Elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät der Signal-, Daten- und/oder

Energieübertragung mit galvanischer Trennung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät der Signal-, Daten- und/oder Energieübertragung mit galvanischer Trennung.

Als Beispiele von solchen gattungsbildenden Ein-/ Ausgangsgeräten können

Trennverstärker herangezogen werden, welche bekanntermaßen eine galvanische Trennung mehrerer Stromkreise bereitstellen und/oder auch verschiedene

Wechselspannungsniveaus verbinden können, wobei in einer besonderen Ausprägung zur Energieübertragung häufig Planartransformatoren eingesetzt werden.

Planartransformatoren beispielsweise, auch Planarübertrager genannt, dienen unter anderem der galvanischen Trennung von Stromkreisen, wobei ein Planartransformator eine besondere Ausprägung eines Transformators ist, der sich durch seine besonders flache Bauweise auszeichnet.

Planartransformatoren können eine Bauhöhe im Millimeterbereich aufweisen und werden vorzugsweise in elektrischen Modulen oder elektrischen Geräten verwendet, die besonders kompakt bezüglich ihrer geometrischen Abmessungen gestaltet sein sollen. Hierbei können im Rahmen eines als Trennverstärker ausgebildeten Ein-/ Ausgangsgeräts Planartransformatoren Energie, Signale und/oder Daten übertragen. Durch die

Transformatoreigenschaft können auch Stromkreise mit unterschiedlichen

Wechselspannungsniveaus miteinander verbunden werden.

Ein Trennverstärker zur Energieübertragung in einer Ausprägung eines

Planartransformators, wird beispielsweise in DE 10 2015 108 911 A1 näher beschrieben.

Bei herkömmlichen Trennverstärkern sind typischerweise zwei oder drei galvanisch voneinander getrennte Potentialgruppen innerhalb eines Gehäuses untergebracht und intern, d.h. im Innern des Gehäuses mittels galvanisch trennenden Koppelelementen, wie Transformatoren bzw. Übertrager, Optokoppler, etc. miteinander verbunden. Hierbei ist der Aufbau des Trennverstärkers sehr starr und kaum veränderbar.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Einsatzflexibilität, insbesondere auch die Modularität von solchen gattungsbildenden Ein-/ Ausgangsgeräten zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird mit einem elektronischen Ein-/ Ausgangsgerät mit galvanischer Trennung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Funktionseinheit gemäß den Merkmalen des Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte oder zweckmäßige

Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung schlägt demgemäß ein elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät mit galvanischer Trennung vor. Das Ein-/ Ausgangsgerät weist mindestens eine erste Funktionseinheit und eine zweite Funktionseinheit auf, wobei die erste Funktionseinheit in einem ersten Teilgehäuse installiert ist und die zweite Funktionseinheit in einem zweiten Teilgehäuse installiert ist, wobei die beiden Teilgehäuse zweckmäßig Gehäusemodule bilden, die mechanisch miteinander verbindbar sind und im mechanisch miteinander verbundenen Zustand einen Koppelbereich für elektromagnetische Felder an einer gemeinsamen Grenzfläche ausbilden.

Die Verwendung von Teilgehäusen macht eine Modularität des elektronischen Ein- /Ausgangsgeräts mit galvanisch Trennung möglich. Dieses ist somit flexibel aufbaubar und in Folge auch einsetzbar und an vorgegebene Einsatzbedingungen und

Anforderungen anpassbar.

Unter Modularität, auch Baukastenprinzip genannt, wird die Aufteilung eines Ganzen in Teile, die als Module bezeichnet werden, im Rahmen der Erfindung definiert. Bei einem modularisierten bzw. modularen Aufbau eines Ganzen, kann dieses Ganze folglich aus Modulen und also aus standardisierten Teilen zusammengesetzt werden kann, wobei die Module über entsprechende Schnittstellen miteinander interagieren und/oder entlang definierten Stellen zusammengesetzt werden. Unter einer Funktionseinheit wird in diesem Zusammenhang eine Einheit verstanden, die auf einem vorbestimmten elektrischen Potential arbeitet. Beispielsweise besitzt eine Funktionseinheit eine einzige Potentialgruppe oder auch einen einzigen Stromkreis des Ein-/ Ausgangsgerätes, insbesondere eines Trennverstärkers.

Die Funktionseinheiten sind folglich galvanisch voneinander getrennt angeordnet. Die Teilgehäuse können modular zu einem Gesamtgehäuse mechanisch verbunden werden. Auch ist es möglich, dass die Teilgehäuse von einem gemeinsamen zusätzlichen Gehäuse umschlossen werden.

Es wird demnach ein elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät, insbesondere zur Bereitstellung eines Trennverstärkers bereitgestellt, das eine galvanische Trennung durch eine

Verwendung von mindestens zwei Teilgehäusen mit jeweils wenigstens einer darin installierten Funktionseinheit sicherstellt. Vorteile durch die galvanische Trennung der in jeweils separaten Teilgehäusen installierten Funktionseinheiten sind beispielsweise Sicherheitsaspekte beim Betrieb des elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräts, z.B. eines Trennverstärkers. Ferner können durch eine galvanische Trennung Erdschleifen vermieden werden.

Elektronische, z.B. als Trennverstärker ausgebildete Ein-/ Ausgangsgeräte werden häufig für industrielle Anwendungen dimensioniert. Hierbei sollen beispielsweise auch an die Trennverstärker angeschlossene Sensoren in explosionsgefährdeten Zonen eingesetzt werden können. Deshalb werden die hierzu verwendeten Trennverstärker nach einschlägigen Normen, z.B. gemäß der Norm DIN EN 60079-11, ausgeführt und dimensioniert. Bei der Dimensionierung können neben verschiedenen

Sicherheitsaspekten auch spezielle Anforderungen an die Isolationseigenschaften relevant sein, die sich in einzuhaltenden Luft- und Kriechstrecken sowie festen Isolierungen gliedern. Hierbei wird im Rahmen der Erfindung für die Dimensionierung und geometrische Gestaltung von Planartransformatoren und Trennverstärkern die Norm DIN EN 60079-11, insbesondere in der zum Anmeldetag gültigen Fassung herangezogen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektronischen Ein- /Ausgangsgeräts ist elektrische Energie zwischen den Funktionseinheiten mit einer induktiven Kopplungseinrichtung übertragbar.

Eine induktive Kopplungseinheit kann die beiden Funktionseinheiten auf elektrische und/oder magnetische Weise verbinden. Hierbei kann beispielsweise elektrische Energie zwischen den Funktionseinheiten über Platten und/oder Spulen als induktive

Kopplungselemente übertragen werden.

Ferner kann in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen werden, dass zwischen den beiden Teilgehäusen Daten und/oder Signale auch über eine Funkverbindung übertragbar sind.

Eine Funkverbindung kann durch einen Sender und einen Empfänger bereitgestellt werden. Je nach Daten- oder Signalflussrichtung werden die Teilgehäuse mit einem Sender und/oder einem Empfänger ausgestattet. So können auch beide Teilgehäuse jeweils einen Sender und einen Empfänger für bidirektionale Daten- und/oder

Signalübertragung haben. Für eine unidirektionale Daten- und/oder Signalübertragung genügen ein Sender und ein Empfänger, deren Installationsort die Richtung der

Funkverbindung bestimmen. Für eine Daten- und/oder Signalübertragung zwischen den Teilgehäusen können Antennen, Spulen und/oder Kondensatoren bereitgestellt werden. Eine Funkverbindung hat den Vorteil, dass eine galvanische Trennung der beiden Teilgehäuse auf einfache Weise möglich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektronischen Ein- /Ausgangsgeräts kann vorgesehen werden, dass die beiden Teilgehäuse eine gemeinsame Kontaktgeometrie aufweisen.

Unter einer gemeinsamen Kontaktgeometrie ist ein Bereich zu verstehen, in dem das erste Teilgehäuse mit dem zweiten Teilgehäuse in mechanischen Kontakt kommt. Die

Kontaktgeometrie wird vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass die beiden Teilgehäuse mechanisch miteinander verbindbar sind und vorteilhafterweise auch wieder auf einfache Weise trennbar sind, ohne dass die Kontaktgeometrie mechanisch zerstört wird. Beispielsweise kann als Kontaktgeometrie eine Rastverbindung verwendet werden, die leicht verbindbar und danach auch wieder lösbar ist. Somit ist es möglich, die

Teilgehäuse für unterschiedliche Konfigurationen des erfindungsgemäßen elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräts zu verwenden bzw. für andere Konfigurationen wieder zu verwenden. Ein modularer Aufbau des erfindungsgemäßen elektronischen Ein- /Ausgangsgeräts ist somit möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass die gemeinsame Kontaktgeometrie magnetisch leitfähiges Material zur Steuerung eines elektro- magnetischen Feldes aufweist.

Durch magnetisch leitfähiges Material, wie beispielsweise Ferrite, kann das Magnetfeld an der Kontaktgeometrie beeinflusst bzw. geführt werden. Auf diese Weise kann das Magnetfeld von einem Teilgehäuse zu einem benachbarten Teilgehäuse weitgehend ohne Streufeld geleitet werden. Ferrite können beispielsweise als Ferritfolie oder als

Ferritplatte bereitgestellt werden.

Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass die gemeinsame

Kontaktgeometrie stufenförmig ausgebildet ist.

Eine stufenförmige Kontaktgeometrie oder zumindest eine teilweise stufenförmige Kontaktgeometrie kann einerseits einen sicheren mechanischen Kontakt herstellen, da beispielsweise die Kontaktfläche durch die Formung der Stufe vergrößert wird. Ferner ist eine Stufe ein Mittel, um Elemente zu fixieren, beispielsweise Teile einer

Potentialgruppe.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen werden, dass eines der

Teilgehäuse ein Eingangsmodul, ein Ausgangsmodul und/oder ein Versorgungsmodul des elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräts beherbergt.

Somit wird ein erfindungsgemäßes elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät beispielsweise als Trennverstärker eingesetzt, um Sensorsignale galvanisch getrennt aufzubereiten und zu übertragen. Insbesondere ein als Trennverstärker eingesetztes erfindungsgemäßes elektronisches Ein-/ Ausgangsgeräts überträgt folglich in praktischer Umsetzung Energie, Signale und/oder Daten.

Ein elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät stellt eine galvanische Trennung zwischen verschiedenen Bereichen bzw. Funktionseinheiten bereit, beispielsweise zwischen den drei Bereichen Eingangsmodul/ Ausgangsmodul/V ersorgungsmodul bzw.

IN/OUT/POWER, wobei die drei Bereiche auch als Potentialgruppen verstanden werden können.

Demnach kann ein Teilgehäuse für unterschiedliche Funktionen konfiguriert werden. Mehrere Teilgehäuse mit mindestens einer darin installierten Funktionseinheit können gemeinsam eine Gesamtfünktion des elektronisches Ein-/Ausgangsgerät bereitstellen.

Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass jedes Teilgehäuse aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gefertigt ist.

Ein elektrisch nicht leitfähiges Material kann ein Isolierstoff sein. Demnach können die Teilgehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sein, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, das eine galvanische Trennung zwischen den

Funktionseinheiten sicherstellt.

In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass an einem der Teilgehäuse eine Vielzahl von Eingangsmodulen angeschlossen ist.

Ergänzend oder alternativ kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass an einem der Teilgehäuse eine Vielzahl von Ausgangsmodulen angeschlossen ist.

Ein solches Teilgehäuse stellt in einem solchen Fall zweckmäßig ein zentrales

Basisgehäuse dar, das eine Vielzahl von Anschlussmöglichkeiten für Eingangsmodule und/oder für Ausgangsmodule aufweist, d.h. zum Anschluss von wenigstens zwei als Eingangsmodul und/oder wenigstens zwei als Ausgangsmodul ausgebildeten weiteren Funktionsmodulen. Hierdurch werden die Anschlussmöglichkeiten und die Modularität des elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräts erhöht.

Es wird demnach vorgeschlagen, die einzelnen galvanisch voneinander getrennten Bereiche von elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräten, insbesondere von Trennverstärkern, in einzelne Gehäuseteile bzw. Teilgehäuse zu integrieren und diese auf flexible Art und Weise miteinander zu kombinieren. Somit hat ein erfindungsgemäßes elektronisches Ein- /Ausgangsgerät, wie z.B. ein Trennverstärker, zweckmäßig für jede relevante

Potentialgruppe ein eigenes Gehäuse oder ist zumindest aus zwei verschiedenen

Teilgehäusen zusammengesetzt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das elektronische Ein-/ Ausgangsgerät einen Fehlermeldekontakt zur Überwachung eines mechanischen Kontaktes zwischen den Teilgehäusen auf.

Ein Fehlermeldekontakt kann elektronisch ausgebildet sein, um eine Kontaktkraft zwischen den beiden zusammengefügten Teilgehäusen zu überwachen. Ist die

Kontaktkraft gering oder fehlt diese, so ist dies ein Signal dafür, dass das elektronische Ein-/ Ausgangsgerät noch nicht betriebsbereit ist.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines als modularer Trennverstärker einsetzbaren elektronisches Ein-/ Ausgangsgeräts nach der Erfindung in Prinzipskizze mit drei Koppelbereichen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines als Trennverstärker einsetzbaren elektronisches Ein-/Aus gangsgeräts nach der Erfindung in Prinzipskizze mit zwei Koppelbereichen gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines T rennverstärkers gemäß Stand der

Technik, mit Bauteilen in der Draufsicht; Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des T rennver stärker s der Fig. 3 mit dargestellten Leiterbahnen;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Kontaktgeometrie eines z.B. als

Trennverstärker einsetzbaren elektronisches Ein-/ Ausgangsgeräts nach der Erfindung in Prinzipskizze;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer als I/O-Modul (Ein-/ Ausgabe-Modul) innerhalb eines elektronisches Ein-/ Ausgangsgeräts einsetzbaren Funktionseinheit nach der Erfindung in Prinzipskizze;

Fig. 7 ein detailliertere Ansicht eines Teils des Inneren der Funktionseinheit gemäß Fig. 6 in Prinzipskizze;

Fig. 8 eine detailliertere Ansicht des Teils der Funktionseinheit gemäß Fig. 7 von der Rückseite in;

Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Teilgehäuses mit

Funktionseinheit in Prinzipskizze;

Fig. 10 eine weitere beispielhafte Ausführung elektronisches Ein-

/ Ausgangsgeräts nach der Erfindung in Prinzipskizze;

Fig. 11 im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Kontaktgeometrie;

Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektronisches Ein-

/ Ausgangsgeräts nach der Erfindung in Prinzipskizze;

Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektronisches Ein-

/Ausgangsgeräts nach der Erfindung in Prinzipskizze; und

Fig. 14 im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Kontaktgeometrie .

Die Fign. 3 und Fig. 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Trennverstärkers 100 mit einer 3-Wege -Trennung nach dem Stand der Technik. Bei einer sogenannten 3-Wege- Trennung werden drei galvanisch voneinander getrennte Bereiche miteinander verbunden, beispielsweise mit zwei Übertragern, beispielsweise hierbei ein

Energieübertrager bzw. Transformator und ein Signalübertrager. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen jeweils in einer Draufsicht Einzelheiten des Trennverstärkers 100, wobei verschiedene Ebenen des Trennverstärkers 100 dargestellt sind. Fig. 3 zeigt Bauteile des Trennverstärkers 100, insbesondere eine einzige Leiterplatte 110 des Trennverstärkers 100 mit darauf angeordneten Bauteilen, und Fig. 4 zeigt Leiterbahnen des Trennverstärkers 100, insbesondere Leiterbahnen einer Außenlage auf dieser

Leiterplate.

Ein Trennverstärker mit einer 3-Wege-Trennung, wie z.B. der Trennverstärker 100, weist üblicherweise drei galvanisch voneinander getrennte Bereiche als Funktionseinheiten auf, wobei jede Funktionseinheit eine eigene Potential gruppe bildet. Beispielhaft sind solche Funktionseinheiten und damit die jeweiligen Potentialgruppen in drei galvanisch voneinander getrennten Bereichen in Fig. 3 und in Fig. 4 dargestellt. Die Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine erste Funktionseinheit 101, eine zweite Funktionseinheit 102 und eine dritte Funktionseinheit 103 auf. Hierbei ist die erste Funktionseinheit 101 z.B. eine

Eingangseinheit 107, die zweite Funktionseinheit 102 z.B. eine Ausgangseinheit 108 und die dritte Funktionseinheit 103 z.B. eine Versorgungseinheit 109 zur elektrischen

Energieversorgung des Trennverstärkers 100.

In der Draufsicht der Fig. 3 sind elektronische Bauteile auf der Leiterplatte 110 dargestellt. Zwischen den jeweiligen Potentialgruppen der Funktionseinheiten 101, 102, 103 können Energie und Signale über Koppelelemente 111 und 112 übertragen werden.

In dem Beispiel nach den Fign. 3 und 4 überträgt der Trennverstärker 100 Energie von der Versorgungsseite (vgl. 103, Fig. 3; 109, Fig. 4) zur Eingangsseite (vgl. 101, Fig. 3; 107, Fig. 4) und zur Ausgangsseite (vgl. 101, Fig. 3; 108, Fig. 4). Hierzu weist der Trennverstärker 100 z.B. ein Koppelelement 112 (Fig. 3) zur Übertragung elektrischer Energie auf. Das Koppelelement 112 ist in diesem Ausführungsbeispiel als induktives Koppelelement ausgeführt. Ein kapazitives bzw. induktives Bauteil als Koppelelement 111, welches als integrierte Schaltung ausgeführt ist, überträgt ferner Signale von der Eingangseinheit 107 zur Ausgangseinheit 108 und, falls dies gewünscht ist, auch umgekehrt. Bei herkömmlichen Trennverstärkern, wie z.B. beim Trennverstärker 100 gemäß Fign. 3 und 4 muss sich ein Anwender somit jedoch darauf verlassen, dass innerhalb des Gerätes die galvanische Trennung, insbesondere sichere galvanische Trennung, der jeweiligen Stromkreise bzw. Potentialgruppen gegeben ist und geforderte Isolationsabstände, z. B. Luft- und Kriechstrecken oder feste Isolierung, eingehalten werden, da er gewöhnlich nicht das Innere einsehen kann.

Ausgehend von dem Trennverstärker 100 der Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Fig. 1 und Fig. 2 schematisch mögliche Ausführungsvarianten eines, z.B. als Trennverstärker einsetzbaren, elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräts 115 bzw. 115‘ gemäß der Erfindung.

So sind gemäß Fig. 1 einzelne Funktionseinheiten in mehreren, zumindest zwei

Teilgehäusen angeordnet, z.B. gemäß Fig. 1 in drei einzelnen Teilgehäusen 104, 105, 106 angeordnet, die näher in Fig. 1 dargestellt sind. Definitionsgemäß bildet im Rahmen der Erfindung ein Teilgehäuse mit einer beherbergten Funktionseinheit oder auch mehreren beherbergten Funktionseinheiten ein Funktionsmodul aus. Folglich sind gemäß Fig. 1 einzelne Funktionseinheiten, z.B. eine erste, im Rahmen der Erfindung z.B. als

Eingangsmodul ausgebildete Funktionseinheit 117, eine zweite, z.B. im Rahmen der Erfindung als Ausgangsmodul ausgebildete Funktionseinheit 118 und eine dritte, im Rahmen der Erfindung z.B. als Versorgungsmodul ausgebildete Funktionseinheit 119 in Abkehr zu den bei Fig. 3 und 4 dargestellten Funktionseinheiten 101, 102 und 103 nunmehr gemäß der Erfindung zur Galvanischen Trennung voneinander in mehreren, zumindest zwei Teilgehäusen angeordnet, z.B. gemäß Fig. 1 in drei einzelnen

Teilgehäusen 104, 105, 106 angeordnet, die näher in Fig. 1 dargestellt sind.

Die drei gemäß Fig. 1 somit als Funktionsmodule ausgebildeten Funktionseinheiten 117, 118, 119 definieren galvanisch getrennte Stromkreise bzw. Potentialgruppen zwischen denen Isolationsabstände, z. B. Fuft- und Kriechstrecken oder feste Isolierung, eingehalten werden, indem zusätzlich Wände von Teilgehäusen 104, 105, 106 vorhanden sind. Auf diese Weise kann ein z.B. als Trennverstärker im Rahmen der Erfindung, insbesondere modular zusammengesetztes elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräts auf einfachere Weise eigensicher, insbesondere im Sinne der Norm DIN EN 60079-11, insbesondere in der zum Anmeldetag gültigen Fassung, ausgestaltet werden. Folglich ist dann eine wie in den Fig. 3 und Fig. 4 gezeigte einzige Leiterplatte 110 im Rahmen der Erfindung und folglich auch im vorliegenden, erfindungsgemäßen

Ausführungsbeispiel der Fig. 1 nicht mehr gegeben, sondern in mehrere Teile unterteilt und weist somit beispielhaft drei einzelne, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellte Leiterplatten auf. Jede der (nicht dargestellten) Leiterplatten ist vorliegend in einem eigenen Teilgehäuse 104, 105, 106 angeordnet, wie in Lig. 1 näher gezeigt ist.

Lig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines, z.B. einen Trennverstärker

bereitstehenden elektronischen Ein-/Ausgangsgeräts 115 nach der Erfindung, und zwar mit drei Teilgehäusen 104, 105, 106. Wie bereits erwähnt, bilden die einzelnen, z.B. drei Teilgehäuse galvanisch voneinander getrennte Bereiche z.B. ein Versorgungsmodul 119, ein Eingangsmodul 117 und ein Ausgangsmodul 118, die in drei verschiedenen Gehäusen als Teilgehäuse 104, 105, 106 untergebracht sind. Bei Fig. 1 beinhaltet jedes Teilgehäuse 104, 105, 106 eine Elektronik (nicht dargesteht) mit einer Potentialgruppe. Die drei Teilgehäuse 104, 105, 106 sind durch mechanische Verbindungselemente mechanisch miteinander verbunden. Bei Fig. 1 beispielsweise solche durch außen an den

Teilgehäusen 104, 105, 106 angeordnete und diese miteinander verbindende

Verbindungselemente 121 angedeutet. Eine mechanische Verbindung kann z. B. durch Rasterverbindungen erfolgen. Diese Verbindungen sind rein mechanisch, nicht aber elektrisch bzw. galvanisch. Da solche mechanischen Verbindungen dem Fachmann in vielfältiger Weise hinlänglich bekannt sind, sind auch im Rahmen der Erfindung einsetzbare Verbindungen nicht weiter detailliert dargestellt und beschrieben. Damit zwischen den einzelnen Teilgehäusen 104, 105, 106 dennoch Energie, Signale und/oder Daten ausgetauscht werden können, sind Koppelbereiche 123 an jeweils gemeinsamen Grenzflächen 120 zwischen den einzelnen Teilgehäusen 104 und 105, 105 und 106 und 104 und 106 vorgesehen.

Die Koppelbereiche 123 sind konstruktiv und elektrisch derart ausgestaltet, dass mittels elektromagnetischen Feldern Energie, Signale und/oder Daten zwischen den einzelnen Teilgehäusen 104, 105, 106 und in Folge auch zwischen den einzelnen durch die Teilgehäuse definierten Funktionsmodule ausgetauscht werden können.

Isolationsanforderungen zwischen den einzelnen Potentialgruppen innerhalb verschiedener Teilgehäuse 104, 105, 106 werden durch diese Maßnahmen inhärent erfüllt und sind somit auch für den Anwender direkt sichtbar.

Bei der vorliegenden Ausgestaltung in Fig. 1 ist die galvanische Trennung nun direkt ersichtlich. Indem mehrere Teilgehäuse 104, 105, 106 mechanisch miteinander verbunden werden, die aber keine elektrischen Kontakte haben, ist es für den Anwender leicht erkennbar, dass eine galvanische Trennung vorhanden ist. Durch die hierdurch erwirkte Flexibilität und insbesondere auch Modularität des elektronischen Ein- /Ausgangsgeräts nach der Erfindung ist ferner die jeweilige spezifische Funktion, z.B. die eines Trennverstärkers, erst mit Zusammenbau mehrerer Teilgehäuse 104, 105, 106 vervollständig.

Der Entwurf und die Entwicklung der mit einzelnen Teilgehäusen versehenen

Funktionseinheiten 117, 118, 119 bzw. der Funktionsmodule kann demnach so durchgeführt werden, dass keine Fehlfunktionen entstehen können, wenn die

Funktionsmodule 117, 118, 119 nicht oder nur unzureichend mechanisch miteinander verbunden sind. Die Funktionalität des modular, z.B. als Trennverstärker,

zusammengesetzten elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräts 115 gemäß Erfindung wird vorteilhafterweise erst freigeschaltet werden, wenn die Gehäuseteile und damit die einzelnen Funktionsmodule korrekt miteinander verbunden sind. Zweckmäßig sind dann die jeweiligen Grenzflächen mit den dort vorgesehenen Koppelbereichen exakt in vorbestimmter Weise zueinander ausgerichtet. Dies kann durch geeignete Maßnahmen sichergestellt sein, wie beispielsweise durch Rastverbindungen, deren Einrasten zweckmäßig auch sichtbar bzw. hörbar ist. Ferner können Mechanismen zur ständigen Kontaktüberwachung vorgesehen werden, so dass auch bei industrieller

Installationsumgebung mit beispielsweise vibrierenden Teilen jederzeit ein sicherer Kontakt zwischen den Teilgehäusen überwacht werden kann.

Es ergeben sich durch die Verwendung von Teilgehäusen 104, 105, 106 zahlreiche Vorteile. Neben der beschriebenen„Sichtbarkeit“ der galvanischen Trennung bietet sich durch die Auftrennung der Gehäuseteile eine vorteilhafte„Modularität“. So können z. B. unterschiedliche Industrie-Normsignale, wie 0-10 V, 4-20 mA, auf einfache Weise durch unterschiedliche Eingangsmodule und/oder Ausgangsmodule realisiert werden, also z.B. in weiterer Abwandlung zu Fig. 1 auch dasselbe Eingangsmodul mit einem

Ausgangsmodul für einen zu liefernden Ausgangsstrom von 4-20 mA oder einem anderen Ausgangsmodul mit Spannungsbereich von 0-10 V. Bei der Installation kann dann vor Ort die gewünschte Funktionalität nach Belieben zusammengebaut werden. Es können zweckmäßig auch die gleichen Ausgangsmodule, z.B. mit einem digitalen

Ausgangssignal, verwendet werden und daran unterschiedliche Eingangsmodule für unterschiedliche Sensoren angeschlossen werden. Eine weitere Form der Modularität ist es, z. B. verschiedene Versorgungsmodule 119 umfassende Teilgehäuse 106 für verschiedene Eingangsspannungen, z. B. 12 V DC, 24 V DC, 230 V AC, an dieselben Eingangs- und Ausgangsmodule anzuschließen. In den Versorgungsmodulen 119 befinden sich dann je nach Variante unterschiedliche Netzteile.

Ferner können unterschiedliche Konfigurationsarten, z.B. Parametrisierung mittels DIP (Dual in-line packagej-Schaltem oder mittels Nahfeldkommunikation (NFC) einfach durch unterschiedliche Teilmodule und also mit unterschiedlichen Teilgehäusen und darin beherbergten Funktionseinheiten realisiert werden. Auch ist es somit z.B. möglich, Fehlermeldekontakte optional für die einzelnen Gehäuseteile hinzuzunehmen.

In verschiedenen Ausführungsvarianten können die Teilmodule auch schon vor Gebrauch und vor Auslieferung kundenspezifisch vormontiert sein. Alternativ werden die

Teilgehäuse erst am Installationsort zusammengefügt, insbesondere zusammengesteckt.

Zwischen einzelnen Potentialgruppen und somit auch zwischen einzelnen Teilgehäusen werden Energie und/oder Signale und/oder Daten ausgetauscht. Eine Möglichkeit eines solchen Austausches über einzelne Teilgehäuse hinweg ist es hierbei, elektromagnetische Felder zu nutzen, die zwischen den isolierenden Wänden der einzelnen Gehäuse in einem Koppelbereich zur Übertragung von Energie und Signalen verwendet werden können. Dafür ist es allerdings hilfreich, die Gehäuseteile aus elektrisch nicht leitfähigem Material herzustellen, da sich sonst eine ungewollte Abschirmung von Feldern ergeben könnte.

Mit anderen Worten sind Metallgehäuse für die erfindungsgemäße Einhausung von Funktionseinheiten nicht empfehlenswert, sondern eher Kunststoffgehäuse. Für die Signalübertragung zwischen Teilgehäusen gibt es zahlreiche Möglichkeiten von Koppelelementen, wie z. B. die Verwendung von Antennen, Spulen, Kondensatoren oder ähnliches. Hierbei sind die Reichweiten in der Regel unkritisch. Denn oftmals hat man bei Datenübertragungen in solchen Systemen geringe Abstände und folglich genügend oder sogar mehr Reichweite als notwendig, insbesondere, wenn Antennen verwendet werden.

Für die Energieübertragung ist von Vorteil, induktive Koppelelemente zu verwenden, da hier bei geringen geometrischen Abständen hohe Wirkungsgrade erreicht werden können. Ferner bleiben die benötigten Magnetfelder zwischen den Teilgehäusen von

Außeneinflüssen unbeeinflusst, wie Kunststoffe, Schmutz, Staub, Flüssigkeiten. Dies ist besonders für industrielle Anwendungen von Vorteil. Somit basiert bevorzugter Weise die Energieübertragung zwischen den einzelnen Gehäuseteilen besonders zweckmäßig auf induktiver Energieübertragung.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist drei Funktionseinheiten mit insgesamt drei Teilgehäusen 104, 104, 105 auf. Es ist ferner auch möglich, ein Ein-/ Ausgangsgerät gemäß der Erfindung mit nur zwei Funktionsmodulen auszuführen. In einem solchen Fall weist der modulare Trennverstärker zwei statt drei Gehäuseteile als Teilgehäuse auf.

Auch weitere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung mit mehr als drei

Funktionseinheiten bzw. Potentialgruppen sind möglich. Dies ist beispielsweise bei einem Trennverstärker als Signalverdoppler der Fall. Hierbei kann der Signalverdoppler aus einem Eingangssignal zwei identische oder ähnliche Ausgangssignale an zwei Ausgängen erzeugen, mit den Modulen Versorgung / Eingang / Ausgang 1 / Ausgang 2.

Ferner gibt es Anwendungen für ein elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät gemäß der Erfindung, bei denen die Auswertung mehrerer Sensorsignale zusammengefasst werden soll. Hier bieten sich beispielsweise so genannte Systemverkabelungen oder Gateways an, ein Beispiel bilden die sogenannten Termination Carrier. Es ist ferner auch möglich, mehrere Funktionseinheiten als ein Modul mit einem gemeinsamen Teilgehäuse auszubilden.

Hierzu zeigt Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines modular zusammengesetzten elektronischen Ein-/ Ausgangsgerät 115' gemäß der Erfindung. Dieses kann z.B. auch für Systemverkabelung oder als Gateway verwendet werden.

Hierbei wird z.B. angestrebt, mehrere Signale zu bündeln und zu sammeln. In den bisher bekannten Ausführungsformen erfolgt beispielsweise die Systemverkabelung durch galvanische Kontakte. Viele Teilkomponenten sind in diesem Aufbau redundant aufgebaut. Diese Redundanz betrifft beispielsweise Netzteile, die in jeder

Funktionseinheit einen DC/DC Wandler haben. Die nun vorgeschlagene Lösung schlägt vor, z.B. bei Gateways und Systemverkabelungen gleiche Schaltungsteile

zusammenzufassen und nur ein oder wenige Male aufzubauen.

Hierbei zeigt Fig. 2 ein Beispiel für eine Systemverkabelung, bei der eine oder mehrere als Eingangsmodul(e) ausgebildete Funktionseinheit(en) 117 an ein als zentrales Basisgehäuse ausgebildetes Teilgehäuse 130 gesteckt werden kann. Als Basisgehäuse wird im Rahmen der Erfindung ein Teilgehäuse definiert, das eine Vielzahl von

Anschlussmöglichkeiten für Eingangsmodule und/oder für Ausgangsmodule aufweist. Hierfür können die Eingangs- und/oder Ausgangsmodule bzw. deren Teilgehäuse zweckmäßig jeweils in Art einer Funktionskarte 131, d.h. kartenartig ausgebildet sein, um flächig nebeneinander oder auch hintereinander mit jeweiligen Teilgehäusen als schmale Funktionsmodule, also z.B. mit jeweiligen Teilgehäusen 132 als schmale

Eingangsmodule an ein breiteres Basisgehäuse 130 angeschlossen zu sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist das Basisgehäuse 130 ferner eine weitere besondere Ausprägung eines Teilgehäuses darin auf, als in diesem bereits mehrere unterschiedliche Funktionseinheiten, z.B. in Art einer Ausgangseinheit 118 und einer Versorgungseinheit 119 vorinstalliert sind. Somit nimmt das Basisgehäuse 130 zusätzlich zwei unterschiedliche Funktionseinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse auf. Das Basisgehäuse 130 gemäß Fig. 2 weist nun eine Vielzahl von Anschlussmöglichkeiten für Eingangsmodule auf, wobei aus Gründen der Übersicht nur ein solches

Eingangsmodul mit einer mit einem Teilgehäuse 132 eingehausten Eingangseinheit 117 dargestellt ist. Je nach Ausführung kann ein solches Teilgehäuse 132 jedoch auch mehrere zu einem Modul zusammengefasste Eingangseinheiten 117 umfassen. Ferner sind Koppelbereiche 123, zur Kopplung von magnetischen Feldern zwischen dem

Basisgehäuse 130 und einem jeweiligen Teilgehäuse 132 vorgesehen, insbesondere um Daten und/oder Signale aber zweckmäßig auch Energie zwischen den Gehäusen 130, 132 und somit gemäß Fig. 3 insbesondere zwischen den jeweiligen Funktionseinheiten 117 und 118 sowie 117 und 119 auszutauschen. Energie wird zweckmäßig insbesondere zwischen den jeweiligen Funktionseinheiten 119 und 117 sowie 119 und 118 übertragen. Zwischen den Funktionseinheiten 118 und 119, die gemeinsam im Basisgehäuse 130 beherbergt sind, können auch Koppelelemente, ähnlich zum Koppelelement 111 oder 112 gemäß Fig. 3, zur Übertragung von Signalen vorgesehen sein, insbesondere, wenn die Funktionseinheiten 118 und 119 auf einer gemeinsamen Feiterplatte angeordnet sind.

Das Basisgehäuse 130 weist eine Energieversorgung, beispielsweise 24 V, und ein oder mehrere Ausgänge bei der Ausgangseinheit 118 auf. Ein jeweiliges Teilgehäuse 132 für ein oder mehrere Eingangseinheiten 117 wird mechanisch an das Basisgehäuse angebracht und fixiert (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter darstellt), wobei hierbei kein elektrischer bzw. galvanischer Kontakt entsteht.

In der Ausführungsform der Fig. 2 können folglich auch mehrere Module, die

insbesondere jeweils kartenartig bzw. als Funktionskarten 131, gemäß Fig. 2 als

Eingangskarten, ausgebildet sind, an das Basismodul 130 angeschlossen werden. Die Eingangsmodule können folglich z.B. flächig nebeneinander mit jeweiligen Teilgehäusen 132 als schmale Eingangsmodule an ein breiteres Basisgehäuse 130 angeschlossen sein. Ferner kann eine solche Bildung von Funktionskarten nicht nur im Falle von

Eingangskarten sondern auch analog für Ausgangsmodule vorgesehen sein. In einem solchen Fall würden in Abwandlung zur Fig. 2, folglich mehrere, insbesondere jeweils kartenartig, zu Ausgangsmodulen zusammengefasste Ausgangseinheiten an einem gemeinsamen Basisgehäuse angeschlossen werden können. Mit der Bereitstellung von Mehrfachanschlüssen für Module kann von einem

elektronischen Ein-/ Ausgangsgerät mit dem Basisgehäuse 130 gemäß Fig. 2 z.B. die Funktion eines Termination Carriers oder Gateways übernommen werden. Beispielsweise können Sensorsignale aller Eingangskarten 131 im Basisgehäuse 130 als zentrale Einheit gesammelt werden und von dort aus über eine andere digitale Schnittstelle an ein übergeordnetes Steuerungssystem weitergeleitet werden. Diese Weiterleitung kann kabelgebunden oder als Funkverbindung ausgeführt sein.

Eine ähnliche, etwas abgewandelte Ausführungsform ist beispielhaft in Fig. 12 dargestellt. Dort integriert ein mit 130' gekennzeichnetes Basisgehäuse eine

Versorgungseinheit und weist hierzu Versorgungsklemmen für eine Energieversorgung, beispielsweise 24 V auf. Daneben integriert das Basisgehäuse im dargestellten Beispiel zumindest eine Ausgangseinheit und weist für diese eine nach außen geführte, als kabelgebundene oder als Funkverbindung ausgeführte Schnittstelle auf, insbesondere eine digitale Schnittstelle, insbesondere als Ethemet-Schnittstelle, z.B. in Art einer RJ45 Buchse und/oder eines WLAN-Anschlusses.

Ferner sind gemäß der Ausführungsform nach Fig. 12 beispielsweise sechs als jeweilige Eingangsmodule ausgebildete Funktionseinheiten 117 'mit jeweiligen separaten

Teilgehäusen an das Basismodul 130 'angeschlossen. Jedes Teilgehäuse jedes

Eingangsmoduls 117 'weist im dargestellten Beispiel ferner eine Eingangsschnittstelle, z.B. eine digitale Eingangsschnittstelle„DI“ für digitale Eingangssignale auf.

Basierend auf einer Ausführungsform nach Fig. 12 kann somit ein elektronisches Ein- /Ausgangsgerät gemäß Erfindung als Sammeleinheit ausgebildet sein und mehrere, z.B. sechs digitale Eingangssignale mittels der Eingangsmodule 117'„einsammeln“ und z.B. über eine Ethemet-Schnittstelle weiterleiten. Zweckmäßig ist an dem Basisgehäuse zusätzlich eine nicht weiter dargestellte mechanische Befestigungseinrichtung

ausgebildet, z.B. zur Befestigung auf einer Tragschiene 200. Ein solches, als

Sammeleinheit gemäß der Erfindung aufgebautes Ein-/ Ausgangsgerät kann folglich wiederum insgesamt als„Sammelmodul“ zur weiteren Anwendung kommen. Fig. 13 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines elektronischen Ein- /Ausgangsgerät gemäß Erfindung, bei welchem ein mit 130 ^” gekennzeichnetes

Basisgehäuse eine Versorgungseinheit integriert und hierzu wiederum

Versorgungsklemmen für eine Energieversorgung, beispielsweise 24 V aufweist. In zweckmäßiger Weise ist in dem Basisgehäuse ferner zumindest eine nicht weiter dargestellte Logik- und/oder Steuerungseinheit integriert, sodass mit der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform z.B. eine Kleinsteuerung realisierbar ist. Die in dem Basisgehäuse integrierten Funktionseinheiten fungieren somit gemeinsam als

Basismodul. Auch kann an dem Basisgehäuse 130 ^” wiederum eine nicht weiter dargestellte mechanische Befestigungseinrichtung ausgebildet sein, z.B. zur Befestigung auf einer Tragschiene 200.

Ferner können definitionsgemäß an dem Basisgehäuse 130 ^” eine Mehrzahl von

Eingangsmodulen und eine Mehrzahl von Ausgangsmodulen angeschlossen sein. Aus Gründen der Übersicht ist bei Fig. 13 jedoch lediglich eine als Eingangsmodul ausgebildete Funktionseinheit 117 ^” und eine als Ausgangsmodul ausgebildete

Funktionseinheit 118 ^” dargestellt. Je nach Ausführung können hierbei auch die

Eingangsmodule jeweils identisch und/oder die Ausgangsmodule jeweils identisch aufgebaut sein. Im dargestellten Beispiel weist ein solches Eingangsmodul z.B. eine analoge Eingangsschnittstelle„AI“ für analoge Eingangssignale auf und ein solches Ausgangsmodul z.B. eine digitale Ausgangsschnittstelle„DO“ für digitale

Ausgangssignale auf. An eine solche analoge Eingangsschnittstelle„AI“ kann z.B. ein Sensor, z.B. ein Helligkeitssensor angeschaltet sein und/oder über die

Eingangsschnittstelle„AI“ können z.B. Spannungssignale von 0 bis 10V erfasst werden. Die im Basisgehäuse 130 ^” gemäß Fig. 13 integrierte Logik- und/oder Steuerungseinheit verknüpft je nach Anwendung beliebige Eingangsmodule 117 ^” bzw. deren Eingänge mit Ausgangsmodulen 118 ^” bzw. deren Ausgängen. Beispielsweise schaltet ein Ausgang über die skizzierte Ausgangsschnittstelle„DO“, wenn ein Eingang, z.B. über die skizzierte Eingangsschnittstelle„AI“, eine eingestellte Signalschwelle (z.B. 6,5V) überschreitet. Wie bei den Ausführungsformen nach Fign. 12 und 13 ferner zu sehen, sind die

Eingangsmodule und/oder Ausgangsmodule zweckmäßig jeweils kartenartig ausgebildet, so dass diese auf einfache Weise jeweils flächig nebeneinander bzw. hintereinander als im Verhältnis zum Basisgehäuse schmalere Funktionsmodule an das im Verhältnis zu den Eingangsmodulen und/oder Ausgangsmodulen breitere Basisgehäuse angeschlossen werden zu können. Die Anschlussmöglichkeiten am Basisgehäuse für die Vielzahl Eingangsmodulen und/oder Ausgangsmodulen können hierbei nach außen hin

zweckmäßig jeweils schlitzartig ausgebildet sein.

Zusammenfassend und basierend auf bisher vorstehend beschriebenen

Ausführungsformen können somit insbesondere Eingangsmodule und/oder

Ausgangsmodule je nach Ausführung mit Schnittstellen zur analog und/oder digital erfolgenden Signal-/Datenweiterleitung ausgerüstet sein. Ferner umfasst somit ein elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät gemäß Erfindung ferner wenigstens ein

Funktionsmodul, d.h. eine oder mehrere zusammen in einem separaten Teilgehäuse beherbergte Funktionseinheit(en), d.h. insbesondere Eingangs- und/oder

Ausgangseinheiten, welches seine elektrische Versorgungsspannung über einen

Koppelbereich (vgl. insbesondere auch Fign. 1 und 2, Bezugszeichen 123) für

elektromagnetische Felder an einer gemeinsamen Grenzfläche zwischen seinem eigenen Teilgehäuse und einem anderen Funktionsmodul bzw. dessen Teilgehäuse erhält.

Nachfolgend wird insbesondere auf diese Koppelbereiche sowie hierzu besonders zweckmäßige Kontaktgeometrien jeweils mechanisch miteinander verbindbarer

Teilgehäuse eingegangen.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer gegenüber den Ausführungsbeispielen der Fign. 1 und 2 abgewandelten, noch zweckmäßigeren Kontaktgeometrie 140 zur Bildung eines Koppelbereiches am Beispiel eines weiteren, z.B. modular als Trennverstärker zusammengesetzten, elektronischen Ein-/Ausgangsgeräts 115 ^” nach der Erfindung, wobei der Koppelbereich an einer gemeinsamen Grenzfläche von zwei Teilgehäusen 141, 142 in Schnittansicht gebildet ist. Hierbei wird eine Grenzfläche 120 mit einem

Koppelbereich zwischen den beiden Teilgehäusen 141, 142 bereitgestellt. Wie bei den Fign. 1 und 2 sind auch hier die beiden Teilgehäuse 141, 142 zweckmäßig wieder aus Kunststoff hergestellt und mechanisch miteinander verbunden bzw. fixiert. Die

Teilgehäuse 141 und 142 überlappen sich jedoch in einem Überlappungsbereich. In dem Überlappungsbereich, der wie dargestellt, zweckmäßig stufenförmig ausgebildet sein kann, haben die einzelnen Teilgehäuse 141, 142 beispielsweise etwa nur noch die Hälfte ihrer ursprünglichen Höhe, so dass eine Stufenfläche auf z.B. der Hälfte der

ursprünglichen Höhe ausbildet ist, die von vorzugsweise rechtwinklig dazu geführten Seitenwänden des Teilgehäuses begrenzt ist. Hierbei ist die Stufenfläche zweckmäßig parallel verlaufend zu den außerhalb des durch die Kontaktgeometrie 140 gebildeten Koppelbereiches verlaufenden Teilgehäusen 141, 142. In der Fig. 5 sind beispielhafte Abmessungen in Millimeter angegeben, die die Stufengeometrie bilden. Ferner kann, wie skizziert, vorgesehen sein, dass jeweils zumindest ein Teilgehäuse 141 und/oder 142 zweiteilig, beispielsweise mit einem ersten Teil als Deckel und einem zweiten Teil als Boden, ausgeführt ist, wobei Deckel und Boden bevorzugt über die Kontaktgeometrie 140 miteinander verbunden sind und/oder die Kontaktgeometrie 140 durch ein Teil des ersten und/oder zweiten Teiles eines oder beider Teilgehäuse 141, 142 vorgegeben ist. Jedes der beiden Teilgehäuse 141 und 142 umschließt, wie auch bei den

Ausführungsbeispielen gemäß Fign. lund 2, ferner wenigstens eine Leiterplatte 143 bzw. 144, auf denen jeweils diverse Elektronikkomponenten zur Bildung einer

Funktionseinheit angeordnet sind.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist nun eine induktive Kopplung im durch den Überlappungsbereich vorgegebenen Koppelbereich vorhanden. Hierzu ist z.B. mit den Leiterplatte 143 und 144, auf denen jeweils die Elektronikkomponenten zur Bildung einer Funktionseinheit an geordnet sind, jeweils eine weitere Leiterplatte 145 bzw. 146 elektrisch und mechanisch verbunden, welches z.B. jeweils über die Ausbildung einer Kontaktstelle 149 zur gemeinsamen elektrischen und mechanischen Verbindung, wie dies dem Fachmann an und für sich bekannt ist, erfolgen kann. Diese weiteren Leiterplatten 145 und 146 sind insbesondere entsprechend der Kontaktgeometrie 140 an den

Leiterplatten 143 und, 144 angeordnet und erstrecken sich jeweils in den

Überlappungsbereich. Dort sind die Leiterplatten 145 und 146 jeweils mit

Koppelelementen ausgerüstet, im vorliegenden Beispiel zur induktiven Kopplung, z.B. mit jeweils wenigstens einer Spule, die jedoch aus Gründen der Übersicht nicht weiter dargestellt sind. Die auf oder in den Leiterplatten 145 und 146 befindlichen

Koppelelemente sind derart angeordnet, dass ein oder mehrere auf oder in der Leiterplatte 145 befindliche(s) Koppelelement(e) mit einem oder mehreren Koppelelement(en) der Leiterplatte 146 magnetisch miteinander über ein elektro-magnetisches Feld 147 bzw. Magnetfeld gekoppelt ist bzw. sind, wie durch die von der Leiterplatte 146 zur

Leiterplatte 145 verlaufenden drei Pfeile angedeutet. Durch Einsatz unterschiedlicher Leiterplatten zur Bildung einer Funktionseinheit und zum Tragen von Koppelelementen können diese je nach Anforderung auch unterschiedlich ausgebildet sein. Die

Leiterplatten 143, 144, an welchen die Leiterplatten 145, 146 mit den Koppelelementen elektrisch und mechanisch verbunden sind, können beispielsweise mehrlagig, z. B. vom Typ einer 8-Lagen PCB (PCB-printed Circuit board, gedruckte Leiterplatte) sein. Die an diesen elektrisch und mechanisch verbundenen und sich in den Überlappungsbereich erstreckenden Leiterplatten 145 und 146 mit den Koppelelementen können einen anderen Aufbau besitzen und weisen zweckmäßig viel Kupfer und/oder viele

Leiterbahnenwindungen für eine hohe Leitfähigkeit auf. Die auf oder in den Leiterplatten 145 und 146 befindlichen Koppelelemente sind im Falle von Spulen beispielsweise als Planarspulen, z.B. als Planarspulen eines Planartransformators ausgebildet.

Das Magnetfeld 147 kann ferner durch magnetisch leitfähige Materialien 148, wie beispielsweise Ferrite, derart beeinflusst bzw. geführt werden, dass sich die Kopplung zwischen den auf oder in den Feiterplatten 145 und 146 befindlichen Koppelelementen verbessert und elektro-magnetische Felder in den Außenraum besser abgeschirmt sind. Beispielsweise können derartige magnetisch leitfähige, insbesondere jedoch auch elektrisch schlecht oder nicht leitende Materialien 148, z.B. Ferrite, insbesondere in Form von Folien an den jeweils der Grenzfläche 120 abgewandten Außenseiten der

Feiterplatten 145 und 146 angebracht sein oder eine dortige Außenlage der Feiterplatte 145 bzw. 146 bilden. Mittels des Magnetfeldes 147 können über induktive Kopplung somit nicht nur Signale und/oder Daten sondern es kann insbesondere auch Energie bzw. Feistung von einem zum anderen Gehäuseteil durch die Teilgehäuse 141, 142 hindurch übertragen werden. Die Teilgehäuse 141, 142 sind vorzugsweise Kunststoffgehäuse zur verbesserten Übertragung des Magnetfeldes. Je nach Ausgestaltung können dabei Wirkungsgrade zur Übertragung von über 80% und je nach Leistung und

Dimensionierung sogar Wirkungsgrade von über 90% erreicht werden. Neben der Übertragung von Energie, d.h. ergänzend oder alternativ können, wie zuvor bereits angeführt, auch Daten und/oder Signale mittels magnetischer Felder übertragen werden.

Die in Fig. 5 dargestellte Kontaktgeometrie 140 mit einem Koppelbereich ist lediglich ein Beispiel aus einer Vielzahl von möglichen Kontaktgeometrien. Andere Geometrien sind auf einfache Weise auch möglich, beispielsweise, die keine Stufenform aufweisen und/oder beispielsweise als mechanisches Verbindungselement eine Einrastvorrichtung aufweisen zum Befestigen der beiden Teilgehäuse 141, 142 miteinander. Ferner ist es möglich, dass in der Kontaktgeometrie 140 eine Überwachung integriert ist, um zu überprüfen, ob die Teilgehäuse ordnungsgemäß miteinander verbunden sind. Eine solche Überwachung ist jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Ferner können für die induktive Kopplung z.B. auch Stab-Ferrite mit gewickelten Spulen und/oder Schalenkeme verwendet werden. Ferner kann letztlich jede geometrische Form verwendet werden, die eine gute mechanische Verbindung zwischen den Gehäuseteilen erlaubt und auch eine gute magnetische Verbindung bzw. Kopplung bereitstellt. Hierbei wird angestrebt, die gekoppelten Koppelelemente, also insbesondere Spulen bzw.

Planarspulen und magnetischen Materialien derart zu dimensionieren, dass zweckmäßig auch ein möglichst guter Transformator mit Fuftspalt gebildet werden kann, dessen Verluste minimal sind und die Kopplung maximal wird.

Fig. 6 zeigt in skizzenhafter Darstellung ein weiteres Anschauungsbeispiel einer insbesondere als Eingangsmodul ausgebildeten Funktionseinheit 117' ^” , von außen auf dessen diesbezügliches Teilgehäuse, sodass die Komponenten, insbesondere die

Elektronikkomponenten einschl. der mit diesen elektrisch verbundenen Koppelelementen zur Ausbildung elektro-magnetischer Felder im Gehäuseinneren nicht zu sehen sind.

Zu sehen ist jedoch insbesondere ein am Teilgehäuse der eingehausten Funktionseinheit 117' "vorstehender Gehäuseteil 133. Mittels eines solchen oder ähnlich gestalteten Gehäuseteils 133 kann folglich zusammen mit einem zu dem Gehäuseteil 133 komplementär ausgebildeten Teilgehäuse einer mit der eingehausten Funktionseinheit 117' ^” mechanisch miteinander zu verbindenden weiteren eingehausten Funktionseinheit eine Kontaktgeometrie mit Überlappungsbereich, ähnlich zu vorstehender Beschreibung definiert werden. Zur mechanischen Verbindung können z.B. an den seitlichen Seiten des Gehäuseteils 133 Verbindungselemente 121 angeordnet sein, beispielsweise nutenartige Vertiefungen, in welche komplementäre nasenartige Erhöhungen eingreifen können. Im Innern des Gehäuseteils 133 sind somit zweckmäßig ein Koppelelement oder mehrere Koppelelemente, zweckmäßig wiederum eine Leiterplatte mit einem Koppelelement oder mehreren Koppelelementen gemäß vorstehender Beschreibung, angeordnet, um gemeinsam mit einem im Innern eines komplementär ausgebildeten Gehäuseteils angeordneten Koppelelement oder auch mehreren Koppelelementen, zweckmäßig wiederum ähnlich vorstehender Beschreibung auf oder in einer Leiterplatte angeordnet, einen elektromagnetischen Koppelbereich an der bei mechanischer Verbindung entstehenden, gemeinsamen Grenzfläche zu bilden.

Wie vorstehend beschrieben, können hierbei je nach spezifischer Ausführung die Ausbildung und/oder Anordnung von Koppelelementen zur Übertragung von Energie, Daten und/oder Signalen mittels elektro-magnetischer Lelder unterschiedlich vorgesehen sein. Bei Lig. 6 ist diesbezüglich angedeutet, dass bei diesem Anschauungsbeispiel z.B. eine Ausbildung und Anordnung von Koppelelementen im Gehäuseinneren enthalten sein kann, mit denen eine bidirektionale Übertragung von Daten und eine unidirektionale Übertragung von Energie zur Energieversorgung der eingehausten Funktionseinheit 117' ^” ermöglicht werden kann.

Ferner können, wie bei Fig. 6 angedeutet, von außen zugängliche Anschlussklemmen 150 an der eingehausten Funktionseinheit 117' ^” vorgesehen sein, die mit den im

Gehäuseinnem angeordneten Elektronikkomponenten z.B. derart elektrisch verbunden sind, dass hierüber z.B. ein Sensor, insbesondere zur Erfassung von Temperatur,

Drehzahl oder Druck, anschaltbar ist. Auch können an der Gehäuseoberfläche mit der im Gehäuseinnem angeordneten Elektronik entsprechend einer jeweiligen spezifischen Ausführung elektrisch verbundene Visualisierungsmittel 160, wie z.B. LEDs, zum Anzeigen bestimmter Ereignisse vorgesehen sein. Fig. 7 zeigt gleichermaßen in skizzenhafter Darstellung eine Teilansicht in ein

Gehäuseinneres eines wie bei Fig. 6 dargestellten Anschauungsbeispiels einer eingehausten Funktionseinheit 117' ^” bei zumindest teilweise„gläsern“ skizziertem Teilgehäuse. Fig. 8 zeigt im Vergleich zu Fig. 7 eine entsprechende Ansicht von der Rückseite der eingehausten Funktionseinheit 117' ^” .

Zu sehen ist hierbei insbesondere eine im Gehäuseinnem angeordnete, mit

143 'gekennzeichnete Leiterplatte, an welcher je nach Ausführung entsprechende, jedoch aus Gründen der Übersicht nicht dargestellte Elektronikkomponenten zur Bildung einer jeweiligen Funktionseinheit angeordnet sind. Ferner ist eine im Innern des vorstehenden Gehäuseteils 133 angeordnete Leiterplatte 145' für Koppelelemente sowie zwei auf der Leiterplatter 145' angeordnete Koppelelemente 151 und 152 (Lig. 7), die in

zweckmäßiger Ausgestaltung als Spulen ausgeführt sind, zu sehen. Die hierbei im bzw. für den Koppelbereich vorgesehene elektromagnetische Koppelfläche umfasst in diesem Beispiel somit zwei, gemäß Lig. 7 nebeneinanderangeordnete Koppelelemente. Es sei an dieser Stelle jedoch daraufhingewiesen, dass je nach Ausführung auch nur ein

Koppelelement zur Ausbildung einer elektromagnetischen Koppelfläche vorgesehen sein kann. Alternativ oder ergänzend kann jedoch auch ein Koppelelement oder können auch mehrere Koppelelemente im Innern der Leiterplatte 145' angeordnet sein. Das

Koppelelement 151 gemäß Lig. 7 ist z.B. ausgebildet, angeordnet und elektrisch an die weiteren Elektronikkomponenten angeschaltet, die Übertragung von Daten, insbesondere bidirektional, zu ermöglichen und das Koppelelement 152, die Übertragung von Energie, insbesondere zur Energieversorgung der eingehausten Lunktionseinheit 117' ^” zu ermöglichen, wenn bei mechanischer Verbindung der eingehausten Lunktionseinheit 117 ^” 'mit deiner weiteren eingehausten Lunktionseinheit, wie vorstehend beschrieben, ein elektromagnetischer Koppelbereich an der bei mechanischer Verbindung

entstehenden, gemeinsamen Grenzfläche, gebildet ist. An dieser Grenzfläche sind die miteinander zu koppelnden Koppelflächen bzw. die Koppelelemente somit zweckmäßig aufeinander zu gerichtet. Bei Ausführungsformen mit einem hierbei vorstehenden Gehäuseteil, in welchem Innern die Koppelflächen ausgebildet sich, wie z.B. in den vorstehend beschriebenen Lig. 5, 6, 7 und 8 zu sehen, wird somit zusätzlich ein Überlappungsbereich ausgebildet, ähnlich wie vorstehend z.B. auch in Bezug auf Fig. 5 hervorgehoben.

Die Leiterplatte 145 ' ist folglich ferner insbesondere entsprechend einer jeweiligen Kontaktgeometrie an der Leiterplatte 143 ' angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden 149' (Fig. 8), beispielsweise, wie z.B. bereits in Bezug auf Fig. 5 ausgeführt. Es sei jedoch nochmals daraufhingewiesen, dass in Abwandlung hierzu auch eine gemeinsame Leiterplatte für Koppelelemente und Elektronikkomponenten vorgesehen sein kann.

Auch kann auf der Rückseite der bei Fig. 7 skizzierten Leiterplatte 145' wiederum zweckmäßig eine magnetisch leitfähige, insbesondere jedoch auch elektrisch schlecht oder nicht leitende, Materialschicht oder -folie zur Feldabschirmung angeordnet sein, wie bei Fig. 8 beispielhaft skizziert und mit Bezugszeichen 148 'versehen.

Die Fig. 9 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines zu einem Gehäuseteil 133 mit darin vorgesehenen Koppelelementen gemäß Fign 6 bis 8 komplementär ausgebildeten Funktionsmodul-Teilgehäuses 132'. An ein wie bei Fig. 9 skizziertes Teilgehäuse 132' können jedoch im dargestellten Beispiel zwei, mit Gehäuseteilen 133 versehene

Funktionsmodule angeschlossen werden. Um eine jeweilige Kontaktgeometrie mit Überlappungsbereich zu vervollständigen, ist gemäß Ausbildungsbeispiel nach Fig. 9, eine jeweils zu einem vorstehenden Gehäuseteil 133 komplementäre Einbuchtung bzw. Aussparung 134 im Teilgehäuse 132' vorgesehen. Zur mechanischen Verbindung können z.B. an den seitlichen Innenseitenseiten der Einbuchtungen bzw. Aussparungen 134 Verbindungselemente 121 angeordnet sein, beispielsweise nasenartige Erhöhungen, welche in komplementäre nutenartige Vertiefungen an Gehäuseteilen 133 eingreifen können.

Ein Funktionsmodul eines gemäß Fig. 9 skizziertem Funktionsmodul-Teilgehäuses 132' besitzt folglich zweckmäßiger Weise zumindest eine Versorgungseinheit, mit welcher über die an einer Leiterplatte 146' im Bereich der Aussparung angeordneten Energie- Koppelelemente zwei weitere angeschlossene Funktionsmodule mit Energie versorgt werden können, d.h. insbesondere z.B. ein Eingangsmodul und ein Ausgangsmodul. Über jeweils zumindest ein weiteres im Bereich der Aussparung beispielhaft angeordnetes Signal und/oder Daten Koppelelement kann dann ferner mit diesen und die jeweiligen Teilgehäuse überbrückend eine Übertragung von Signalen und/oder Daten mittels elektromagnetischer Felder erfolgen. Die Koppelelemente sind im skizzierten

Ausführungsbeispiel an oder in einer Leiterplatte 146 'angeordnet, welche zusätzlich die Elektronikkomponenten zur Bildung des Funktionsmoduls mit dem Teilgehäuse 132' trägt. Die Leiterplatte 146' in diesem Beispiel ist somit eine gemeinsame Leiterplatte sowohl für diese Elektronikkomponenten als auch für die Koppelelemente. Wie weiter zu sehen, ist optional auf der Rückseite der Leiterplatte 146', d.h. auf einer zur

mechanischen Verbindung mit einem bzw. zwei weiteren Teilgehäusen und Ausbildung eines Koppelbereichs vorgesehenen Grenzfläche abgewandten Seite der Leiterplatte 146', zweckmäßig wiederum eine Schirmungsschicht oder auch -platte 148'' aus magnetisch leitfähigem Material vorgesehen.

Fig. 10 zeigt skizzenhaft eine weitere beispielhafte Ausführung eines elektronischen Ein- /Ausgangsgerätes gemäß der Erfindung umfassend ein Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' zusammengesetzt und mechanisch verbunden mit einer als Eingangsmodul ausgebildeten, eingehausten Funktionseinheit 117''' und einer als Ausgangsmodul ausgebildeten, eingehausten Funktionseinheit 118'''. Wie angedeutet, können zwischen den Funktionsmodulen diese mechanisch miteinander verbindenden

Verbindungselemente 121 angeordnet sein. Das Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' kann z.B. dem, gemäß Fig. 9 entsprechen und die als Eingangsmodul ausgebildete, eingehauste Funktionseinheit 117''' einer gemäß der in Bezug auf die Fign 6 bis 8 beschriebenen. An der Funktionseinheit 117''' kann folglich eingangsseitig, d.h. auf der speisenden Seite, ein Stromeingang an einen Sensor angeschlossen sein, der sich insbesondere auch aufgrund der Galvanischen Trennung gemäß Erfindung in einer Ex- Zone (explosionsgefährdete Zone) befinden kann. Die Funktionseinheit 117''' bildet in einem solchen Fall somit die„Ex-Seite“ eines z.B. als Trennverstärkers ausgebildeten Ein-/ Ausgangsgerätes. Die als Ausgangsmodul ausgebildete, eingehauste

Funktionseinheit 118''' liefert dann z.B. in Abhängigkeit des jeweils über den Sensor am Stromeingang anliegenden speisenden Signals ein Ausgangssignal, z.B. einen

Ausgangsstrom beispielsweise zwischen 4 und 20mA, welches z.B. an eine an diese angeschlossene Steuerung weitergeleitet wird. Das Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' besitzt somit ferner zweckmäßig zumindest eine Versorgungseinheit und ist über

Anschlussklemmen an eine Energieversorgung angeschaltet.

In Abwandlung könnte jedoch eine als Ausgangsmodul ausgebildete, eingehauste Funktionseinheit auch eingesetzt werden, ein Ausgangssignal, analog oder digital, z.B. zum Schalten eines Aktors, z.B. auch eines innerhalb einer Ex-Zone angesiedelten Aktors, weiterzuleiten. Ergänzend oder alternativ kann eine als Eingangsmodul ausgebildete, eingehauste Funktionseinheit ein eingangsseitig anliegendes Signal anstelle über einen Sensor von einer anderen Komponente, z.B. einer Logik- und/oder

Steuerkomponente, zu erhalten.

Basierend auf den Ausführungen zu den zuvor beschriebenen Figuren in Bezug auf die an gemeinsamen Grenzflächen gebildeten Koppelbereiche kann das Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' somit bevorzugt, z.B. wie bei Fig. 10 angezeigt, die Funktionseinheit 117''' und die Funktionseinheit 118''' über jeweilige Koppelelemente mit Energie versorgen. Auch eine Signal- und/oder Datenübertragung kann über jeweilige an

Koppelbereichen entsprechend angeordnete Koppelelemente, insbesondere auch bidirektional, galvanisch getrennt zwischen Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' und Funktionseinheit 117''' sowie zwischen Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' und Funktionseinheit 118''' erfolgen. Das Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' besitzt somit zweckmäßig ferner zumindest Logikeinheit. Ergänzend oder alternativ zum einem stets über das Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' verlaufenden Signal/Datcnfluss zwischen Funktionseinheit 117''' und Funktionseinheit 118''' kann jedoch auch, wie ebenfalls bei Fig. 10 angedeutet, ein Koppelbereich mit entsprechenden Koppelelementen direkt an einer gemeinsamen Grenzfläche zwischen der Funktionseinheit 117''' und der

Funktionseinheit 118''' ausgebildet sein, um eine Signal- und/oder Datenübertragung direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung des Funktionsmodul mit Teilgehäuse 132' zu ermöglichen. Auch ein solcher Koppelbereich kann zur unidirektionalen, insbesondere jedoch auch zur bidirektionalen Übertragung ausgebildet sein. Wie ferner ersichtlich, kann es sich hierbei auch anbieten, einen Koppelbereich zwischen der Funktionseinheit 117''' und der Funktionseinheit 118''' ohne vorbeschriebenen Überlappungsbereich auszubilden. So können die jeweiligen Leiterplatten mit den Koppelelementen z.B. ohne Ausbildung eines Versatzes, insbesondere mit einer jeweiligen seitlichen Seite, zueinander ausgerichtet sein. Die Koppelelemente sind dann z.B. an den jeweils gleichen Oberflächen der Leiterplatten angeordnet und derart zueinander ausgerichtet, dass sich zwischen diesen Koppelelementen ein Magnetfeld ausbilden kann

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 10 erhält somit bevorzugt wenigstens ein Funktionsmodul, d.h. eine oder mehrere zusammen in einem separaten Teilgehäuse beherbergte Funktionseinheit(en), d.h. insbesondere Eingangs- und/oder

Ausgangseinheiten, seine elektrische Versorgungsspannung nicht über einen daran angeordneten Versorgungsanschluss von extern, sondern über einen Koppelbereich für elektromagnetische Felder an einer gemeinsamen Grenzfläche zwischen seinem eigenen Teilgehäuse und einem anderen Funktionsmodul bzw. dessen Teilgehäuse, d.h. von diesem anderen Funktionsmodul, welches somit zweckmäßig zumindest eine

Versorgungseinheit besitzt. Besonders bevorzugt erhalten über ein solches, eine

Versorgungseinheit aufweisendes Funktionsmodul im Fall von einer Mehrzahl daran über entsprechende Koppelbereiche angeschlossenen weiteren Funktionsmodule, d.h.

insbesondere Eingangs- und/oder Ausgangsmodule, auch mehrere oder alle weiteren Funktionsmodule ihre Versorgungsenergie dann über jeweils zur Energieübertragung entsprechend vorgesehene Koppelelemente. Ein solches, die Energieversorgung für weitere Funktionsmodule bereitstellendes Funktionsmodul kann somit wiederum bevorzugt ein Basismodul sein, insbesondere entsprechend den diesbezüglich

vorstehenden Ausführungen.

Insbesondere Eingangs- und Ausgangsmodule gemäß bisherigen Ausführungen können bei Automatisierungsanwendungen somit in zweckmäßig Ausbildung als„E/A-Module“ (Eingabe/Ausgabe-Module) eingesetzt werden, von den Fachkreisen der

Automatisierungstechnik in Anlehnung an die Englische Fachsprache in der Regel auch als„I/O-Modul“ bezeichnet, welche im Rahmen eines in der Automatisierungstechnik eingesetzten elektronischen Ein-/ Ausgabegeräts einem diesem übergeordneten

Automatisierungssystem eine Schnittstelle oder mehrere Schnittstellen zur Außenwelt, insbesondere zur Feldebene ermöglichen. Die bei Fig. 10 skizzierte Ausführung kann folglich auch zur Realisierung z.B. eines Trennverstärkers mit zwei I/O-Modulen und einem Versorgungsmodul herangezogen werden.

Fig. 11 zeigt im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kontaktgeometrie zur Bildung eines Koppelbereiches, im dargestellten Beispiel eines Koppelbereiches mit zumindest zur Übertragung von Energie angeordneten Koppelelementen.

Der Übersicht halber sind bei Fig. 11 der Ausführungsform gemäß Fig. 5 entsprechende oder entsprechend wirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen belegt. Die als Funktionsmodul eingehauste Funktionseinheit 118' kann somit z.B. als Ausgangsmodul bzw. im Falle eines E/A-Moduls als Ausgabemodul ausgebildet sein und trägt auf und/oder in einer ersten Feiterplatte 143 hierfür benötigte Elektronikkomponenten. An oder in einer zweiten, mittels einer Kontaktstelle 149 zumindest elektrisch mit der Feiterplatte 143 verbunden Feiterplatte 148 ist wenigstens ein zur Energieversorgung vorgesehenes Koppelelement 152' funktionsgerecht angeordnet und elektrisch angebunden. Die eingehauste Funktionseinheit 119' ist folglich zweckmäßig als

Versorgungsmodul ausgebildet und weist gleichermaßen an einer Feiterplatte 146' hierfür benötigte Elektronikkomponenten auf. Bei der dargestellten Ausführung dient die Feiterplatte 146 'ferner als gemeinsame Feiterplatte und trägt folglich zusätzlich auch wenigstens ein zur Energieversorgung vorgesehenes Koppelelement 152'. Ein sich zwischen den Koppelelementen an der gemeinsamen Grenzfläche 120 der

zusammengesetzten Funktionsmodule sich einstehendes Magnetfeld ist mit den

Bezugszeichen 147 belegt. Auf den zur Grenzfläche im Koppelbereich abgewandten Seiten der die Koppelelemente tragenden Feiterplatten können in zweckmäßiger

Ausbildung wieder das Magnetfeld 147 zu einer Rückseite abschirmende

Materialschichten und/oder -folien 148 angeordnet sein. Die Wände der Teilgehäuse der eingehausten Funktionseinheiten 118 'und 119' bilden ersichtlicher Weise zusätzliche Isolationsstrecken, bei Fig. 11 mit„erste isolationsstrecke“ und„zweite Isolationsstrecke“ bezeichnet, um die zur galvanischen Trennung, insbesondere auch bei geforderter Eigensicherheit, benötigten oder vorgeschriebenen Isolationsabstände zu erzielen. Bei Fig. 14 ist ein Ausschnitt eines im Vergleich zur Fig. 11 ein etwas abgewandelten, weiteres Ausführungsbeispiels mit Kontaktgeometrien zur Bildung mehrerer

Koppelbereiche im Querschnitt skizziert. Nachfolgend wird lediglich auf die

Abwandlungen eingegangen und im Übrigen sind identische Bezugszeichen wie bei Fig.

11 für gleiche oder gleichwirkende Komponenten verwendet. Das Ausführungsbeispiel zeigt hierbei einen Ausschnitt eines als Basisgehäuse ausgebildetes Teilgehäuses 130' ^” , in welches eine Mehrzahl von jeweils als Eingangsmodul oder Ausgangsmodul eingehausten Funktionseinheiten, z.B. bereits im Zusammenhang mit Fig. 13

beschriebene Funktionseinheiten 117 ^” , 118 ^” einsetzbar sind. Das als Basisgehäuse ausgebildete Teilgehäuse 130' ^” beherbergt hierzu eine Vielzahl von, insbesondere hintereinander und voneinander beabstandeten Leiterplatten 146 mit jeweils daran angeordneten, zweckmäßig zu der jeweils selben Richtung hin ausgerichteten

Koppelelementen. Im als Basisgehäuse ausgebildeten Teilgehäuse 130' ^” sind ferner jeweils schlitzartige Anschlussmöglichkeiten für die Mehrzahl von eingehausten

Funktionseinheiten 117 ^” , 118 ^” vorgesehen. Die Schlitze sind hierbei durch

entsprechende Formgebung des Teilgehäuses 130' "zwischen den einzelnen, beabstandet voneinander angeordneten Leiterplatten 146 gebildet. In einem solchen Schlitz kann folglich eine jeweilige Lunktionseinheit 117 ^” , 118 ^” durch einfaches Einschieben oder Einstecken von dem Teilgehäuse l30' ^” aufgenommen und an dieses angeschlossen werden. Jede aufgenommene Funktionseinheit 117 ^” , 118 ^” kann dann folglich mit dem Teilgehäuse 130' ^” einen eigenen Koppelbereich für elektro-magnetische Felder an einer jeweiligen gemeinsamen Grenzfläche 120 ausbilden.

Zur verbesserten mechanischen Verbindung, insbesondere auch exakten Ausrichtung und Fixierung, können z.B. an Gehäuseoberflächen, die eine jeweilige gemeinsame

Grenzfläche 120 ausbilden, jeweils komplementäre Verbindungselemente 121 vorsehen sein. Diese Verbindungselemente 121 können z.B. derart komplementär ausgebildet sein, dass sie beim Zusammenfügen der einzelnen Gehäuseteile gegenseitig verrasten. Bei einer wie bei Fig. 14 skizzierten Anordnung von hintereinander oder nacheinander in den Anschlussschlitzen des Basisgehäuses l30' ^” aufgenommenen Funktionsmodulen, befinden sich beispielsweise jeweils eine nutenartige Einbuchtung und eine nasenartige Erhöhung an zwei gegenüberliegenden, zur Ausbildung von Grenzflächen vorgesehenen Oberflächen eines Gehäuseteils. Eine jeweilige nasenartige Erhöhung eines jeweiligen Gehäuseteils kann folglich in eine jeweilige nutenartige Einbuchtung eines benachbarten Gehäuseteils bei der Ausbildung einer jeweiligen gemeinsamen Grenzfläche eingreifen.

Insgesamt betrifft die vorliegende Erfindung und ihre Ausführungsformen somit ein elektronisches Ein-/ Aus gangsgerät 115, 115% 115“, bei welchem erfindungsgemäß galvanisch getrennte Stromkreise bzw. Potentialgruppen jeweiliger oder ausgewählter Funktionseinheiten in einzelne Gehäuseteile bzw. Teilgehäuse integriert sind, um diese auf flexible Art und Weise miteinander kombinieren zu können. Ein erfindungsgemäßes elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät mit galvanischer Trennung hat demnach für jede relevante Funktionseinheit oder Gruppe von Potentialgruppe zweckmäßig ein eigenes Gehäuse oder ist zumindest aus zwei verschiedenen Teilgehäusen zusammengesetzt. Die zusammengesetzten Gehäuseteile sind mechanisch, aber nicht elektrisch miteinander verbunden. Zwischen den Potentialgruppen können Energie, Daten und/oder Signale über Koppelelemente unter Ausnutzung von elektromagnetischen Feldern, induktiv und/oder kapazitiv übertragen werden.

Eine Modularität von elektronischen Ein-/ Ausgangsgeräten mit galvanischer Trennung wird durch die vorliegende Erfindung erhöht. Ferner ist es möglich, z.B. Trennverstärker mit Systemverkabelungen bereitzustellen.

Durch die galvanische Trennung mittels der Gehäusewände können sehr hohe

Isolationsanforderungen erfüllt werden. So ist es beispielsweise auch möglich, Sensoren und/oder Aktoren, die sich in explosionsgefährdeten Bereichen befinden, mit Energie zu versorgen und deren Daten auszuwerten. Insbesondere können die Anforderungen der Norm DIN EN 60079-11, insbesondere in der zum Anmeldetag gültigen Fassung eingehalten werden. Bezugszeichen:

100 Trennverstärker nach dem Stand der Technik

101 erste Funktionseinheit

102 zweite Funktionseinheit

103 dritte Funktionseinheit

104 erstes Teilgehäuse

105 zweites Teilgehäuse

106 drittes Teilgehäuse

107 Eingangseinheit

108 Ausgangseinheit

109 V ersorgungseinheit

110 Leiterplatte

111 Koppelelement

112 Koppelelement

115, 115 ^' , 115 ^” elektronisches Ein-/ Ausgangsgerät mit galvanischer

Trennung

117, 117 ^' , 117 ^” . 117 ^'” Funktionseinheit, z.B. Eingangsmodul

118, 118 ^' , 118 ^” , 118 ^'” Funktionseinheit, z.B. Ausgangsmodul

119, 119 ^' Funktionseinheit, z.B. Versorgungsmodul

120 Grenzfläche

121 V erbindungselement

123 Koppelbereich

140 Kontaktgeometrie

130, 130 ^' , 130 ^” , 130 ^'” Teilgehäuse als Basisgehäuse

131 Funktionskarte

132, 132' Teilgehäuse

133 Gehäuseteil zur Ausbildung einer Kontaktgeometrie

141 Teilgehäuse

142 Teilgehäuse

143, 144, 143 ^' Leiterplatte

145, 146, 145 ^' Leiterplatte mit Koppelelement, z.B. mit Spule

147 Magnetfeld 148, 148', 148 ^” magnetisch leitfähiges Material

149, 149' Kontaktstelle zur elektrischen und mechanischen Verbindung

150 Anschlussklemmen

151, 152, 152' Koppelelement

160 V isualisierungsmittel

00 Tragschiene