CN105822144A - 具有至少一个基础模块的模块化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模块化装置(1)，其具有在两个不同侧的每侧均具有连接模块的至少一个基础模块、和具有至少一个连接模块的至少一个功能模块。所述基础模块的连接模块设计成关于其机械和电力连接是旋转不变的，从而通过旋转所述基础模块，能选择基础模块的第一或第二连接模块与所述功能模块的连接模块进行接触。

Description

具有至少一个基础模块的模块化装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的模块化装置。
背景技术
所讨论的这种类型的模块化装置包括一个或多个基础模块和具有至少一个连接模块的一个或多个功能模块，每个基础模块在两个不同侧的每侧上具有连接模块。所述基础模块和功能模块大体构成具有特定功能的电子模块。这些电子模块通过设计成为插头和插座的形式的连接模块连接，例如它们被组合以形成功能单元。
这种类型的模块化装置例如能构成安全系统，尤其是锁定安全系统。这种类型的一种系统例如为安士能公司(Euchner)的MGB安全系统。该安全系统确保可移动的分离保护设备能可靠地保持闭合，尤其是防护门，从而对于安全性是很重要的围起来的危险区域的进入是安全的。
该锁定安全系统包括布置在把手模块上的锁定模块。这些模块用于可靠地保持防护门的关闭。把手模块的门把手能通过弹力保持在关闭位置且通过磁力解锁。可替换地，门把手能够通过磁力保持在关闭位置且通过弹力解锁。
该锁定安全系统还具有功能模块形式的控制模块和总线模块，其能连接至所述锁定模块。所述控制模块具有带有几个按钮和旋钮的控制单元。所述总线模块用于将锁定安全系统连接至外部总线系统。
各个模块通过例如为插头和插座的连接模块连接；进入各个模块中的扁平带状缆线从所述连接模块引出。
该锁定安全系统的主要缺点在于当模块中出现故障时必须将整个锁定安全系统送回制造商以进行维修。
该锁定安全系统的另一个缺点在于适应不同构造的制造费用是不受欢迎地高。相对于锁定安全系统而言防护门的不同布置尤其会带来不同的构造。一种把手模块的装置根据防护门的布置必须设置在锁定模块的右手侧或左手侧。为了涵盖这些构造，不得不提供具有将把手模块附接在右手侧或左手侧的不同设计的不同变型的锁定模块。
发明内容
本发明基于上述问题提供了一种开始处提及类型的模块化装置，其通过简单的设计呈现了高水平的功能性。
权利要求1的元件特定用于解决该问题。从属权利要求描述了本发明的有利实施方式和有用的设计改进。
本发明涉及一种模块化装置，其包括在两个不同侧分别具有连接模块的至少一个基础模块、和具有至少一个连接模块的至少一个功能模块。所述基础模块的连接模块设计成关于它们的机械和电力连接是旋转不变的(rotationallyinvariant)，从而通过旋转所述基础模块，选择所述基础模块的第一或第二连接模块与所述功能模块的连接模块进行接触。
由于所述基础模块的连接模块的旋转不变设计，其能在两个不同的旋转位置连接至所分配的功能模块。因此，能通过一个并且相同的基础模块实现所述功能模块和基础模块的两种不同配置，继而能实现不同的应用，不需要必须为此提供基础模块的不同变型。因此，根据本发明能获得模块化装置的高水平的适应性和功能性。
当所述基础模块的连接模块设计成关于基础模块的180°旋转为旋转对称时，这是特别有利的。
由于所述基础模块中彼此相应的两个连接模块的连接件通过电线相互连接，所以能有利地实现所述基础模块的连接模块的旋转不变性。
根据本发明的模块化装置的另一重要方面在于所述连接模块形成模块化系统；连接模块能可交换地安装在所述基础模块(一个或多个)和/或功能模块(一个或多个)上。
因此，通过很小的努力就能实现用于模块化装置的不同连接构造。
另一优势在于当个别模块有故障时不需要更换整个模块化装置；而仅需要更换个别模块，这充分地降低了所带来的维修费用。
根据本发明的尤其有利的设计，经由连接模块连接的所述基础模块和/或功能模块通过数据总线系统通信。
所述数据总线系统以这样的方式设计，即所述数据总线系统的总线线路铺设其中的电路板设置在所述基础模块或功能模块中、或基础模块或功能模块每者中。
与此适应的连接模块具有与所述基础模块和/或功能模块的所述电路板连接的接触界面。
所述接触界面有利地设计成弹簧触点的形式。
模块化装置的各个模块与作为模块化装置的内部总线系统的所述数据总线系统通信。所述数据总线系统完全独立于所述模块化装置可能连接至其上的外部总线系统运行。由于所述数据总线系统这样的设计，即所述总线线路在所述模块的电路板内布线，所以不再需要在模块内部的昂贵的配线。如下事实强化了该优势，即在所述电路板上使所述连接模块的接触界面直接接触。特别有利的是，在所述接触界面由功能模块构成时，它们能简单地通过按压所述电路板上的接触点进行电接触。由于所有的模块均具有与所述连接模块的接触界面适配的界面，由此能更加提升整个模块化装置的模块性，这是因为任意的模块都能相互组合，而不必为此在模块中进行设计上的改变，如更改缆线的布线。
在根据本发明，所述连接模块在模块化装置中设计成插头或插座的形式。
通过缆线能将插头和插座直接相互连接。
当一个模块的插头与不同模块的插座直接连接时，这些模块相互直接连接并彼此相邻。相反，假如在所述插头和插座之间也设有缆线，那么所述模块会彼此相隔一定的空间距离。
这里，所述插头和插座能设计成具有不同的构造变型，因为这个原因能进一步增加模块化装置变型的多样性。
根据一种有利的设计形式，每个插头具有带外螺纹的标准化连接元件。每个插座包括具有接触界面的基体，该基体可配置有具有孔的第一上部和具有孔的第二上部，所述第一上部的所述孔具有缆线插头等能旋入其中的内螺纹，所述第二上部的所述孔没有内螺纹且设计成容纳所述插头的连接部件。
由于可选择将所述上部中的一个附接至所述基体，所以能以较小的费用实现两种不同的连接可能。这里，所述插座的同一个基体能用于两种上部的事实是特别有利的。
根据本发明，模块化装置的各个模块，意味着所述基础模块和功能模块，能基本上由执行不同功能的电子模块组成，从而以这样方式生产的模块化装置能用于所有类型的工业应用中。
根据一种有利的设计形式，所述模块化装置构成安全系统，尤其是锁定安全系统。
所述锁定安全系统具有锁定模块形式的至少一个基础模块。而且，所述锁定安全系统具有控制模块形式的功能模块、和/或总线模块形式的功能模块。
所述锁定模块具有用于把手模块的保持装置，由于所述旋转不变的设计，在所述锁定模块的连接模块的一个旋转位置中，所述锁定模块的连接模块连接至功能模块的连接模块，并且把手模块固定至右手侧的保持装置。在第二旋转位置中，所述锁定模块的第二连接模块固定至所述功能模块的连接模块，并且把手模块固定至左手侧的保持装置。
由于所述锁定模块的旋转不变设计，所以其能以无变化的方式用于连接在右手侧的把手模块以及连接在左手侧的把手模块；由于这个原因实现这些变型所需要的锁定安全系统的部件的数量能保持非常少。
附图说明
借助于所附的附图描述本发明。附图中示出了以下内容：
图1：根据本发明的模块化装置的实施例的第一变型。
图2：根据图1的模块化装置的第二变型。
图3：根据图1的模块化装置的第三变型。
图4：根据图1的模块化装置的各个连接模块的电连接件的示意图。
图5：根据图2的模块化装置的各个连接模块的电连接件的示意图。
图6：作为用于图1至图3的模块化装置的连接模块的插头的实施方式。
图7：作为用于图1至图3的模块化装置的连接模块的插座的第一变型。
图8：作为用于图1至图3的模块化装置的连接模块的插座的第二变型。
具体实施方式
图1至图3示出根据本发明的模块化装置1的实施例的三种变型。所述模块化装置1在本实例中构成安全系统，尤其是锁定安全系统，其具有作为基础模块的锁定模块2。在图1的布置中，右手把手模块3布置在所述锁定模块2的右手侧。在图2的布置中，左手把手模块3'布置在相同锁定模块2的左手侧。在这两种情形下所述把手模块3,3'均具有门把手4。
所述锁定模块2和把手模块3,3'形成确保防护门或类似物保持关闭的功能单元。所述门把手4原则上能通过弹力保持在关闭位置并通过磁力解锁。在本实例中，所述门把手4通过由布置在锁定模块2中的磁体产生的磁力保持在关闭位置，并且通过弹力解锁。
而且，图1至图3的所述模块化装置1具有作为第一功能模块的控制模块5和作为第二功能模块的总线模块6。所述控制模块5构成控制单元且具有作为控制元件的多个按钮7。所述锁定模块2本身具有用于安全系统的操作的紧急停止按钮8和其它的按钮9a,9b。所述总线模块6用于将所述安全系统连接至外部总线系统。
图1至图3的所述模块化装置1通常也能扩展到这样的效果，即它具有几个带有把手模块3,3'的锁定模块2，或也具有更多的功能模块，例如总线模块6或控制模块5。
以插头10或插座11形式设计的连接模块导致了所述基础模块和功能模块之间的电连接。
这种类型的连接模块用于组装至在其壳体2a、5a、6a的凹槽12中的所述基础模块或功能模块。当使用所述连接模块时，其与所述基础模块或功能模块中的未示出的电路板电接触。在所述电路板中铺设数据总线系统的总线，所述数据总线系统形成安全系统的内部总线系统并且独立于外部总线系统运行。所述数据总线系统尤其能以CAN总线的形式设计。每个连接模块具有接触界面13以与电路板进行接触。
所述连接模块形成能随意地与所述基础模块和功能模块结合的模块化系统。在这种情况下，如图1和图2所示，插头10和插座11能用于直接将所述锁定模块2连接至功能模块。可替换地，能在插头10和插座11之间设置缆线14，使得所述锁定模块2和功能模块彼此能以一定距离定位。
有利的是所述安全系统的模块紧固至型轨15，如图3所示。
根据本发明，作为所述模块化装置1的基础模块的锁定模块2具有两个位于相对侧的连接模块，所述连接模块就它们的电连接而言相对于所述锁定模块2的180°旋转是旋转不变的。这意味着所述锁定模块2在第一旋转位置(如图1所示)和相对其旋转180°的第二旋转位置(如图2所示)均形成与所述控制模块5和总线模块6完全相同的连接界面，因此其能在两个旋转位置以同样的方式连接至所述控制模块5和总线模块6，而不需要额外的总线电路。这又意味着同一个锁定模块2能用于连接到所述右手把手模块3(图1)和用于连接到所述左手把手模块3'(图2)这两者。在第一实例中(图1)，所述锁定模块2的保持装置16向右手侧开口以容纳所述右手把手模块3。在第二实例中(图2)，所述保持装置16在左手侧开口以容纳所述左手把手模块3'。
通过图4和图5所示的连接布置实现所述锁定模块2的连接模块的电连接的旋转不变性。
图4和图5示意性地示出具有用作连接模块的两个插头10a、10b的锁定模块2、以及控制模块5和总线模块6，控制模块5和总线模块6每个具有作为连接模块的插座11a、11b。可替换地，所述锁定模块2也能设有两个插座11a、11b。然后插头10以对应的方式设置在所述控制模块5和总线模块6中。
图4和图5中所述布置的每个插座11a、11b和每个插头10a、10b均具有外部连接触点A、B、C、D、E(在每个实例中用I表示)，这些外部连接触点被指定给在相对侧配置的分配的连接模块的相应连接触点A、B、C、D、E。而且，图4和图5中所述布置的每个插座11a、11b和每个插头10a、10b均具有内部连接触点A、B、C、D、E(在每个实例中用II表示)，如该实例中那样，这些内部连接触点的每个连接至所述锁定模块2、控制模块5或总线模块6的内部电路板。
关于与所述控制模块5或总线模块6一体的插座11a、11b，所述内部连接触点II和外部连接触点I在每个实例中通过成直线延伸的线路连接，从而所述内部连接触点II的布置A、B、C、D、E与所述外部连接触点I的布置A、B、C、D、E对应。
关于所述锁定模块2中的插头10a、10b，所述内部连接触点II经由交叉线路与所述外部连接触点I连接，从而内部连接触点II(A、B、C、D、E)的顺序与外部连接触点(E、D、C、B、A)的顺序相反。进一步地，所述插头10a、10b的内部连接触点II经由交叉线路连接；所述插头10b的连接触点II(A、B、C、D、E)的顺序与所述插头10a的连接触点I(E、D、C、B、A)的顺序相反。
由于所述插头10a、10b的连接触点I、II的这种布线，作为图4和图5所示的对比，它们的连接就180°的旋转而言是旋转不变的。关于根据图4的布置，所述锁定模块2位于第一旋转位置中，在该第一旋转位置用于连接右手把手模块3的保持装置16位于右手侧。关于根据图5的布置，所述锁定模块2位于相对于所述第一旋转位置旋转了180°的第二旋转位置中，在该第二旋转位置用于连接左手把手模块3'的保持装置16位于左手侧。在这两种布置中均存在所述插头10a、10b与所述控制模块5或总线模块6的插座11a、11b的完全相同的连接。
图6至图8示出用于图1至图3的模块化装置1的连接模块的设计的详细视图。图6示出插头10的实施方式。所述插头10具有插头基体17；接触界面13在其底部上伸出。所述接触界面13具有弹簧触点18；它们能与所述锁定模块2中电路板的接触垫进行接触。连接部件19在顶部伸出；在该实例中其构成标准的M12界面。所述连接部件19设计成中空圆柱体并且在外部具有外螺纹20，在该实例中其为M12螺纹。在所述连接部件19的内部有几个触针21。所述插头基体17具有两个侧部安装孔22，螺钉22a能插过所述侧部安装孔22以将所述插头10在锁定模块2上固定就位。图7和图8所示的插座11的两个变型被指定给根据图6的插头10。所述插座11具有对于两种变型同样的基体23；与所述插头10的设计相对应，具有弹簧触点18的接触界面13设置在基体的底部上。圆柱形的连接件24位于所述基体23的顶部，该连接件24具有接触孔形式的接触元件25，所述插头10的触针21插入所述接触孔。
所述基体23配置有如图7和图8所示的两种不同的上部26a、26b以形成两种不同的插座变型。所述上部26a、26b两者都具有相同的外部轮廓，从而选择所述上部26a、26b中的一种均能被放置在所述基体23上。为了固定这些部件就位，所述基体23具有突出部27，所述突出部27能放置在所述上部26a、26b中的设计成与其互补的切口28上。而且，所述上部26a、26b具有两个与所述插头10的那些孔类似的侧部安装孔22，所述螺钉22a能插入所述侧部安装孔22以便能将所述插座11在控制模块5或总线模块6上固定就位。
所述上部26a、26b在中心孔29a、29b的设计上不同，当所述上部26a、26b放置在基体23上时，所述中心孔29a、29b带有间隙地围住所述基体23的连接件24。所述上部26a的孔29a以内螺纹30a为边，而所述上部26b的孔29b以上部26b的光滑壁元件30b为边。
相应的上部26a、26b通过O型圈形式的密封件31放置在所述基体23上以形成所述插座11。
根据具有不同设计的孔29a、29b能获得具有不同功能的插座11。缆线插头等能借助图7所示的上部26a拧入所述插座11。另一方面，具有如图8所示上部26b的插座11被放置在如图6所示的插头10上；随后围绕所述孔29b的壁元件30b以微小量的间隙环绕所述插头10的连接部件19。
附图标记一览表：
(1)模块化装置
(2)锁定模块
(2a)壳体
(3)右手把手模块
(3')左手把手模块
(4)门把手
(5)控制模块
(5a)壳体
(6)总线模块
(6a)壳体
(7)按钮
(8)紧急停止按钮
(9a,b)按钮
(10a,b)插头
(11a,b)插座
(12)凹槽
(13)接触界面
(14)缆线
(15)型轨
(16)保持装置
(17)插头基体
(18)弹簧触点
(19)连接部件
(20)外螺纹
(21)触针
(22)安装孔
(22a)螺钉
(23)基体
(24)连接件
(25)接触元件
(26a,b)上部
(27)突出部
(28)切口
(29a,b)孔
(30a)内螺纹
(30b)壁元件
(31)密封件
(I)连接触点A,B,C,D,E
(II)连接触点A,B,C,D,E

Claims (17)

1.一种模块化装置(1)，所述模块化装置(1)具有在两个不同侧的每侧上均具有连接模块的至少一个基础模块和具有至少一个连接模块的至少一个功能模块，其特征在于：所述基础模块的连接模块设计成关于它的机械和电力连接是旋转不变的，使得通过旋转所述基础模块，能选择它的第一或第二连接模块与所述功能模块的连接模块进行接触。
2.根据权利要求1所述的模块化装置，其特征在于：所述基础模块的连接模块设计成关于所述基础模块的180°旋转为旋转对称的。
3.根据权利要求2所述的模块化装置，其特征在于：所述基础模块中彼此相应的两个连接模块的连接件通过电线相互连接。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的模块化装置，其特征在于：所述连接模块形成模块化系统，其中连接模块能以可交换的方式安装在一个或多个所述基础模块和/或一个或多个功能模块上。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的模块化装置，其特征在于：通过连接模块连接的所述基础模块和/或功能模块通过数据总线系统通信。
6.根据权利要求5所述的模块化装置，其特征在于：所述数据总线系统的总线线路被铺设在其中的电路板设置在所述基础模块或功能模块中、或在基础模块或功能模块每者中。
7.根据权利要求6所述的模块化装置，其特征在于：所述连接模块具有用于连接到所述基础模块和/或功能模块的电路板的接触界面(13)。
8.根据权利要求7所述的模块化装置，其特征在于：所述接触界面(13)设计成弹簧触点(18)的形式。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的模块化装置，其特征在于：所述连接模块设计成插头(10、10a、10b)或插座(11、11a、11b)的形式。
10.根据权利要求9所述的模块化装置，其特征在于：插头(10a、10b)和插座(11a、11b)通过缆线(14)直接相互连接。
11.根据权利要求8或9的一项所述的模块化装置，其特征在于：每个插头(10a、10b)具有带外螺纹(20)的标准化连接部件(19)。
12.根据权利要求11所述的模块化装置，其特征在于：每个插座(11、11a、11b)具有带接触界面(13)的基体(23)，其中所述基体(23)配置有第一上部(26a)和第二上部(26b)，所述第一上部(26a)具有带内螺纹(30a)的孔(29a)，所述第二上部(26b)具有无内螺纹(30b)的孔(29b)。
13.根据权利要求12所述的模块化装置，其特征在于：上部(26a、26b)中的一者或，作为一种选择，另一者能在所述插座(11、11a、11b)的所述基体(23)上固定就位。
14.根据权利要求1至13中的一项所述的模块化装置，其特征在于：所述模块化装置形成安全系统。
15.根据权利要求14所述的模块化装置，其特征在于：所述模块化装置形成锁定安全系统，其中所述基础模块设计成锁定模块(2)。
16.根据权利要求14所述的模块化装置，其特征在于：所述锁定安全系统具有控制模块(5)形式的功能模块和/或总线模块(6)形式的功能模块。
17.根据权利要求15或16中的一项所述的模块化装置，其特征在于：所述锁定模块(2)具有用于把手模块(3、3')的保持装置(16)，其中，由于所述连接模块的旋转不变设计，所述锁定模块(2)在锁定模块(2)的连接模块的第一旋转位置连接至功能模块的连接模块并且把手模块(3)附接至所述保持装置(16)的右手侧，并且，在第二旋转位置，所述锁定模块(2)的第二连接模块连接至功能模块的连接模块并且把手模块(3')附接至所述保持装置(16)的左手侧。
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