über eine Verarbeitungseinrich- tung verschaltet sind.
14. Elektrisches Zusatzmodul (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mechanische Einzelkodiermittel (14) , die als auskragende Schlüsselelemente und/oder als Aussparungen in Form von Schlosselementen ausgebildet sind.
15. Kombination des elektrischen Zusatzmoduls (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Installationsgerät (1) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Installationsgerät (1) mechanisch und elektrisch kompatibel zu dem elektrischen Zusatzmodul (3) ausgebildet ist.
16. Zusatzmodulset umfassend eine Vielzahl der elektrischen Zusatzmodule (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zu- satzmodule (3) unterschiedlich modulspezifisch kodiert sind. |
Beschreibung
Elektrisches Zusatzmodul für ein Installationsgerät, Kombination des Zusatzmoduls mit dem Installationsgerät sowie Zu- satzmodulset
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Zusatzmodul mit einer Geräteschnittstelle zur Montage des Zusatzmoduls an einem Installationsgerät, auf eine Kombination des Zusatzmo- duls mit dem Installationsgerät sowie auf ein Zusatzmodulset mit elektrischen Zusatzmodulen.
Installationsgeräte werden im Bereich der Automatisierung eingesetzt und bilden üblicherweise Schnittstellen zwischen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und den zu steuernden Anlagen bzw. Anlagekomponenten. Derartige Installationsgeräte weisen in der Regel eine Vielzahl von elektrischen Schnittstellen für Zusatzmodule auf, wobei die Zusatzmodule über Steuerleitungen mit der SPS, weiteren Installationsgerä- ten oder Anlagekomponenten verbunden sind.
Die Druckschrift EP 1564848 Al offenbart ein Installationsgerät mit einer Mehrzahl von Schnittstellen, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Installationsgeräts treppenartig abgestuft angeordnet sind und wobei jede Schnittstelle zur verwechslungsfreien Montage eines der Schnittstelle zugeordneten Zusatzmoduls mechanisch kodiert 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 zugeordnetes Zusatzmodul einsteckbar ist. Auch diese Modul- steckplätze sind mechanisch kodiert. Diese Druckschriften bilden den nächstkommenden Stand der Technik.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein elektrisches Zusatzmodul für ein Installationsgerät, eine Kombination des Zusatzmoduls mit dem Installationsgerät und ein Zusatzmodulset mit verschiedenen Zusatzmodulen vorzuschlagen, die eine vereinfachte Montage und Demontage der Zusatzmodule in dem Installationsgerät ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zusatzmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einer Kombination mit den Merkma- len des Anspruchs 15 und einem Zusatzmodulset mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht und in der nachfolgenden Beschreibung und in den FIG offenbart .
Das erfindungsgemäße elektrische Zusatzmodul weist eine Geräteschnittstelle auf, die zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung des Zusatzmoduls mit einem Installationsgerät ausgebildet ist. Zur mechanischen Aufnahme des Zusatzmoduls weist das Installationsgerät eine treppenartig abgestufte Aufnahmegeometrie auf, die mindestens zwei Stufen umfasst.
Jeder der mindestens zwei Stufen ist ein elektrisches Kontaktmittel zugeordnet, welches zur Aufnahme und Kontaktierung von Gegenkontaktmitteln ausgebildet ist. Somit bildet jede der mindestens zwei Stufen einen Modulsteckplatz. Das Instal- lationsgerät bildet eine mehrstufige Kontaktzone optional mit Stufen unterschiedlicher Breite. Vorzugsweise ist das Installationsgerät zur Verbindung mit einer SPS ausgebildet und umfasst insbesondere passive oder aktive elektrische Einrichtungen wie z.B. Signalwandler, Filter, Schalt- oder Vertei- lungskreise o.a..
Die Geräteschnittstelle des Zusatzmoduls weist mindestens zwei Stufenabschnitte auf, die komplementär zu den mindestens zwei Stufen ausgebildet sind. An jedem der mindestens zwei Stufenabschnitte ist jeweils ein Gegenkontaktmittel zur Kontaktierung des aufgrund der komplementären Ausbildung zugeordneten Kontaktmittels angeordnet, so dass das Zusatzmodul eine doppel- oder mehrstöckige Kontaktierschnittstelle um-
fasst. Die Kontaktmittel und Gegenkontaktmittel weisen vorzugsweise Kontaktelemente auf, die einerseits als Kontaktzungen, Kontaktfahnen oder Kontaktstifte und andererseits als gabelförmige Kontaktelemente ausgebildet sind. Bevorzugt um- fassen Kontaktmittel und Gegenkontaktmittel jeweils eine
Mehrzahl von Kontaktelementen, um bei jeder durch Kontaktmittel und zugeordnetem Gegenkontaktmittel gebildeten Anschlussstelle einen mehrpoligen Anschluss zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß sind die mindestens zwei Stufenabschnitte des Zusatzmoduls bereits im unverbauten bzw. unmontierten Zustand starr miteinander verbunden. Die Verbindung ist insbesondere so ausgebildet, dass das Zusatzmodul bei der Montage an dem Installationsgerät in einem Arbeitsschritt so einsetzbar ist, dass die mindestens zwei Stufen des Installationsgeräts gleichzeitig oder zusammen bestückt werden. Auf diese Weise kann z.B. ein Zusatzmodul, welches zur Anbindung eines BUS dient, der eine Kontaktierung zu Kontaktmitteln verschiedener Stufen benötigt, in einem Arbeitsschritt montiert und kontak- tiert werden.
Verschiedene Ausführungsalternativen des Zusatzmoduls können sich durch die Anzahl der Stufenabschnitte und/oder die Anzahl der Pole der Gegenkontaktmittel unterscheiden. Somit sind mit dem Zusatzmodul auch drei oder mehr Stufen eines entsprechend ausgebildeten Installationsgeräts gleichzeitig oder gemeinsam bestückbar.
Der Erfindung liegt dabei die Idee zu Grunde, dass die ge- meinsame Kontaktierung von Kontaktmitteln mehrerer Stufen durch ein einziges Zusatzmodul zu einer Erhöhung der übersichtlichkeit bei dem Aufbau von elektrischen Steuerungsanlagen sowie zu einer Eliminierung von möglichen Fehlerquellen führt. Dies wird erreicht, indem das Zusatzmodul das Instal- lationsgerät gleichzeitig über mehrere Stufen kontaktiert und in einem Arbeitsschritt montierbar, demontierbar oder nach- rüstbar ist. Zudem wird der Aufwand für die Verdrahtung der Steuerungsanlagen verkleinert. Auch ist eine Verkleinerung
der Lagerhaltung erreichbar, da die Anzahl der AusführungsVarianten der Zusatzmodule verringert ist.
Bei einer in der Herstellung besonders günstigen Ausführungs- form sind die mindestens zwei Stufenabschnitte einstückig oder als einstückiger Verbund ausgebildet und/oder bilden einen Teilabschnitt eines gemeinsamen Gehäuses. Die Stufenabschnitte, der Teilabschnitt des gemeinsamen Gehäuses oder das Gehäuse werden bevorzugt in einem Spritzgussverfahren gefer- tigt.
Bevorzugt weist mindestens einer der Stufenabschnitte einen Auflagebereich und einen Anlagebereich auf . Der Auflagebereich ist dabei bevorzugt als ein mechanischer Anschlag aus- gebildet, um beim Aufschieben des Zusatzmoduls auf das Installationsgerät 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 senk- recht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Auflagefläche des Auflagebereichs orientiert.
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 Schieberichtung, 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 kontaktiert 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 Verriegelungsinittel vorgesehen, die beispielsweise als Rastmittel, insbesondere mit Rasthaken ausgebildet sind. Alternativ sind die Verriegelungsmittel für eine werkzeugfreie Montage und für eine Demontage unter not- wendiger 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 kom- binierte 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 Rich- tung der benachbarten Installationsgeräte, benötigt wird.
Vorzugsweise weist die Führungsvorrichtung mechanische Kodierungsmittel auf, um eine verwechslungsfreie Montage sicher zustellen. Die Führungsvorriehtung übernimmt damit eine Dop- pelfunktion, nämlich eine Führungsfunktion und eine Kodierungsfunktion.
In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung des Zusatzmoduls sind die Führungsvorrichtungen als seitlich angeformte oder Wangen mit Führungsbahnen insbesondere zur Aufnahme von Hakenelementen oder anderen Elementen ausgebildet. Die Führungsbahnen von Wangen eines Stufenabschnitts sind in einer bevorzugten Ausgestaltung gegenüberliegend 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 Verbesserung der mechanischen Kompatibilität zwischen Zu- satzmodul und Installationsgerät weisen die Auflagebereiche und/oder die Anlagebereiche Aussparungen zur Einführung oder Durchführung von geräteseitigen Kontaktelementen des bzw. der elektrischen Kontaktmittel auf. Die Aussparungen von Anlagebereich und Anlagebereich sind insbesondere 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 Kontaktele- mente 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.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Funktionsmodul für jede der mindestens zwei Stufen- abschnitte jeweils eine Platinenebene auf, die vorzugsweise jeweils die Kontaktelemente des Gegenkontaktmittels des zugeordneten Stufenabschnitts trägt. Jede Platinenebene kann äquivalenterweise durch eine von mehreren separaten Platinen oder ein Teilstück einer in mehrere Ebenen gefalteten flexib- len Platine gebildet sein. Insbesondere sind die Kontaktelemente auf der Platine aufgelötet. Bevorzugt sind die Platinen bzw. Platinenstücke parallel zueinander und/oder parallel oder im Wesentlichen parallel zu dem Anlagebereich angeordnet. Die richtige Positionierung der Platinen in dem Gehäuse des Zusatzmoduls wird bevorzugt durch an den Innenseiten des Gehäuses angeformte Führungsrippen sichergestellt. Diese Bauweise erlaubt weiterhin eine platzsparende Anordnung innerhalb des Gehäuses und eine rationelle Herstellung.
Es ist zudem vorzugsweise vorgesehen, dass die Gegenkontakt- mittel, insbesondere über die Platinen bzw. Platinenstücke innerhalb des Gehäuses oder des Zusatzmoduls miteinander verschaltet sind. Hierbei ist vorzugsweise eine direkte Kon- taktierung 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 Installationsgeräts innerhalb des Gehäuses oder des Funktionsmoduls verarbeitet werden können und an die gleiche oder eine andere Stufe des Funktionsmoduls ausgegeben werden können. Auf diese Weise wird eine Signalweiterleitung und/oder -Verarbeitung von Signalen mehrerer Stufen des Installationsgeräts innerhalb 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 Verarbeitungseinrichtungen 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 angeform- te, auskragende Schlüsselelemente und/oder als Aufnahmen in
Form von Schlosselementen ausgebildet sind. Die Einzelkodiermittel sind vorzugsweise so realisiert, dass im Fall einer 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.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Zusatzmodulset, welches eine Vielzahl der elektrischen Zusatzmodule umfasst, wobei die Zusatzmodule funktionsabhängig und modul- spezifisch kodiert sind. Die Zusatzmodule unterscheiden sich somit insbesondere durch die Funktionalität und die mechanische Kodierung und sind ansonsten baugleich ausgeführt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung erge- ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen:
FIG 1 ein Installationsgerät mit einem aufgesetzten Zu- satzmodul 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 FIG jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die FIG 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht von schräg seitlich in dreidimensionaler Darstellung ein Installations- gerät 1 ausgebildet als Schaltautomat, wobei das Installationsgerät 1 an seiner Schmalseite neben weiteren elektrischen 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 Modulsteckplätze 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 ei- nen 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 einen 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 Funktionsmoduls 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 In- stallationsgeräts 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 Zusatzmodul 3 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 Zwi- schenposition 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 In- stallationsgeräts 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 Schlitzbereiche realisiert sind. Die Aussparungen 13 dienen zur Einfüh- rung 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 Schlüs- selelemente 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 Zusatzmoduls 3 bzw. durch die Ausbildung der Aufnahmeöffnungen in dem Installationsgerät 1 wird eine zweite mechanische Ko- dierung gebildet, die nur eine verwechslungsfreie Montage zu- lässt. Die Einzelkodiermittel 14 und die Aussparungen 13 sind abwechselnd in dem Anlagebereich 7a angeordnet.
Der Stufenabschnitte 5b ist analog zu dem Stufenabschnitt 5a ausgeführt, so dass für dessen Beschreibung auf die Beschreibung 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 Füh- rungskanal, 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 Verrie- gelung 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 .
Die Stufenabschnitte 5 a, b sind Teil eines gemeinsamen Gehäuses 17, welches einteilig ausgebildet ist, und an dem die zuvor beschriebenen konstruktiven Elemente angeformt bzw. eingeformt sind. Das Gehäuse 17 wird beispielsweise kostengünstig in einem Spritzgussverfahren hergestellt.
Wie am besten in der FIG 3 zu erkennen ist, die das Zusatzmo- dul 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 Datenbusses 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 Deckelelement 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 Deckelelenaents 20 eingesteckt werden können.
An der in den FIG 2 und 3 dargestellten Oberseite 22 des Deckelelements 20 sind weitere Zugangsöffnungen 23 eingebracht. Insbesondere 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 Endlagenbeschal- tung, insbesondere bei einer Ausbildung des Zusatzmoduls 3 als Motorstarterbusanschluss, 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 einge- steckt. Das Gehäuse 17 bildet einen Innenraum 25, in dem parallel zueinander und parallel zu den Anlageflächen 7a, b zwei Platinenebenen mit einer ersten Platine 26a und einer zweiten Platine 26b angeordnet sind.
Die erste Platine 26a 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 26a aufgelötet. In analoger Weise trägt die zweite Platine 26b die Kontaktelemente 4 des Gegenkontaktmittels des Stufenabschnitts 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 sind elek- trische Schaltungen aufgebracht.
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 gegenüber- liegend 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 Ar-
beitsschritt zu bestücken, wobei die genaue Führung und Positionierung 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 mechanischen 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 Zu- satzmoduls 3 erlaubt eine kostengünstige und zugleich toleranzarme Fertigung eines vollbestückten und demzufolge auch kündenfreundlich montierbaren Anbaumodul, welches gleichzeitig über mehrere Stufen kontaktiert und zudem komplett abnehmbar und nachrüstbar ist.