Schaltschranksystem aus Basismodul und Funktionsmodulen so- wie Funktionsmodul

Die Erfindung betrifft ein Schaltschranksystem aus einem Ba sismodul und mehreren Funktionsmodulen sowie ein Funktions modul für ein solches Schaltschranksystem.

Diese Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa tentanmeldung 10 2018 133 647.0 vom 28.12.2018 in Anspruch, deren Inhalt durch Rückbezug vollumfänglich aufgenommen wird .

In modular aufgebauten Feldbussystemen, die beispielsweise in Automatisierungssystemen zum Einsatz kommen können, kön nen Funktionsmodule direkt miteinander verbunden oder über ein Basismodul miteinander verbunden werden. Dabei kann ein Feldbus bereitgestellt werden, der von einem zum nächsten Funktionsmodul weitergegeben beziehungsweise weitergeleitet wird. Über den Feldbus kann zusätzlich eine Spannungsversor gung mit einer Kleinspannung bereitgestellt werden. Ein sol ches Feldbussystem ist in der Druckschrift DE 100 06 879 Al offenbart .

Nachteilig an diesem Feldbussystem ist also, dass für Funk tionsmodule wie beispielsweise eine Motorsteuerung, für die eine höhere Spannung notwendig ist, ein eigener Netzan schluss bereitgestellt werden muss. Dadurch ist die Verka belung und Installation eines solchen Feldbussystems kompli ziert, wenn durch das Feldbussystem die Funktionalität eines Schaltschranks bereitgestellt werden soll. Ein Schaltschrank kann dabei die elektrischen und elektronischen Komponenten einer verfahrenstechnischen Anlage (http : //de . wikipe- dia.org/wiki/Verfahrenstechnik), einer Werkzeugmaschine (http://de.wikipedia.org/wiki/Werkzeugmaschine) oder Ferti gungseinrichtung beinhalten, die sich nicht direkt in der Maschine befinden (siehe http : //de . wikipe- dia.org/wiki/Schaltschrank) .

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schalt- schranksystem aus einem Basismodul und Funktionsmodulen so wie ein Funktionsmodul bereitzustellen, bei dem über das Basismodul Niederspannungen bereitgestellt werden können.

Diese Aufgaben werden durch das Schaltschranksystem und das Funktionsmodul der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Wei terbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein Schaltschranksystem weist ein Basismodul und mehrere Funktionsmodule auf. Das Basismodul weist ein Gehäuse mit einer Gehäuseseite und Öffnungen der Gehäuseseite, erste An schlusselemente und zweite Anschlusselemente auf. Die ersten Anschlusselemente stellen Datenanschlüsse und Kleinspan nungsanschlüsse bereit, während die zweiten Anschlussele mente Niederspannungsanschlüsse bereitstellen. Die ersten Anschlusselemente sind innerhalb des Gehäuses im Bereich von Öffnungen angeordnet, wobei die Datenanschlüsse mit einer Datenleitung verbunden sind und die Kleinspannungsanschlüsse mit einer Kleinspannungsleitung verbunden sind. Die die Nie derspannungsanschlüsse der zweiten Anschlusselemente sind mit einer Niederspannungsleitung verbunden. Die Funktions module weisen jeweils ein Modulgehäuse, eine elektronische Schaltung und einem Modulanschlusselement auf. Das Modulan schlusselement ist mit der elektronischen Schaltung verbun den. Das Modulgehäuse weist eine Modulgehäuseseite auf, wo bei die Modulgehäuseseite eine Modulgehäuseöffnung aufweist. Das Modulanschlusselement umfasst ein erstes Steckelement, wobei sich das erste Steckelement durch die Modulgehäuseöff nung vom Inneren des Modulgehäuses zum Äußeren des Modulge häuses erstreckt und eingerichtet ist, in die ersten An schlusselemente des Basismoduls einzugreifen. Dadurch wird ein Schaltschranksystem bereitgestellt, mit dem mittels des Basismoduls Daten, Kleinspannung und Niederspannung bereit gestellt werden kann. Über die Datenanschlüsse kann ein Feldbus bereitgestellt werden, der der Kommunikation zwischen dem Basismodul und den Funktionsmodulen dienen kann. Der Feldbus kann dabei als ein in der Norm IEC 61158 definierter Feldbus, insbesondere als EtherCAT oder EtherCAT P, ausgestaltet sein.

Kleinspannungen sollen dabei elektrische Spannungen bis zu 50 Volt Wechselspannung und/oder 120 Volt Gleichspannung, insbesondere bis zu 25 Volt Wechselspannung und/oder 60 Volt Gleichspannung, sein. Diese Definition einer Kleinspannung kann der Norm IEC60449 entnommen werden. Niederspannungen sollen dabei elektrische Spannungen oberhalb der Kleinspan nung und bis zu 1000 Volt Wechselspannung und/oder 1500 Volt Gleichspannung sein. Ferner kann vorgesehen sein, eine Ver sorgungsspannung für Kommunikationselektronik mittels der Datenleitung bereitzustellen. Diese Versorgungsspannung kann im Bereich einiger Volt liegen.

Eine maximale Stromstärke, die über die Kleinspannungsan schlüsse bereitgestellt werden kann, kann 40 Ampere betra gen. Eine maximale Stromstärke, die über die Niederspan nungsanschlüsse bereitgestellt werden kann, kann 75 Ampere betragen. Es können auch größere maximale Stromstärken vor gesehen sein.

Es kann vorgesehen sein, dass die Öffnungen des Gehäuses mit den Funktionsmodulen abgedeckt werden, so dass ein gemein sames Gehäuse bestehend aus dem Gehäuse und den Modulgehäu sen die elektronischen Schaltungen der Funktionsmodule und die ersten Anschlusselemente, die zweiten Anschlusselemente sowie die Datenleitung, die Kleinspannungsleitung und die Niederspannungsleitung umschließt .

In einer Aus führungs form ist die Gehäuseseite eben. In einer Aus führungs form ist die Modulgehäuseseite eben. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sowohl die Gehäuseseite als auch die Modulgehäuseseite aller Funktionsmodule eben ist. In einer Aus führungs form umfasst das Modulanschlusselement mindestens eines Funktionsmoduls ein zweites Steckelement, welches eingerichtet ist, in die zweiten Anschlusselemente des Basismoduls einzugreifen. Dadurch steht dem mindestens einen Funktionsmodul Niederspannung zur Verfügung.

In einer Aus führungs form sind das erste Steckelement und das zweite Steckelement beabstandet voneinander angeordnet. Dies kann dadurch bedingt sein, dass die ersten Anschlusselemente und die zweiten Anschlusselemente des Basismoduls ebenfalls beabstandet voneinander angeordnet sind. Insbesondere können dadurch Daten und Kleinspannung an einer ersten Stelle vom Basismodul bereitgestellt und von den Funktionsmodulen ab gegriffen werden und die Niederspannung an einer zweiten Stelle bereitgestellt beziehungsweise abgegriffen werden.

In einer Aus führungs form erstrecken sich die zweiten An schlusselemente vom Inneren des Gehäuses durch die Öffnungen zum Äußeren des Gehäuses. Das zweite Steckelement ist im Inneren des Modulgehäuses angeordnet. Dadurch kann ein Ab stand zwischen dem zweiten Anschlusselement und der Nieder spannungsleitung vergrößert werden und dadurch Kriechströme reduziert werden.

In einer Aus führungs form erstrecken sich die zweiten An schlusselemente vom Inneren des Gehäuses durch die Öffnungen zum Äußeren des Gehäuses. Das zweite Steckelement erstreckt sich durch die Modulgehäuseöffnung vom Inneren des Modulge häuses zum Äußeren des Modulgehäuses. Auch hier können Kriechströme reduziert sein, wobei zusätzlich Kriechströme zwischen dem zweiten Steckelement und der elektronischen Schaltung reduziert sein können.

In einer Ausführungsform sind die zweiten Anschlusselemente im Inneren des Gehäuses im Bereich von Öffnungen angeordnet. Das zweite Steckelement erstreckt sich durch die Modulgehäu- seöffnung vom Inneren des Modulgehäuses zum Äußeren des Mo dulgehäuses. Dadurch können Kriechströme zwischen dem zwei ten Steckelement und der elektronischen Schaltung reduziert sein .

In einer Aus führungs form ist das erste Steckelement zumin dest in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich un terteilt. Erste Steckkontakte zum Übertragen von Daten sind im ersten Bereich angeordnet. Zweite Steckkontakte zum Über tragen von Kleinspannung sind im zweiten Bereich angeordnet. Das erste Anschlusselement ist in zumindest einen dritten Bereich und einen vierten Bereich unterteilt, wobei im drit ten Bereich dritte Steckkontakte zum Übertragen von Daten und im vierten Bereich vierte Steckkontakte zum Übertragen von Kleinspannung angeordnet sind, wobei die ersten Steck kontakte mit den dritten Steckkontakten verbunden werden können und die zweiten Steckkontakte mit den vierten Steck kontakten verbunden werden können. Dadurch kann eine vor teilhaft aufgebaute Geometrie des ersten Steckelements be ziehungsweise des ersten Anschlusselements erreicht werden, wobei die ersten Steckkontakte und die zweiten Steckkontakte unterschiedlich ausgestaltet sein können.

Es kann vorgesehen sein, dass die dritten Steckkontakte mit der Datenleitung und die vierten Steckkontakte mit der Klein spannungsleitung verbunden sind.

In einer Aus führungs form umfassen die ersten Steckkontakte beziehungsweise die dritten Steckkontakte einen ersten Kom munikationsspannungskontakt, einen zweiten Kommunikations spannungskontakt, ein erstes Datenanschlusselement, ein zweites Datenanschlusselement, ein drittes Datenanschlus selement, ein viertes Datenanschlusselement, ein fünftes Da tenanschlusselement und ein sechstes Datenanschlusselement.

Über den ersten und zweiten Kommunikationsspannungskontakt kann eine zum Betrieb für Kommunikationselektronik nötige Spannung bereitgestellt werden, beispielsweise bis zu fünf Volt. Dadurch können Funktionsmodule, die nicht in die vier ten Steckkontakte mit zweiten Steckkontakten eingreifen, mit der für Kommunikationselektronik nötigen Spannung versorgt werden .

Das erste Datenanschlusselement und das zweite Datenan schlusselement können zum Senden eines Kommunikationstele- gramms vorgesehen sein. Das dritte Datenanschlusselement und das vierte Datenanschlusselement können der Abschirmung die nen. Das fünfte Datenanschlusselement und das sechste Daten anschlusselement können zum Empfangen eines Kommunikations telegramms vorgesehen sein. Das Senden beziehungsweise Emp fangen des Kommunikationstelegramms soll sich dabei auf die Übertragungsrichtung vom Funktionsmodul zum Basismodul be ziehen. Im Basismodul sind entsprechende Steckkontakte zum Empfangen und Senden von Kommunikationstelegrammen vorgese hen. Die ersten bis sechsten Datenschlusselemente können zum Austausch von Daten vorgesehen sein, die auf dem EtherCAT Protokoll oder auf einem anderen Protokoll basieren.

Die ersten bis sechsten Datenanschlusselemente können dabei einen ersten Kommunikationskanal bilden. Es können weitere Datenanschlusselemente für weitere Kommunikationskanäle vor gesehen sein. Der erste Kommunikationskanal kann dabei bidi rektional ausgestaltet sein und dadurch das gleichzeitigt Senden und Empfangen jeweils eines Kommunikationsprotokolls erlauben .

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das erste Datenanschlus selement und das zweite Datenanschlusselement sowohl zum Senden als auch zum Empfangen eines Kommunikationstelegramms eingerichtet sind. Auch das fünfte Datenanschlusselement und das sechste Datenanschlusselement können zum Senden und Emp fangen eines Kommunikationstelegramms eingerichtet sein. In diesem Fall ist eine Redundanz gegeben, so dass bei Ausfall einer Sende- beziehungsweise Empfangsrichtung die jeweils nicht betroffenen Datenanschlusselemente den Empfang bezie hungsweise das Senden mit übernehmen können. In einer Aus führungs form umfassen die zweiten Steckkontakte beziehungsweise vierten Steckkontakte zumindest einen ersten Gleichspannungskontakt, einen zweiten Gleichspannungskon takt, einen dritten Gleichspannungskontakt, einen vierten Gleichspannungskontakt, einen fünften Gleichspannungskon takt, einen sechsten Gleichspannungskontakt sowie einen Schutzleiteranschluss .

In einer Aus führungs form ist das Modulgehäuse durch die Mo dulgehäuseöffnung zugänglich, beispielsweise um eine Siche rung innerhalb des Funktionsmoduls auszutauschen und/oder um die elektronische Schaltung zu entnehmen.

Ein Funktionsmodul weist ein Modulgehäuse, eine elektroni sche Schaltung und ein Modulanschlusselement auf. Das Modul gehäuse weist eine Modulgehäuseseite und weitere Modulgehäu seseiten auf. Die Modulgehäuseseite weist eine Modulgehäu seöffnung auf. Das Modulanschlusselement weist ein erstes Steckelement auf, wobei sich das erste Steckelement durch die Modulgehäuseöffnung erstreckt und eingerichtet ist, in ein erstes Anschlusselement eines Basismoduls einzugreifen. Das Modulanschlusselement ist mit der elektronischen Schal tung verbunden, um elektrischen Kontakt zwischen dem Modu lanschlusselement und der elektronischen Schaltung herzu stellen. Das Funktionsmodul kann zum Einsatz in einem Schalt schranksystem vorgesehen sein.

Es kann vorgesehen sein, dass das Modulgehäuse durch die Modulgehäuseöffnung zugänglich ist. Dann kann das Funktions modul mittels eines Eingriffs durch die Modulgehäuseöffnung gewartet werden, beispielsweise indem eine Sicherung ausge tauscht oder ein elektronisches Bauelement der elektroni schen Schaltung ausgetauscht wird. Hierzu kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die elektronische Schaltung aus dem Funktionsmodul entfernbar ausgeführt ist, beispielsweise nachdem Befestigungsschrauben gelöst werden. Um die Funktionalität eines Schaltschranks bereitzustellen, können die Funktionsmodule innerhalb des Schaltschranksys- tems als Eingangsmodule zum Auslesen von Sensordaten, als Ausgangsmodule zum Ausgeben von Spannungen, als SPS-Steue- rungsmodule, als Motorsteuerungsmodule, als Netzteilmodule und/oder als Einspeisemodule ausgestaltet sein. Ein Einspei semodul kann dabei die Aufgabe übernehmen, Daten, insbeson dere in Form eines Feldbusses für das Basismodul bereitzu stellen und/oder einer Spannungsversorgung des Basismoduls mit einer Kleinspannung und oder einer Niederspannung die nen. Ferner können Rechnermodule, Netzwerkswitchmodule, Ser- vosteuerungsmodule, Netzfiltermodule, Schützmodule, Buskopplermodule, aktive oder passive Leistungsfaktorkorrek- turmodule und/oder Frequenzumrichtermodule oder eine Kombi nation der genannten Module als Funktionsmodule ausgeführt sein .

Es kann vorgesehen sein, zusätzlich eine Dichtung zwischen dem Basismodul und den Funktionsmodulen anzubringen, um das System aus Basismodulen und Funktionsmodulen staub- und flüssigkeitsgeschützt auszuführen. Ein Schutz gegen Berühren kann bereits durch das Anbringen der Funktionsmodule am Ba sismodul und die dadurch erfolgende Abdeckung der Modulge häuseöffnung der Funktionsmodule erfolgen. Dies ist insbe sondere dann der Fall, wenn die Modulgehäuseöffnung dem Ba sismodul zugewendet ist. Dadurch wird einerseits die Wartung der Funktionsmodule erleichtert, da das Innere der Funkti onsmodule zugänglich ist, sobald das Funktionsmodul vom Ba sismodul entfernt wird, und andererseits ein berührungssi cheres und bevorzugt flüssigkeits- und staubdichtes System aus Basismodul und Funktionsmodulen bereitgestellt wird. Um die verschiedenen Aufgaben zu übernehmen, kann es vorgesehen sein, dass das Modulgehäuse auf einer der weiteren Modulge häuseseiten weitere Anschlusselemente aufweist, die bei spielsweise mit Sensoren, Aktoren oder anderen, typischer weise von einem Schaltschrank gesteuerten, Elementen verbun den sind. In einer Aus führungs form dient das erste Steckelement der Übertragung von Daten. Dadurch kann ein Funktionsmodul be reitgestellt werden, das seinerseits Kommunikation mit an deren Elementen außerhalb des Schaltschranksystems über nimmt. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das erste Ste ckelement der Übertragung von Kleinspannung dient.

In einer Aus führungs form weist das Modulanschlusselement ein zweites Steckelement auf, welches eingerichtet ist, in ein zweites Anschlusselement des Basismoduls einzugreifen. Das zweite Steckelement kann der Übertragung von Niederspannung dienen .

In einer Aus führungs form sind das erste Steckelement und das zweite Steckelement beabstandet voneinander angeordnet. Dadurch kann an unterschiedlichen Stellen in das erste An schlusselement beziehungsweise das zweite Anschlusselement eingegriffen werden.

In einer Aus führungs form ist das zweite Steckelement im In neren des Modulgehäuses angeordnet. Dies ermöglicht, in ein zweites Anschlusselement einzugreifen, welches durch eine Öffnung eines Gehäuses eines Basismoduls geführt ist.

In einer Aus führungs form erstreckt sich das zweite Steckele ment durch die Modulgehäuseöffnung vom Innern des Modulge häuses zum Äußeren des Modulgehäuses. Dies ermöglicht den Eingriff in ein zweites Anschlusselement eines Basismoduls, das entweder im Innern eines Gehäuses des Basismoduls ange ordnet ist oder auch den Eingriff in ein zweites Anschlus selement des Basismoduls, wobei das zweite Anschlusselement durch eine Öffnung eines Gehäuses eines Basismoduls geführt ist, je nach Ausgestaltung des zweiten Anschlusselements be ziehungsweise zweiten Steckelements.

In einer Aus führungs form ist das erste Steckelement zumin dest in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich un terteilt. Erste Steckkontakte zum Übertragen von Daten sind im ersten Bereich angeordnet. Zweite Steckkontakte zum Über tragen von Kleinspannung sind im zweiten Bereich angeordnet. Dadurch kann eine vorteilhaft aufgebaute Geometrie des ers ten Steckelements erreicht werden, wobei die ersten Steck kontakte und die zweiten Steckkontakte unterschiedlich aus gestaltet sein können.

In einer Aus führungs form umfassen die ersten Steckkontakte einen ersten Kommunikationsspannungskontakt, einen zweiten Kommunikationsspannungskontakt, ein erstes Datenanschlus selement, ein zweites Datenanschlusselement, ein drittes Da tenanschlusselement, ein viertes Datenanschlusselement, ein fünftes Datenanschlusselement und ein sechstes Datenan schlusselement .

Über den ersten und zweiten Kommunikationsspannungskontakt kann das Funktionsmodul mit einer zum Betrieb für Kommuni kationselektronik nötigen Spannung versorgt werden, bei spielsweise bis zu fünf Volt. Dadurch können Funktionsmo- dule, die keine zweiten Steckkontakte aufweisen, mit der für Kommunikationselektronik nötigen Spannung versorgt werden.

Das erste Datenanschlusselement und das zweite Datenan schlusselement können zum Senden eines Kommunikationstele- gramms vorgesehen sein. Das dritte Datenanschlusselement und das vierte Datenanschlusselement können der Abschirmung die nen. Das fünfte Datenanschlusselement und das sechste Daten anschlusselement können zum Empfangen eines Kommunikations telegramms vorgesehen sein. Die ersten bis sechsten Daten anschlusselemente können zum Austausch von Daten vorgesehen sein, die auf dem EtherCAT Protokoll oder auf einem anderen Protokoll basieren.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das erste Datenanschlus selement und das zweite Datenanschlusselement sowohl zum Senden als auch zum Empfangen eines Kommunikationstelegramms eingerichtet sind. Auch das fünfte Datenanschlusselement und das sechste Datenanschlusselement können zum Senden und Emp fangen eines Kommunikationstelegramms eingerichtet sein. In diesem Fall ist eine Redundanz gegeben, so dass bei Ausfall einer Sende- beziehungsweise Empfangsrichtung die jeweils nicht betroffenen Datenanschlusselemente den Empfang bezie hungsweise das Senden mit übernehmen können.

Die ersten bis sechsten Datenanschlusselemente können dabei einen ersten Kommunikationskanal bilden. Es können weitere Datenanschlusselemente für weitere Kommunikationskanäle vor gesehen sein. Der erste Kommunikationskanal kann dabei bidi rektional ausgestaltet sein und dadurch das gleichzeitigt Senden und Empfangen jeweils eines Kommunikationsprotokolls erlauben .

In einer Ausführungsform umfassen die zweiten Steckkontakte zumindest einen ersten Gleichspannungskontakt, einen zweiten Gleichspannungskontakt, einen dritten Gleichspannungskon takt, einen vierten Gleichspannungskontakt, einen fünften Gleichspannungskontakt, einen sechsten Gleichspannungskon takt sowie einen Schutzleiteranschluss. Dabei kann zwischen dem ersten Gleichspannungskontakt und dem zweiten Gleich spannungskontakt eine dauerhafte Gleichspannung mit vierund zwanzig Volt, zwischen dem dritten Gleichspannungskontakt und dem vierten Gleichspannungskontakt eine schaltbare Gleichspannung mit vierundzwanzig Volt und zwischen dem fünften Gleichspannungskontakt und dem sechsten Gleichspan nungskontakt eine dauerhafte Gleichspannung mit achtundvier zig Volt übertragen werden.

In einer Aus führungs form ist das Modulgehäuse durch die Mo dulgehäuseöffnung zugänglich, beispielsweise um eine Siche rung innerhalb des Funktionsmoduls auszutauschen und/oder um die elektronische Schaltung zu entnehmen.

In einer Aus führungs form weist das Modulgehäuse ein Metall auf. Insbesondere kann das Modulgehäuse aus einem Metall bestehen. Das Metall kann dabei insbesondere Aluminium und/oder Zink umfassen.

In einer Ausführungsform besteht das Modulgehäuse aus einem Stangenpressprofil. In einer Ausführungsform ist das Modul gehäuse ein Druckgussgehäuse. Beide Gehäuseformen eignen sich besonders gut für Metallgehäuse, insbesondere wenn die Metallgehäuse als Aluminiumstangenpressprofile oder Zink druckgussgehäuse ausgestaltet sind.

In einer Aus führungs form weist das Funktionsmodul eine Si cherung auf, wobei mittels der Sicherung das Modulanschlus selement abgesichert ist. Dies bedeutet, dass die Sicherung zwischen dem Modulanschlusselement und der elektronischen Schaltung angeordnet ist. Die Sicherung dann dabei insbeson dere im Inneren des Modulgehäuses angeordnet sein und durch die Modulgehäuseöffnung zugänglich sein. Dadurch wird einer seits eine Absicherung der elektronischen Schaltung des Funktionsmoduls erreicht und andererseits ist die Sicherung einfach austauschbar.

In einer Aus führungs form des Funktionsmoduls weist dieses eine Abdeckung auf, die derart am Modulgehäuse befestigt ist, dass die Modulgehäuseöffnung zumindest teilweise abge deckt ist und die Abdeckung entfernbar ist. Da mittels dieser Abdeckung weder ein Staubschutz noch ein Berührungsschutz noch ein Schutz gegen das Eindringen von Flüssigkeiten er zeugt werden muss, da diese Schutzkategorien bereits durch das Anbringen des Funktionsmoduls am Basismodul erreicht werden, kann die Abdeckung beispielsweise ohne Dichtung in die Modulgehäuseöffnung eingesetzt werden und ist dadurch einfach und insbesondere ohne den Einsatz von Werkzeug ent fernbar. Durch die Abdeckung kann eine gewisse Berührungs sicherheit hergestellt werden, insbesondere, wenn durch die Abdeckung Teile der elektronischen Schaltung abgedeckt wer den . In einer Aus führungs form weist das Modulgehäuse passive Küh lelemente, insbesondere Kühlrippen und/oder Kühlfinnen, auf. Dadurch kann ein Wärmetransport vom Inneren des Modulgehäu ses nach außen erfolgen und ein Wärmeaustausch mit der Um gebungsluft verbessert werden.

In einer Aus führungs form ist das Modulgehäuse derart ausge führt, dass das Modulgehäuse an einem Basismodul befestigt werden kann. Dies kann beispielsweise durch Durchgangslöcher am Modulgehäuse erfolgen, mit denen das Modulgehäuse am Ba sismodul verschraubt werden kann. Hierzu kann das Basismodul entsprechende Gewindelöcher aufweisen. Alternativ oder zu sätzlich kann das Modulgehäuse eine Schnalle aufweisen, der zum Verschließen in ein Gegenstück des Basismoduls einge hängt werden kann.

In einer Aus führungs form weist das Funktionsmodul eine Lei terkarte auf, wobei die elektronische Schaltung zumindest teilweise auf der Leiterkarte angeordnet ist. Auch das Mo dulanschlusselement, insbesondere das erste Steckelement be ziehungsweise das zweite Steckelement, kann beziehungsweise können auf der Leiterkarte angeordnet sein, sodass insgesamt ein kompakter Aufbau der elektronischen Schaltung des Funk tionsmoduls möglich wird.

In einer Aus führungs form ist die Modulgehäuseseite eben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen und unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Dabei zeigen jeweils in schematisierter Darstellung

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Funktions moduls;

Fig. 2 eine gedrehte Draufsicht auf das Funktions modul ; Fig . 3 eine Draufsicht auf ein weiteres Funktions modul ;

Fig. 4 eine gedrehte isometrische Ansicht des wei teren Funktionsmoduls;

Fig . 5 eine Draufsicht auf ein weiteres Funktions modul ;

Fig . 6 eine isometrische Ansicht und eine Drauf sicht auf ein erstes Steckelement;

Fig. 7 bis 10 Modulgehäuse mit Kühlrippen beziehungsweise

Kühl finnen;

Fig. 11 einen Querschnitt durch ein weiteres Funk tionsmodul ;

Fig. 12 ein Schaltschranksystem aus Basismodul und mehreren Funktionsmodulen;

Fig. 13 einen Querschnitt durch ein Schaltschrank- system aus Basismodul und Funktionsmodulen;

Fig. 14 eine Draufsicht auf ein weiteres Funktions modul ;

Fig. 15 einen Querschnitt durch ein weiteres Funk tionsmodul ;

Fig. 16 einen Querschnitt durch ein weiteres Schalt schranksystem aus Basismodul und mehreren Funktionsmodulen;

Fig. 17 einen weiteren Querschnitt des weiteren

Schaltschranksystem; Fig. 18 einen weiteren Querschnitt des weiteren Schaltschranksystem;

Fig. 19 eine Ansicht des weiteren Schaltschrank- system;

Fig. 20 ein Modulgehäuse;

Fig. 21 eine isometrische Ansicht eines weiteren

Basismoduls ;

Fig. 22 eine isometrische Ansicht eines weiteren

Schaltschranksystem;

Fig. 23 eine isometrische Ansicht eines weiteren

Funktionsmoduls; und

Fig. 24 ein erstes Anschlusselement.

Fig. 1 zeigt eine isometrische Draufsicht auf ein Funktions modul 100 für ein Schaltschranksystem. Das Funktionsmodul 100 weist ein Modulgehäuse 110 mit einer Modulgehäuseseite 111 und weiteren Modulgehäuseseiten 112 auf. Innerhalb des Modulgehäuses 110 ist eine elektronische Schaltung 120 an geordnet, mit der ein Modulanschlusselement 130 verbunden ist. Die Modulgehäuseseite 111 weist eine Modulgehäuseöff nung 114 auf, die sich im Wesentlichen über die gesamte Modulgehäuseseite 111 erstreckt. Das Modulanschlusselement 130 ist als erstes Steckelement 131 ausgestaltet und er streckt sich durch die Modulgehäuseöffnung 114 vom Inneren des Modulgehäuses 110 zum Äußeren des Modulgehäuses 110. Das Modulanschlusselement 130 ist ferner eingerichtet, in ein erstes Anschlusselement eines Basismoduls einzugreifen. Es kann vorgesehen sein, mittels des ersten Steckelements 131 Daten oder Daten und Kleinspannung zu übertragen. Je nachdem, welche Funktion das Funktionsmodul 100 überneh men soll, kann die elektronische Schaltung 120 unterschied lich ausgestaltet sein. Ferner kann das Modulgehäuse 110 je nach Ausgestaltung der elektronischen Schaltung 120 unter schiedlich ausgestaltet sein.

Um verschiedene Funktionalitäten eines Schaltschranks be reitzustellen, kann das Funktionsmodul 100 als Eingangsmodul zum Auslesen von Sensordaten, als Ausgangsmodul zum Ausgeben von Spannungen, als SPS-Steuerungsmodul , als Motorsteue rungsmodul, als Netzteilmodul und/oder als Einspeisemodul ausgestaltet sein. Ein Einspeisemodul kann dabei die Aufgabe übernehmen, den Feldbus für ein Basismodul bereitzustellen und/oder einer Spannungsversorgung des Basismoduls mit einer Kleinspannung und/oder einer Niederspannung dienen. Ferner kann das Funktionsmodul 100 als Rechnermodul, Netzwerkswit chmodul, Servosteuerungsmodul, Netzfiltermodul, Schützmo dul, Buskopplermodul, aktives oder passives Leistungsfaktor- korrrekturmodul und/oder Frequenzumrichtermodul oder als eine Kombination der genannten Module ausgeführt sein.

Das Steckelement 131 kann dabei als Stecker oder als Buchse ausgeführt sein, wobei in der Darstellung der Fig. 1 die genaue Ausgestaltung des Steckelements offengelassen ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann die Modulgehäuseseite 111 eben sein.

Fig. 2 zeigt eine gedrehte Draufsicht auf die Modulgehäu seseite 111 des Funktionsmoduls 100 der Fig. 1. Die elekt ronische Schaltung 120 ist dabei auf einer Modulleiterkarte 121 angeordnet, wobei dies bedeutet, dass elektronische Bau teile der elektronischen Schaltung 120 auf der Modulleiter karte 121 angeordnet und mittels Leiterbahnen miteinander verbunden sind. Das Modulanschlusselement 130 ist ebenfalls auf der Modulleiterkarte 121 angeordnet. Das Modulgehäuse 110 weist zusätzlich Vorsprünge 115 auf, durch die Führungs nuten 116 gebildet werden, wobei die Modulleiterkarte 121 innerhalb der Führungsnuten 116 innerhalb des Modulgehäuses 110 geführt ist. Die Vorsprünge 115 und die Führungsnuten 116 sind dabei nicht bis zur Modulgehäuseseite 111 geführt und deshalb in Fig. 1 nicht sichtbar. Alternativ ist es möglich, die Vorsprünge 115 und die Führungsnuten 116 bis zur Modulgehäuseseite 111 zu führen. Ferner können Befesti gungsmittel zum Befestigen der Modulleiterkarte 121 inner halb des Modulgehäuses 110 vorgesehen sein.

Durch die Modulgehäuseöffnung 114 ist das Modulgehäuse 110 zugänglich, beispielsweise um die Modulleiterkarte 121 zu entnehmen und die elektronische Schaltung 120 zu reparieren.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Funktionsmodul 100, welches dem Funktionsmodul der Fig. 1 und 2 entspricht, so fern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Das Funktionsmodul 100 weist eine Abdeckung 117 auf, wobei mit tels der Abdeckung 117 die Modulgehäuseöffnung 114 im We sentlichen verschlossen ist. Dadurch sind in der Draufsicht die Modulleiterkarte 121 sowie die Vorsprünge 115 und Füh rungsnuten 116 des Funktionsmoduls 100 der Fig. 1 und 2 nicht mehr sichtbar, können jedoch hinter der Abdeckung 117 weiter vorhanden sein. Die Abdeckung 117 ist derart ausgestaltet, dass das Modulanschlusselement 130 durch die Abdeckung 117 geführt ist. Die Abdeckung 117 kann dabei aus einem Kunst stoff bestehen und in das Modulgehäuse 110 eingesetzt, ins besondere eingeklippst , sein. Durch die Abdeckung 117 wird die elektronische Schaltung gegen Berührungen geschützt.

Alternativ oder zusätzlich zur Abdeckung 117 kann vorgesehen sein, dass Modulgehäuse 110 mit einem elektrisch isolieren den Material zu vergießen.

Fig. 4 zeigt eine gedrehte isometrische Ansicht des Funkti onsmoduls 100 der Fig. 3. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Abdeckung 117 nicht direkt an der Modulgehäuseseite 111, sondern etwas in das Modulgehäuse 110 hinein versetzt ange ordnet. Die Abdeckung 117 kann jedoch auch auf Höhe der Modulgehäuseseite 111 angeordnet sein.

In einem Ausführungsbeispiel wird über das Modulanschlus selement 130 ein Datenmodulanschluss beziehungsweise ein Kleinspannungsmodulanschluss bereitstellt . Ferner kann ein Niederspannungsmodulanschluss über das Modulanschlussele ment 130 bereitgestellt werden.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf ein Funktionsmodul 100, welches dem Funktionsmodul der Fig. 1 und 2 entspricht, so fern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Ins besondere weist das Funktionsmodul 100 keine Abdeckung ana log zu den Fig. 3 oder 4 auf, wobei eine solche Abdeckung jedoch ebenfalls vorgesehen werden könnte. Das Modulan schlusselement 130 ist bei diesem Funktionsmodul 100 in ein erstes Steckelement 131 und ein zweites Steckelement 132 aufgeteilt. Das erste Steckelement 131 ist eingerichtet, in ein erstes Anschlusselement eines Basismoduls einzugreifen. Das zweite Steckelement 132 ist eingerichtet, in ein zweites Anschlusselement eines Basismoduls einzugreifen. Das erste Steckelement 131 und das zweite Steckelement 132 sind dabei beabstandet zueinander ausgeführt. Es kann vorgesehen sein, mittels des ersten Steckelements 131 Daten oder Daten und Kleinspannung zu übertragen. Es kann vorgesehen sein, mit tels des zweiten Steckelements 132 Niederspannung zu über tragen .

Fig. 6 zeigt eine isometrische Ansicht und eine Draufsicht auf ein weiteres erstes Steckelement 131, das als Anschlus selement 130 für ein Funktionsmodul dienen kann. Das erste Steckelement 131 weist einen ersten Bereich 168 und einen zweiten Bereich 169 auf. Im ersten Bereich 168 sind erste Steckkontakte 171 angeordnet. Die ersten Steckkontakte 171 sind zum Übertragen von Daten vorgesehen. Im zweiten Bereich 169 sind zweite Steckkontakte 172 angeordnet. Die zweiten Steckkontakte 172 sind zum Übertragen von Kleinspannung vor gesehen. Die ersten Steckkontakte 171 sind dabei jeweils paarweise angeordnet, während die zweiten Steckkontakte 172 in einer Zickzacklinie angeordnet sind.

Die ersten Steckkontakte 171 umfassen dabei einen ersten Kommunikationsspannungskontakt 173, einen zweiten Kommuni kationsspannungskontakt 174, ein erstes Datenanschlussele ment 181, ein zweites Datenanschlusselement 182, ein drittes Datenanschlusselement 183, ein viertes Datenanschlusselement 184, ein fünftes Datenanschlusselement 185 und ein sechstes Datenanschlusselement 186. Das erste bis sechste Datenan schlusselement 181, 182, 183, 184, 185, 186 bilden dabei einen ersten Kommunikationskanal 175. Weitere erste Steck kontakte 171 bilden einen zweiten Kommunikationskanal 176, der analog zum ersten Kommunikationskanal ausgebildet sein kann .

Über den ersten Kommunikationsspannungskontakt 173 und den zweiten Kommunikationsspannungskontakt 174 kann das Funkti onsmodul mit einer zum Betrieb für Kommunikationselektronik nötigen Spannung versorgt werden, beispielsweise bis zu fünf Volt. Dadurch können Funktionsmodule, die keine zweiten Steckkontakte 172 aufweisen, mit der für Kommunikations elektronik nötigen Spannung versorgt werden.

Das erste Datenanschlusselement 181 und das zweite Datenan schlusselement 182 können zum Senden eines Kommunikations telegramms vorgesehen sein. Das dritte Datenanschlusselement 183 und das vierte Datenanschlusselement 184 können der Ab schirmung dienen. Das fünfte Datenanschlusselement 185 und das sechste Datenanschlusselement 186 können zum Empfangen eines Kommunikationstelegramms vorgesehen sein. Die ersten bis sechsten Datenanschlusselemente 181, 182, 183, 184, 185, 186 können zum Austausch von Daten vorgesehen sein, die auf dem EtherCAT Protokoll oder auf einem anderen Protokoll ba sieren. Der erste Kommunikationskanal 175 kann also zum Aus- tausch von Daten vorgesehen sein, die auf dem EtherCAT Pro tokoll oder auf einem anderen Protokoll basieren. Analog kann der zweite Kommunikationskanal 176 ausgestaltet sein. Der erste Kommunikationskanal 175 und der zweite Kommunika tionskanal 176 können dabei bidirektional ausgestaltet sein und dadurch das gleichzeitigt Senden und Empfangen jeweils eines Kommunikationsprotokolls erlauben.

Die zweiten Steckkontakte 172 umfassen einen ersten Gleich spannungskontakt 191, einen zweiten Gleichspannungskontakt 192, einen dritten Gleichspannungskontakt 193, einen vierten Gleichspannungskontakt 194, einen fünften Gleichspannungs kontakt 195, einen sechsten Gleichspannungskontakt 196 sowie einen Schutzleiteranschluss 197. Dabei kann zwischen dem ersten Gleichspannungskontakt 191 und dem zweiten Gleich spannungskontakt 192 eine dauerhafte Gleichspannung mit vierundzwanzig Volt, zwischen dem dritten Gleichspannungs kontakt 193 und dem vierten Gleichspannungskontakt 194 eine schaltbare Gleichspannung mit vierundzwanzig Volt und zwi schen dem fünften Gleichspannungskontakt 195 und dem sechs ten Gleichspannungskontakt 196 eine dauerhafte Gleichspan nung mit achtundvierzig Volt übertragen werden

Fig. 7 zeigt ein Modulgehäuse 110, bei dem passive Kühlele mente, hier ausgeführt als Stabkühlkörper 141, einen Teil des Modulgehäuses 110 bilden. Über die Stabkühlkörper 141 ist eine Kühlung des Inneren des Modulgehäuses 110 möglich.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Modulgehäuse 110, bei dem die passiven Kühlelemente anstelle von Stabkühlkörper als Strangkühlkörper 142 ausgestaltet sind. Die Stabkühlkörper 141 der Fig. 7 beziehungsweise die Strangkühlkörper 142 der Fig. 8 sind dabei nicht über gesamte Modulgehäuse 110 ge führt, sondern nur über einen Teilbereich 143.

Fig. 9 zeigt ebenfalls ein weiteres Modulgehäuse 110, bei dem Strangkühlkörper 142 über das gesamte Modulgehäuse 110 geführt sind. Die Stabkühlkörper 141 der Fig. 7 beziehungs weise die Strangkühlkörper 142 der Fig. 8 und 9 sind dabei gegenüber der Modulgehäuseseite mit der Modulgehäuseöffnung 114 angeordnet.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Modulgehäuse 110, bei dem die Stabkühlkörper 141 auf einer weiteren Modulgehäuseseite 112 angeordnet sind. Die Stabkühlkörper 141 sind dabei seitlich am Modulgehäuse 110 und nicht der Modulgehäuseseite mit der Modulgehäuseöffnung gegenüberliegend angeordnet. Ferner weist das Modulgehäuse 110 der Fig. 10 Durchgangslöcher 150 auf, die durch Ausnehmungen 151 zugänglich sind. Durch die Durchgangslöcher 150 können beispielsweise Schrauben geführt werden, um das Modulgehäuse 110 und damit ein Funktionsmodul an einem Basismodul zu befestigen. Durch die Ausnehmungen 151 sind dabei die Schraubenköpfe entsprechend zugänglich, um die Verschraubung zu ermöglichen.

Um einen sicheren Halt des Funktionsmoduls an einem Basis modul zu gewährleisten, können mindestens vier Durchgangs löcher 150 vorgesehen werden. Je nach Größe des Funktions moduls können auch mehr als vier Durchgangslöcher 150 vor gesehen werden.

Fig. 11 zeigt einen Querschnitt durch ein Funktionsmodul 100. Im Inneren weist das Modulgehäuse 110 auf einer der Modulgehäuseöffnung 114 gegenüberliegenden weiteren Modul gehäuseseite 112 ebenfalls Vorsprünge 115 auf, die eine Füh rungsnut 116 bilden und in die eine Modulleiterkarte 121 der elektronischen Schaltung 120 geführt ist. Im Bereich der Vorsprünge 115 ist die Modulleiterkarte 121 mittels Befes tigungsmitteln 118 befestigt. Solche Befestigungsmittel 118 können alternativ oder zusätzlich auch an den Vorsprüngen und Führungsnuten der Fig. 2 beziehungsweise Fig. 5 vorge sehen werden. Das Modulanschlusselement 130 ist als Stecker 133 mit einem Schutzgehäuse 134 ausgestaltet. Das Schutzgehäuse 134 über ragt dabei den Stecker 133 derart, dass der Stecker 133 und damit das Modulanschlusselement 130 berührungssicher ausge staltet ist.

Ferner weist die elektronische Schaltung 120 eine optionale Sicherung 160 zwischen dem Stecker 133 und der Modulleiter karte 121 auf. Mittels der Sicherung 160 kann, sollte durch den Stecker 133 ein zu großer Strom fließen, die Modullei terkarte 121 vor diesem zu großen Strom geschützt werden. Durch die Modulgehäuseöffnung 114 ist die Sicherung 160 zu gänglich und kann im Falle eines Auslösens einfach ausge tauscht werden.

Sowohl der berührungssichere Stecker 133 mit dem Schutzge häuse 134 als auch die Sicherung 160 können unabhängig von einander in einem Funktionsmodul 100 realisiert werden.

Der Stecker 133 kann dabei Teil des in den Fig. 5 und 6 gezeigten ersten Steckelements 131 beziehungsweise Teil des in Fig. 5 gezeigten zweiten Steckelements 132 sein.

Fig. 12 zeigt eine isometrische Draufsicht auf ein Schalt schranksystem 1, bestehend aus einem Basismodul 10 und vier Funktionsmodulen 100. Zwischen den Funktionsmodulen 100 ist ein Zwischenraum 3 frei, der zu einer Belüftung der Funkti- onsmodule 100 genutzt werden kann. Sollte eines der Funkti- onsmodule 100 einen größeren Kühlungsbedarf haben, kann an stelle der dargestellten Modulgehäuse 110 eines der in den Fig. 7 bis 10 gezeigten Modulgehäuse 110 verwendet werden.

Die Funktionsmodule 100 können dabei gemäß einer der Fig. 1 bis 11 ausgestaltet sein. Das Basismodul 10 stellt eine Da tenleitung, eine Kleinspannungsleitung sowie optional eine Niederspannungsleitung zur Verfügung und weist Kleinspan nungsanschlüsse, Datenanschlüsse sowie optional Niederspan- nungsanschlüsse auf. Die Modulanschlusselemente der Funkti- onsmodule 100 können in diese Anschlusselemente des Basis moduls eingreifen. Dadurch kann zwischen den Funktionsmodu len 100 eine Kommunikationsverbindung sowie eine Spannungs versorgung für die Funktionsmodule 100 bereitgestellt wer den .

Die Modulgehäuse 110 und das Gehäuse 11 bilden ein gemein sames Gehäuse 2 des Schaltschranksystems 1, wobei durch das gemeinsame Gehäuse 2 sämtliche Öffnungen des Gehäuses 11 sowie der Modulgehäuse 110 verschlossen sind und so ein be rührungsgeschütztes, staub- und flüssigkeitsdichtes Schalt schranksystem 1 bereitgestellt wird.

Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch das Schaltschranksys- tem 1 der Fig. 12 an der mit A bezeichneten Schnittebene. Das Basismodul 10 weist ein Gehäuse 11 mit einer Gehäuseseite 12 und weiteren Gehäuseseiten 13 auf. Auf der Gehäuseseite 12 weist das Gehäuse 11 zwei Öffnungen 14 auf. Innerhalb des Gehäuses 11 ist eine Trennwand 54 angeordnet, wobei zwei Kanäle, also ein erster Kanal 51 und ein zweiter Kanal 52 mittels der Trennwand 54 voneinander getrennt werden. In dem ersten Kanal 51 ist eine Leiterkarte 50, die als Daten- und Kleinspannungsleiterkarte 48 ausgestaltet ist, mit einem ersten Anschlusselement 26 angeordnet, wobei das erste An schlusselement 26 einen Datenanschluss 21 und einen Klein spannungsanschluss 22 bereitstellt . In dem zweiten Kanal 52 ist ebenfalls eine Leiterkarte 50, die als Niederspannungs leiterkarte 49 ausgestaltet ist, mit einem zweiten Anschlus selement 27 angeordnet, wobei das zweite Anschlusselement 27 einen Niederspannungsanschluss 23 bereitstellt . Das Funkti onsmodul 100 weist ein Modulgehäuse 110 mit einer Modulge häuseöffnung 114 auf der Modulgehäuseseite 111 auf. Durch die Modulgehäuseöffnung 114 sind zwei Modulanschlusselemente 130, ein erstes Steckelement 131 und ein zweites Steckele ment 132, analog zur Fig. 5, geführt. Das erste Steckelement 131 greift dabei in das erste Anschlusselement 26 im ersten Kanal 51 ein, während das zweite Steckelement 132 in das zweite Anschlusselement 27 des zweiten Kanals 52 eingreift. Die Modulleiterkarte 121 des Funktionsmoduls wird somit an den Datenanschluss 21, den Kleinspannungsanschluss 22 und den Niederspannungsanschluss 23 angeschlossen.

Sollte das Funktionsmodul 100 im Gegensatz zur Darstellung der Fig. 13 beispielsweise keine Niederspannung benötigen, so kann das zweite Steckelement 132 entweder weggelassen oder nicht mit der Modulleiterkarte 121 verbunden werden.

Alternativ zur Darstellung der Fig. 13 kann das zweite An schlusselement 27 auch durch die darüber liegende Öffnung 14 geführt sein und damit auch teilweise oberhalb der Gehäu seseite 12 angeordnet sein. Das zweite Steckelement 132 kann dann innerhalb des Modulgehäuses 110 angeordnet sein.

Wenn das Modulgehäuse 110 mit Durchgangslöchern 150 analog zur Fig. 10 ausgestattet ist, kann das Gehäuse 11 entspre chende Gewindelöcher aufweisen, in denen ein Innengewinde einer Verschraubung des Funktionsmoduls 100 am Basismodul 10 dienen kann. Dies ist in Fig. 13 nicht dargestellt.

Entgegen der Darstellung in Fig. 12 und 13 ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Modulgehäuse 110 in etwa das Gehäuse 10 abdeckt. Sollten nach dem Anbringen des Funkti onsmoduls 100 am Basismodul 10 noch Öffnungen 14 nicht ab gedeckt sein, kann für diese Öffnungen 14 ein Deckel vorge sehen werden. Das Modulgehäuse 110 kann auch über das Gehäuse 10 hinausragen.

Das Gehäuse 11 beziehungsweise das Modulgehäuse 110 kann dabei als Stangenpressprofil oder als Druckgussgehäuse aus geführt sein. Als Gehäusematerial kommen Metalle wie bei spielsweise Aluminium, Stahl, Edelstahl oder Zink in Frage, wobei zusätzlich eine Beschichtung des Gehäuses 11 bezie hungsweise Modulgehäuses 110 vorgesehen sein kann. Insbeson dere bei einer metallischen Ausgestaltung des Modulgehäuses 110 kann es vorgesehen sein, dass die Modulgehäuseseite 111 eben ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Modulgehäuse 110 dann weitere, nicht-metallische Elemente beinhaltet, die nicht notwendigerweise eben sein müssen, beziehungsweise aus dem Modulgehäuse 110 herausragen können. Ebenso kann es vor gesehen sein, dass die Gehäuseseite 12 eben ist.

Das Gehäuse 11 beziehungsweise das Modulgehäuse 110 kann dabei aus mehreren Einzelteilen bestehen, die mittels Befes tigungselementen, beispielsweise Schrauben, oder mittels verschweißen oder verlöten miteinander verbunden werden. Ferner kann eine Abdichtung zwischen den Einzelteilen vor gesehen sein, um das Gehäuse 11 beziehungsweise das Modul gehäuse 110 zwischen den Einzelteilen für Flüssigkeiten und/oder Berührungen unzugänglich zu machen.

Fig. 14 zeigt eine Draufsicht auf ein Funktionsmodul 100, welches einem der bereits beschriebenen Funktionsmodule 100 entsprechen kann. Das Modulgehäuse 100 weist auf einer wei teren Modulgehäuseseite 112 ein Anzeigeelement 122, ein Re gelelement 123 sowie mehrere Peripherieanschlusselemente 124 auf. Das Anzeigeelement 122 kann eingerichtet sein, einen oder mehrere Mess- beziehungsweise Systemwerte anzuzeigen. Über das Regelelement 123 kann eine Regeleingabe erfolgen. Die Peripherieanschlusselemente 124 können zum Anschluss von Sensoren, Aktoren, Motoren oder zur Ausgabe einer Spannung oder eines Stromes dienen. Das Funktionsmodul 100 kann eine beliebige Kombination von Anzeigeelement 122, Regelelement 123 und Peripherieanschlusselementen 124 aufweisen, insbe sondere können Anzeigeelement 122 und/oder Regelelement 123 weggelassen sein beziehungsweise kein oder eine andere An zahl von Peripherieanschlusselementen 124 vorgesehen sein.

Fig. 15 zeigt einen Querschnitt durch ein Funktionsmodul 100, welches dem Funktionsmodul 100 der Fig. 5 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. An der Modulgehäuseseite 111 ist ein Teil des Modulgehäuses 110 angeordnet, die Modulgehäuseöffnung 114 deckt nicht die ge- samte Modulgehäuseseite 111 ab. Zusätzlich ist auf der Mo dulleiterkarte 121 ein Speicherchip 125 angeordnet, der als EEPROM („electrically erasable programmable read-only me- mory", elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Spei cher) ausgeführt sein kann. Auf dem Speicherchip 125 können Informationen darüber hinterlegt sein, um welchen Typ des Funktionsmodules 100 es sich bei dem Funktionsmodul 100 han delt und welche Kommunikation über den Feldbus mit dem Funk tionsmodul 100 möglich ist. Diese Informationen können auf dem Speicherchip 125 auch dann hinterlegt sein, wenn das Funktionsmodul 100 nicht an ein Basismodul angeschlossen ist. Dadurch ist es möglich, das Funktionsmodul 100 im lau fenden Betrieb an das Basismodul anzustecken beziehungsweise zu entfernen, ohne dass der Betrieb des Systems aus Basis modul und weiteren Funktionsmodulen unterbrochen werden muss. Dadurch kann beispielsweise eine ausgelöste Sicherung im Funktionsmodul 100 ersetzt werden, indem das entspre chende Funktionsmodul 100 vom Basismodul entfernt wird und anschließend nach dem Ersetzen der Sicherung wieder am Ba sismodul angebracht wird. Durch den Speicherchip 125 kann das Funktionsmodul nach dem Wiederanbringen wieder in den Feldbus integriert werden.

Fig. 16 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Schalt schranksystem 1, bestehend aus einem Basismodul 10 und drei Funktionsmodulen 100. Das Basismodul 10 entspricht dabei dem Basismodul 10 der Fig. 13 sofern im Folgenden keine Unter schiede beschrieben sind. Eine Schnittebene des Querschnitts ist dabei außerhalb der Funktionsmodule 100 angeordnet, so dass nur das Basismodul 10 im Querschnitt geöffnet ist. Das Basismodul 10 weist zwei Kanäle, also einen ersten Kanal 51 und einen zweiten Kanal 52 auf. Sowohl im ersten Kanal 51 als auch im zweiten Kanal 52 weist das Basismodul 10 eine Daten- und Kleinspannungsleiterkarte 48 und jeweils ein auf der Daten- und Kleinspannungsleiterkarte 48 angeordnetes erstes Anschlusselement 26 auf. Die direkt hinter der Schnittebene liegenden Funktionsmodule 100 greifen jeweils in die ersten Anschlusselemente 26 ein und überdecken jeweils den ersten Kanal 51 oder den zweiten Kanal 52. An anderer Stelle kann im zweiten Kanal 52 eine Niederspannungsleiter karte vorgesehen sein, die wie in den Fig. 13 beschrieben ausgestaltet sein kann. Hinter den direkt nach der Schnitt ebene angeordneten Funktionsmodulen 100 ist ein Funktions modul 100 angeordnet, welches den ersten Kanal 51 und den zweiten Kanal 52 überdeckt.

Fig. 17 zeigt einen Querschnitt durch das Schaltschranksys- tem 1 der Fig. 16 an der mit B bezeichneten Schnittebene. Modulleiterkarten 121 eines ersten Funktionsmoduls 211 wei sen eine elektronische Schaltung auf, die Niederspannung be nötigt. Folglich greift im Bereich des ersten Funktionsmo duls 211 ein Modulanschlusselement 130, welches in Form ei nes zweiten Steckelements 132 ausgestaltet ist, in ein zwei tes Anschlusselement 27 des Basismoduls 10 ein. Das zweite Anschlusselement 27 ist dabei auf einer Leiterkarte 50, die als Niederspannungsleiterkarte 49 ausgeführt ist, angeord net. Die in einem zweiten Funktionsmodul 212 auf einer Mo dulleiterkarte 121 verbaute elektronische Schaltung benötigt keine Niederspannung. Ferner ist das zweite Funktionsmodul 212 nur oberhalb des zweiten Kanals 52 angeordnet. Das zweite Funktionsmodul 212 weist ein erstes Steckelement 131 auf, welches in ein erstes Anschlusselement 26 der bereits in Fig. 16 gezeigten Daten- und Kleinspannungsleiterkarte 48 eingreift .

Ebenso in Fig. 17 dargestellt sind Kühlelemente 19, die am Gehäuse 11 des Basismoduls 10 in der Form von Kühlrippen angeordnet sind und einen Wärmeaustausch mit der Umgebung ermöglichen .

Die Modulleiterkarten 121 sind senkrecht zur ersten Gehäu seseite 12 angeordnet. Es sind jedoch auch andere Anordnun gen der Modulleiterkarten 121 möglich. Die Daten- und Klein spannungsleiterkarte 48 sowie die Niederspannungsleiterkarte 49 ist jeweils parallel zur ersten Gehäuseseite 12 angeord net . Das erste Anschlusselement 26 der Daten- und Kleinspannungs leiterkarte 48 ist dabei innerhalb des Gehäuses 11 des Ba sismoduls 10 angeordnet. Das erste Steckelement 131 ist durch die Modulgehäuseöffnung 114 vom Inneren des Modulgehäuses 110 zum Äußeren des Modulgehäuses 110 geführt. Die zweiten Anschlusselemente 27 sind ebenfalls innerhalb des Gehäuses 11 des Basismoduls 10 angeordnet. Das zweite Steckelement 132 ist analog zum ersten Steckelement 131 durch die Modul gehäuseöffnung 114 vom Inneren des Modulgehäuses 110 zum Äußeren des Modulgehäuses 110 geführt.

In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbei spiel können die zweiten Anschlusselemente 27 der Nieder spannungsleiterkarte 49 durch eine Öffnung 14 des Gehäuses

11 des Basismoduls 10 geführt sein und über die Gehäuseseite

12 hinausragen. Das zweite Steckelement 132 kann dann inner halb des Modulgehäuses 110 angeordnet sein oder ebenfalls analog zum ersten Steckelement 131 durch die Modulgehäuse öffnung 114 vom Inneren des Modulgehäuses 110 zum Äußeren des Modulgehäuses 110 geführt sein.

Fig. 18 zeigt einen Querschnitt durch das Schaltschranksys- tem 1 der Fig. 16 an der mit C bezeichneten Schnittebene . Ein erstes Steckelement 131 greift in das erste Anschlus selement 26 ein. Das in Fig. 17 dargestellte zweite Ste ckelement 132 dient zum Eingriff in das zweite Anschlussele ment 27.

In den Fig. 16 bis 18 ist also ein Schaltschranksystem 1 gezeigt, welches im zweiten Kanal 52 sowohl erste Anschlus selemente 26 auf einer Daten- und Kleinspannungsleiterkarte 48 als auch zweite Anschlusselemente 27 auf einer Nieder spannungsleiterkarte 49 aufweist.

Die ersten Anschlusselemente 26 können dabei so ausgestaltet sein, dass sie Gegenstücke zu dem in Fig. 6 gezeigten ersten Steckelement 131 bilden. Fig. 19 zeigt eine gedrehte isometrische Ansicht des Schalt schranksystems 1 der Fig. 16 bis 18, bei dem das Modulgehäuse des ersten Funktionsmoduls entfernt wurde. Die elektronische Schaltung 120 auf der Modulleiterkarte 121 weist ein erstes Steckelement 131 zum Eingriff in das erste Anschlusselement und ein zweites Steckelement 132 zum Eingriff in das zweite Anschlusselement auf. Die Anschlusselemente sind dabei durch das erste Steckelement 131 beziehungsweise das zweite Ste ckelement 132 verdeckt. Die Modulleiterkarte 121 ist senk recht zur ersten Gehäuseseite 12 angeordnet. Es sind jedoch auch andere Anordnungen der Modulleiterkarten 121 möglich. Das erste Funktionsmodul weist dabei zwei Modulleiterkarten 121 auf, es ist jedoch auch eine andere Anzahl von Modullei terkarten 121 denkbar.

Fig. 20 zeigt eine isometrische Ansicht eines Funktionsmo duls 100 mit Stabkühlkörpern 141. Das Funktionsmodul 100 weist ein erstes Steckelement 131 auf, welches zur Verbin dung des Funktionsmoduls 131 mit einem Basismodul genutzt werden kann. Die Stabkühlkörper 141 sind an einer weiteren Modulgehäuseseite 112 angeordnet. Ferner weist das Modulge häuse 110 Durchgangslöcher 150 und Ausnehmungen 151 analog zu Fig. 10 auf, die der Befestigung des Funktionsmoduls 100 an einem Basismodul mittels Schrauben dienen können.

Fig. 21 zeigt eine isometrische Ansicht eines Basismoduls 10 für ein Schaltschranksystem. Das Basismodul 10 weist eine erste Reihe 41, eine zweite Reihe 42 sowie eine dritte Reihe 43 von Öffnungen 14 auf. Der ersten Reihe 41 ist in einem Inneren eines Gehäuses 11 des Basismoduls 10 ein erster Kanal 51 zugeordnet. Der zweiten Reihe 42 ist im Inneren des Ge häuses 11 ein zweiter Kanal 52 zugeordnet. Der dritten Reihe 43 ist im Inneren des Gehäuses 11 ein dritter Kanal 53 zu geordnet. Die erste Reihe 41 von Öffnungen 14 ist mittig angeordnet, die zweite Reihe 42 und die dritte Reihe 43 von Öffnungen 14 sind auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Reihe 41 angeordnet. Der erste Kanal 51 ist also ebenfalls mittig, zwischen dem zweiten Kanal 52 und dem dritten Kanal 53 angeordnet. Eine erste Trennwand 54 und eine zweite Trenn wand 55 grenzen an den ersten Kanal 51 an, wobei die erste Trennwand 54 den ersten Kanal 51 vom zweiten Kanal 52 trennt und die zweite Trennwand 55 den ersten Kanal 51 vom dritten Kanal 53 trennt.

Im ersten Kanal 51 und im dritten Kanal 53 sind erste An schlusselemente 26 angeordnet. Im zweiten Kanal 52 sind zweite Anschlusselemente 27 angeordnet. Es ist jedoch im nicht vorgesehen, dass allen Öffnungen 14 der zweiten Reihe 42 jeweils ein zweites Anschlusselement 27 zugeordnet ist. Die zweiten Anschlusselemente 27 sind im zweiten Kanal 52 nur bis zu einer Grenze 56 angeordnet. Die Grenze ist in Fig. 21 mittels einer Strich-Punkt-Linie verdeutlicht. Im Bereich der verbleibenden Öffnungen 14 der zweiten Reihe 42 sind im zweiten Kanal 52 analog zum ersten Kanal 51 erste Anschlusselemente 26 angeordnet. Mit einer solchen Anordnung können unterschiedliche Anforderungen an ein Schaltschrank- system aus Basismodul 10 und Funktionsmodulen 100 erfüllt werden und dabei gleichzeitig eine bessere Ausnutzung der durch das Basismodul 10 bereitgestellten Steckplätze für Funktionsmodule realisiert werden. Die zweiten Anschlussele mente 27 sind mit einer gestrichelt dargestellten Nieder spannungsleitung 33 verbunden. Die ersten Anschlusselemente sind mit einer ebenfalls gestrichelt dargestellten Datenlei tung 31 sowie einer gestrichelt dargestellten Kleinspan nungsleitung 22 verbunden.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass Kühlluft durch den dritten Kanal 53 geführt wird. Alternativ oder zusätzlich können auch der erste Kanal 51 und/oder der zweite Kanal 52 zum Führen von Kühlluft genutzt werden.

Unterhalb der ersten bis dritten Kanäle 51, 52, 53 sind Kühlelemente 19 angeordnet. Diese sind als Kühlrippen aus gestaltet, können jedoch auch eine andere Form aufweisen. Die Kühlelemente 19 können zum Wärmetransport vom Inneren des Gehäuses 11 in die Umgebung eingerichtet sein. Um die Öffnungen 14 sind Gewindelöcher 44 angeordnet, die der Be festigung von Funktionsmodulen am Basismodul 10 dienen kön nen. Die Gewindelöcher 44 können dabei als Sacklöcher aus geführt sein.

Die Datenleitung 31 kann eingerichtet sein, einen Feldbus über alle ersten Anschlusselemente 26 bereitzustellen.

Die ersten Anschlusselemente 26 können unterhalb der Öffnun gen 14 angeordnet sein. Die zweiten Anschlusselemente 27 können ebenfalls unterhalb der Öffnungen 14 angeordnet sein. Alternativ können die zweiten Anschlusselemente 27 durch die Öffnungen 14 geführt und damit auch teilweise oberhalb der ersten Seite 12 angeordnet sein.

Fig. 22 zeigt ein Schaltschranksystem 1 bestehend aus dem Basismodul 10 der Fig. 21 sowie mehreren Funktionsmodulen 100. Die Funktionsmodule 100 sind dabei unterschiedlich groß und decken eine unterschiedliche Anzahl von Öffnungen ab. Ferner sind Deckel 216 oberhalb von Öffnungen ohne Funkti onsmodulen 100 angeordnet. Die Funktionsmodule 100 können wie in Fig. 13 beziehungsweise 16 bis 19 gezeigt mit dem Basismodul 10 verbunden werden.

Bis zur Grenze 56 in den Bereichen, in denen im zweiten Kanal 52 Niederspannungsanschlüsse angeordnet sind, überdecken die Funktionsmodule 100 sowohl den ersten Kanal 51 als auch den zweiten Kanal 52. Ein erstes Funktionsmodul 211 in diesem Bereich überdeckt zusätzlich auch den dritten Kanal 53, wäh rend zweite Funktionsmodule 212 und dritte Funktionsmodule

213 nur den ersten Kanal 51 und den zweiten Kanal 52 über decken. Vierte Funktionsmodule 214 und fünfte Funktionsmo dule 215 überdecken jeweils nur einen der ersten bis dritten Kanäle 51, 52, 53. Der dritte Kanal 53 ist dabei außer vom ersten Funktionsmodul 211 nur von vierten Funktionsmodulen

214 und fünften Funktionsmodulen 215 überdeckt. Der erste Kanal 51 und der der zweite Kanal 52 sind ab der Grenze 56 von den vierten Funktionsmodulen 214 überdeckt, also in Be reichen, in denen im zweiten Kanal 52 erste Anschlusselemente angeordnet sind. Dadurch steht für jedes Funktionsmodul 100 mindestens ein erstes Anschlusselement zur Verfügung, wodurch alle Funktionsmodule 100 an die Datenleitung des Basismoduls 10 angeschlossen werden können.

Das erste Funktionsmodul 211 weist dabei sowohl ein Regelele ment 123 als auch ein Peripherieanschlusselement 124 auf. Die weiteren zweiten bis fünften Funktionsmodule 212, 213, 214, 215 weisen keine Regelelemente 123 und nur teilweise Peripherieanschlusselemente 124 auf. Mittels Schrauben 152, die in Ausnehmungen 151 der Modulgehäuse 110 angeordnet sind, werden die Funktionsmodule 100 an dem Basismodul 10 befes tigt. Die Schrauben 152 greifen dabei in die in Fig. 21 gezeigten Gewindelöcher 44 ein.

Auf der ersten Gehäuseseite 12 des Basismoduls 10 sind erste Kabelführungselemente 71 angeordnet, die dem geordneten Füh ren von an die Peripherieanschlusselemente 124 angeschlos senen, nicht dargestellten Kabeln dienen. Auf weiteren Ge häuseseiten 13 sind zweite Kabelführungselemente 72 angeord net, die ebenfalls dem geordneten Führen von an die Peri pherieanschlusselemente 124 angeschlossenen, nicht darge stellten Kabeln dienen.

Da alle Öffnungen des Basismoduls 10 mittels der Funktions module 100 beziehungsweise der Deckel 216 verschlossen sind, ist das Schaltschranksystem 1 flüssigkeitsdicht und staub dicht ausgestaltet.

Fig. 23 zeigt eine isometrische Ansicht von unten auf ein Funktionsmodul 100, welches dem ersten Funktionsmodul 211 der Fig. 16 bis 19 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Das erste Steckelement 131 ist wie in Fig. 6 gezeigt ausgestaltet. Das zweite Steckele ment 132 weist einen ersten Kontakt 61, einen zweiten Kontakt 62 und einen dritten Kontakt 63 für jeweils eine Wechsels tromphase eines Dreiphasenwechselstroms auf. Ferner weist zweite Steckelement 132 einen vierten Kontakt 64 für einen Wechselstromneutralleiter, einen fünften Kontakt 65 für ei nen Schutzleiter sowie einen sechsten Kontakt 66 und einen siebten Kontakt 67 für eine Gleichspannung auf. Abhängig von der vom Funktionsmodul 100 benötigten Spannungsversorgung kann das zweite Steckelement 132 den ersten Kontakt 61, den zweiten Kontakt 62, den dritten Kontakt 63, den vierten Kon takt 64 und den fünften Kontakt 65 aufweisen, wenn vom Funk tionsmodul 100 eine Dreiphasenwechselspannung benötigt wird. Wird nur eine Phase der Wechselspannung benötigt, kann neben dem vierten Kontakt 64 und dem fünften Kontakt 65 nur der erste Kontakt 61 oder der zweite Kontakt 62 oder der dritte Kontakt 63 im zweiten Steckelement 132 vorgesehen sein. Falls das Funktionsmodul 100 eine Gleichspannung benötigt, kann das zweite Steckelement 132 den fünften Kontakt 65, den sechsten Kontakt 66 sowie den siebten Kontakt 67 aufweisen. Wenn sowohl Gleichspannung als auch Wechselspannung vom Funktionsmodul 100 benötigt werden, können die entsprechen den Kontakte vorgesehen sein, insbesondere alle ersten bis siebten Kontakte 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, falls alle drei Wechselstromphasen verwendet werden, oder der vierte Kontakt 64, der fünfte Kontakt 65, der sechste Kontakt 66, der siebte Kontakt 67 sowie in der erste Kontakt 61 oder der zweite Kontakt 62 oder der dritte Kontakt 63, falls nur eine der drei Wechselstromphasen verwendet wird.

Die in den Fig. 6 und 23 gezeigte Anordnung der ersten Steck kontakte 171 beziehungsweise zweiten Steckkontakte 172 des ersten Steckelements 131 beziehungsweise der ersten bis siebten Kontakte 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 des zweiten Steckelements 132 können auch anders angeordnet werden.

Fig. 24 zeigt eine isometrische Ansicht eines ersten An schlusselements 26. Das in den Fig. 13, 16 bis 19 und 21 sowie 22 dargestellte erste Anschlusselement 26 kann bei spielsweise wie in Fig. 24 dargestellt ausgestaltet sein. Das erste Anschlusselement 26 ist derart ausgestaltet, dass das erste Steckelement 131 der Fig. 6 und 23 in das erste Anschlusselement 26 eingesteckt werden kann. In einem drit ten Bereich 201 weist das erste Anschlusselement 26 dritte Steckkontakte 203 auf, die zu den ersten Steckkontakten 171 des ersten Steckelements 131 korrespondierend angeordnet sind. In einem vierten Bereich 202 weist das erste Anschlus selement 26 vierte Steckkontakte 204 auf, die zu den zweiten Steckkontakten 172 des ersten Steckelements 131 korrespon- dierend angeordnet sind. Die dritten Steckkontakte 203 die nen also der Übertragung von Daten, während die vierten Steckkontakte 204 der Übertragung von Kleinspannung dienen.

Bezugszeichenliste

1 System

2 gemeinsames Gehäuse

3 Zwischenraum

10 Basismodul

11 Gehäuse

12 Gehäuseseite

13 weitere Gehäuseseite

14 Öffnung

21 Datenanschluss

22 Kleinspannungsanschluss

23 Niederspannungsanschluss

26 erstes Anschlusselement

27 zweites Anschlusselement

31 Datenleitung

32 Kleinspannungsleitung

33 Niederspannungsleitung

44 Gewindeloch

48 Daten- und Kleinspannungsleiterkarte

49 Niederspannungsleiterkarte

50 Leiterkarte

51 erster Kanal

52 zweiter Kanal

54 Trennwand

61 erster Kontakt

62 zweiter Kontakt

63 dritter Kontakt

64 vierter Kontakt

65 fünfter Kontakt

66 sechster Kontakt

67 siebter Kontakt 100 Funktionsmodul

110 Modulgehäuse

111 Modulgehäuseseite

112 weitere Modulgehäuseseite

114 Modulgehäuseöffnung

115 Vorsprung

116 Führungsnut

117 Abdeckung

118 Befestigungsmittel

120 elektronische Schaltung

121 Modulleiterkarte

122 Anzeigeelement

123 Regelelement

124 Peripherieanschlusselement

125 Speicherchip

130 Modulanschlusselement

131 erstes Steckelement

132 zweites Steckelement

133 Stecker

134 Schutzgehäuse

141 Stabkühlkörper

142 Strangkühlkörper

143 Teilbereich

150 Durchgangsloch

151 Ausnehmung

160 Sicherung

168 erster Bereich

169 zweiter Bereich

171 erster Steckkontakt

172 zweiter Steckkontakt

173 erster Kommunikationsspannungskontakt

174 zweiter Kommunikationsspannungskontakt 175 erster Kommunikationskanal

176 zweiter Kommunikationskanal

181 erstes Datenanschlusselement

182 zweites Datenanschlusselement

183 drittes Datenanschlusselement

184 viertes Datenanschlusselement

185 fünftes Datenanschlusselement

186 sechstes Datenanschlusselement

191 erster Gleichspannungskontakt

192 zweiter Gleichspannungskontakt

193 dritter Gleichspannungskontakt

194 vierter Gleichspannungskontakt

195 fünfter Gleichspannungskontakt

196 sechster Gleichspannungskontakt

197 Schutzleiterkontakt

201 dritter Bereich

202 vierter Bereich

203 dritte Steckkontakte

204 vierte Steckkontakte

211 erstes Funktionsmodul

212 zweites Funktionsmodul

213 drittes Funktionsmodul

214 viertes Funktionsmodul

215 fünftes Funktionsmodul

216 Deckel